移動(dòng)路脊法的設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用

摘要：文章分析了高速公路排水不暢路段的原因，論述了移動(dòng)路脊法的設(shè)計(jì)原理，介紹了沈海復(fù)線寧德漳灣至連江浦口高速公路建設(shè)工程的實(shí)際情況，從工程施工準(zhǔn)備、施工工序等方面分析了如何在沈海復(fù)線寧德漳灣至連江浦口高速公路中應(yīng)用移動(dòng)路脊法，以便提高該高速公路的施工質(zhì)量，為之后的使用提供保障。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)路脊法；高速公路；公路設(shè)計(jì)；公路建設(shè)；施工質(zhì)量 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U415 文章編號(hào)：1009-2374（2016）06-0025-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.013

公路平面線形是由三種要素組成的，即直線、圓曲線、回旋曲線。在整體高速公路直線段，路面排所所采用的主要采用的是以中央分隔帶設(shè)計(jì)的高程為基準(zhǔn)的一個(gè)雙向的排水方式，圓曲線部位設(shè)置比較高。其目的主要是以形成向心力平穩(wěn)高速行駛的離心力，并在直線段、圓曲線，以有圓曲線、直線段間的部位則設(shè)置了超高過(guò)渡，因?yàn)闀?huì)由-%過(guò)渡至+%然后又轉(zhuǎn)至-%，所以會(huì)出現(xiàn)±0%的情況，這樣，斷面就不利于路面排水以及車輛行駛的安全。但是，移動(dòng)路脊法設(shè)置高速公路超高橫坡則可達(dá)到消除±0%的情況。

沈海復(fù)線寧德漳灣至連江浦口高速公路（寧德境）是規(guī)劃的“三縱八橫三環(huán)三十三聯(lián)”高速公路骨架網(wǎng)中第二縱的寧德市境南段和福州市境北段。該高速公路的建立使得兩地之間的車輛來(lái)往更為便捷，促進(jìn)了兩地的發(fā)展。移動(dòng)路脊法能夠有效解決該路段出現(xiàn)排水不暢的現(xiàn)象，延長(zhǎng)了該工程的使用壽命，有利于提高工程

質(zhì)量。

1 高速公路排水不暢路段的原因

高速公路建設(shè)中，部分路段需修建超高過(guò)渡段。若設(shè)計(jì)人員無(wú)法科學(xué)合理地設(shè)計(jì)超高過(guò)渡段，便容易令高速公路中曲線外側(cè)路面出現(xiàn)零坡斷面以及坡度較為平緩的區(qū)域，導(dǎo)致高速公路表面的排水速度緩慢。若處于雨季，高速公路無(wú)法及時(shí)排除雨水，導(dǎo)致高速公路中的積水長(zhǎng)時(shí)間存在，對(duì)高速公路之上車輛的行車安全存在一定威脅，同時(shí)也影響了高速公路的使用壽命。

若高速公路路線縱坡坡度較為平緩，且超高漸變與橫坡之間的坡度較為平坦，則曲線外側(cè)路面便容易成為坡度平緩的區(qū)域。高速公路縱坡和超高邊緣坡度值存在一定關(guān)系，具體如該式：i=g±p。式中：i代表超高邊緣坡度值；g代表高速公路縱坡坡值，若該坡段為上坡，則標(biāo)示為正值，若該坡段為下坡，則標(biāo)示為負(fù)值；p表示為超高漸變率，若路線是自雙向橫坡向超高橫坡過(guò)渡則使用“+”號(hào)，反之則使用“-”號(hào)，若“i”等于0或是與0相近，證明該坡段較為平緩。

《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確規(guī)定：若超高漸變率數(shù)值較低，回旋線長(zhǎng)度較長(zhǎng)，容易使曲線段路面無(wú)法及時(shí)排水。故而，施工方案設(shè)計(jì)人員應(yīng)依照排水要求的最低坡率0.3%進(jìn)行計(jì)算。因此，高速公路設(shè)計(jì)中超高漸變率的值應(yīng)控制于0.3%之內(nèi)。盡管如此，當(dāng)路線為直線路段過(guò)渡至曲線路段，且g的絕對(duì)值臨近或是相等于p值，同樣會(huì)出現(xiàn)i臨近或等于零的現(xiàn)象，即產(chǎn)生坡度較為平緩的區(qū)域。相比零坡斷面，坡度較為平緩的區(qū)域排水量更差，若高速公路建設(shè)中存在大面積該類區(qū)域，則代表路面積水面積也基本相同，路面車輛安全便會(huì)受到嚴(yán)重威脅，同時(shí)也會(huì)令瀝青路面受到損害，縮減了高速公路的使用時(shí)間。

2 移動(dòng)路基法的設(shè)計(jì)原理

我國(guó)對(duì)公路路線設(shè)計(jì)有明確規(guī)定，《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》明確要求：若高速公路設(shè)計(jì)中在預(yù)定的時(shí)速為80km/h，且平曲線半徑不高于2500m，則設(shè)計(jì)人員便需設(shè)定超高，超高漸變應(yīng)按照三次拋物線以及移動(dòng)路基法進(jìn)行計(jì)算，并完成于緩和曲線之內(nèi)。

這種方法是旋轉(zhuǎn)方式，指提當(dāng)內(nèi)、外走超高同時(shí)進(jìn)行、同時(shí)結(jié)束時(shí)，把外側(cè)車道繞中央分隔帶外緣線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，內(nèi)側(cè)車道繞中央分隔帶保持水平方面進(jìn)行外緣線的旋轉(zhuǎn)。而外側(cè)車道的超高漸變區(qū)則是以以下方式構(gòu)建：3次拋物線線漸變斷、移動(dòng)路脊段、3次拋物線漸變斷所組成的，內(nèi)側(cè)全部都是由三次拋物線的漸變斷構(gòu)成。內(nèi)位各自以適當(dāng)?shù)臐u變率一起到達(dá)超高橫坡值。

施工人員需注意，施工過(guò)程中，內(nèi)外超高需同時(shí)開(kāi)始施工，并保證內(nèi)外超高在同一時(shí)間結(jié)束。施工人員將水平的中央分隔帶的外緣線作為軸，將外側(cè)車道沿軸旋轉(zhuǎn)，在同一時(shí)間內(nèi)，內(nèi)側(cè)車道同樣旋轉(zhuǎn)。外側(cè)車道超高漸變部分由以下構(gòu)成：高速公路兩側(cè)為三次拋物線漸變段，中間為移動(dòng)路脊段。其中高速公路的內(nèi)側(cè)車道全部由拋物線漸變段構(gòu)成，施工人員應(yīng)對(duì)漸變率進(jìn)行控制，以便高速公路兩側(cè)能夠同時(shí)達(dá)到超高橫坡值。

通常情況下，高速公路中將中央隔帶外緣線作為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，即使旋轉(zhuǎn)過(guò)程中超高漸變率不低于，若縱坡較為平緩，端面寬度較寬，行車道排水系統(tǒng)也會(huì)受到影響，導(dǎo)致行車道排水無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果。施工人員可采用縮減超高過(guò)渡段的實(shí)際長(zhǎng)度，增加超高漸變率等方法處理該問(wèn)題。除上述方法外，施工人員可將路面橫坡中-1%～+1%處設(shè)定為移動(dòng)路脊段部分，移動(dòng)路脊便成為路拱拱頂線，有利于改善高速公路排水條件。

3 工程概況簡(jiǎn)述

沈海復(fù)線寧德漳灣至連江浦口高速公路（寧德境）在福建省寧德市蕉城區(qū)內(nèi)，以蕉城區(qū)漳灣鎮(zhèn)增坂村為起點(diǎn)，連通了沈海線福鼎至寧德蕉城段擴(kuò)容工程，以蕉城區(qū)飛鸞鎮(zhèn)油車嶺設(shè)置隧道為終點(diǎn)，連通了沈海復(fù)線寧德漳灣至連江浦口。該項(xiàng)目起訖樁號(hào)為K0+000～K30+100，存在3處斷鏈，主線里程實(shí)際為24.7km。依照雙向6車道方式建立，預(yù)計(jì)該高速公路之上的車輛時(shí)速為100km/h。其中超高段的排水工程是該工程中的主要工程項(xiàng)目之一。該高速公路的主要路面結(jié)構(gòu)層如下：主線厚度可達(dá)78cm（3%水穩(wěn)層35cm，級(jí)配碎石層厚度為17cm，ATB-25層16cm，下面層5.5cm，上面層4.5cm）；互通匝道長(zhǎng)度為67cm（3%水穩(wěn)層30cm，級(jí)配碎石層厚度為15cm，ATB-25層12cm，下面層5.5cm，上面層4.5cm）。

4 移動(dòng)路脊法在實(shí)際工程中的應(yīng)用

4.1 施工準(zhǔn)備

施工人員在施工過(guò)程之前需先完成以下準(zhǔn)備工作：

第一，施工企業(yè)應(yīng)為施工人員配備以下工具：2臺(tái)具備伸縮能力的攤鋪機(jī)，重量達(dá)3t的小型雙鋼輪壓路機(jī)、切割機(jī)以及重量為10t的灑水車等設(shè)備也需進(jìn)行準(zhǔn)備。

第二，組織施工人員對(duì)目標(biāo)區(qū)域?qū)嵤┣逑醋鳂I(yè)，將目標(biāo)區(qū)域內(nèi)體積較大的雜物進(jìn)行清除，保證攤鋪機(jī)在工作之前，目標(biāo)區(qū)域下面結(jié)構(gòu)層保持清潔。同時(shí)施工人員按照施工流程，向目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行處理，將乳化瀝青粘層油撒于目標(biāo)區(qū)域之上。

第三，針對(duì)移動(dòng)路脊重點(diǎn)以及起點(diǎn)的瀝青之下的層攤鋪橫向施工縫，施工人員可利用切割機(jī)進(jìn)行切平處理，切平處理作業(yè)完成后對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行清理，在確保潔凈之后將乳化瀝青涂抹至目標(biāo)區(qū)域上。

第四，施工人員通過(guò)測(cè)量放樣獲取移動(dòng)路脊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生軌跡線的具體數(shù)值，同時(shí)施工人員可使用石灰線將路脊分為若干區(qū)域。

第五，施工人員可通過(guò)懸掛鋼絲將對(duì)下列標(biāo)線實(shí)施高程控制：移動(dòng)路脊線、道路路肩邊界線以及中分帶邊界線。施工人員在攤鋪瀝青過(guò)程中，需注意兩攤鋪機(jī)中間應(yīng)使用長(zhǎng)度為4m、高度為0.1m、寬度為0.04m的鋁合金尺進(jìn)行找平，從而對(duì)標(biāo)高實(shí)施控制。

4.2 施工工序

施工人員在使用移動(dòng)路脊法時(shí)，應(yīng)按照以下步驟進(jìn)行施工：

第一，施工人員在使用移動(dòng)路脊法進(jìn)行施工時(shí)，目標(biāo)路段的實(shí)際長(zhǎng)度以及路脊的橫坡的坡度都必須依照設(shè)計(jì)方案中的規(guī)定進(jìn)行標(biāo)記與施工。施工人員在確定移動(dòng)路脊的目標(biāo)路段的施工長(zhǎng)度之后，可將該路段視為一個(gè)矩形，之后連接對(duì)角線，并將繼續(xù)劃分，通常情況下，劃分為8個(gè)板塊（如圖1所示），之后按照板塊依次施工。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)攤鋪區(qū)域具體劃分方式

第二，施工人員可使用福格勒1700式攤鋪機(jī)進(jìn)行瀝青的攤鋪工作，該攤鋪機(jī)的攤鋪寬度的范圍為3～7.75m，且其具備自動(dòng)調(diào)節(jié)攤鋪寬度的能力。不僅如此，其能夠自動(dòng)伸縮，施工人員加以配合便能夠在攤鋪瀝青的同時(shí)，對(duì)瀝青進(jìn)行修整。

第三，施工人員應(yīng)按照以下順序進(jìn)行施工：1、7、2、3、4、5、8、6。施工人員需使用兩臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)進(jìn)行攤鋪工作，設(shè)兩個(gè)攤鋪機(jī)為A、B，分別對(duì)應(yīng)圖2中的A、B。除此以外，7號(hào)區(qū)域與8號(hào)區(qū)域需施工人員手動(dòng)攤鋪。當(dāng)A攤鋪機(jī)開(kāi)始攤鋪?zhàn)鳂I(yè)之后，攤鋪寬度逐漸自6m縮減至3m。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)實(shí)施5～10m之后，施工人員開(kāi)始聯(lián)合裝載機(jī)在7號(hào)區(qū)域?qū)嵤r青攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。1號(hào)區(qū)域攤鋪?zhàn)鳂I(yè)實(shí)施10～15m之后，B攤鋪機(jī)開(kāi)始在2號(hào)區(qū)域?qū)嵤備佔(zhàn)鳂I(yè)，攤鋪寬度也自6m逐漸縮減至3m。施工人員需注意，7號(hào)區(qū)域的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)需在1號(hào)區(qū)域攤鋪?zhàn)鳂I(yè)完成之前結(jié)束，并修整完畢。A攤鋪機(jī)完成1號(hào)區(qū)域內(nèi)的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)之后，轉(zhuǎn)向3號(hào)區(qū)域?qū)嵤備佔(zhàn)鳂I(yè)，攤鋪寬度也自1.5m逐漸增加至6m。B攤鋪機(jī)在2號(hào)區(qū)域的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)完成之后轉(zhuǎn)向4號(hào)區(qū)域，此時(shí)B攤鋪機(jī)的攤鋪寬度自6m逐漸縮減至1.5m。A攤鋪機(jī)在3號(hào)區(qū)域的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)完成之后，轉(zhuǎn)向5號(hào)區(qū)域?qū)嵤備佔(zhàn)鳂I(yè)，攤鋪寬度自3m逐漸增加至6m。B攤鋪機(jī)在4號(hào)區(qū)域的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)完成之后，轉(zhuǎn)向6號(hào)區(qū)域繼續(xù)進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，攤鋪寬度此時(shí)自3m增加至6m。與此同時(shí)，施工人員開(kāi)始聯(lián)合裝載機(jī)在8號(hào)區(qū)域進(jìn)行攤鋪，且8號(hào)區(qū)域的瀝青攤鋪?zhàn)鳂I(yè)需在5號(hào)區(qū)域的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)結(jié)束之前完成。

5 結(jié)語(yǔ)

施工企業(yè)在超高緩和段設(shè)立移動(dòng)路脊能夠明顯加快高速公路的排水速度，使得高速公路排水問(wèn)題得以解決，也使得沈海復(fù)線寧德漳灣至連江浦口高速公路更為安全，使用時(shí)間更為長(zhǎng)久。

參考文獻(xiàn)

[1]黃凱.淺談移動(dòng)路脊法的設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用[J].福建建筑，2014，（10）.

[2]牛立峰.緩和曲線段超高移動(dòng)路脊法施工技術(shù)研究[J].鐵道建筑技術(shù)，2012，（S1）.

[3]柳銀芳，侯睿.移動(dòng)路脊設(shè)計(jì)在實(shí)際工程中的應(yīng)用[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2011，（4）.

[4]上官玉龍.淺析高速公路排水設(shè)計(jì)的問(wèn)題及優(yōu)化[J].科協(xié)論壇（下半月），2011，（11）.

作者簡(jiǎn)介：莫鵬（1983-），男，湖南桃江人，中交一公局廈門工程有限公司工程師，研究方向：土木工程。

（責(zé)任編輯：周 瓊）