公路设计要点浅析
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摘 要：本文结合多年的工作经验主要对公路设计的注意要点，以及各角度控制的等有关问题进行了分析探索讨，仅供参考。
关键词：线形设计、注意事项、路基、水稳定性
一、公路设计时应注意的问题
1． 1 平面线形设计
1) 应尽量选用不设超高的平曲线半径。一方面可以避免因处理单向排水而增加工程费用; 另一方面，可以保证公路的通行安全、舒适。
2) 应尽量避免高路堤挡墙的选用。路堤挡土墙之类的结构物因台后填土区很难控制好填筑质量，而影响公路使用质量。
3) 应尽量避开人口密集的地带。路线穿越这些区域使正常的人行通道遭受破坏，同时拆迁的难度、费用、施工的地方干扰要增大，从而要增加工程的造价和施工难度。
4) 避免横坡较陡的半填半挖。这种路基一方面使左右半边路基沉降不均，另一方面施工时对横坡较陡的基础未处理好，很容易引起滑坡和不均匀沉陷。
5) 尽量避开较大型的农用水利设施，比如水塘、水库等。否则会因征地赔偿增大工程造价，同时增加工程质量的保证难度。
1．2 纵断面设计
1) 应尽量将路线走高一些，避免采用明涵这种结构,因这种结构物不但增加造价，而且容易跳车，有条件的涵洞要明涵暗做。尽量用人行通道涵代替人行天桥的功能，以减少人行天桥。这样会避免因天桥过多而影响高速公路景观和通行能力及难度。
2) 紧接互通式立交桥连接线处，应力求避免出现凸形竖曲线。因为在这些地段，通视条件差，行车在短时间内难以识别指路标志而走错路线，影响行车安全。
3) 严格控制高填方，因高填方工后沉降难以控制特别是处于软基地带的高填方，在难以避免时，可以采用多种方案进行经济技术比较。
二、 路基软基与提高路基水稳定性应考虑的几个问题
2．1 路基通过软基地段必须进行软基处理
在软基处理方法中选择既经济、施工后沉降小且方便施工的软基处理方案是软基处理的关键。
2． 2 零填挖及挖方路基应高度重视路基的水稳定性问题
1) 零填挖路基因路基低,水位高，路基的水稳定性差。处理这种特殊路基最好的办法是除换填或原状土处理压实外,尽可能的降低地下水及隔断地下水源。比如，通过加深两边水沟或在水沟地下设盲沟，将水阻断并引出路基外。
2) 挖方地段路基，往往误认为路基基础好，路面不易破坏。其实挖方地段很容易破坏，公路使用一段时间后,路面出现开裂。这种破坏主要是水破坏所致。常年雨水多,从边坡两侧经过护面墙边沟底渗透到路肩处，甚至路基中间。如果有地下水当然必须做地下水的排水处理。对挖方地段的处理，经过实践采用边沟底下设盲沟，并阻断外来水源的方案。
三、 桥涵等结构物设计应该考虑的几个问题
3． 1 不能简单套用标准图
标准图往往是在比较理想的条件下制定的，而实际工程因施工复杂、耐久性、施工条件等多种因素，这是标准图难以包括的。在此认为目前高速公路结构物设计应注意的问题。
1) 材料的选择应注意耐久性。因高速公路使用期长,必须高度重视材料的耐久性。
2) 应充分考虑复杂的施工因素。高速公路施工，土石方工程量大、重型机械多，过去的涵洞标准图很难适应这一要求。
3) 分离式立交桥及人行天桥不宜采用呆板的结构形式，应根据实际地形与公路景观协调一致。所有立交桥的净空高度不能选择规范要求的低限标准，应考虑今后公路养护抬高路面标高的影响。
4) 填方高度较高时，不宜选择使用圆管涵或暗钢筋混凝土盖板涵。在基础较差，且迫不得已时采用这两种涵洞,但必须做特殊设计。
3． 2 充分考虑当地政府、群众的意见
联系县、乡、村政府现场了解情况。与乡镇领导及知情的农民到现场实地了解，水沟、水渠、道路、其他地下管线设施的现状和用途，并且要画好草图做好记录。根据了解情况做出的设计和地方政府交流。现场核对、说明，听取地方的意见，互相协商，确定双方都接受的方案。通过采取这种办法可以避免设计失误，减少设计变更,提高设计质量; 同时可以减少施工过程中与地方纠纷影响施工; 可以增强相互信任、了解，便于解决施工过程中出现的问题。
3．3 考虑施工成本和施工质量保证的难易
就地取材，可以降低成本，减少施工组织的难度。采取成熟的施工工艺，易于施工和工程质量的保证。结构形式尽可能统一，可以减少人员、模板、工具、设备成本，减少场站用地。大批量生产便于施工和质量保证。
四、 从“三大控制”角度合理确定结构物取材
对高速公路应从控制投资、工期、质量角度全面地看待就地取材这个问题; 同时考虑当地材料储量、日产量对整个工程所占的比重是否满足工程进度日需要量。现在高速公路标准高，工程量巨大。如果一味强调就地取材，势必会因小失大; 不利于工程质量、不利于工期、不利于控制造价。比如，高速公路高填方处的大石拱桥涵，长则100多米，短则几十米，单算涵台基础、拱圈与工砌体达3 000多石方。比以前低等级公路上的一座大石桥还多。
如果全线这类涵洞较多者，材料供应是相当困难的。往往一条线全面动工后，石料是供不应求，且材料猛涨。因此，对高速公路桥涵等结构物的设计，尽量从“三大控制”角度综合考虑取材问题。应从各合同段的具体情况出发，适当设置石材桥涵或混凝土桥涵。建议墙身砌体工程量小，可采用石材。
五、 从设计角度提高“三背回填” 质量
“ 三背回填”主要指桥台背、涵台背、挡土墙背部分的回填。
5．1 采用可以减小沉降量或避免沉降量的方案。对位于填方段的小跨径的板桥应采用先填后采用挖孔灌注桩这样的埋置式桥台。这种方法可以减小沉降量。
5．2 回填材料的选择。在砂砾级配好、施工方法合理的情况下，要按台背回填材料的要求，分别做好素土、石灰、砂砾材料的选料及标准击实，保证原材料的质量。在使用量小、不利于机械作业时，最好采用浆砌片石回填。
5．3 设计应考虑回填土压实的影响。过去的涵洞稍不对称回填都可以使涵墙倾倒或破坏。
六、 从施工角度谈对公路设计的几点建议
6．1 目前国内公路施工和设计的特点
目前国内公路施工项目采用的是公开招投标确定施工单位的办法，但公路设计项目目前我省仍采用过去计划经济体制下的委托制度，没有引进国际上使用的工程设计招投标体制，因而造成了设计上深度不够，局部设计不合理,后续服务跟不上的局面。
6．2 从施工角度对公路设计的建议
6．2．1设计应进行标准化审定
目前对公路设计尤其是桥梁工程设计缺乏严格的标准化审定，经常出现在同一工程建设项目中不同标段的相同参数的桥梁而工程设计截然不同的情况，这在下部结构立柱(或墩) 工程中尤为突出. 虽然施工单位购买了大量的定型模板，却达不到一定的周转次数. 从而增加了施工成本，造成了物资的浪费。
6．2．2 设计应坚持经济实用与美化并重的理念
( 1) 应充分考虑项目所在地的材料资源
工程设计应充分考虑当地的材料资源。用量大的结构型式，尽量优先选用地材丰富， 这样可以非常有效地降低工程成本，保证工程进度。如在片石丰富的地区可以大量使用浆砌片石工程，在砂石材料丰富的地区可以大量使用砼工程。
( 2) 在保证工程结构安全性的前提下应尽量选择合理的结构尺寸和强度
由于设计人员受经验和习惯的影响，在结构设计选择安全系数时，常常因为意见不一致或思想保守，造成结构物尺寸越来越大. 混凝土强度越来越高，从而加大施工成本，造成了资源浪费，给投资单位带来了不必要的经济损失。如原先设计高速公路立柱混凝土标号为C25 已能满足使用要求。而现在基本上都采用C30. 增加的混凝土强度指标造成了强度富余，资源浪费。
( 3) 在满足经济实用的条件下增加美化工程
在靠近城市或风景区的地段，可以增设景观灯光: 结构设计时可以采用有曲线轮廓的桥梁结构型式: 在绿化工程中可采用常青的灌木植物，以起到美化、交通诱导和降低驾驶员疲劳的作用。
6．2．3 设计应加强外业勘察工作
( 1) 应加大地质勘探频率
在公路结构物施工中所发生的工程变更，基本上是因为基坑开挖后地基承载力不足等，如某公路N9标段的结构物就因地基承载力不足，致使80%以上的工程都发生了变更，甚至个别结构物因遗漏了地质勘探而延长了工期，增加了成本，可见地质勘探的频率和准确度对工程的重要性。
( 2) 应提高测量工作的准确度
测量工作的偏差在工程变更尤其在路基土石方工程中较为常见，如清表前原地表标高的复测基本上都会发生变更: 在结构物中因地面线测量的错误，造成桥梁下部结构设计出现偏差的情况也屡见不鲜，如某段路特大桥因测量问题主桥桩顶标高比地面线岩层顶面标高低了近7.2m,无法施工，后变更为抬高至地面线标高。可见测量工作的准确度不仅会影响工程造价，更会影响工程的质量和施工的难度。
6．2．4 提高设计人员的综合素质
目前大多数设计人员是由院校毕业后直接进入设计单位工作的。 很少有在施工单位工作的经历， 往往只从标准图册和理论计算上进行设计。 很少考虑项目所在地的地形地貌、气候、资源及施工的难易程度。造成项目在实施过程中存在大量的现场变更，增加了工程造价，延误了施工工期。
6．2．5 应提高设计后续服务的质量
目前由于设计单位任务饱和，后续服务质量较差， 有时会严重影响工程进度。 故应在施工现场设立由经验丰富人员组成的可以审定变更图纸的设计小组。如我省高速公路设计单位仅派1名~ 2名设计代表，而小桥及小桥以上结构型式的图纸变更必须回原设计单位由本部出具变更设计的图纸，这样周期长，无法满足工程施工的需要，势必会延长工期,增加施工成本。
七、 结束语
公路设计与施工是两项相辅相成的一个工作。设计人员要充分考虑工程施工中的安全性、便宜性、经济性、合理性、环保性，加强动态设计，提供优越的跟踪服务，将设计理念在施工中体现，将公路建设成为“安全、环保、舒适、和谐”的环保之路、生态之路。