一般公路設(shè)計(jì)的靈活性與創(chuàng)造性

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公路設(shè)計(jì)是決定公路建設(shè)項(xiàng)目工程價(jià)值和使用價(jià)值的重要階段，設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)工程的總體質(zhì)量和安全有著決定性的影響。由于公路是帶狀構(gòu)造物，對(duì)于每一個(gè)公路項(xiàng)目而言，項(xiàng)目所在地的地理位置、地形地貌、氣候氣象、社會(huì)環(huán)境、文化傳統(tǒng)、風(fēng)俗習(xí)慣、公路使用者的審美特點(diǎn)等都是設(shè)計(jì)者必須考慮的重要因素。無(wú)論是公路的新建還是改造，都沒(méi)有固定的模式。因此，對(duì)于每一個(gè)公路建設(shè)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)者均面臨著在保證公路行車安全與將所設(shè)計(jì)公路充分融入周圍環(huán)境之間尋求一種協(xié)調(diào)和統(tǒng)一的任務(wù)，這就要求設(shè)計(jì)者必須靈活、創(chuàng)造性地進(jìn)行公路設(shè)計(jì)。筆者結(jié)合多年來(lái)從事公路設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一般公路中路基路面工程的設(shè)計(jì)理念和安全評(píng)價(jià)進(jìn)行了認(rèn)真探索。

　　一、路基路面的安全評(píng)價(jià)

　?。ㄒ唬┞坊陌踩u(píng)價(jià)。路基的安全評(píng)價(jià)包含：路基強(qiáng)度評(píng)價(jià)、邊坡穩(wěn)定評(píng)價(jià)、排水結(jié)構(gòu)物評(píng)價(jià)與支檔結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)。路基強(qiáng)度影響路基的穩(wěn)定性、承載力、路面使用功能，進(jìn)而影響行車安全。路基的原始地面承載力強(qiáng)度小于150kPa要進(jìn)行處理，存在軟基、巖溶等不良地質(zhì)要采用換填、袋裝砂井、碎石樁、灌漿等方法進(jìn)行治理。路基填料要通過(guò)試驗(yàn)后選用，不能土石混填以保證路基的壓實(shí)度。對(duì)于膨脹土作為路基填料應(yīng)進(jìn)行摻石灰、固化材料處理，同時(shí)進(jìn)行防水處治。

　　路基邊坡安全評(píng)價(jià)主要考慮邊坡的穩(wěn)定性。近幾年因路基邊坡失穩(wěn)造成的安全事故越來(lái)越多，因此路基的高填深切邊坡均應(yīng)經(jīng)過(guò)穩(wěn)定性驗(yàn)算，不滿足穩(wěn)定性要求的需采用防護(hù)及加固措施；邊坡存在崩塌、滑坡的可能要采用卸載、擋墻、抗滑樁、綜合排水等措施一次處理到位，不留隱患。對(duì)于山區(qū)山體橫坡較陡地段的高填深切應(yīng)與橋隧構(gòu)造物進(jìn)行比較，填方大于20m宜改填為橋梁，切方大于30m宜改切為隧道。對(duì)于高大邊坡要加強(qiáng)施工觀測(cè)，確保安全。

　　排水結(jié)構(gòu)物評(píng)價(jià)：路基的排水不暢影響路基的穩(wěn)定性。邊溝、排水溝、滲溝、暗溝的設(shè)置位置、斷面尺寸、防沖刷能力影響排水的使用功能，每條路都應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，不能照搬照抄。滲溝、暗溝本身應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，不能影響路基的整體穩(wěn)定性。

　　支檔結(jié)構(gòu)物評(píng)價(jià)：擋墻本身強(qiáng)度、抗滑移能力、抗傾覆能力、抗剪能力、地基承載力都是安全評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，應(yīng)滿足規(guī)范要求。從安全、經(jīng)濟(jì)的角度考慮重力式擋墻的高度宜控制在12m以內(nèi)，超過(guò)12m，則可采用板樁墻、錨桿式擋墻、加筋擋墻等形式。擋墻的基底埋置深度應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定，一般在可能的滑動(dòng)面或沖刷以下至少1m，板樁墻樁的埋置深度對(duì)于巖石地基宜嵌巖1／3樁長(zhǎng)，對(duì)于土質(zhì)地基應(yīng)嵌巖1／2樁長(zhǎng)。

　?。ǘ┕仿访娴陌踩u(píng)價(jià)。路面強(qiáng)度的安全評(píng)價(jià)：因路面承受的軸載噸位以及軸載通行次數(shù)高，行車速度快，故對(duì)路面的強(qiáng)度要求就高；而路面強(qiáng)度低，產(chǎn)生安全隱患的機(jī)率就高。影響瀝青路面強(qiáng)度的主要因素有瀝青質(zhì)量、石料的性質(zhì)、粒料的級(jí)配等。造成水泥混凝土路面破壞的主要原因是路基的不均勻沉降和汽車超載，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮。路面的抗滑安全評(píng)價(jià)：抗滑性能是保證雨天高速行車安全的重要技術(shù)指標(biāo)，摩擦系數(shù)是直接影響抗滑安全的控制指標(biāo)，摩擦系數(shù)越高，抗滑性能就越好。石料磨光值是保證路面防滑的基本指標(biāo)，磨光值高才能獲得高的摩擦系數(shù)。路面的排水安全評(píng)價(jià)：高速公路因其路幅寬，降到路面上的雨水量較多，排水不暢，形成積水，高速行車會(huì)使積水霧化，迷霧遮擋駕駛員視線，增加行車事故。同時(shí)積水會(huì)降低路面的抗滑性能，使車輪產(chǎn)生液面滑移，增加行車的危險(xiǎn)性。在我省某段二級(jí)公路發(fā)生16起交通事故中，因路面積水造成事故11起，占總事故的68．7%。因此公路路面要采用系統(tǒng)排水的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保路面水的流暢。路面的平整度評(píng)價(jià)：路面不平整易使汽車產(chǎn)生顛簸，容易造成事故。平整度的影響除了路基不均勻沉降的原因外，攤鋪機(jī)的性能及操作對(duì)攤鋪平整度影響很大，另外面層攤鋪材料的質(zhì)量、碾壓質(zhì)量對(duì)平整度有影響，接縫處理不好容易產(chǎn)生缺陷以及由于接縫壓實(shí)度不夠和結(jié)合強(qiáng)度不足而產(chǎn)生裂紋。

　　二、擋土墻的靈活運(yùn)用

　　公路擋土墻的形式，可借鑒國(guó)內(nèi)一些先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和范例，積極探索坡面防護(hù)新技術(shù)，配合路段自然環(huán)境，靈活進(jìn)行設(shè)計(jì)。如目前湖南省部分高速公路采用的花池墻、階梯柵欄擋土墻等新型防護(hù)結(jié)構(gòu)形式，既起到了防護(hù)作用，又豐富了路容景觀。鑒于目前多數(shù)公路沿線的擋土墻人工痕跡較重，嚴(yán)重影響了公路景觀。因此在一般公路設(shè)計(jì)中應(yīng)靈活性設(shè)計(jì)，根據(jù)沿線地質(zhì)條件和邊坡高度，盡量減小防護(hù)工程體積，如擋土墻的高度和長(zhǎng)度，并結(jié)合地形起伏特點(diǎn)，適當(dāng)變化擋土墻高度，提高結(jié)構(gòu)物自身景觀效果。

　　在材料上，擋土墻可根據(jù)公路所在地區(qū)條件，靈活就地取材，如采用當(dāng)?shù)氐膲K石、碎石干砌擋土墻，盡量避免采用光面混凝土擋土墻，以使擋土墻構(gòu)造物表面貼近自然。另外，還可結(jié)合路域特有的文化和建筑風(fēng)格，通過(guò)設(shè)置文化符號(hào)以賦予公路文化內(nèi)涵，對(duì)擋土墻進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，使司乘人員在行駛過(guò)程中感受到特有的公路民俗文化。

　　三、安全護(hù)欄設(shè)計(jì)

　　按照我國(guó)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，要求護(hù)欄在中央分隔帶連續(xù)設(shè)置，在路側(cè)的最小段落為70m，不必要路段可以不設(shè)，它與主體工程的關(guān)系與其所處的路段有關(guān)。

　　石方區(qū)護(hù)欄：石方區(qū)護(hù)欄基礎(chǔ)應(yīng)與路基同步施工，路基開挖時(shí)，預(yù)留護(hù)欄混凝土基礎(chǔ)的槽孔，或者直接在槽孔內(nèi)現(xiàn)澆護(hù)欄基礎(chǔ)，以避免2次開挖石方。

　　路肩擋墻區(qū)路側(cè)護(hù)欄：護(hù)欄基礎(chǔ)落在連續(xù)路肩擋墻區(qū)時(shí)，當(dāng)擋墻施工至護(hù)欄基礎(chǔ)底標(biāo)高時(shí)，應(yīng)預(yù)留護(hù)欄基礎(chǔ)槽孔，也可現(xiàn)澆護(hù)欄基礎(chǔ)，以避免后期護(hù)欄安裝時(shí)開拆擋墻，對(duì)于連續(xù)護(hù)面墻區(qū)段，當(dāng)護(hù)面墻施工至護(hù)欄基礎(chǔ)底標(biāo)高時(shí)，應(yīng)預(yù)留護(hù)欄基礎(chǔ)槽孔，也可現(xiàn)澆護(hù)欄基礎(chǔ)，以避免后期護(hù)欄無(wú)法生根。

　　構(gòu)造物護(hù)欄：對(duì)于特大、大、中橋護(hù)欄一般由主體工程設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)。通常為砼剛性護(hù)欄，并由交通工程設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)護(hù)欄過(guò)渡段設(shè)計(jì)。

　　四、路基邊坡處理與環(huán)保

　　路基邊坡形式是影響公路景觀的主要因素。路基邊坡坡率及形式的選擇不僅影響邊坡的穩(wěn)定，同時(shí)也影響環(huán)境保護(hù)和景觀效果。邊坡坡率應(yīng)靈活自然、因地制宜，盡量使邊坡外形與周圍環(huán)境融為一體，看不出明顯的人工痕跡。在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)條件、邊坡高度及周圍環(huán)境特點(diǎn)對(duì)每個(gè)邊坡逐個(gè)研究確定適宜的邊坡形式和坡率。對(duì)于挖方邊坡坡腳、坡頂取消人工痕跡過(guò)重的折角，而采用貼近自然的圓弧過(guò)渡，以達(dá)到與路線所經(jīng)自然地帶的地形地貌相適應(yīng)。對(duì)于部分低填或隧道進(jìn)出口填方路段，放緩邊坡或直接填平進(jìn)行植草綠化處理。這既有利于路堤與原地貌融為一體，使填筑痕跡得以遮掩；同時(shí)也增加路側(cè)凈區(qū)，形成一定的行車緩沖帶，使過(guò)往車輛駛離路面后有一個(gè)安全的感覺(jué)。

　　公路設(shè)計(jì)靈活性和創(chuàng)造性的理念并不是試圖去創(chuàng)建一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)，而是建立在靈活應(yīng)用現(xiàn)有的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)章制度的基礎(chǔ)之上，公路設(shè)計(jì)人員應(yīng)在嚴(yán)格遵循項(xiàng)目規(guī)劃的前提下，充分發(fā)揮想象力、獨(dú)創(chuàng)性及靈活性，以規(guī)范為依據(jù)，在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)靈活應(yīng)用設(shè)計(jì)指標(biāo)，切實(shí)設(shè)計(jì)出既能滿足使用功能，又能確保安全運(yùn)營(yíng)，同時(shí)還能很好地融于自然及人文環(huán)境的公路。