公路工程设计 简析公路工程设计中路线布设及路基设计

江挺 ,卢永锋

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摘要：对于公路工程设计及建设工作，最关键的构成要素是路线布设和路基设计。一般来说，路线布设水平将对整个项目的工作时间、质量、成本投入等产生重要影响。同时，路基设计将对路基施工水平、土石方量、排水和边坡安全等产生重要影响。因此，线路布设和路基设计对公路建设具有深远的意义。

关键词：公路工程；路线布设；路基设计

公路是连接我国各地区经济、政治、文化的重要交通枢纽，其建设质量直接影响着我国国民经济的发展。因此，公路工程设计人员应坚持以曲线为基础，合理布置纵面线形、爬坡车道的设计及超高部分。路基设计应充分考虑陡坡、高边坡路堤设计、排水设计、路堑设计及路基填挖交界位置设计。通过科学合理的路线布设及路基设计，能全面提高我国公路工程的安全系数与设计质量。

一、公路工程设计的作用

1、有利于地方经济发展。正所谓“要想富，先修路”，公路工程在人们的现实生活中发挥着巨大的作用，四通八达的公路网络设计能加快人流物流流转速度，通过合理的公路工程设计，有效改善城市生态环境和人居环境，促进地方经济发展。

2、有利于完善国省道路公路网。事实上，交通基础设施包括公路和铁路，与铁路相比，公路的建设成本较低。公路工程是市政建设项目的重要部分，公路建设对城市经济和生态环境建设有着巨大的积极作用，进而完善了国省道路公路网体系。公路工程设计作为公路建设的第一环节，直接决定着公路工程的质量水平及使用性能，凸显了公路设计的重要性。

3、有利于完善地方区域总体规划。公路工程设计是地方区域总体规划的主要内容，能带动当地经济的发展，还能提高人们出行的便利性，实现当地的规划及布局。因此，在公路工程设计中，要综合各种影响因素，考虑公路工程的使用需求，优化公路工程设计，结合区域特征，坚持人性化设计原则，不断提高公路工程设计的科学性和合理性。

二、公路工程中路线布设的重要性

公路项目路线分布策划属于公路项目的综合化策划要素，在公路线路设计中尤其是高等级公路线路设计，公路项目线路策划是否有效合理，对公路桥梁、人工构架物及路面等会造成一定影响。一个优质且科学有效的公路策划，会提供较准确的行车方向指引，能提供有效的视距及其他有关数据，能满足驾驶人员行驶中期望获得的视觉效果。相关公路的几何策划会进一步对公路的稳固性造成很大影响，假设依照选线确立公路的方向并进一步开展几何线形公路的确立，那么剩下的工程，如隧道设立、桥梁建设物方位及安全设备都伴随着选用的几何线形确立。

三、公路工程路线布设设计要点

1、平面线形设计。基于平面线形设计理念与思想的指导，在设计中路线的布设设计必须尽可能不对村落居民产生影响，对于名胜古迹与人文景观要加强保护，公路工程的路线应尽可能为曲线，同时防止长直线，要保证公路路线与地形起伏保持统一，从而凸显公路路线设计生态性特征，和沿线的生态、地貌与地形特征，以及其余人文、自然景观构成一个有机化整体。另外，依照曲线设计理念对公路路线进行布设规划，能增强公路工程路线布设的自由化水平，而且保证线路间更加连贯。路线布设属于较复杂的一项工作，需设计人员与工程实际结合考虑，对路网现状、构造物、农田、水温、地质、地形、地貌类的影响因素进行深入分析，对于路线的方案要展开对比选择，最终确定合适的路线设计方案。

2、超高设计。为在行车中具有一定舒适度和安全性，一定要注意不要出现超高地平曲线半径，若地形无法防止超高情况产生，一定要分析路段，依照路段的特殊性进行特殊设置，让行车速度处于一个合理范围内。并且分析一些可能会超速情况，特别是在坡度较陡的下坡会产生超速问题，具有很高危险性，所以在设计初期一定要对其合理控制，防止因超高率过大等问题的出现，另外还需进行一定程度的调节，达到基本设计要求。

3、地质选线。在分析当地条件基础上，全面考察施工条件的差异再进行设计。在公路设计中必须检查规模，有效降低成本投入，保护周边环境，公路路线需符合地形地质特征。灵活有效地使用技术指标，以确保公路安全为前提，加强地面线路和路线间的协调，高指标平衡整体建设和施工。公路布局应减少由于地质路线选择对自然环境和地形的破坏。地质环境复杂，灾害严重，这些隐蔽问题将不可避免地侵蚀地质选线过程。公路路线布设的科学性决定公路建设的成败。因此，在线路布设总体过程中，应查明公路沿线的地质条件，注意不要受到地质条件较差地区的影响。提高公路抗灾能力，确保施工安全，降低施工风险。

4、爬坡车道设计。爬坡车道设计时,对于最大坡度参数的尺寸需结合以下方面确定。①整个坡道的纵坡长尺寸需满足实际路况要求；②在坡道上行驶的车辆类型、性能、载重都与坡道缓度存在一定关系。爬坡车道的长度一般应根据所设计纵断面线性,通过加减速行程图绘制出载重车行驶速度曲线,找到小于允许最低速度的路段,从而得到需设爬坡车道的路段。设计爬坡车道时,应综合考虑其与线性设计的关系,起终点应设置在通视良好、便于辨认、过渡顺适的位置上。只有将这两个因素综合考虑到设计方案中,才能设计出安全合理的坡道。

四、公路工程设计中的路基设计

1、路堑设计。路堑设计时，要充分考虑该路段的坡度和车流量，还要考虑到周围地质环境和施工简易度，只有将以上各点充分考虑，才能保证边坡稳定和施工中的安全系数。在施工过程中，深挖路堑路段需进行特别处理，以保证整体边坡稳定。并且在实际施工中，还要根据实际地质情况和岩石分布情况进行施工、设计，并且还要将边坡易坍塌部位的原地面开挖成阶梯形或折线形，以作到一定的支撑作用，从而保证边坡的稳定性。

2、高边坡路基及陡坡路基的设计。高边坡路基设计要考虑地质条件，以此确定施工原材料类别，对于地基承载强度薄弱地段，需优化基底条件，进行开山石渣换填，或对原地基进行强夯及冲击碾压，确保有效控制高路堤差异沉降，为进一步提高控制效果，还需强化排水设施，保证边坡安全性。对于陡坡路基的设计，要在路基坡脚安装支挡结构物及护脚类的防滑设施，开挖台阶、添加土工格栅，促使地基更加稳定、坚固。

3、路基填挖交界位置的设计。若开挖区域出现岩石地质，则需使用石料对路基进行填充；若开挖区域出现土质条件，处理的原材料需具备良好渗水性能，并将土工格栅安装到路基填挖交界位置，检测和观察地质状况及地下水的渗出情况，最后明确渗沟的设计方案。需注意的是，要在设计方案中合理设计纵横向地下排水沟渠。

4、路基排水设计。公路路基设计时，需在保证运输安全前提下设计，而且路基质量要满足公路需求，提升道路运输效果。不仅如此，公路的使用年限及公路整体平稳程度也是必须要考虑的重要因素。所以设计人员在路基设计时，①要全面了解公路不同路段、不同类别的实际情况。根据公路实际情况，制定出符合公路结构和促进公路平稳的公路排水工程。合理的排水工程设计能使公路的稳定性得到提升；②在排水工程设计时，设计人员需讨论并研究出适合该路段的排水设计方案，应用多种技术，提高排水效率，充分发挥该路段排水作用；③为使公路排水效果更好，设计人员需根据公路所处环境和水文地质条件等因素统筹安排排水口大小，以及设置排水沟密度，保障公路排水工作顺利推进。

总之，公路工程是当下常见基础工程，为提高其工程质量，需加强对公路特殊状况承载能力的强化分析。此外，国家交通部门提倡绿色出行理念，对应公路施工环节中，需降低对周边环境的破坏作用，提高生态环境的和谐效果。国内气候复杂多变，根据公路沿线区域气候条件进行路线布设、路基设计，是提高公路施工安全合理性的重要保障。

参考文献：

[1]史永宏.公路工程路线布设与路基设计[J].江西建材，2020(11):86-87.