王大勇
摘要:公路設計新理念的提出對公路工程設計人員來說是一個挑戰(zhàn),但是也是提升設計水平的一個機會,在設計過程中將這些新理念融入到工程實際中去,從而達到公路與自然、公路與人的和諧,也實現(xiàn)公路事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
關鍵詞:公路設計新理念;山區(qū);公路路線設計
1 山區(qū)公路路線設計的影響因素
1.1 氣候
應充分調查了解降雨量、匯水面積、洪水位的情況,合理地選擇路線線位高度或采取措施確保路基的使用安全。山區(qū)一般溫度較低,晝夜溫差較大,溫度垂直性差異非常明顯。夏季多暴雨,往往會伴隨著山洪暴發(fā)。由于地形、地貌特征雨水的作用顯著,沿河路基易沖刷。
1.2 地質
山區(qū)地表坡度大,土壤淺薄,植被稀少。強分化的土石易被水沖走。巖石直露,巖體破碎,產狀多變,褶曲斷裂。裂隙水和地下水的長期作用對地質穩(wěn)定有很大影響,加之氣候變化,地表存在著一些不良地質情況,如巖堆、碎落、滑塌、巖溶、泥石流等。而路基的穩(wěn)定性取決于所處地段地質構造的穩(wěn)定性,故巖石的種類,巖層走向和傾斜度及有無軟土夾層及地下水的影響,在路線設計時,必須從地質構造上正確判斷巖層的穩(wěn)定性,對不良地質的影響范圍作出認真研究與分析,采取防治結合的有效措施予以根除。
1.3 地形
山脈相連,高低起伏,坡大溝深,山崖陡峭。伴隨著大小水系分布著大小河流及山間谷地。山區(qū)河流具有河床縱坡大、流量小、流速快,形成山區(qū)地形山高谷深垂直切割明顯的特點,路線布設在平、縱、橫三個方面受到限制,迫使路線平面、和縱斷面轉折頻繁。因此在選定路線時,應先摸清山脈水系的特點,選定好路線的總體走向和主要控制點。結合地形特點,選定利用和改建的實施方案,反復比較統(tǒng)籌安排。
2 結合交通部公路設計新理念談山區(qū)公路路線設計
2.1 調查研究
現(xiàn)場勘察是公路設計的重要環(huán)節(jié),其目的主要是對擬定的路線方案進行核實,以確定總體方案和主要控制點。從而進一步了解路線所處的地理環(huán)境,摸清原有道路的使用、養(yǎng)護情況及存在的病害。掌握所經地區(qū)的自然環(huán)境條件,特別是與地形條件的矛盾。如發(fā)現(xiàn)擬定的方案確實存在問題時,應本著實事求是的原則和認真科學的態(tài)度,通過實地考察比較后,作出合理修改,以達到既能利用有利地形,又能滿足使用要求、節(jié)省工程投資的目的。
2.2 尊重自然、保護環(huán)境
貫徹尊重自然、保護環(huán)境、“不破壞是最大的保護”的理念。因此,設計人員應將“尊重自然、保護環(huán)境”理念貫徹到整個山區(qū)高速公路規(guī)劃設計過程中,將最大限度地減少對自然環(huán)境的影響和破壞作為山區(qū)高速公路設計的重要目標。山區(qū)高速公路環(huán)境保護是復雜的系統(tǒng)工程,涉及公路工程的各個專業(yè)??傮w方案設計除了應全面考慮與地形、地貌相吻合,避繞大的地質病害,減少高填深挖外,公路排水防護,取棄土場地處理,以及橋梁涵洞、隧道工程、路線交叉、服務設施等,無一不和環(huán)境保護密切相關,都需要我們改變設計理念,精心設計,真正做到尊重自然、保護環(huán)境。
2.3 地質選線和地形選線要相互結合
(1) 先對山區(qū)地形、地勢進行勘察和評估,結合衛(wèi)星圖片,聯(lián)系地質工作人員,站在地質角度來選擇的正確、可行的公路路線走廊。
(2) 從之前確定下路線走廊方案中選擇一個最合理,最容易布設線路的路線走廊方案。
(3) 對確定下來的路線走廊方案進行可行性評估,找出該方案在具體實施時可能出現(xiàn)的難題,或者可能會產生的危害,若危害過于嚴重,要重新考慮其他路線走廊方案。
2.4 路線平、縱面組合的設計
(1) 山區(qū)公路平縱面組合設計,要把豎曲線與平曲線一一對應起來,最好不要錯開即豎曲線頂點應于平曲線中點或中點附近,同時平曲線要比豎曲線稍長一些。平豎曲線的半徑要協(xié)調,豎曲線的半徑一般為平曲線半徑的10~20倍可以取得良好效果。當平、豎曲線半徑均較小時,兩者不得重合,應避免出現(xiàn)不宜重合的曲線。但實際設計中是難于做到的,在山嶺區(qū) 強調平豎曲線組合一一對應,有可能會造成大填大挖。
(2) 關于平曲線包含豎曲線問題,在條件允許情況下,平、縱面組合設計應盡可能滿足一一對應關系。若確因地物、地形等的限制,在縱坡差不大情況下,一個平曲線包含的豎曲線個數(shù)根據(jù)縱斷面設計需要確定;在縱面起伏的坡差較大時,一個平曲線包含的豎曲線個數(shù)不宜超過三個,且須經透視圖的視覺檢驗,保持豎、平曲線大小的均衡。不宜將變坡點放在回旋線上或回旋線與豎曲線重合, 以免使駕駛員既要換擋又要調換方向盤,造成緊張而引起事故。豎曲線和平曲線不宜相互重疊,以免公路有扭曲的感覺而不美觀。此時,當一方接近最小值時,要設法使另一方提高指標。凡直線上不可避免出現(xiàn)一處凹或凸形豎曲線時,如坡差不大,則采用大半徑豎曲線,以保持視覺良好。
3 山區(qū)公路線形設計的注意事項
3.1 山區(qū)公路沿河(溪)線布設時,應綜合考慮河流兩岸地形地質并結合工程造價確定沿河(溪)線的位置,同時應根據(jù)河流的洪水位確定線位的高低,當采用低線位時應保證路基不受河流的沖刷和侵蝕。
3.2 山區(qū)公路設計時,要根據(jù)路線情況合理確定路線指標,但當路線布設受地形條件較嚴格時,可以在某區(qū)段內適當降低線形標準,但應確保線形的協(xié)調,使車輛能夠舒適地從一個線形標準過渡到另一個線形,保證車輛行駛時駕駛員和乘客的舒適性。
3.3 山區(qū)公路凸曲線設計時,應結合地形地質,在不過多增加工程量的前提下,選用較大的凸曲線半徑,保證駕駛員有良好的視距。
3.4 在河谷地帶應注意保持公路與山體及河流的距離。河谷附近公路路線設計應注意保持公路路線與山體及河流的距離。由于山區(qū)山體結構復雜,再加上長期的風化,使得整個山體結構處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)。在風化過程中形成的土石混雜在雨季容易形成泥石流等自然災害,對于公路的安全運行是一個比較大的威脅。此外,山區(qū)河流的發(fā)源形式不同,其河流的水流量也變化較大,雨季與旱季的差別較大,公路線路在此類地區(qū)的雨季容易被淹沒,而在旱季由于其水量較小,又容易產生干裂現(xiàn)象,導致公路的不安全因素增加。
4 結語
綜上所述,山區(qū)公路路線線形設計是一項綜合性的設計工作。山區(qū)公路設計是決定山區(qū)公路建設項目工程價值和使用價值的重要階段,設計質量對工程的總體質量和安全有著決定性的影響。
參考文獻:
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[2]王文鵬.山區(qū)山區(qū)公路設計與環(huán)境保護[J].交通世界(運輸.車輛),2013,12:140-141.
(作者單位:遼寧省公路勘測設計公司)