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摘要: 山区高速公路设计各阶段、各专业之间是相互联系、影响和有机结合的一 个系统整体,应在设计前根据不同项目的特点、技术标准、建设条件、投资规模 等,拟定相应的设计思路。本文从公路总体设计、路线、路基、路面、桥梁、隧 道、路线交叉专业方面进行了简要阐述。
关键词: 山区高速公路;设计思路
山区高速公路对于推动国家地方经济发展,意义重大,本人从事山区公路设 计多年,参与多条高速公路设计 (如 G4216 线仁沐新高速、 南充至潼南高速、 雅 康高速、 云南沾益至会泽高速等),结合笔者经验,对公路设计从专业上阐述相 关设计思路。
一、 总体设计
勘察设计中贯彻执行交通部典型示范工程所倡导的 “安全、环保、舒适、和 谐”的设计理念和 “六个坚持,六个树立”的要求,以地质勘察、详实的基础资 料为先导,路线总体设计为龙头,在保证高速公路使用功能、技术标准、 服务水 平的情况下,深化各专业方案,减少施工及养护成本, 控制工程造价、以最少投 入,实现项目效益最优化。
二、 路线
1、路线布设应符合高速公路主骨架布局要求,正确处理好本项目与相关高 速公路、 地方公路、 城镇规划、居民集中区、 学校等关系。
2 、坚持地形选线, 路线应适应地形变化,避免高填深挖,使线形连续、均 衡,在斜坡地形路段,应结合地形选择合适纵面标高, 控制桥梁、隧道、路基工 程,达到经济、合理、 环保、安全。
3 、重视和加强地质选线, 尽可能避开工程地质不良带,尤其是滑坡、崩塌 及危岩等不良地带。
4 、重视生态环境保护,尽量使线形与地形、地物相协调,尽可能避免高填 深挖,少拆迁建筑物,少占良田好土,减少对环境的影响。
5、根据不同地形受控因素,灵活采用不同线形要素,以曲线为主体, 使线 形舒展连续,指标大小均衡,避免突变,尽量避免小偏角曲线。
6、根据地形地质条件,路线纵断面设计应尽可能做到填挖平衡,以减少弃 方和借方,合理采用经济纵坡、安全纵坡。
7 、纵面线位高度以挖方边坡或填方路堤边坡最大高度控制。平纵组合设计
时,注意平、竖曲线的对应关系, 避免将凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部 置于平曲线的起终点或反向曲线的拐点处。
总之,线形设计应结合沿线地形、地物、地质、桥位、隧道进出口、互通式 立交位置以及地方道路规划等诸多因素,进行平、纵、横统筹协调,反复优化后 确定。
三、 路基
1、路基防护以生态植物防护为主,防护工程注重与周边自然环境协调过渡, 强调其可持续发展性。在结合地层岩性、满足安全稳定性的前提下,边坡坡率应 灵活自然、因地制宜、顺势而为,不宜采用单一坡度,以减少人工痕迹,力争经 过几年光、热作用,边坡外形与周围环境融为一体。
2、在满足排水要求、利于养护的情况下,路基排水工程应尽量做到减少开 挖及占地,外观线形美观流畅。路基排水应系统完整, 敏感路段如沿河、塘库等 路段等应自成体系。
3、取、弃土场位置应尽量选择在行车视线范围以外的荒地或小山包,并采 取必要的防护、排水措施,对其表面进行绿化美化处理。大型弃土场实测典型地 质剖面或进行必要的地质勘探,计算分析堆置弃土后的稳定性及对周围环境的影 响, 并采取相应的措施。弃土场地表耕植土不得随意填埋,应加以收集用于后期 弃土场表面的绿化、美化。
四、 路面
1、根据路基土的土类和气候区以及路基土的 CBR 试验结果,参照相关规范 并计算确定路基回弹模量设计值,应满足交通等级的最小要求;
2、结构设计及厚度计算应通过交通量及对材料试验的评价分析,按现行规 范公路路面设计专用程序计算。
3、设计原则:根据项目使用要求及沿线气候、水文、 地质等自然条件和交 通量、材料等特点, 遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、技术上可 行、经济上合理的基本原则,进行路面结构方案的综合比选。方案比较应从以下 几个方面:
(1) 路面结构类型:比较沥青路面与水泥混凝土路面;
(2) 基层类型:比较半刚性基层沥青路面与柔性基层沥青或组合式基层沥青 路面;
(3) 沥青抗滑磨耗层的类型:比较沥青玛蹄脂碎石 SMA、沥青混凝土 AC、其 他可能的类型;
(4)中 、下面层混合料类型:比较沥青混凝土与其他沥青混合料。
五、 桥梁
1、桥型方案的选择满足“结构安全、使用舒适、经济性好、施工养护容易 和造型优美与自然环境相协调”的设计原则。
2、优先采用预制安装的标准化、定型化结构。
3、根据桥墩高度及桥位处地形、地质情况,合理选择桥梁下部结构型式, 尽量减小施工难度及对自然环境的破坏。
4、主线或互通式立交匝道桥跨越已通车高速公路或干线公路、 城镇主干道
时,为避免搭架现浇混凝土梁对桥下道路的较长时间的干扰,可根据需要采用钢 箱梁或钢-混结合梁, 工厂制造,快速安装。
5、上跨主线结构物型式选择不应影响主线公路行驶安全及视觉效果,尽量 采用造型美观、型式各异的桥梁结构,注重桥台的小型化、隐蔽化等细节设计。
六、 隧道
隧道主体结构物应具有规定的强度、稳定性和耐久性,且符合美观和环保要 求。
1、隧道平纵面设计
选址应服从路线总体走向,隧道洞口应尽量避开滑坡、崩塌、厚覆盖层、冲 沟以及低洼积水等不利地点。
全线隧道按照分离式隧道进行设计, 为了尽可能节约土地或耕地,中、短隧 道全隧及长隧道洞口段可按小净距隧道进行平面布置。
隧道内纵坡不小于 0.3%,不大于 3%。
2、隧道洞口
严格按“早进晚出”的原则,仰坡尽量按“零开挖”确定洞口桩号;洞门型 式优先采用削竹式洞门,削竹坡率与洞口地面自然坡率基本一致,尽量减少人工 修饰的痕迹,体现“小洞门、大绿化”浑然一体的设计效果。
3、隧道内轮廓及洞身结构
综合确定经济最省、 受力合理的内轮廓形式。
隧道洞身衬砌结构按新奥法施工原理进行设计,结构型式为初期支护与二次 衬砌砼相结合的复合式衬砌,支护参数依围岩级别进行工程类比并结合理论计算 综合确定。
4、防排水
隧道防排水设计按照“防、排、截、堵相结合, 因地制宜,综合治理”的原
则,达到不影响环保,且排水畅通、防水可靠、经济合理、不留后患的目的。
七、 路线交叉
1、功能性:应做到主次分明,在确保主线交通的前提下,力求行车路线方 向明确,路线短捷,减少交叉处时间延误,使车辆行驶快速、 顺畅,通行能力足 够,满足远景设计年限交通需求。
2、安全性
(1) 运用运行速度指导线形设计, 充分考虑汽车在互通式立交区行驶速度 不断变化的特点,合理设计线形,灵活掌握技术指标。
(2) 路线平、纵、横设计中应考虑重车的安全性。
(3) 互通范围应保证足够的视距,提高安全度。
(4) 互通与桥隧构造物或其他服务设施距离较近时,应特别重视互通出入 口安全设计。
3、经济性:设计中力求工程规模小、投资少,尽量减少占地及拆迁、养护 和运营管理费用。
4、适应性:互通式立交造型不拘一格,充分考虑与交通量及当地地形环境、 人文环境相适应,体现安全、生态的设计理念。
八、 结束语
综上所述,山区高速公路存在建设条件复杂、投资规模大、设计难度高等问
题,建成后的营运管理、养护技术也较为复杂,故在设计前应提前策划,拟定设 计任务书,制定经复核审查的设计思路,方可事半功倍,保证技术经济合理和方 案安全可靠,更有利于项目顺利实施。
参考文献
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技.2018(05)
[2]张坤. 公路工程路线设计要点及思路分析交通世界 2017 年 32 期
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