公路工程设计中路线布设及路基设计难点

王凯

（四川华程远通工程咨询有限公司湖南分公司，长沙开福 410005）

0 引言

为实现经济可持续增长，加速信息流、物流、商流的高速运转，我国各地区都在积极进行基础工程建设，公路工程是其中一项重要的内容。在公路工程设计时，设计人员必须综合考虑地形地貌的特点、人口的分布以及周围设施的完善程度，使路线布设更加合理，提高公路服务的便捷程度。

1 公路工程中路线布设的重要性

就公路工程设计工作而言，路线布设在整个过程是不可或缺的内容，尤其是在公路级别比较高的区域。若是设计的质量不达标，那么国家公路建设水平就会受到严重的影响。除此之外，公路路线布设的合理性，对公路隧道施工、路基施工有推进的作用。路线设计只有在保证科学、合理的前提下，才能为行车提供引导，使驾驶员得到的驾驶信息更加全面。在公路路线设计的过程中，构造物的位置、几何线形、安全设施以及路面的设计等都会影响公路交通安全。设计人员要从多个方面进行考虑，如汽车驾驶力学要求、驾驶员生理和心理的需求、乘客感受是否达到最佳、环境保护、自然条件平衡性、运行经济性等，不能仅关注公路的几何尺寸。

2 公路工程设计的基本原则

2.1 生态环保原则

公路工程施工将会对自然生态环境造成破坏。因此，在进行公路工程设计时，需对工程所处的自然环境进行综合性的评估。在不影响施工质量与安全的前提下，使公路工程施工与自然生态环境更加融合，把施工的破坏力控制在最低的程度，同时公路工程可以依靠自然美景资源创造出更多的风景线。另外，在公路工程施工中，要保证不对环境造成污染。充分重视生态环境的公路工程设计，能够使公路与环境更加协调地发展。

2.2 设计过程科学合理

在公路工程路线布设时，要结合公路网的整体规划，使线路规划流程更周全，交通更加便利。在进行设计时，要将关联性比较大的方面统一起来，类似于市政道路与公路二者关系保持融洽。在这个过程中，还要针对工程建设材料、水文地质情况等做好详细的勘测工作，使施工更具有科学合理性。在保证公路工程建设高质量的情况下，适当选择现代化的施工技术，更好地把控工程建设成本。处理好公路工程项目与市政设施的关系，防止公路工程项目对周边环境产生不良的影响。

2.3 合理利用地形提升路线布设经济性

在挑选路线时，对标准线、生态线和所在区域计划要做到心中有数，以地质地形的真实状况作为判断的标准，所采用的指标必须具有科学性，并把成本降到最低。设计人员可以提供多个方案以供挑选，逐个分析方案中的优势和不足，进而实现设计方案的适用性。在设计前，要对项目的地理位置、地势、周围环境的植被情况做好调查和分析工作，分析项目本身是否与自然环境之间有不和谐的因素，找出二者能够融合的地方以及相抵触的地方，使线路布设具有足够的经济性。

3 公路工程设计的路线布设要点

3.1 路线的布设以曲线为主

公路工程设计时，相关设计人员必须要加强对地质水文条件的勘测，必须熟练地运用专业知识处理公路路线布设所遇到的问题。为了公路工程布设的科学合理化，在进行公路坡度地段施工时，可以把曲线作为主要的路线布设方式，缓解公路坡度不够平整导致的行车难度增大。应用曲线方式进行路线布设，更有助于增强路线的连贯性，同时，道路设计成曲线，可以有效避免高坡度角度造成的行车难度加大。在应用曲线进行路线布设时，曲线与整体公路要保持融洽关系，使行车安全和各种功能都能够得到满足，行车和运输更加便利。还要注意曲线设计不要妨碍安全性。

3.2 超高设计

每个工程路段的施工标准各有不同，必须要保证超高设计的参数与路段限速、路线长度、圆曲线半径的精准性。在进行陡坡路段设计时，为了防止车辆超速翻车或发生突发状况，对运行速度要反复测试，最终获得这节路段超高率的范围。为了保证安全，任何一项超高计算都必须要精准化，以车辆组成以及设计速度作为出发点，所有需要设计的数值必须要达标，对于地势险要位置的超高率需进行反复计算。

3.3 地质选线

每个地区的自然环境、地质环境各有不同，施工条件也有所区别的。所以在进行路线设计时，必须透彻地研究，使其得到进一步的改善。需要提前对设计规模有所了解，然后再进行设计，还要有控制成本消耗的数量规划。除此以外，要以保护环境作为工作的核心，并制定相应的防范措施。从整体上，使施工与环境处于协调的状态。设计人员对于技术指标要不断地更新，确保道路施工更加安全，更有利于保证当地环境的稳定性。若是遇到地质环境特征不好控制的区域，要保证当地地质结构不会遭到破坏。因此，在设计的准备阶段，需要对当地的自然环境和地质条件进行深入的研究，为设计做好充分的准备工作，使施工工程的安全系数更高，道路防灾的水平也更高。

3.4 爬坡车道

在公路路线纵断面设计的过程中，汽车爬坡能力要作为重点考虑的因素，控制好坡道长度，若出现地势位置平整度误差的情况，所设计出来的坡道之间应连贯性更强些。在汽车爬坡时，受阻力的影响比较大，如果车辆行驶速度达不到爬坡速度最低值时，就会溜车，导致交通安全事故的发生。所以设计人员要加强对坡道纵断面的设计要求，坡道长度的数值必须具有精准性，还要在坡道起止点适当进行安全性的设计，使坡道与实际需求相符合，在运行阶段避免出现位移问题。

3.5 对视距进行精准控制

为了保证公路的安全性，设计人员要对驾驶人员的视距做综合性的考量，调整视距以达到符合公路设计的要求，保证驾驶人员在安全系数高的道路上行驶。在通常情况下，视距对于公路有着重要的影响力，并且针对视距还有一系列的要求和标准。设计人员需要对视距进行有效的控制，重视视距的波动情况，对其加强整改，确保视距处于合理的范围，使公路的参数更符合实际需求，使公路设计更具有科学合理性，保证公路的稳定性。

4 公路工程设计的路基要点

4.1 路基排水设计的考虑

在进行公路路基的设计时，需要在保证运输安全的前提下进行设计，而且路基的质量要满足公路的需求，提升道路运输的效果。不仅如此，公路的使用年限以及公路整体的平稳程度也是必须要考虑的重要因素。所以，设计人员在进行路基的设计时，首先，需要全面了解公路的不同路段、不同类别的实际情况。根据公路的实际情况，制定出符合公路结构和促进公路平稳的公路排水工程。合理的排水工程设计可以使公路的稳定性得到提升；其次，在进行排水工程设计时，设计人员需要讨论并研究出适合该路段的排水设计方案，应用多种技术，提高排水的效率，充分发挥该路段的排水作用；最后，为了使公路的排水效果更好，设计人员需要根据公路所处的环境和水文地质条件等多种因素来统筹安排排水口的大小，以及设置排水沟的密度，保障公路排水工作顺利推进。

4.2 路堑的设计

路堑的设计能够提升公路的经济效益。在进行公路路基的设计中，要合理地安排路堑的位置，保障公路的效率发挥到极致。综合考量多种因素，才能够完成路堑的设计工作。设计人员只有在了解公路当地的气候条件以及路基所处的位置的地质条件之后，才能完成路堑的设计。边坡的稳固性以及在边坡施工中的问题也会影响路堑的稳定性，所以在设计路堑时，要综合考量边坡的问题，研究出最佳的设计方案。边坡较高也会影响到正常的公路施工进度。遇到边坡较高的问题时，施工人员要及时将情况报告给设计人员，以便设计人员能够结合现场的实际情况采取解决措施，使路堑能够稳定地为公路施工服务。

4.3 路基交界位置的设计

在进行路线的设计时，为了方便运输难免会出现方向不同的路线。所以在路基开挖时要充分考虑到这一问题，尤其是横向和纵向路基的交界处，务必要保证其稳定。对于横向路基，采用一半填充一半挖掘的方式开挖，而对于纵向路基，采用填挖的方式开挖。两个方向的路基交界处要采用合适的措施进行维护，使路基能够更加稳定。比如，可以采用石料来填充岩石路段的路基。对于土质路段的路基，根据其渗水功能的不同采用合适的渗水原材料，最大程度地发挥路基的功能。重视地下排水沟，可以使土质路段的路基完成排水功能。

4.4 选择合适的路基填料

为了路基回填的工作能够顺利地完成，需要综合考虑路基的情况，选择不同种类的填料进行填充。而且填料的质量要经过严格的把关，合格的填料才能够在路基填充时使用。在通常情况下，要想使路基的压实效果更好，一般会使用粗粒土填料进行填充，而单纯使用粗粒土中石料的含量也会影响路基的压实效果。为了达到最佳的压实效果，通常会采用70%左右的粗粒土进行路基的填充。另外，有些工程为了发挥更大的膨胀功能以及黏附功能，会选择中黏土来进行路基的填充。但是这种材料有一个明显的问题，就是不能够很好地渗水，所以在采用黏土来进行路基填充时，为了使路基更加稳定，必须在压实操作后再进行填充。

要使路基发挥出最好的透水效果，可以采用粉土进行路基的填充。但是美中不足的是粉土虽然透水性较强，但是不能够平稳地完成渗水工作。由于粉土中含有较大颗粒的粗颗粒、砂土以及黏度较大的土壤，遇水容易变得浑浊。所以，粉土更加适合于黏性土壤的路基填充，可以中和土壤的黏度以及填料的渗水性，使路基更加稳定。为了保证路基的质量，在进行路基回填时，要结合路基土壤的特点以及填充料的性质选择最优的回填料进行填充。

4.5 防护设计

公路边坡防护有助于增强路基的安全性，在进行公路边坡防护时，如果与标准不相符，那么极易产生滑坡。工作人员可以运用网状防护墙体进行公路边坡防护，提高对路基边坡的保护。水泥与钢筋可以作为防护墙的材料，再在周围种植绿色植被，发挥保护的作用。

4.6 科学控制路基的含水量

若是遇到公路路基塑性不佳的情况，要更加重视土壤的压力，保证土壤的压实质量达标，使路基的土壤强度与设计标准一致。若是公路土壤水分太多，只有不断进行压实，才能使公路路基中的水分得以彻底清除，路基大面积塌陷就能得到有效预防。除此之外，控制好填料的含水量，进一步加大路基的压实度，使路基的紧凑性更强。尤其在对高边坡路堤与陡坡路堤进行设计时，设计人员必须要综合考虑公路工程施工场地的地势环境，做出针对性设计，保证公路路基的稳定性、耐久性。在这个阶段，设计人员所设计的方案要具有灵活性，若是公路路基所处区域地质条件恶劣，为了保证公路路基施工的稳定性与安全性，就必须采取相应的措施，分析高边坡路堤与陡坡路堤的特点，对设计的方案进行反复测试，使其更具有可行性。

5 结语

随着我国经济的飞速发展，国家基础设施建设与时俱进，公路的建设为人们的出行提供了便利，同时促进了经济的发展。在公路建设中，路线布设和路基设计对于公路建设至关重要，在进行路线布设和路基设计时，需要围绕路线布设的要点和原则以及路基设计的要点设计，随着设计水平的不断提升，布线设计和路基设计大多数问题已经得到一定的改善，但是布线设计和路基设计水平还需要继续提升，从而更好地服务于我国公路的建设。