试析公路设计的几个问题

郑元虎　张文忠

摘 要：公路设计需要设计者把各项工程要素都要考虑进去，力求设计与生态环保、与行车安全均建立起协调统一的整体关系。因此本文主要针路基路面的安全评价、挡土墙﹑路基边坡处理与环保等几个设计中常见问题作以分析与总结。

关键词：路基路面 安全评价 公路设计 挡土墙 路基边坡

1.引 言

公路设计的一个重要理念就是每个项目都是独一无二的。对于每一个公路项目而言，其所处地区的地理位置、地形地貌、气候气象、社会环境、文化传统、风俗习惯、公路使用者的审美特点等，都是设计者必须考虑的重要因素。无论是公路的新建还是改造，都没有固定的解决模式。因此，对于每一个潜在的公路建设项目，设计者均面临着在保证公路行车安全与将所设计公路充分融入周围环境之间寻求一种协调和统一的任务，这就要求设计者必须灵活、创造性地进行公路设计。

2. 路基路面的安全评价

2.1 路基的安全评价

路基的安全评价包含：路基强度评价、边坡稳定评价、排水结构物评价与支档结构评价。

路基强度影响路基的稳定性、承载力、路面使用功能，进而影响行车安全。路基的原始地面承载力强度小于150 kPa要进行处理，存在软基、岩溶等不良地质要采用换填、袋装砂井、碎石桩、灌浆等方法进行处治。路基填料要通过试验后选用，不能土石混填以保证路基的压实度。对于膨胀土作为路基填料应进行掺石灰、固化材料处理，同时进行防水处治。

路基边坡安全评价主要考虑边坡的稳定性。近几年因路基边坡失稳造成的安全事故越来越多，因此路基的高填深切边坡均应经过稳定性验算，不满足稳定性要求的需采用防护及加固措施；边坡存在崩塌、滑坡的可能要采用卸载、挡墙、抗滑桩、综合排水等措施一次处理到位，不留隐患。对于山区山体横坡较陡地段的高填深切应与桥隧构造物进行比较，填方大于20 m宜改填为桥梁，切方大于30 m 宜改切为隧道。对于高大边坡要加强施工观测，采用信息化跟踪设计确保安全。

排水结构物评价：路基的排水不畅影响路基的稳定性。边沟、排水沟、渗沟、暗沟的设置位置、断面尺寸、防冲刷能力影响排水的使用功能，每条路都应进行计算，不能照搬照抄。渗沟、暗沟本身应有足够的强度，不能影响路基的整体稳定性。

支档结构物评价：挡墙本身强度、抗滑移能力、抗倾覆能力、抗剪能力、地基承载力都是安全评价的重要指标，应满足规范要求。从安全、经济的角度考虑重力式挡墙的高度宜控制在12 m 以内，超过12 m，则可采用板桩墙、锚杆式挡墙、加筋挡墙等形式。挡墙的基底埋置深度应经计算确定，一般在可能的滑动面或冲刷以下至少1 m，板桩墙桩的埋置深度对于岩石地基宜嵌岩1／3桩长，对于土质地基应嵌岩1／2桩长。

2.2 公路路面的安全评价

公路路面的安全应从路面的强度、路面的抗滑、路面的排水、路面的平整度等方面进行评价。路面强度的安全评价：因路面承受的轴载吨位以及轴载通行次数高，行车速度快，故对路面的强度要求就高，而路面强度低，产生安全隐患的机率就高。影响沥青路面强度的主要因素为沥青质量、石料的性质、粒料的级配。造成水泥混凝土路面破坏的主要原因是路基的不均匀沉降和汽车超载，设计时应充分考虑。路面的抗滑安全评价：抗滑性能是保证雨天高速行车安全的重要技术指标，摩擦系数是直接影响抗滑安全的控制指标，摩擦系数越高，抗滑性能就越好。石料磨光值是保证路面防滑的基本指标，磨光值高才能获得高的摩擦系数。

3. 挡土墙

公路挡土墙的形式，可借鉴国外先进的设计理念和范例，积极探索坡面防护新技术，配合路段自然环境，灵活进行设计。如国外流行的花池墙、阶梯栅栏挡土墙等新型防护结构形式，既起到了防护的作用，又丰富了路容景观，与我国传统设计中厚大、生硬的挡土墙墙体形成鲜明对比。鉴于目前我国多数公路沿线的挡土墙人工痕迹较重，严重影响了公路环境景观。灵活性设计要求根据沿线地质条件和边坡高度，尽量减小防护工程体积，如挡土墙的高度和长度，并结合地形起伏，适当变化挡土墙高度，提高结构物自身景观效果的同时，增加路容美观。

在材料上，挡土墙可根据公路所在地区条件，灵活就地取材，如采用当地的块、碎石干砌挡土墙，尽量避免采用光面混凝土挡土墙，以使挡土墙构造物表面贴近自然。另外，还可结合路域特有的文化和建筑风格，通过设置文化符号以赋予公路文化内涵，对挡土墙进行特殊设计，使司乘人员在行驶过程中感受到特有的公路民俗文化。

4. 路基边坡处理与环保

路基边坡形式是影响公路景观的主要因素，也是评价公路与自然环境是否协调的主要内容。路基边坡坡率及形式的选择不仅影响边坡的稳定，同时也影响环境保护和景观效果。边坡坡率应灵活自然、因地制宜、顺势而为，力争经过几年生态恢复，使边坡外形与周围环境融为一体，看不出明显的人工痕迹。这项目设计中根据地形地质条件、边坡高度及周围环境特点对每个边坡逐个研究确定适宜的边坡形式和坡率。对于挖方边坡坡脚、坡顶取消人工痕迹过重的折角，而采用贴近自然的圆弧过渡，以达到与路线所经自然地带的地形地貌相适应。对于部分低填或隧道进出口填方路段，放缓边坡或直接填平进行植草绿化处理。这既有利于路堤与原地貌融为一体，使填筑痕迹得以遮掩；同时也增加路侧净区，形成一定的行车缓冲带，使过错车辆驶离路面后有一个安全返回的空间。

5. 总结

公路设计灵活性的理念并不是试图去创建一个新的标准，而是建立在灵活应用现有的规范、标准、规章制度和法律规定基础之上，在不降低安全性的前提下，通过灵活设计寻求达到更符合公路沿线可持续发展的需要和利益的目标。为解决公路设计中的一些问题并获得均衡的设计方案，公路设计者在遵循项目规划与实施过程中已建立起来的参数的前提下，充分发挥想象力、独创性及灵活性，以规范为依据，在标准范围内灵活应用设计指标，设计出既能满足使用功能，又能安全运营，同时还能很好地融于自然及人文环境的公路。◆

参考文献：

[1]张玉鹏,蒋亮,李鹏. 低等级公路边坡植物防护应用[J]粉煤灰, 2007,(01).

[2]杨佩佩,黄兰华. 路侧安全设计[J]公路, 2007,(05).

作者单位：郑元虎，新疆奎屯鑫路机械化工程有限公司；张文忠，新疆新纪元公路设计有限责任公司。