公路设计新理念在湛徐高速公路设计中的体现

杨勇波 冯玉龙 陈应峰

1 工程概况

湛江遂溪—徐闻高速公路是沈海国道主干线的组成部分,是《国家高速公路网规划》中沈阳—海口高速公路(二纵,M15)和兰州—海口高速公路(八纵,M45)的组成部分。沈海高速和兰海高速是国家公路网层次最高的公路通道之一,沈海高速主要功能是沿海大通道,有效沟通了我国沿海所有的主要港口,经济联系功能突出;兰海高速是沟通西北、西南与华南,通江达海的重要西部大开发公路通道。沈海高速和兰海高速在广东省湛江市汇拢,湛徐高速公路是两条国家高速公路通往海南的共用段,路线采用四车道高速公路标准建设。具体技术标准为设计速度采用120 km/h,路基宽度28 m,设计汽车荷载等级为公路—Ⅰ级。在设计中,全面贯彻“六个坚持,六个树立”的公路设计新理念。

2 路线设计

本项目位于平原微丘区,路线布设的主要考虑因素为路线总体走向、沿线村庄、农田、水利设施等地物及地质条件,路线平面布设时结合路线总体走向将路线布设于地质条件较好的地层之上,避免因处治不良地质而造成投资的大量增加;尽可能避免从较近的村庄间通过,对村庄形成分割,并保持与沿线居民点的距离控制在200 m以上,以降低施工期间及建成运营后对沿线居民的声环境、空气环境等的干扰;路线尽量减少对农田耕地的占用,尽可能从农田与坡地的衔接部通过,避免切割农田而造成不利于耕种的小块条状地,以利于农田的重新规划及农田水利设施的建设。

在路线平纵面线形指标的选择上坚持以人为本、安全至上,坚持合理选用技术指标,不片面追求高指标,同时也不采用极限指标,注重指标的均衡连续。结合本合同段位于雨水集中地区,地形条件平坦,平曲线最小半径控制在一般最小半径的2倍以上,对应超高横坡控制在3%以内,平曲线转角尽可能控制在10°～30°之间,对于受条件限制转角较大时,采用加大平曲线半径或加长缓和曲线长度使线形平缓过渡、行车安全舒适。

路线推荐方案填挖均小于10 m,由于本项目所处区域土质为高液限土,基床填料均需远运,基床以下采用高液限土填筑并作处理。在设计时结合行车舒适、工程经济、结构物控高、路面排水等因素,综合确定本合同段一般路段纵坡尽可能大于0.3%。对于超高过渡段纵坡必须大于0.5%,以利于路面排水,最大纵坡控制在2.9%以内。一般路段最小坡长控制在400 m以上,对于平曲线路段内的纵坡坡长,一般控制在1个平曲线内纵断面变坡点不超过3个,避免起伏变化过于频繁,影响行车舒适,同时由于高速公路平曲线一般均较长,本合同段最长平曲线长度达到3 321.654 m,对于这样超长平曲线路段,结合行车舒适及工程经济综合考虑,最短坡长控制在700 m,以达到既保证行车舒适,又使工程较为经济。

3 路基、路面设计

本项目位于雷州半岛,气候温暖湿润,雨水充沛。中央分隔带及边坡绿化防护多采用本地土生植物,易于存活、生长迅速,且与项目周围景观协调统一。

坚持可持续发展,树立节约资源的理念,尽可能降低路基填挖高度,对于大片农田采用桥梁形式通过,用地范围为路堤护坡道或排水沟外1 m;取土场集中设置,全部选择在山坡、高地等不易耕种的土地;将地表耕植土、水塘清除的淤泥等当作一种不可再生的资源进行保护和利用。

项目所在区域土质液限较高,设计中对于经试验土样CBR值大于3%,液限值小于70%的高液限土进行利用,利用范围主要为:路堤93区(其中软土路基、陡坡路基及浸水路基段不予利用);强膨胀土不作为路堤填料,全部废弃;胀缩总率不超过0.7%的土体直接填筑路堤。当土体达不到技术要求时需掺入石灰或水泥等改性材料进行技术改良,并在高液限路堤基底设置排水隔离砂砾或碎石垫层,厚度0.5 m,在满足技术指标要求前提下尽量采用本项目所挖土方填筑路基,减少借方。

根据项目区域属南亚热带季风海洋性气候,台风、暴雨等极端气候条件较为集中的特点,将行车安全放在首位,方案论证过程中充分考虑车辆在湿滑路面上的行车安全性以及全寿命周期成本、长寿命性及行车舒适性,在路面结构设计中遵循“因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护”的原则,结合当地行之有效的路面结构设计实践,借鉴国内外成熟的设计方法,强化系统综合设计,使设计具有技术先进、经济合理、安全适用、耐久舒适的综合效益。按照“以防为主、防排结合”的原则,做好路基、基层、面层的防排水综合设计。

4 桥梁

本路段的桥梁主要是为了跨越河流、沟渠及道路而设置,桥梁高度约10 m～20 m,上部结构上多采用安全可靠、整体性好、形式美观、施工方便的预应力连续箱梁,跨径以20 m～35 m为主。对于跨越乡村道路的小跨径桥梁多采用13 m,16 m的空心板或更小跨径的箱形结构。

本路段上跨北同蒲四线电气化铁路(即将建设),铁路线位距桑干河较近,如分开设置桥梁,则中间有300 m路基,填土高度在10 m～13 m之间,而且铁路桥台也很高,达到13 m。设计中综合考虑结构安全、占地及与周围环境协调等因素,将两座桥梁合并成一座特大桥设置,取消两桥之间的高填土路段。

5 互通立交

互通立交设计中坚持“以人为本”,在满足交通需求前提下,尽量提高安全与舒适的运行条件,力求与自然环境和社会环境的和谐一致。英利、下桥等单喇叭互通在设计中结合互通功能和互通位置的布设条件,对互通方案的功能性、经济性及对地方的影响进行了深入细致的分析,在满足功能要求的前提下,尽量结合互通位置附近村庄、道路、地形地物等优选互通设置象限,并采用合理的技术指标,既保证了互通对交通流的转换功能,又节省了投资和对地方的干扰。如龙门互通,在对互通位置转向交通量及附近村庄、道路、地形地物等进行充分研究后,将互通位置适当北移,并将被交路改移至村外通过。调整后的互通位置既便于与县道连接,又使龙门镇及周边乡镇上、下高速公路更加顺畅,同时稍远离村庄,减少了拆迁和噪声对村庄的干扰。在服务区、管理养护中心位置的选择上与互通立交位置统筹考虑,并根据地形及附近乡镇、村庄及道路的情况选择合适的位置,以使互通区、服务区的配套设施共享,并节约投资。

6 结语

在本项目的勘察设计中,将公路勘察设计新理念贯彻始终,以“安全”“环境优美”“节约资源”“质量优良”“系统最优”作为设计的最终目标。对于路线方案,在保证公路为其使用者提供安全、高水准服务的前提下,充分考虑了方案对地方居民生产生活和环境的影响,设计过程中积极主动争取社会各界参与,充分征求了当地政府、公路管理部门、沿线群众、企事业单位意见,并详细调查了各方案沿线的地形地貌,将地方对各方案的意见及方案对环境的影响作为方案比选的因素之一;在路线的平纵面线形设计中,采用了合理的技术指标,既保证了行车的安全舒适,又力求低填浅挖,最大程度减少对周围环境的破坏,降低工程规模,节约资源;在路基防护和桥梁结构造型上充分考虑建成后的视觉效果,尽量将工程融入周围环境中,以达到同周围环境的和谐统一。

[1]交通部公路司.新理念公路设计指南(2005版)[M].北京:人民交通出版社,2005.

[2]池坤敏.现代公路设计理念[J].山西建筑,2007,33(14):274-275.