公路设计中的新技术及新方法

毛德智,肖 苏

(江西省交通规划设计院,江西 南昌 330013)

1 工程概况

某公路工程全长约85.71 km，按双向六车道标准进行设计，为保证该公路工程的设计合理性与可行性，有必要在设计过程中采用新的技术和方法。现以该公路工程为研究对象，对其设计过程中所采用的新技术与新方法进行深入分析。

2 公路设计对新技术和新方法的应用

2.1 路线设计方面

该段公路的路网比较发达，分布着密集的灌溉设施与电力电讯设施，而且施工和交通保通之间的矛盾比较突出，工程的拓建标准和原标准之间有一定相关性。基于此，其路线设计基本思路、原则与重点都和新建工程有所不同，在确定平纵线型与参数的过程中，除了要和原线型相吻合，还要保证位置达到精确。在这种情况下，对参数进行计算时不仅工作量很大，而且过程十分复杂，需要通过多次勘察和对比分析才能确定最佳的线位与线型。另外，还要充分利用现有工程，以此减少工程数量与投资。与地形条件充分配合，能有效减少对自然环境及景观造成的破坏。通过对基本线型的灵活使用，科学的应用曲线，保证平面线型的均衡性、圆滑性与连续性，使平纵组合达到恰当，与地形之间良好结合，和周围的自然景观达到协调。经实践可知，在公路工程建成之后，其线型明快，具有良好的视觉诱导，整体保持连续，与景观保持协调，安全且舒适。

2.2 路基路面设计方面

为良好适应地形发生的变化，根据不同段落的水文地质条件和特征，和原有工程良好协调与配套，减少工程费用，确定适宜的路基横断面。路基的横断面可以分成整体与分离两种形式。为尽可能减少干扰，并保证通行能力，确保新旧工程之间良好衔接，应最大限度利用现有工程，通过比选论证，在中间部位增宽0.5 m，使路基的总宽变成26.5 m。针对地形条件比较复杂的段落，考虑到其工程任务较为艰巨，施工时会受到很大的交通干扰，对此要灵活使用分离形式的路基。针对纵坡较大，且平面指标很低的段落，由于其地质条件较差，而且还会受到铁路的影响与限制，所以应采用整体式路基。

在路基设计过程中应综合考虑地形条件，尤其是通过开挖揭露的典型水文地质条件和特征，据此确定适宜的坡比与分台高度，并制定合理可行的防护措施，同时还要加强新建路基和原路基之间的衔接处理，采取有效工程措施加以解决。

在路基设计过程中，应注重关键地段的防护工作，使现有设施与工程措施能够良好配套。以其中一个路段为例，其挖方边坡的高度相对较大，且土质破碎，有严重的冲刷现象，实际挖方量与废方量都很大。对此，在设计中就制定了全封闭措施，在开挖的同时进行封闭处理，将河道挤移的情况理顺，并对废方进行综合处理，将封、挡、顺、固、排充分结合到一起。

根据现有排水系统及其流向，需在坡顶进行梯形截水沟的合理设置，在挖填边坡平台应设置矩形沟，通过采用急流槽使水排入到边沟当中。对于高填路基，其边缘处的排水应和灌溉设施结合到一起，对于中央分隔带，以平纵线型为依据采用集中排水的方法，按照一定距离对横向排水管进行设置，使水排出路基。在地下水较为丰富的段落，可通过对盲沟的设置来自成体系。

对软土地基进行设计时，需要充分考虑软土具有的物理特征及其变化情况，参照原有的处治方法。大量实践表明，采用合理可行的工程措施能有效减小工后沉降。常用的工程措施包括换填、抛填、塑料排水板、增设盲沟、铺设土工格栅或采用桥梁进行跨越等。

路面设计以沥青路面为主，而收费站广场和隧道则采用水泥混凝土路面，路面的设计年限确定为15年，每日的交通量为6 400辆，交通量年均增加8%，在设计年限中，各车道累计当量轴次确定为879.66×104次，路面的最大弯沉值为0.382 mm。面层采用厚度为12cm的沥青混合料，基层采用厚度为35～40 cm的水稳碎石，底基层采用厚度为15 cm的级配碎石，路面的总厚度在62～67 cm范围内。对土路肩采用15#混凝土进行硬化处理。

2.3 桥涵设计

在桥梁设计过程中应严格遵循技术先进、经济合理、适用美观与方便施工等基本原则，保证设计的标准化与系统化。为促进预制构件方面的工厂化与标准化，减少施工成本，加快预制的效率，在桥涵设计中需将和原基础形式相协调作为重点，以倒T形或空心板作为首选，这样除了能减少预制的数量，还能防止上部构造产生沉重感。

在桥面体系设计过程中，应重点解决防止桥头跳车的问题，导致桥头跳车的原因主要是伸缩缝。对此，在设计中应优先考虑无缝伸缩缝与多跨连续体系，同时还要对台后填筑及压实进行严格控制，使其满足规范提出的要求。

该段公路沿线内的桥梁以预应力空心板形式为主，在设计中采用了具有很大抗拉强度但松弛较低的钢绞线，对于跨径小于16 m的梁板，设计采用先张法进行施工，而对于跨径超过16 m的梁板，设计采用后张法进行施工，为了降低对预制场地提出的要求，开发出了25 m长预制空心板及其配套施工技术。

2.4 隧道设计

该段公路隧道总长度为680 m，是一条直线隧道，设置单相纵坡，坡度为2.5%，隧道顶部的覆盖层总厚度在2～62 m范围内。该隧道的围岩类别包括三种，分别为II类、III类与IV类。在设计中，需要确定隧道的纵断面、围岩衬砌结构横断面和防排水。对于隧道的计算行车速度，路线计算行车速度设计确定为80 km/h，几何尺寸计算行车速度设计确定为100 km/h，通风和照明的计算行车速度设计确定为80 km/h；隧道的净宽设计确定为13.25 m，包含2条0.25 m余宽，3条3.75 m宽行车道，2条0.5 m宽路缘带和1条0.75 m宽检修车道；隧道的设计交通量确定为80 538辆/日，在高峰时间段，小客车的交通量为5 000辆/h。对于隧道通风，主要采用纵向诱导式，充分利用自然通风，照明设计采用光电式。

3 结 语

综上所述，在公路工程设计中引入新技术和新方法是十分重要且必要的，需要引起相关人员的高度重视。目前，该公路工程设计工作已经顺利完成，且经检验确认设计合理可行，所用设计技术与方法均合理有效，值得类似公路工程参考阶段，不断提高公路工程的设计技术水平，适应公路建设与发展需要。