公路工程设计中路线布设及路基设计要点

谭吉昕

(中交武汉港湾设计研究院有限公司 湖北 武汉 430040)

引言

近年来，我国的交通行业快速发展，公路工程的设计要求也越来越高。最为明显的便是公路的布线与路基的设置，好的布线工艺能够减少修建成本，提高车辆行驶的效率；而路基的设计对于提高车辆行驶的舒适性和安全性也是至关重要的。另外需要结合地形条件、水利条件、农田条件以及已经修建的公路网等，具体的进行公路的设计，从多个方面对设计方案进行评价、分析，找出最合理的设计方案。

一、公路工程中路线设计要点

(一)平面设计。对于平面线形的设计要严格按照平面设计的思想，尽量减少对公路周围居民正常生活的影响、做好对人文景观的保护，所以长直线的公路在设计过程当中很少出现，大多数情况下都是用曲线的形式来进行构造。平面线形设计原理，就是从线性几何学和汽车行驶力学的角度，研究平面线形如何满足行车快速、顺适的几何和力学条件，并且要结合周边的生态环境，将公路与周围的环境形成一个整体，所以在具体的公路设计过程当中，一定要根据其生态需求与科学性来进行设计，并且要根据具体的地质条件来进行方案的选择。例如要尽量避开断层与易塌方等不良地质地段，如果无法避免，那么需要采用桥路或者是降低挖填高度的当时来进行修建，这样才能够减少在施工过程中的危险与消耗。

(二)超高设计。对于公路的超高设计，需要满足段落高度的基本需求，工程师在进行方案设计时需要按设计速度、半径大小计算超高坡度，并结合当地的车流量、路面类型、当地自然条件等情况来最后确定公路超高的参数。在下坡路段的设计过程当中，需要综合车辆在此路段的行驶安全，并且要对行驶的速度进行验证，这样才能够保证此路段的正常运行。超高的过渡应在回旋线全长范围内进行，对线形设计有一定要求的公路，应在超高过渡缓和段的起、终点插入一段二次抛物线，使之连接圆滑舒顺。另外在一些容易超速、地形陡峭、冰雪地段的区域工程师应该多次进行超高参数的计算，必要时应按运行速度予以验算，从而确定正确、合适的设计方案。

(三)爬坡车道设计。在进行爬坡车道的设计时，对于最大坡度参数的尺寸需要结合以下两个个方面来确定。第一个是整个坡道的纵坡长尺寸需要满足实际的路况要求；第二个是在坡道上行驶的车辆类型、车辆的性能和车辆的载重都与坡道的缓度存在着一定的关系。爬坡车道的长度一般应根据所设计的纵断面线性，通过加、减速行程图绘制出载重车行驶速度曲线，找到小于允许最低速度的路段，从而得到需设爬坡车道的路段。设计爬坡车道时，应综合考虑其与线性设计的关系，起、终点应设置在通视良好、便于辨认和过渡顺适的位置上。只有将这两个因素综合考虑到了设计方案当中，才能够设计出安全、合理的坡道。

二、公路工程中路基设计要点

(一)路堑的设计。在对路堑进行设计时，需要对设计地区的岩土类型进行考察，分析其形成的原因、具体的结构以及其风化的程度等。并且还需要对当地的地下水情况进行勘测。如果此地区存在坡面结构，那么便需要采用分级分段的方式来进行施工，需要分级分段对其进行加固，将其边坡修建成折线形式或者是台阶形式，然后再根据具体的实地勘测情况来进行路堑的设计。如果要对路堑进行深度挖掘，在施工之前必须经过计算来确定施工进程的稳定性，包括稳定的类型与稳定的程度等。

(二)高边坡路基和陡坡路基的设计。在进行高边坡路基和陡坡路基的设计时，首先需要对基底条件进行提高，因为如果填土的高度过高而地基的强度达不到其承载性能的需求，那么便会造成路面损坏和坍塌的后果。这种情况便需要对基底部分进行强度更高的施工方式，如：强夯、冲击、碾压等；其次要适当降低路堤的高度，在路基的下半部分要采用冲击碾压的方式来对其进行加固，并且每间隔一米施工一次。同时在底部应该进行排水装置的设计，这样才能够避免路基的边坡受到水毁。最后在陡坡路堤部分应该设置路基边坡支挡结构物，最基本的是进行台阶的施工并且将其安装上土工格栅，除此之外还需要进行支挡结构等防滑基础设施的施工。在此过程当中应该根据实际的地形情况和地质因素等来确定合适的设计方案。

(三)路基交界处的设计。在路基交界处的设计过程当中，横向半填路基和纵向路基的交界处必须要有三米以上的挖填高度，并且对于一些比较陡峭的路基结构需要对其进行强化。在半填挖路基的施工过程当中，需要采用超挖的手段并挖台阶来进行回填，并且应该对其的长度进行严格的控制，并对填挖交界处的路基采用冲击碾压或强夯方式进行补充压实，这样才能够避免其发生重大的不均匀沉降事故。在交界处也要考虑到地下水渗出的问题，为降低地下水位或拦截地下水并将其排除至路基范围以外，必要的时候可以利用盲沟、渗沟、渗井结构来对其进行处理，同时也要结合实际的施工情况和路面设施来设计边沟和排水沟，将地表排水系统、地下排水系统合理地添加到设计方案中来。

三、实例分析

(一)崩塌堆积路段的设计。在有一些斜坡路段的设计过程当中，对于一些包含了泥岩、白云岩的软硬岩比较差的地段中，由于地形的情况复杂并且地势特别陡，所以该路段的稳定性有着很大的不稳定因素，特别容易发生崩塌、滑坡等特别严重的地质灾害。在设计时需要对该地区的地质情况进行全面的勘察和测绘，根据公路路基通过不良地质路段的位置、水文地质等条件，充分考虑路基稳定的施工措施。将其中大量的砂岩、碎石材料进行碾压、冲击等加固工作，并且要严格的控制其挖填的方量和高度，以设计出质量过关的公路工程。

(二)软基处理设计。在一些以淤泥、稻田构成的软基路段的设计过程当中，如果处理不当就会造成路面沉降不均匀导致滑动破坏的困难，这些情况多发生在河谷当中。所以在软基路段的施工过程当中必须根据具体情况进行处治。处理深度大于3米时，可采用竖向排水体、真空预压、粒料桩、加固土桩、CFG桩、刚性桩、强夯和强夯置换等处治技术。处理深度小于3米的浅层处理可采用换填垫层、抛石挤淤、稳定剂处理方法。换填垫层是最普遍的处治方法，先将软土基质去除，然后用透水性好的材料进行回填工作，并用碾压等手段加固回填的路段。

(三)路基路面设计。在利用路基横断面进行施工的过程当中，为确保公路能够满足使用需求，必须要结合路基的设计参数进行施工，利用橡胶混凝土和沥青粘层对局面进行加工，提高公路的防水性能。并且在设计时，要采用合理的曲线设计来找到最好的视觉间距，以达到合理、环保程度好、安全系数高的设计方案。

结束语

21世纪是科技飞速发展的时代，需要更合理、更科学、更环保、更安全的公路工程设计方案才能够满足车辆行驶的需求。所以在设计过程当中，除了要考虑车辆行驶的安全性，还应该注意公路的设计是否与周围的环境冲突，以找到合适的公路工程设计方案。并且在设计的时候，需要找到正确的曲线，将车辆的视觉间距调整到最为合适的位置。科学合理的公路工程设计方案是驾驶员安全行驶的保障，也是社会高速发展的必要需求。