现行自然区划下新疆公路设计参数研究

葛俊雷

摘 要：本文分析了新疆地形地貌特征、新疆绿洲分布规律和水文植被特点，并将新疆农村公路发展现状和主要设计指标加以分析，结合新疆农村公路交通组成及地质条件，给出不同交通量等级和路基强度的路面结构组合，对新疆公路的建设有重要指导意义。

关键词：自然区域;新疆;公路设计

0 引言

由于新疆按照我国地势划分属于三级地区，海拔仅次于西藏，在特殊的地理位置及自然力作用下，形成了很多独具特色的地理环境和我国独一无二的气候分布。加之农村公路处于建设期，对于特殊路段的路基路面病害未得到足够重视，现有农业模式的转变，农村交通量等级的变化，在设计阶段没有充分考虑，使得新建农村公路出现了早期损坏，造成资金的浪费。因此，研究新疆自然区农村公路路基路面设计指标，从设计思想上对绿洲区农村公路提出可以优化的设计思路。

1 自然区划下新疆公路设计

1.1 新疆地区自然条件分析

由于新疆所处独特的地理位置和地形地貌，使得新疆自然降水量很少，主要原因是远处内陆，再加之昆仑山和阿勒泰山山体高大，将印度洋和北冰洋的水汽阻挡在山体外侧，无法进入盆地内陆。但在靠近山体部位水分较多，多是部分水汽飘过山体或是山体上存留的永久冰雪。特别是天山山脉南北麓，农业及生活生产用水主要依赖于天山常年冰雪。正是这些来自山体雪线以上和外来水汽，共同形成了新疆绿洲、河流以及草原。同时，新疆的高海拔山区存在部分常年低温地区，这里年蒸发量小，而且有常年冻土存在，为植被生长提供了良好自然环境，分布有茂密的原始森林和高山草甸。认识新疆绿洲、荒漠地区特殊的自然条件，了解其路基路面需要考虑的特殊环境因素，从而提出适合新疆绿洲地区农村公路路基路面结构设计方法。

1.2 新疆地区自然区公路设计指标

我区与内地省份农村公路建设的主要区别在于新疆地域辽阔，农业主要植根于块块绿洲，牧业主要繁盛于深山坡地，也就是说，新疆进行农村公路建设，需要建设的道路比较长，需要修筑的路线比较难，需要投入的建设资金比较多，新疆農村公路建设还需加大投资力度，还要有长足进步才能适应新疆农村区域经济的发展。

新疆农业近几年已发生巨大改变，农业有过去的密集劳动型逐步发展为现在的机械化，因此大型农业机械和大型动力牵引农业车辆在农村越来越普及，以方便及适应农业生产。针对新疆绿洲区特殊的地形地貌，在农村公路设计时必须结合实际情况对平面线形、纵断面和横断面合理设计，在执行国家规范、标准的同时也要因地制宜，保证直线、曲线、缓和曲线、竖曲线、纵坡与坡长之间的合理设计。

农村公路建设项目坚持原路线线形基本不变的总原则，更要按照满足功能，充分利用旧路要求，正确运用技术标准，对公路的平，纵，横三方面进行综合设计，做到平面顺适，纵坡均衡，横面合理。但新疆绿洲区土壤地质条件特殊，土质主要为粉质土、黏土、粉质黏土和新疆最常见的砾石土，还有在处理技术上要求更为高的冻土、盐渍土和膨胀土。因此，在平、纵、横设计时，要对特殊土质路段进行重视，采取不同的路基处理方式以保证路面结构的使用寿命。

1.3 新疆农村公路设计要求

（1）通过新疆绿洲区农用车辆调查及分析新疆农业发展趋势，新疆农业正向机械化、自动化发展，同时农用车辆、机械也在向大型化转变，在主要农业区新疆农村公路的交通量和轴载都在发生巨大改变，新建农村公路必须以单轴双轮组标准轴载（BZZ-100）进行设计。

（2）新疆拥有大量级配优良的天然砂砾，这为路基建设提供了良好的材料，在新疆绿洲区可提高路基强度。同时，根据不同荷载的作用深度，可知随荷载的增大，对路面结构的要求越高，随荷载的增加，路面结构的强度需要提高，结构稳定性也要增强。

（3）在农村道路路面结构调查中，省外农村道路的路面结构根据道路使用性能和用途，县道基本铺装了沥青面层，乡、村道路以刚性路面为主。而通过对新疆南、北疆各地州的农村道路调查，农村道路路面结构形式与高等级路面结构雷同，均是呈“沥青混凝土+水泥稳定砂砾基层+天然砂砾垫层”的组合形式，这与新疆特殊的气候、土质条件和取材有关。

（4）根据新疆绿洲区的路基强度和交通量等级，对新疆绿洲农村公路三级（县通乡）、三级（乡通乡）、四级（乡通村）、四级（村通村）进行了路面结构组合设计，可满足不同农村公路需求的建设要求。

1.4 新疆农村公路设计参数

（1）平面线形设计。从建设费用上分析，直线为两点之间最短距离，公路线形选取直线可减少两点之间距离，从而减少建设成本。农村公路不同于高速公路或一级、二级公路，受农田、地形等因素影响，直线段要保证行车安全。

在路线设计中，圆曲线起到至关重要的作用，起到避免长直线驾驶而产生疲劳和保证道路线形顺畅，提高道路的服务功能。在地形地貌优良地段可适当增大圆曲线半径，保证车辆的高速行驶。但圆曲线的设置主要考虑车辆在圆曲线上行驶的平衡性，由于车辆在转弯过程中，受到车速与圆曲线半径形成的离心作用，因此，在圆曲线设计时，以车辆平衡性能设置圆曲线半径。

三级以上公路在直线向圆曲线转变或是在方向上转向相同但转向半径存在很大差距的两圆曲线之间需添加一段曲率平滑过渡的曲线，即缓和曲线。而四级道路可不考虑缓和曲线，但要求在没有超高设计的圆曲线最小半径径向连接处，应做超高、加宽处理以起到缓和曲线的功能。由于缓和曲线良好的性质，农村道路视情况而定，考虑行驶车速较低，一般车速在大于 30 km/h 时应做缓和曲线，在 30 km/h 以下就可忽略。

（2）纵断面设计。道路纵断面是沿道路中线切开，能够反映道路随地形高低垂直变化趋势的剖面图，由道路的纵坡和竖曲线两要素组合而成。根据规范要求，对于新建农村道路纵断面高程，应采用路基边缘处的标高，在设置加宽、超高路段为设置加宽、超高前该处的边缘标高。对于改建的纵断面标高，采用路基边缘处的标高和视情况选取道路中央分隔带的中线及位于行车道中线处的标高。

（3）纵坡设计。纵坡的设计是综合考虑车辆爬坡性能、行车舒适性、道路线形美学的综合指标。纵坡设计时坡度不宜太大，太大车辆的爬坡能力有限，造成人身财产安全事故。在纵坡设计时也不宜变换频繁，在频繁的上、下坡交替过程中驾车人和乘车人会因变坡点过多而连续处于超重、失重状态，影响行车舒适性。因此，交通部颁布的《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）依据道路线形、行车速度、车辆动力性能、道路等级等因素，综合考虑给出了纵坡设计时的最大坡度与坡长和最小坡度与坡长。对于农村公路而言，道路上多为农用车辆，可结合实际情况适当的增大纵坡设计指标。

（4）横断面设计。农村道路横断面设计要素指标主要考虑行车道宽度和路肩宽度，在我国规范中规定三级公路为将各种车辆折算成小客车年平均日交通量在 2 000～6 000 辆的双车道，四级公路为将各种车辆折算成小客车年平均日交通量在 2 000 辆以下的双车道或将各种车辆折算成小客车年平均日交通量在 400 辆以下的单车道，因此路基横断面设计要素如图2所示。

2 总结

将新疆农村公路发展现状和主要设计指标加以分析，结合新疆农村公路交通组成及地质条件，给出不同交通量等级和路基强度的路面结构组合，对新疆农村公路的建设有重要指导意义。

参考文献：

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