山區(qū)公路設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題及設(shè)計(jì)方法

吳志文

漳州市先行勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司

山區(qū)公路設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題及設(shè)計(jì)方法

吳志文

漳州市先行勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司

山區(qū)公路設(shè)計(jì)影響因素較多，地形環(huán)境更加復(fù)雜多變，必須從中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高設(shè)計(jì)水平。要做好前期勘察合理選擇公路線路，加強(qiáng)道路安全性方面的設(shè)計(jì)，注意道路曲線長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)，注重線形組合設(shè)計(jì)，強(qiáng)化對(duì)公路護(hù)坡的處理，處理好各個(gè)環(huán)節(jié)中的細(xì)節(jié)，提高山區(qū)公路工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量，延長(zhǎng)其使用壽命。本人根據(jù)自己多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，下面就對(duì)這些方面進(jìn)行分析，希望給有關(guān)人士一些借鑒。

山區(qū)公路設(shè)計(jì)；注意問題；設(shè)計(jì)方法

1 分析山區(qū)公路設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

1.1 在山區(qū)公路線路選擇中存在問題

進(jìn)行山區(qū)公路建設(shè)過程中，必須考慮多方面的因素，否則公路投入使用后將會(huì)出現(xiàn)很多問題。規(guī)劃線路要滿足道路等級(jí)規(guī)定，將不同線形科學(xué)的組合到一起，當(dāng)前在公路線路選擇中存在較多問題，例如設(shè)計(jì)中選用的線路和地質(zhì)勘察結(jié)果不符合，直接影響山區(qū)公路的設(shè)計(jì)和施工。根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得知，只有做好前期的勘察工作，才能確保線路的合理性，但是實(shí)際工作中，往往由于設(shè)計(jì)時(shí)間緊，前期勘察工作做不到位，導(dǎo)致前期勘察工作質(zhì)量下降，公路線路選擇不合理，為后續(xù)工作帶來了很多問題，比如增加投資、重新設(shè)計(jì)等等。

1.2 分析山區(qū)公路在安全設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題

在山區(qū)進(jìn)行公路建設(shè)存在很多困難，例如山區(qū)地形復(fù)雜多變，如果線路選擇不合理，或者施工不到位，在投入使用中就會(huì)出現(xiàn)安全問題；山區(qū)公路設(shè)計(jì)存在連續(xù)彎道情況，在彎道行駛過程中，駕駛員的行車視距會(huì)大幅度縮短；山區(qū)道路受到地理環(huán)境的限制，導(dǎo)致彎道的道路半徑較小，在經(jīng)過連續(xù)彎道時(shí)很容易出現(xiàn)事故。另一方面，在山區(qū)地勢(shì)起伏很大，連續(xù)上坡也經(jīng)常發(fā)生事故，很多設(shè)計(jì)人員沒有到現(xiàn)場(chǎng)勘查，因此在設(shè)計(jì)中沒有對(duì)彎道、上坡段做好設(shè)計(jì)，道路在投入使用中經(jīng)常發(fā)生安全事故，不僅影響駕駛?cè)藛T和車輛的安全，道路自身也經(jīng)常被破壞，提高了道路的維修成本，限制了道路作用的發(fā)揮。

1.3 分析曲線長(zhǎng)度設(shè)計(jì)中存在的問題

山地公路設(shè)計(jì)必須注意對(duì)曲線長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)，對(duì)于緩和曲線而言，其主要在直線與圓曲線之間應(yīng)用，或者在兩個(gè)半徑相差較大的圓曲線上應(yīng)用，其屬于一種曲率連續(xù)變化的曲線。設(shè)計(jì)目的就是利用道路曲率的變化而滿足車輛駕駛的需求。但是很多地方的道路曲率設(shè)計(jì)不合理，沒有經(jīng)過測(cè)試和精準(zhǔn)計(jì)算，甚至有些道路直接根據(jù)地勢(shì)結(jié)構(gòu)，天然曲線進(jìn)行道路設(shè)計(jì)，導(dǎo)致在駕駛中曲率變化不一，車輛行駛軌跡和曲率不能很好的貼合到一起，直接威脅車輛和駕駛?cè)藛T的安全。

2 分析山區(qū)公路設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)方法

2.1 做好前期勘察合理選擇公路線路

對(duì)山區(qū)公路進(jìn)行線路選擇中，如果規(guī)劃線路需要穿過民房、廠房等公用密集的地區(qū)，進(jìn)行線路勘察時(shí)如果沒有其他因素影響，可以選擇直線線路，兩點(diǎn)之間距離最短，從整體規(guī)劃而言可以保證公路里程最短。但是現(xiàn)實(shí)情況并非如此，在山地公路建設(shè)過程中，受到當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、自然條件、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等因素的影響[1]，因此雖然理論上所規(guī)劃設(shè)計(jì)出的公路線路比較合理，但是再考慮上述其他因素后，就要對(duì)線路做綜合的調(diào)整，對(duì)公路線路做整體優(yōu)化，提高其實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益。在山區(qū)公路建設(shè)過程中，為了有效縮減工程項(xiàng)目的投資，避免發(fā)生不必要的民事糾紛，進(jìn)行公路線路勘察設(shè)計(jì)時(shí)最好距離居民區(qū)較遠(yuǎn)，科學(xué)應(yīng)用當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件，做好建設(shè)施工量最小，在此基礎(chǔ)上，要達(dá)到公路工程建設(shè)和當(dāng)?shù)氐貐^(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)有機(jī)結(jié)合，從而將公路作用發(fā)揮到最大。除此之外，進(jìn)行山區(qū)公路選線過程中，不能只追求高標(biāo)準(zhǔn)，也不能只注重表面的環(huán)保，要從實(shí)際情況出發(fā)，權(quán)衡投資和效益[2]。等級(jí)較低公路，曲線間夾直線可適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)，同向曲線間夾直線可降至2.5V，反響曲線間夾直線可降至2V。很多時(shí)候線路選擇只依靠工作人員的經(jīng)驗(yàn)，沒有借鑒勘察得到的地質(zhì)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案不合理，因此各個(gè)公路設(shè)計(jì)單位及人員必須重視前期勘察工作和線路選擇工作，提高勘察質(zhì)量(如圖1所示）。

圖1：合理選擇公路線路

2.2 分析在道路安全性方面的設(shè)計(jì)

針對(duì)山區(qū)地形多變的特點(diǎn)，在道路設(shè)計(jì)中主要以曲線設(shè)計(jì)為主，常用的線路類型是緩和曲線和圓曲線。設(shè)計(jì)中要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行彎度半徑的選擇。若是連續(xù)彎，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，相鄰半徑比不應(yīng)大于2。進(jìn)行彎道設(shè)計(jì)過程中，不僅要滿足彎度半徑，還必須強(qiáng)化安全防護(hù)，增加隔離柵欄、護(hù)欄的建設(shè)數(shù)量，在重要路段，事故多發(fā)路段設(shè)置好警示標(biāo)識(shí)，提醒車輛減速慢行[3]（如圖2所示）。

圖2：因地制宜進(jìn)行設(shè)計(jì)

2.3 曲線設(shè)計(jì)中注意對(duì)長(zhǎng)度的控制

為了滿足車輛行駛的要求，提高山區(qū)道路的安全性，設(shè)計(jì)人員在道路設(shè)計(jì)中應(yīng)用了緩和曲線，這樣道路曲率能夠和車輛行駛軌跡比較完整貼合到一起，有效避免車輛行駛時(shí)受到離心力和行駛方向的影響，行駛中不會(huì)出現(xiàn)較大的沖擊力，在實(shí)踐中應(yīng)用這一設(shè)計(jì)方法具有很好的過渡作用和緩沖作用。進(jìn)行山區(qū)道路設(shè)計(jì)時(shí)一定要嚴(yán)格控制緩和曲線長(zhǎng)度，過短和過長(zhǎng)都不適合，這樣對(duì)車輛行駛產(chǎn)生致命影響。具體而言，如果緩和長(zhǎng)度設(shè)計(jì)的過短，增加曲率變化的難度，而且道路其他的圓曲線不能和緩和曲線完整的銜接，還會(huì)影響駕駛?cè)藛T的視覺效果，例如緩和曲線長(zhǎng)度設(shè)計(jì)過短，在駕駛中會(huì)呈現(xiàn)給駕駛?cè)藛T一種沖擊感；緩和曲線長(zhǎng)度設(shè)計(jì)過長(zhǎng)，超高漸變率過小，會(huì)導(dǎo)致曲線段路面排水不暢。

由此可見，緩和曲線在設(shè)計(jì)中必須有效控制長(zhǎng)度，綜合考慮各項(xiàng)元素，例如安全要素、線路坡度、離心力、路面排水等，確保線路設(shè)計(jì)的美觀性及和諧度。一般緩和曲線長(zhǎng)度在設(shè)計(jì)中回旋線:圓曲線:回旋線的比例為1∶1∶1。

2.4 線形組合設(shè)計(jì)工作

公路設(shè)計(jì)時(shí)，一般做法是先平面線形設(shè)計(jì)，后進(jìn)行縱面線形設(shè)計(jì)，因此，在進(jìn)行平面線形設(shè)計(jì)時(shí)，需同時(shí)考慮縱面線形設(shè)計(jì)的配合。平縱線形組合設(shè)計(jì)原則為“相互對(duì)應(yīng)”，且平曲線稍長(zhǎng)于豎曲線，即通常說的“平包豎”。研究資料表明，平曲線半徑小于2000m，豎曲線半徑小于15000m時(shí)，平、豎曲線的相互對(duì)應(yīng)對(duì)線形組合就顯得十分重要；隨著平、豎曲線半徑的增大，其影響逐漸減少。當(dāng)平曲線半徑大于6000m，豎曲線半徑大于25000m時(shí)，對(duì)線形的影響就顯得不敏感了[4]。

線形組合設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮合成坡度是否滿足要求。由于山區(qū)公路，受地形等條件影響，平曲線半徑往往會(huì)設(shè)計(jì)的比較小，縱斷面坡度又設(shè)計(jì)的比較大，這時(shí)候就要檢查合成坡度是否超過規(guī)范值，若超過規(guī)范值，則應(yīng)調(diào)整平縱面設(shè)計(jì)。

同樣，山區(qū)公路，由于受地形等條件限制，設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常是小半徑，大縱坡，這樣，往往造成停車視距或者會(huì)車視距不夠，因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中要檢查視距是否滿足要求，若不滿足，則應(yīng)調(diào)整平縱面設(shè)計(jì)或采取其它有效措施以滿足視距要求。

2.5 強(qiáng)化對(duì)公路護(hù)坡的處理

在山區(qū)進(jìn)行公路建設(shè)過程中，邊坡防護(hù)處理工作不到位就會(huì)出現(xiàn)安全事故，一般山區(qū)公路會(huì)在山體附近建設(shè)，如果自然條件發(fā)生變化，或者在陰雨天氣運(yùn)行，直接影響車輛通行，公用效率大打折扣，由此可見加強(qiáng)對(duì)邊坡的治理十分重要。在山區(qū)公路中常見的危害有沉降、路基位移、邊坡塌陷等。通過對(duì)問題的分析得知，根本原因是路堤壓實(shí)度不高，邊坡高度設(shè)計(jì)不合理，設(shè)計(jì)中為了規(guī)避這一系列的問題，處理邊坡時(shí)要因地制宜，節(jié)約投入的人力物力，提高施工效率，結(jié)合不同地理環(huán)境，有針對(duì)性的制定邊坡處理方案，避免在這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)安全隱患。選擇使用方法要根據(jù)地理環(huán)境，地勢(shì)情況以及具體施工需要等，不能盲目施工。

3 總結(jié)

通過以上對(duì)山區(qū)公路設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題分析，發(fā)現(xiàn)和普通公路設(shè)計(jì)有很大區(qū)別，尤其在邊坡防護(hù)、線路選擇、彎曲長(zhǎng)度設(shè)計(jì)上要求更為嚴(yán)格，針對(duì)以往山區(qū)公路設(shè)計(jì)存在的問題，有針對(duì)性的進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，滿足公路設(shè)計(jì)的整體需求后，還可以保證駕駛?cè)藛T和車輛的安全。

[1]李紅珠,石旋.山區(qū)公路勘察與設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)巖土工程問題[J].工程技術(shù):引文版,2016(11):00269～00269.

[2]徐翔輝.淺談山區(qū)四級(jí)公路設(shè)計(jì)中的問題與注意事項(xiàng)[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2016(8):00233～00233.

[3]錢小波,楊余青.山區(qū)公路路線設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問題[J].工程技術(shù):引文版,2016(5):00078～00079.

[4]JTG D20-2006,公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[5]JTG B01-2014,公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S]

[6]JTG D30-2015,公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S]