基于路线布设及路基设计的公路设计要点探讨

尹自永

（云南交通职业技术学院，云南省交通勘察设计研究院，昆明 650504）

基于路线布设及路基设计的公路设计要点探讨

尹自永

（云南交通职业技术学院，云南省交通勘察设计研究院，昆明 650504）

在公路建设过程中，要在充分了解和掌握沿线地段的气候、地貌、地质等条件的基础上，提出合理的路线布设和公路工程设计。论文阐述了公路工程设计要点，分析了公路工程设计方案的优选，提出了路基设计常用方法。

路线布设；路基设计；路堑；高陡坡

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.05.029

1　引言

公路工程是我国重要的基础设施工程。在当今公路建设高速发展时期，对公路工程的质量有了更高的要求，必须考虑非常时段人流高峰、天气恶劣、繁重的物流等情况下的交通承受能力[1]。同时，我国交通运输部门提出构建和谐交通的绿色发展理念，符合我国政府提出的美丽中国与和谐社会建设目标。这就要求在公路的建设过程中，减少对生态环境的破坏，尽可能做到少破坏或不破坏。但是，北方山区的生态环境脆弱，气候复杂。因此，需充分了解和掌握沿线地段的气候、地貌、地质等条件，提出合理的路线布设和公路工程设计，以生态保护为重点，注重可持续发展，并在公路工程设计中涵盖实地施工过程中可能出现的问题和相应的对策。

2　公路工程设计要点

2.1路线布设的公路工程设计要点

2.1.1平面线形规划

在公路线形设计之前，要有尽可能地避开居民生活区的指导思想。为与自然环境保持协调，公路线形一般选择曲线；但公路线形万万不可以任意去改变成曲线，应与当地地貌、地形特征相协调。曲线线形的设计难点在于选择适当的曲线半径，设计要充分结合该处地形，综合考虑涉及的各个要素。曲线设计的原则，一方面增加了设计者的灵活性，另一方面保证了线形的连贯性[2]。

2.1.2超高设计

为保证行车的舒适性和安全性，公路路线尽量布置在没有设超高地坪曲线半径的区域内铺筑。在地形无法避开需要设计超高时，超高的设计需与每一个路段相对应，具体情况不同设置，以路面的行车速度和车辆类型为主要考虑的因素，计算出所需的对应的每一个值。同时，超速的情况要做相应的考虑，特别是下坡的地段，容易出现超速的现象，设计初期就要把控好超高率，且应有适宜的调节。另外，在符合要求的情况下，往往有时会选取不设置超高的左偏曲线来进行设计。

2.1.3纵面线形及坡度设计

在路段需设置桥涵时，桥涵尽量设置人行通道。坡度的设计应考虑纵坡长度、汽车性能和汽车载重等因素，纵坡与坡长需满足相关规定。通过增加车道或者另设爬坡车道来缓解部分路段的通行能力。在有连续陡坡时，设计应特别注意坡段距离的范围及爬坡的距离。公路路线尽量走高，有条件的地方尽量将明涵改成暗涵，减少维护成本；填方要适当，软地基的填方难度最大，必须严格控制高填方，避免出现路基的沉降。

2.1.4公路视距参数的控制

公路行车的安全与公路视距有紧密的联系。可见公路视距参数的重要性，为此在设计开始就必须考虑行车视距；同时，还需考虑坡度、行车速度、路面摩擦阻力系数等因素。当然，设计者可以应用三维建模软件，对设计的工程建立三维可视效果图，进一步确定设计的合理性。

2.2路基设计的公路工程设计要点

2.2.1路堑设计

通过综合考虑地质条件、气候环境和路面坡形的高度等因素后，确定坡度形式与路面坡度，并让人工边坡与原始稳固边坡充分结合，必要时对施工完成的边坡进行分析检验。另外，边坡的形状要根据路坡方边的情况而定，并结合地形地质、岩石结构、路坡稳定性等因素。当然，地下水沟的设置也要因地制宜，按实际情况来布置[3]。三种路堑设计如图1所示。

图1　三种路堑设计图

2.2.2高边坡路堤与陡坡路堤设计

一般的路堤设计较为简单，高边坡和陡坡的设计较为复杂，后者跟地质地形条件、原材料的性质和施工条件有较为紧密的联系。初步设计指导施工作业，当出现施工时与现场不符合时，应及时修正设计，改变设计方案，确保边坡的稳定性。总之，要因地制宜、灵活变通地做好边坡的设计与施工。五种路堤设计如图2所示。

图2　五种路堤设计图

2.2.3路基填挖交界处设计

路基填挖交界处施工与设计是否合理，关系到路基的防护与排水等[4]。土质地段使用渗水特性材料；岩石地段使用充填石料的方式，并在交接处设置土木工程格栅。而渗出水量及地质稳定性决定着地下渗沟的设计方案，并且设计方案应可能的综合考虑纵横式的地下排水沟。五种路基填挖交界处设计如图3所示。

图3　五种路基填挖交界处设计图

3　工程概况

某重要路段高速公路全线总长200km。根据省交通厅的文件要求，为提高与邻省市的交流，保证高速公路的通行能力，决定该高速公路采用6车道和140km/h时速的技术标准，路基宽度32m，整体式桥梁宽度32m。主要技术指标见表1。

4　公路工程设计方案

4.1公路工程设计方案应与自然环境相结合

表1　主要技术指标值

公路工程设计方案不仅需要有质量的保证，还需要有一定的景观。人们行车除了交通便利外，还尽量有较好的视觉效果。要做到路线与自然环境相协调，所以，尽量不要出现深挖与高填。路线布设不仅要保证通行便捷，而且尽量要有美的视觉感受，做到与自然和谐一体。当然，路线的走向大致要跟山川大地、水流、地貌等和谐统一，让行车之人有一种势的力量；路形设计与行车视野也存在一定的联系，路形合理使得与自然景观相互呼应，增加了审美感。

4.2在典型地形区选择科学性和合理性强的方案

方案选择应避免深挖和高填，尽量选择地势相对平坦、地质相对稳定和无地块构造缺陷的区域进行方案的设计。

低矮丘陵地区的路形设计以填补与挖掘相平衡为原则，尽量减少对地形和环境的破坏；高山与深谷地区的路形设计以桥梁和隧道为原则，在地质条件好的地段，可以选择条件可能地点，适当减少施工长度，长距离隧道应具有通风设施，且坡度需平缓、分线清晰。

4.3结合地质条件实现方案优选

尽量避开采空区、溶洞区、软土地层、断层破碎带和崩塌等地质条件较差的地区。当这些区域无法避开时，应设计多种方案优选出影响最小的方案。某些小范围的崩塌地区，应采用桥梁或者降低路面的高度；对于采空区或溶洞区，应事先勘察清楚其位置和空区体积。尽力避开土质不稳定的区域，优选出最合理的方案。

4.4环保优选方案

在景观、安全和审美满足条件下，还必须考虑对环境的影响程度。道路施工应秉承尽可能地保护好沿线的自然生态环境的原则，设计与施工灵活变通、少挖少填，让公路与自然环境和谐共存。

5　结语

公路工程设计路线布设要点包括线形应尽可能以曲线为主，尽量不设置超高，设计开始考虑行车视距等；路基设计要点包括充分结合实际情况，合理使用原材料，并提出了路基设计常用方法等。公路工程设计方案与自然环境应做到和谐一体、相得益彰。交通便捷、舒适行车和环保是当今公路工程设计的目标与理念。

【1】李洪修.山区高速公路总体设计方法及技术指标[D].西安：长安大学，2008.

【2】杨育生，刘海鹏，路杨，等.国家高速公路沪陕线西安至商州高速公路总体设计[J].公路交通科技，2012（3）：1-4.

【3】胡克伟.平原区低路基高速公路设计探讨[J].路基工程，2009(2)：69-72.

【4】刘志.高速公路改扩建工程一般路基设计要点[J].贵州大学学报，2010（4）：120-122.

Discussion on Design Points of Highway Based on Route Layout and Subgrade Design

YIN Zi-yong
(Yunnan Jiaotong College，Yunnan Traffic Survey and Design Research Institute，Kunming 650504，China)

In the process of highway construction,to fully understand and master the climate,topography,geology and other conditions,the reasonable route layout and highway engineering design is proposed.This paper expounds the main points of highway engineering design, analyzes the optimization of highway engineering design,and puts forward the common methods of subgrade design.

line layout design;subgrade;cutting;high steep slope

U412.3

A

1007-9467（2016）05-0109-03

尹自永（1971～），男，云南梁河人，高级工程师，从事公路桥梁勘察设计研究，（电子信箱）55870325@qq.com。

2016-01-11