高速公路路面設(shè)計探析
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摘要：以某公路工程實例為研究對象，深入分析在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下高速公路路面設(shè)計的要點?？偨Y(jié)了該工程的總體設(shè)計原則和規(guī)范內(nèi)容，分別從路面設(shè)計參數(shù)確定、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面對高速公路路面設(shè)計的內(nèi)容進(jìn)行闡述，實踐可知，在設(shè)計過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)范與制度要求進(jìn)行設(shè)計，能夠提高公路路面的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境；高速公路；路面設(shè)計
1工程概況
某公路建設(shè)施工項目的總里程為19.447km，包含了1條輔路31.3km和1條連接線路8.616km。整個工程項目按四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計最高時速為80km/h。從設(shè)計方案中可以明確，該工程中的路基寬度尺寸為23m，設(shè)置2.0m寬的中央隔離帶，并且設(shè)計為汽車載荷等級為公路-I級。
2工程總體設(shè)計難點和設(shè)計原則
2.1工程項目難點
（1）從前期的地質(zhì)勘察可以發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)中的地形條件異常復(fù)雜，工程的建設(shè)規(guī)模較大，存在較大縱坡。整個地區(qū)中，建設(shè)的規(guī)劃建設(shè)目標(biāo)是綜合性現(xiàn)代交通運輸體系以及促進(jìn)當(dāng)?shù)氐募t色旅游發(fā)展，所以對于本次道路交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)要求較高。該工程中的隧道區(qū)域中存在有深色砂巖、粉灰?guī)r等地質(zhì)條件，因為斷層的影響，巖層發(fā)育非常脆弱，工程所處的范圍內(nèi)海拔較高，整個工程里程較長，所以施工難度非常高。（2）整個地區(qū)中存在較多的敏感點，所以對于環(huán)保、路線等結(jié)構(gòu)布局影響比較大，且整條線路存在多個旅游景點與自然保護(hù)區(qū)，為重點的水流預(yù)防地區(qū)，所以對于工程的環(huán)保性有著較高的要求，必須要根據(jù)實際情況選擇合適的棄土場。公路規(guī)劃建設(shè)在革命老區(qū)中，生態(tài)旅游業(yè)比較發(fā)達(dá)，同時還有其他幾個旅游區(qū)正在規(guī)劃建設(shè)中。該工程所在位置上有幾個電站，電站路線與公路工程在同一走廊中，對于建設(shè)布局存在一定的限制條件。因為地形條件較為復(fù)雜，可以使用的平臺數(shù)量比較小，施工環(huán)境非常復(fù)雜，并且對于當(dāng)前已經(jīng)投入使用的高速公路存在較大的干擾，所以需要采取必要措施提升交通運行的安全性[1]。
2.2總體設(shè)計原則
2.2.1多方案優(yōu)化選擇
工程施工地區(qū)中的地形條件復(fù)雜性較高，對于設(shè)計方案的影響因素比較多，同時在線路周邊區(qū)域中分布著大量的村莊、水庫、電站與自然保護(hù)區(qū)，因此在進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計過程中要合理確定設(shè)計方案，綜合論證各個方案之后采取確定設(shè)計方案是否具備可行性，同時也考慮到其經(jīng)濟合理性，保證安全性、環(huán)保性，滿足當(dāng)?shù)亟煌ㄟ\行的需要[2]。
2.2.2確保技術(shù)方案與地形條件協(xié)調(diào)
整個地區(qū)中的地形條件具備較高的復(fù)雜性，所以在施工中應(yīng)該確定更高的技術(shù)質(zhì)量要求，要提高車輛運行的質(zhì)量，并且可以適應(yīng)當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件，將施工成本控制在合理的范圍內(nèi)，選擇與之相適應(yīng)的路線方案，從多個方面考慮之后選擇合適的設(shè)計方案，保證設(shè)計方案中與地形條件達(dá)到協(xié)調(diào)性的要求。
2.2.3堅持生態(tài)設(shè)計原則
工程設(shè)計方案的確定需要符合生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求，需要堅持生態(tài)設(shè)計理念，避免給周邊環(huán)境造成負(fù)面影響。公路施工項目是社會交通運行網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，所以在實踐中需要充分考慮到骨架的性能，加強沿線位置的控制和規(guī)劃，同時應(yīng)合理處理其與周邊村鎮(zhèn)、水電、景區(qū)等管線。路線的設(shè)計要考慮到這些影響因素，不能造成嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境破壞問題，達(dá)到節(jié)能減排的要求，應(yīng)用全新技術(shù)與工藝。由于工程量較大且存在大量的棄土，此時應(yīng)根據(jù)工程的實際需要合理選擇棄土場，避免造成環(huán)境問題。
2.2.4路線設(shè)計堅持靈活原則
以總路線為指導(dǎo)思想，加強路線總體走向控制與節(jié)點質(zhì)量控制，充分考慮到該工程中的安全性、環(huán)保性等特性，考慮到當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件選擇合適的路線，還要合理使用該工程中的路線資源，靈活地選擇合理的線路設(shè)計方案，并且保證項目符合技術(shù)規(guī)范的要求。設(shè)計人員在進(jìn)行性能參數(shù)設(shè)計的過程中，盡量不使用極限技術(shù)參數(shù)，從而全面提升交通運行的安全性與舒適性[3]。
3工程項目路面設(shè)計情況
3.1綜合考量設(shè)計因素，確定設(shè)計參數(shù)
路面設(shè)計方案確定的過程中必須綜合分析當(dāng)?shù)氐慕煌ㄍㄐ辛?，考慮其是否存在重大的影響因素，結(jié)合工程的性質(zhì)以及當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，從而選擇更加科學(xué)合理的路面結(jié)構(gòu)形式，滿足當(dāng)?shù)亟煌ㄟ\行的需要。整個線路設(shè)計中分布著不同等級的公路項目，考慮到該工程所存在的早期病害問題，積極總結(jié)項目經(jīng)驗，選擇新的路面設(shè)計方案。在深入調(diào)查當(dāng)?shù)亟煌ㄟ\行情況的基礎(chǔ)上，及時與當(dāng)?shù)氐闹鞴芙煌ú糠譁贤ㄖ?，確定路面施工材料等因素，同時還應(yīng)該根據(jù)工程的實際情況來進(jìn)行必要的試驗，最終確定公路項目的技術(shù)參數(shù)。
3.2路面結(jié)構(gòu)設(shè)計
首先應(yīng)該明確工程任務(wù)書，要明確路面等級與面層結(jié)構(gòu)形式，通過計算確定年度內(nèi)車輛行駛數(shù)量以及彎沉值參數(shù)；其次要充分考慮到基土類型與干濕類型，根據(jù)施工路段的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行路基形式的劃分，通常以500m的間隔距離為最佳，并應(yīng)明確不同路段的回填模量參數(shù)。再次是結(jié)合當(dāng)前的成功經(jīng)驗和技術(shù)設(shè)計規(guī)范來確定路面結(jié)構(gòu)形式，計算出路面厚度參數(shù)，比較各種施工材料之間的性能差異，最終明確技術(shù)方案。因為公路瀝青路面在設(shè)計的過程中需要考慮到混凝土面層與半剛性基層材料的應(yīng)力要求，因此，對于未能符合技術(shù)規(guī)范要求的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案應(yīng)該進(jìn)行方案的調(diào)整，再次進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計組合，也應(yīng)該進(jìn)行材料配比參數(shù)的確定，要全面提升材料的綜合性能，最終達(dá)到交通運行性能的需要。考慮到本次施工項目的施工路段為季節(jié)性冰凍地區(qū)，所以在進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中應(yīng)該合理確定防凍層厚度[4]。
4路面設(shè)計質(zhì)量保證措施
4.1設(shè)計資質(zhì)和經(jīng)驗
地形條件復(fù)雜的地區(qū)對設(shè)計要求比較高，所以需要設(shè)計單位具備較高的技術(shù)水平和豐富的實踐經(jīng)驗，本次工程中的地形條件和地質(zhì)結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜，所以對于工程要求也比較高，設(shè)計單位在確定設(shè)計方案之前要進(jìn)行必要的地質(zhì)勘察，要組織專業(yè)地質(zhì)施工隊深入到施工現(xiàn)場中進(jìn)行全方位的調(diào)查和分析，根據(jù)實際情況進(jìn)行持續(xù)的改進(jìn)和完善。此時要選擇達(dá)到資質(zhì)條件要求的設(shè)計單位，禁止與未達(dá)到要求的單位進(jìn)行技術(shù)合作。工程設(shè)計圖紙的質(zhì)量對于后續(xù)工程質(zhì)量存在直接的影響，如果存在不符合實際情況的情況就需要進(jìn)行技術(shù)變更，對于工程成本、質(zhì)量都會產(chǎn)生不良影響，所以需要提升設(shè)計方案的質(zhì)量水平。
4.2準(zhǔn)確的勘測資料是設(shè)計的保證
工程設(shè)計方案確定之前應(yīng)該綜合分析地形條件、水文狀況以及氣候條件，要使用先進(jìn)的儀器設(shè)備來進(jìn)行測量，地質(zhì)勘探技術(shù)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性對于設(shè)計方案的質(zhì)量存在直接的影響，也能夠準(zhǔn)確判定影響因素，所以要選擇合理的施工地質(zhì)，避免造成工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況。
4.3施工前做好技術(shù)交底工作
施工圖紙設(shè)計完成之后，需要經(jīng)過現(xiàn)場施工人員的審查和確認(rèn)，要及時發(fā)現(xiàn)存在的設(shè)計缺陷和問題，并且及時的進(jìn)行改正。在設(shè)計方案確定之后，應(yīng)該進(jìn)行必要的技術(shù)交底，設(shè)計單位需要對使用單位的技術(shù)人員、施工人員進(jìn)行必要的技術(shù)交底，保證工作人員都能夠具備足夠的專業(yè)素質(zhì)，要讓他們了解設(shè)計圖紙中的技術(shù)規(guī)范和要求等方面，才能保證工程滿足設(shè)計方案的要求并高質(zhì)量交付的工程項目[5]。
4.4落實施工過程中的設(shè)計代表全權(quán)負(fù)責(zé)制
在工程方案的設(shè)計中需要秉承生態(tài)設(shè)計基本原則，結(jié)合施工現(xiàn)場的具體情況做出必要的調(diào)整即變更設(shè)計，因此，在設(shè)計中需要積極落實設(shè)計代表負(fù)責(zé)制，要積極落實設(shè)計人員的職責(zé)和權(quán)限，不能存在隨意變更的現(xiàn)象，要擯棄不合理的管理現(xiàn)狀，從而保證工期達(dá)標(biāo)。
4.5重大設(shè)計變更實施專家評估制度
工程設(shè)計方案確定之后，如果因為不可抗力因素而導(dǎo)致工程設(shè)計方案的變更，則需要經(jīng)過多方人員的論證之后才能進(jìn)行變更，組織專家對于設(shè)計方案進(jìn)行綜合的評定與勘探，隨時跟蹤方案實施情況，采取動態(tài)化管理，以消除負(fù)面影響。
5結(jié)語
綜上所述，在公路工程建設(shè)中需要充分重視設(shè)計質(zhì)量，除了需要滿足當(dāng)前技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范的需要，還應(yīng)充分考慮到現(xiàn)場的實際情況，合理確定路面結(jié)構(gòu)形式，全面提升公路工程的質(zhì)量。
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作者：劉麗 謝奕 單位：江西省贛南公路勘察設(shè)計院