公路設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題與應(yīng)對(duì)策略分析

魏文峰

山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司 山西太原 030032

經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升和工程建設(shè)領(lǐng)域的持續(xù)變革促進(jìn)了公路工程的快速發(fā)展，交通工具的數(shù)量也不斷上升。當(dāng)前我們正處在交通條件不斷優(yōu)化的時(shí)期，改善公路工程的施工效果也成為了國(guó)民關(guān)注的重點(diǎn)。因?yàn)榻煌▔毫Φ牟粩嘣黾樱坟?fù)荷已經(jīng)超過(guò)了規(guī)范要求，所以公路經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種不良情況，甚至是公路斷裂事故，這就對(duì)國(guó)民的人身安全和財(cái)產(chǎn)利益造成了威脅。在這種情況下，公路工程的設(shè)計(jì)人員需要針對(duì)目前公路工程各個(gè)階段常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，并采用合理的設(shè)計(jì)手法來(lái)進(jìn)行應(yīng)對(duì)和預(yù)防。

1 公路設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題

如果對(duì)公路工程的設(shè)計(jì)階段不加以重視，則后續(xù)整個(gè)施工環(huán)節(jié)都會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。在公路投入使用之后，這很容易造成嚴(yán)重的開(kāi)裂問(wèn)題。如果公路工程中出現(xiàn)嚴(yán)重的裂紋問(wèn)題，將會(huì)對(duì)公路的外觀產(chǎn)生嚴(yán)重影響，另一方面還會(huì)影響公路的建造效果，增加了公路工程中潛在的安全隱患。

1.1 施工材料的設(shè)計(jì)存在不合理性

目前，中國(guó)大多數(shù)公路施工都以混凝土為主要工程材料，混凝土材料的質(zhì)量控制在設(shè)計(jì)階段中非常重要。其中，混凝土的配合比，水灰比和未來(lái)的保護(hù)性決定了公路的質(zhì)量以及路面是否有裂縫。許多公路出現(xiàn)嚴(yán)重開(kāi)裂的原因是因?yàn)榛炷临|(zhì)量管理工作的缺失，在工程的設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員就沒(méi)有關(guān)注對(duì)混凝土質(zhì)量進(jìn)行有效管理的相關(guān)內(nèi)容[1]。另一方面，一旦設(shè)計(jì)人員所規(guī)劃混凝土的施工時(shí)間存在不合理性，就很容易導(dǎo)致混凝土中的水分揮發(fā)。它會(huì)引起凝結(jié)并限制材料的作用，而保養(yǎng)工作不足則會(huì)導(dǎo)致公路開(kāi)裂。

1.2 公路鋼筋設(shè)計(jì)的問(wèn)題

在公路建造過(guò)程中，鋼筋與整個(gè)公路的骨架相對(duì)應(yīng)，并在公路質(zhì)量中起著重要作用，這意味著在公路工程中，鋼筋設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)公路質(zhì)量產(chǎn)生影響，如果鋼筋設(shè)計(jì)不合理就會(huì)導(dǎo)致公路出現(xiàn)故障問(wèn)題。一方面，在公路設(shè)計(jì)方案中未注明鋼筋使用的高度需要保持規(guī)則性鋼筋的腐蝕現(xiàn)象。另一方面，它與自然因素有一定關(guān)系。如果公路工程設(shè)計(jì)人員未合理考慮當(dāng)?shù)刈匀粭l件，未思考相應(yīng)的防護(hù)措施，使用后自然條件的侵蝕可能會(huì)導(dǎo)致公路工程在一定時(shí)期內(nèi)發(fā)生腐蝕[2]。

1.3 人行道設(shè)計(jì)的問(wèn)題

人行道松動(dòng)是公路工程中出現(xiàn)的問(wèn)題。在公路工程建設(shè)中，路面鋪裝所占的比例很小，但其作用非常重要，通常是保證公路順利通過(guò)的基礎(chǔ)。但是，許多工程設(shè)計(jì)單位在公路設(shè)計(jì)階段中忽略了人行道的質(zhì)量控制，未對(duì)路面層制定系統(tǒng)的施工標(biāo)準(zhǔn)和要求，最終導(dǎo)致路面層嚴(yán)重松動(dòng)，大大縮短了相應(yīng)公路工程的維修時(shí)間和周期，這會(huì)影響到工程企業(yè)的信譽(yù)和未來(lái)發(fā)展。

1.4 設(shè)計(jì)人員專業(yè)綜合素質(zhì)不足

公路工程的設(shè)計(jì)與實(shí)際設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)和職業(yè)道德息息相關(guān)。如果設(shè)計(jì)隊(duì)伍的素質(zhì)參差不齊，隊(duì)伍中具有職業(yè)道德和理論知識(shí)存在缺陷的人員，就會(huì)導(dǎo)致很容易設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)受到影響。此外，由于設(shè)計(jì)人員不關(guān)注關(guān)鍵環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，再加上缺乏專業(yè)知識(shí)和技能，他們會(huì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中忽略關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，從而嚴(yán)重限制公路工程的發(fā)展[3]。

1.5 缺乏合理性的防水設(shè)計(jì)

因?yàn)橛行┕饭こ痰氖┕きh(huán)境比較特殊，工程材料很容易被放置在潮濕的環(huán)境當(dāng)中，而為了保證工程材料不受損壞，工程的設(shè)計(jì)人員必須在設(shè)計(jì)階段考慮到相應(yīng)的防水措施。雖然大多數(shù)工程設(shè)計(jì)人員都對(duì)公路工程防水體系的建設(shè)給予了充分的重視，但是很多設(shè)計(jì)人員都在施工材料和施工技術(shù)的選用等一些細(xì)節(jié)性的工作當(dāng)中出現(xiàn)了問(wèn)題，而這些問(wèn)題都會(huì)影響防水體系的建立，這也是目前很多公路設(shè)計(jì)單位在防水工作中會(huì)面臨的情況。

1.6 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)參數(shù)不合理

公路工程的施工效果與設(shè)計(jì)方案中的參數(shù)中具有一定程度的聯(lián)系，在作業(yè)前期的規(guī)劃階段設(shè)計(jì)符合規(guī)范要求的參數(shù)對(duì)于后期的作業(yè)活動(dòng)來(lái)說(shuō)具有重要意義。不過(guò)，在公路工程的規(guī)劃階段，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)參數(shù)不能滿足后期使用需求的問(wèn)題。有些公路工程的使用需求不能得到滿足是由于設(shè)計(jì)方案中的參數(shù)存在問(wèn)題。盡管設(shè)計(jì)人員預(yù)估了公路工程的使用時(shí)間，但是在投入試用期間還會(huì)因?yàn)楦鞣N問(wèn)題而導(dǎo)致公路出現(xiàn)磨損，進(jìn)而使得公路的使用壽命得以縮短，并且阻礙到了交通的正常運(yùn)行，對(duì)國(guó)民的出行安全造成了威脅。同時(shí)，因?yàn)檎块T(mén)還對(duì)公路工程的使用安全作出了要求，所以在預(yù)定的使用期限中發(fā)生損壞問(wèn)題是不符合規(guī)定的。

2 針對(duì)公路設(shè)計(jì)問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施

2.1 對(duì)施工方案的設(shè)計(jì)工作給予足夠的重視

設(shè)計(jì)人員所規(guī)劃的施工方案是后期工程單位正式施工時(shí)的參考依據(jù)，因此工程企業(yè)必須對(duì)施工方案的設(shè)計(jì)工作給予足夠的重視。首先，工程團(tuán)隊(duì)必須派出一個(gè)專業(yè)的考察小隊(duì)前往施工場(chǎng)地進(jìn)行調(diào)研，并擬好完整的調(diào)研數(shù)據(jù)庫(kù)。再根據(jù)這一調(diào)研數(shù)據(jù)庫(kù)和以往同類工程的相關(guān)資料來(lái)設(shè)計(jì)詳細(xì)全面的施工方案，從而確保后續(xù)的施工團(tuán)隊(duì)能夠具有一個(gè)科學(xué)的參考依據(jù)。其次，數(shù)據(jù)的誤差會(huì)影響到工程施工的整體質(zhì)量，這就需要設(shè)計(jì)人員必須在計(jì)算數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)算和核對(duì)，并根據(jù)實(shí)際的施工情況來(lái)進(jìn)行調(diào)整，以此來(lái)提升工程施工的精準(zhǔn)度和質(zhì)量。

2.2 公路防裂設(shè)計(jì)

首先，在混凝土公路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意澆筑過(guò)程中所需的混凝土攪拌比。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，禁止設(shè)計(jì)人員根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)攪拌比，這樣可以有效防止混凝土質(zhì)量與特定要求相符，從而大大減少以后使用中公路開(kāi)裂的發(fā)生，另一方面，設(shè)計(jì)人員還要注意混凝土脫模后的維護(hù)設(shè)計(jì)，將維護(hù)工作的時(shí)間設(shè)置為半個(gè)月及其以上，混凝土外表面應(yīng)用水潤(rùn)濕，以確保路面板的濕度，防止混凝土脫水，從而有效保證路面板的質(zhì)量。在設(shè)計(jì)方案中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)注明需要在混凝土振動(dòng)攪拌過(guò)程中確保振動(dòng)攪拌的有效性和效率，以實(shí)現(xiàn)混凝土完全攪拌，另一方面，應(yīng)在混凝土過(guò)程中添加相應(yīng)的材料進(jìn)行攪拌，從而混合以確?；炷临|(zhì)量。通常情況下，如果原材料的質(zhì)量在設(shè)計(jì)階段得到合理控制，就能夠防止路面出現(xiàn)裂縫情況。確保公路裂縫能夠得到有效地控制，保障公路的質(zhì)量，確保行車的安全。

2.3 引進(jìn)現(xiàn)代化技術(shù)

設(shè)計(jì)人員可以在公路規(guī)劃工作中引進(jìn)各種現(xiàn)代化技術(shù)，這里以BIM技術(shù)為例。設(shè)計(jì)人員可以在利用BIM技術(shù)來(lái)制作公路工程的可視化模型。在提交工程資料之前，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以利用BIM技術(shù)來(lái)將公路工程的理想施工效果還原出來(lái)，并利用多方位的視圖來(lái)幫助施工團(tuán)隊(duì)理解公路工程的模型，以便于施工工作的順利進(jìn)行。BIM技術(shù)可以將公路工程的實(shí)體按照1:1的比例還原出來(lái)，從而在工程施工前提的設(shè)計(jì)工作就可以對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防，降低了設(shè)計(jì)工作后期需要進(jìn)行返工的情況，減少設(shè)計(jì)模型與實(shí)際施工之間存在的差距。BIM則可以實(shí)現(xiàn)各方的可視化設(shè)計(jì)，所有的問(wèn)題和矛盾都能夠反映到模型中，給出合理的各方都能夠接受的可行性方案，最大程度地滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，在施工前，設(shè)計(jì)人員還可以使用BIM技術(shù)對(duì)公路的鋪設(shè)進(jìn)行模擬，可以提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中存在的問(wèn)題，從而改進(jìn)公路工程設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量。

2.4 根據(jù)施工成本進(jìn)行合理設(shè)計(jì)

政府部門(mén)能為公路工程投入的資金是有限的，因此工程的施工成本是固定的，為了盡可能提升有限成本的利用率，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)成本進(jìn)行把控。因?yàn)樵诠饭こ讨姓紦?jù)施工成本的絕大比例的就是施工材料的購(gòu)置費(fèi)用，所以控制施工材料成本就是把控施工成本的重要方法[4]。首先，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)當(dāng)盡可能在設(shè)計(jì)階段發(fā)揮成本的最大利用率，確保材料購(gòu)置開(kāi)銷能夠控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，盡可能提升施工材料的合理利用率。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還可以盡量選用經(jīng)濟(jì)成本較低的清潔材料，從而即將成本控制在合理范圍內(nèi)，又對(duì)環(huán)境起到較好的保護(hù)作用。

2.5 重視防水設(shè)計(jì)工作

公路工程的防水工作是關(guān)系到整個(gè)工程的使用壽命和使用階段安全性的重要工作，因此工程設(shè)計(jì)人員必須確保防水工作落實(shí)到位。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須在設(shè)計(jì)過(guò)程中確保所有工作指標(biāo)都控制在合理范圍之內(nèi)，以此來(lái)防止因工程防水設(shè)計(jì)工作不到位所出現(xiàn)的一系列質(zhì)量問(wèn)題。

2.6 貫徹生態(tài)環(huán)保設(shè)計(jì)理念

在過(guò)去，我國(guó)為了快速縮小與國(guó)際平均經(jīng)濟(jì)水平的距離，以放棄環(huán)境利益作為高速發(fā)展經(jīng)濟(jì)的代價(jià)，但是在國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平已經(jīng)達(dá)到了一定高度的今天，建設(shè)領(lǐng)域不能再沿用過(guò)去的發(fā)展模式，所以在公路工程的設(shè)計(jì)階段的，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)保證公路施工與生態(tài)環(huán)境之間的和諧發(fā)展，以長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光來(lái)看待公路工程的發(fā)展進(jìn)程。首先，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)具備生態(tài)環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展理念，還要將這種理念落實(shí)在公路工程的設(shè)計(jì)工作中去。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員要規(guī)劃綠色建設(shè)的方案，在最大程度上減少工程建設(shè)給周邊環(huán)境所造成的污染和破壞。其次，在公路工程的過(guò)程中需要將具有最佳環(huán)保性能的新能源材料作為優(yōu)先選用的材料，盡可能實(shí)現(xiàn)對(duì)于環(huán)保綠色工藝的有效利用，還要按照行業(yè)的規(guī)范要求來(lái)排放生產(chǎn)廢料。另外，在設(shè)計(jì)施工流程的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員需要最大程度地使用環(huán)保節(jié)能工藝，并且與時(shí)俱進(jìn)地改進(jìn)和調(diào)整環(huán)保節(jié)能工藝，以此來(lái)將工程施工所造成的污染和破壞降到最低，盡可能保證工程資源物盡其用。

2.7 關(guān)注虛擬技術(shù)的重要作用

如今因?yàn)楝F(xiàn)代化建設(shè)的深入發(fā)展推動(dòng)了我國(guó)技術(shù)領(lǐng)域的革新，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也為國(guó)民生產(chǎn)生活領(lǐng)域發(fā)揮了更加顯著的優(yōu)勢(shì)作用，這為數(shù)字虛擬技術(shù)提供了一個(gè)很好地發(fā)展空間，也使得公路工程設(shè)計(jì)工作能夠進(jìn)入高新化的發(fā)展階段。數(shù)字模擬技術(shù)盡管是一項(xiàng)新興技術(shù)，但它其中融入了各種各樣的新興技術(shù)，比如可視化模擬技術(shù)、多媒體技術(shù)，這同公路工程設(shè)計(jì)工作原先應(yīng)用的設(shè)計(jì)技術(shù)具有很大的不同，也能使得設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出來(lái)的公路工程可以更好地滿足現(xiàn)代化交通的需求。應(yīng)用模擬技術(shù)的公路工程設(shè)計(jì)工作不僅僅能夠使得成品更加符合設(shè)計(jì)需求，還能夠使得設(shè)計(jì)工作更加靈活，可以說(shuō)這是數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在公路工程設(shè)計(jì)工作中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)作用的突出體現(xiàn)，

其次，設(shè)計(jì)人員利用虛擬技術(shù)能夠簡(jiǎn)化原先設(shè)計(jì)工作中的繁瑣工序，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的效率，使得設(shè)計(jì)工作變得更加簡(jiǎn)易化。同時(shí)，由于設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)模擬技術(shù)構(gòu)建工程模型，所以也可以在設(shè)計(jì)時(shí)第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中存在的漏洞，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作的優(yōu)化空間，提升公路工程的質(zhì)量，使得公路工程能夠贏得使用者的認(rèn)可，為公路工程企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)利益。

2.8 貫徹公路線路布設(shè)新理念

其一為景觀選線。一方面，景觀選線密切聯(lián)系著路線布設(shè)，在選線過(guò)程中要對(duì)組合線性要素進(jìn)行合理組合，防止出現(xiàn)高天深挖情況，選線不但要確保公路能夠方便通行，另外還要盡量具備良好的視覺(jué)誘導(dǎo)的作用，保證人與自然和諧共處目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，讓公路設(shè)計(jì)和景觀的設(shè)計(jì)交相輝映、相得益彰。另一方面，公路設(shè)計(jì)時(shí)的線形要符合河流與山川的走勢(shì)，要盡量保持一致性，以確保地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性

其二為地質(zhì)選線。在進(jìn)行公路設(shè)計(jì)選線時(shí)應(yīng)該盡量避開(kāi)選擇多種不良地質(zhì)區(qū)域，其主要包括崩塌和崩坡積區(qū)、軟土地層、巖溶區(qū)和采空區(qū)、斷層破碎帶、煤層等。如果公路走線必須經(jīng)過(guò)這些地質(zhì)地區(qū)，要根據(jù)具體地質(zhì)情況設(shè)計(jì)多種方案，最后選擇對(duì)工程建設(shè)影響最小的一個(gè)方案，也可以通過(guò)各種工程措施的利用，盡可能將安全隱減到最低，盡可能減少工程造價(jià)。

其三為安全選線。安全選線是保證建設(shè)完工后的公路安全運(yùn)行的重要因素在進(jìn)行公路工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，不得選擇長(zhǎng)上坡下坡、陡坡、高填深挖等路段。盡量以穩(wěn)定的山坡路段、較為平坦的地勢(shì)、沒(méi)有發(fā)生過(guò)重大地質(zhì)災(zāi)害的路段，只有這樣，車輛的行車安全才能得到較好的保障。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，公路工程的設(shè)計(jì)工作是影響工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵，而工程設(shè)計(jì)人員又需要對(duì)施工器材、施工技術(shù)、防水設(shè)計(jì)等多方面問(wèn)題進(jìn)行考慮，對(duì)此，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)對(duì)公路工程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行應(yīng)對(duì)，并實(shí)施對(duì)施工方案的設(shè)計(jì)工作給予足夠的重視、貫徹公路線路布設(shè)新理念、關(guān)注虛擬技術(shù)的重要作用、貫徹生態(tài)環(huán)保設(shè)計(jì)理念等措施，從而進(jìn)一步改善工程的建設(shè)效果。