试论高等级公路设计中的一些问题

【摘要】随着我国交通建设事业的不断发展，高等级公路的建设数量不断增多，促进了我国现代公路交通网络的构建。与普通等级的公路工程相比，在高等级公路的设计中，要综合考虑线形、景观、路基高度、路基及路面排水、边坡等项目，以保证公路的行车安全、通行质量与使用年限。本文结合笔者多年高等级公路设计经验，简要分析了设计工作中应注意的一些问题，仅供同行参考。

【关键词】高等级公路；设计；安全；质量

根据功能、使用任务、流量的不同，我国将公路划分为：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路，其中高等级公路主要是高速公路。在高等级公路的设计中，设计人员应综合考虑各方面的影响因素与条件，采取切实可行的工艺与技术措施，以进一步提升设计方案的科学性、经济性与可行性，满足公路项目建设的实际要求。结合笔者多年工作经验，总结了以下在高等级公路设计中需要注意的问题：

1.线形与景观设计

在高等级公路的线形设计中，设计人员的思路应摆脱线性要素各种最小值的约束，而是要根据设计条件与地形条件，尽量采用相对较高的技术指标，将平、纵面线形进行组合，从立体线形的角度加以充分的探讨、研究。在国内高等级公路的线形设计中，设计人员应将《公路路线设计规范》、《公路工程技术指标》等作为主要技术依据，将各方面的具体要求与实际情况有机结合，切实做到因地制宜。另外，在高等级公路的选线、定线过程中，应特别注意路线及其结构物的相关设计要素尽量与项目所在地周边的地形、地貌相吻合，尽量减少土石方的开采，尽量减少对于周边自然、生态环境的破坏。同时，在高等级公路的线形设计中，还应充分考虑到景观布置的问题，尽量避开受保护的景观空间，并且合理设置与其相适应的人造景观，以提升高等级公路工程的整体品质与美观性。

2.路基高度设计

在高等级公路的路基高度设计中，应满足以下基本原则：（1）因地制宜，灵活掌握各种技术规范，避免过分追求高指标与大工程量；（2）应尽量减少高填深挖路基的高度，以进一步增强路基的整体稳定性；（3）为了有效避免路基部分失稳或者局部受剧烈冲刷的问题，应尽量减小高陡边坡与占压河道，并采取有效的措施改善路线平、纵断面；（4）应尽量绕开地质不良地段，以有效保持路基的长久稳定；（5）在设计中应妥善处理环境保护及相关问题。

路基的平均填挖高度受到多方面因素的影响和限制，但是通过科学、合理的平、纵面设计，可以有效降低高等级公路平、纵面设计的部分几何指标，但是设计中需要注意是保证各类指标的均衡性与连续性，以保障公路的整体服务质量。高等级公路路基平均填挖高度的降低，不但可以达到减少占用土地及路基土石方量的目的，而且有利于提升路基边坡的稳定性，减少对于周围环境的破坏。另外，在条件允许的情况下，为了降低路基的整体高度，下穿式通道可以将原有道路尽量下挖一些，必要时可以采取一系列防止或者减少通道积水的措施。

3.路基及路面排水设计

3.1路基排水设计

3.1.1地表排水

在国内现阶段的高等级公路路基地表排水设计中，边沟设计是常见的设计方式之一，边沟不但可以起到地表排水的作用，而且有利于提升行车的安全性。一般情况下，边沟与路线纵坡之间应尽量保持一致，通常采用浅碟形断面，底宽与深度均控制在60cm左右即可。

3.1.2地下排水

地下水对于高等级公路路基路面的影响是不容忽视的，可能导致路基变得湿软、强度降低，进而影响到路基的正常使用。通常高等级公路路基地下排水的方法为：对于地下水位相对较高或者土基含水量较大的挖方路段，需要在边沟下合理设置碎石盲沟，以保证基床处于较为良好的水文条件下，盲沟的尺寸与地下水位、含水量等关系较大，常规尺寸为60×60cm。

3.2路面排水

3.2.1路面排水

其对于高等级公路的行车安全具有极为重要的意义，通常采用散排的方式，即在填土高度＜3m的填方路段及挖方路段，降落于路面上的雨水将通过路面横坡排向两侧，挖方路段的雨水将汇入边沟，填方路段的雨水则将在边坡上横向漫坡排除。

3.2.2中央分隔带排水

路面渗水将严重影响到其稳定性，常见的解决方法为：在中央分隔带下设置纵向排水碎石渗沟，渗沟内汇集的水将通过纵向、横向排水管排除。为了保证雨水不能渗入路面结构的内部，还需从路面中央分隔带缘石下开始，沿着路面结构边缘与排水渗沟外侧包裹一层防虑土工布。

3.2.3硬路肩排水

高等级公路的沥青路面层与土路肩存在渗水的可能，特别是土路肩与硬路肩的结合部位更易发生渗水现象，常用的解决措施为：在沥青面层下设置防水封层，可以有效防止雨水下渗至基层。同时，路面防水封层上的水也需及时排除，常用的措施为：在土路肩缘石底下设置无砂混凝土渗沟，并且与土路肩下的碎石渗沟相连接，可以起到理想的排水效果。

4.边坡设计

高等级公路边坡设计的基本原则：（1）对于边坡高、构造发育、降水量大、稳定性较差、岩性软弱的边坡，宜采用“稳坡脚、强坡腰、护坡顶”的原则；（2）对于膨胀土边坡，一般采用“稳坡脚、封坡面、固坡顶”的原则；（3）对于冲洪积边坡，一般采用“适当固坡脚、护面坡”的原则；（4）对于残坡、崩积边坡，宜采用“稳坡脚、支护坡面、预加固坡顶”的原则；（5）对于黄土地区的边坡，通常采用“护坡脚、陡坡率、低台阶、绿坡面”的原则。

一般情况下，高等级公路的边坡设计方案主要包括三个方面，即边坡几何要素的确定，边坡组合形式的拟定，是否符合生态环保要求。边坡几何要素的确定主要依据相关设计标准与要求，在进行充分论证的基础上，参考当地公路工程建设中总结的实践经验，合理确定高等级公路边坡的综合坡率、单坡坡高、单坡坡率及平台宽度等。依据上述条件确定边坡的几何尺寸、高度、变形与稳定状况等，在进行综合考虑与分析后，进行边坡组合形式的拟定，在满足行车安全与舒适性的同时，应重点考虑生态保护的问题。

总之，在高等级公路的设计中，设计人员必须做到因地制宜与综合考虑，采取科学、合理的措施，以保证设计方案更具科学性、可行性与合理性。　[科]

【参考文献】

［１］中华人民共和国交通部.公路路线设计规范(JTGD20-2006)[M].北京:人民交通出版社，2006.

［２］崔文波.高速公路景观研究初报[D].北京:南京林业大学,2003.

［３］张玉芳.边坡灾害及治理工程效果评价[M].北京:科学出版社,2009.