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關(guān)鍵詞:公路;路基設(shè)計(jì);路面設(shè)計(jì);排水設(shè)計(jì)
中圖分類號:U213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
一、工程概況
某公路建設(shè)項(xiàng)目,采用雙向四車道,建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為一級公路,設(shè)計(jì)速度采用80km/h,路基寬度采用21.5m,其中硬化土路肩0.4m、路緣石0.1m,硬路肩2.0m、行車道2×3.75m、中間帶寬1.5m,其中左側(cè)路緣帶0.5m,中央分隔帶寬0.5m,采用混凝土護(hù)欄。通過針對該公路的路基、路面及其排水設(shè)計(jì)進(jìn)行深入探討。
二、公路路基設(shè)計(jì)
(1)路基的設(shè)計(jì)原則。對于公路路基設(shè)計(jì)原則應(yīng)當(dāng)根據(jù)沿線地形、地貌、地質(zhì)、水文、氣象等自然條件,貫徹因地制宜、就地取材的原則,設(shè)計(jì)完善的排水設(shè)施和防護(hù)工程,采取經(jīng)濟(jì)有效的病害防治措施。
(2)路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面。通過結(jié)合《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,本項(xiàng)目采用雙向四車道一級公路標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)速度為80km/h,路基寬度為21.5m,行車道寬4×3.75m。路基中心設(shè)0.5m分隔帶,分隔帶兩側(cè)為0.5m路緣帶,分隔帶采用混凝土護(hù)欄。其中土路肩橫坡為3.0%。
(3)路基設(shè)計(jì)標(biāo)高。道路高程設(shè)計(jì)線為道路中線。本項(xiàng)目的公路用地范圍,由于項(xiàng)目地處城鎮(zhèn)密集區(qū),土地資源較為緊張,公路用地范圍采用路堤兩側(cè)邊溝外邊緣外側(cè)1.0m以內(nèi)為公路用地范圍,埋設(shè)公路界碑。路基高度的設(shè)計(jì),使路肩邊緣高出路基兩側(cè)地面積水高度,同時要考慮地下水、毛細(xì)水和冰凍的作用,不致影響路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。同時路基高度還受到舊路高程、路線交叉、橋涵等構(gòu)造物高度要求的限制。除滿足以上要求外,路基高度還應(yīng)該盡可能滿足路基壓實(shí)度要求的最小高度的要求。本項(xiàng)目路基的設(shè)計(jì)壓實(shí)度及填料的最小強(qiáng)度(CBR)值要求如表1所示。
表1 公路路基壓實(shí)度及其填料設(shè)計(jì)要求
(4)路基各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值。路面設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)軸載為雙輪組單軸100kN(BZZ-100),設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個車道上累計(jì)當(dāng)量軸次269.6萬次。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期:瀝青混凝土路面為15年。路基各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值采取上面層彎沉值≤30.3mm;下面層彎沉值≤33.1mm;基層彎沉值≤41.5mm;底基層彎沉值≤95.6mm;土基彎沉值≤291.1mm。
三、路基防護(hù)設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)一般路段采用亞粘土、亞砂土填筑路堤,內(nèi)邊坡坡率采用1:1.5;外邊坡率采用1:1。同時根據(jù)本公路所處的地質(zhì)資料,沿線土質(zhì)大部分為低液限粘土和低液限粉土,路基邊坡容易受到雨水的沖蝕。一般路基采用植灌木和喬木進(jìn)行綠化;當(dāng)路基高度大于3.0m時,采用漿砌片石網(wǎng)格防護(hù)。
四、節(jié)約用地的措施
本公路項(xiàng)目所經(jīng)過的地段位于平原區(qū),公路沿線地形平坦,沒有突起的土坎可作為取土場地。全線路基大部分為填方,對土源的需求量較大。根據(jù)外業(yè)調(diào)查結(jié)果,結(jié)合地方實(shí)際情況,初步提出以下兩個方案:一是沿線兩側(cè)挖溝渠、魚塘集中取土;結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水利工程建設(shè),同地方政府簽訂協(xié)議,開挖魚塘和溝渠,盡量深挖窄取。此方案占地少,是較理想的取土方案。取土場也可和高速公路主線取土場相結(jié)合。二是在取土場取土。在路線兩側(cè)選擇一些高地或非耕地或經(jīng)濟(jì)效益較低的土地作為取土場,取土?xí)r先將表層30cm種植土推至旁邊堆放,取完后將表土推回,平整后復(fù)耕,取土深度控制在1.5m以內(nèi)。
五、公路路面設(shè)計(jì)
根據(jù)交通量、道路等級對路面的使用要求,結(jié)合沿線氣候、水文、地質(zhì)及當(dāng)?shù)刂凡牧系姆植?、施工?jīng)驗(yàn)等情況,本著因地制宜、就地取材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)的原則,進(jìn)行路面綜合設(shè)計(jì)。對本公路路面結(jié)構(gòu)組合及厚度計(jì)算,根據(jù)本路交通量、路基設(shè)計(jì)、筑路
材料等具體情況,結(jié)合省內(nèi)外高等級公路建設(shè)的成功經(jīng)驗(yàn),按當(dāng)量軸次計(jì)算得到的路面結(jié)構(gòu)見表2所示。
表2路面設(shè)計(jì)匯總
(1)路面面層結(jié)構(gòu)組合及面層級配類型選定。根據(jù)要求,路面上面層選用AC-13C型細(xì)粒式瀝青混凝土,采用SBS(Ⅰ-C)型成品改性瀝青,上面層粗集料選用高強(qiáng)抗滑石料安山巖,細(xì)集料均采用石灰?guī)r機(jī)制砂,以改善混合料使用性能。下面層選用AC-20C型中粒式瀝青混凝土,采用70號A級石油瀝青,下面層石料選用石灰?guī)r。兩層油面間設(shè)SBR改性乳化瀝青粘層,下層油面底面設(shè)SBR乳化瀝青下封層。下封層下設(shè)透層,透層采用具有良好滲透性能的中凝液體石油瀝青AL(M)-1。
(2)基層選定。根據(jù)本路材料供應(yīng)的特點(diǎn),基層結(jié)構(gòu)類型主要為二灰碎石,二灰碎石的早期強(qiáng)度低,施工拌和碾壓成型時間一般不受控制,基層選用與舊路結(jié)構(gòu)層結(jié)合緊密的二灰碎石。
(3)底基層選定。路面底基層選定的原則是在滿足技術(shù)指標(biāo)要求的前提下就礫料缺乏,因此,在本路段設(shè)計(jì)中底基層采用穩(wěn)定土類。由于本路段土質(zhì)主要為低液限粘土和低液限粉土,底基層類型選用石灰土。
(4)本路段內(nèi)路面結(jié)構(gòu)厚度按照當(dāng)量軸次進(jìn)行計(jì)算,相差較少,因此分段采用不同路面厚度的意義不大。整個路段采用同一路面結(jié)構(gòu),如表3所示。
(5)其他部位路面結(jié)構(gòu)。二級公路或城市道路加鋪轉(zhuǎn)角部分:3cmAC-13C細(xì)粒式瀝青混凝土,8cmAC-20C中粒式瀝青混凝土,18cm二灰碎石,15cm12%石灰土。其他等級公路或鄉(xiāng)村道路加鋪轉(zhuǎn)角部分:上面層3cmAC-13C細(xì)粒式瀝青混凝土,基層為15cm12%石灰土。
六、路基路面排水設(shè)計(jì)
路基排水應(yīng)全面規(guī)劃,合理布局,少占農(nóng)田,并結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)、氣象條件,與排灌系統(tǒng)相協(xié)調(diào),重視環(huán)境保護(hù),防止水土流失和水源污染。由于路線所處平原區(qū)地形自然坡度比較小,結(jié)合沿線自然河流溝渠,能排溝排水不暢的地段采用設(shè)置蒸發(fā)池等措施。路面排水設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)該地區(qū)降水量、地形、地質(zhì)等因素,結(jié)合路基排水設(shè)計(jì),合理布置路面排水設(shè)施,確保排水暢通和路基、路面穩(wěn)定和行車安全。
路面表面排水,綜合考慮建設(shè)期及運(yùn)營期內(nèi)路面水對路基邊坡的沖刷影響,全路段采用集中排水方案(泄水槽)。一般路段設(shè)置泄水槽,為排除路面積水而設(shè),一般每40m設(shè)一處,采用現(xiàn)澆混凝土。在全線橋梁兩側(cè)沿路線方向5~10m范圍設(shè)置急流槽,防止橋頭兩側(cè)路面水沖刷橋臺構(gòu)造物。本項(xiàng)目起點(diǎn)臨近冀州市區(qū),兩側(cè)建筑密集,過村鎮(zhèn)路段采用石砌邊溝街道化治理。
關(guān)鍵詞 :山區(qū)公路
引言:我國在取得實(shí)現(xiàn)村村通公路的階段性目標(biāo)之后,在樹立全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下,山區(qū)公路的建設(shè)迎來更高的要求。因?yàn)樯絽^(qū)公路難免要受到自然條件的較大制約,所以其公路的規(guī)模大小以及運(yùn)營的穩(wěn)定可靠性極易受到山區(qū)地理?xiàng)l件的限制。所以如何依據(jù)山區(qū)的天然的地理?xiàng)l件,因地制宜的設(shè)計(jì)出能同時保證安全與經(jīng)濟(jì)的山區(qū)公路就顯的尤為重要。
1山區(qū)公路的設(shè)計(jì)原則
因?yàn)樯絽^(qū)農(nóng)村公路主要面向地區(qū)內(nèi)群眾,所以通常其等級都較低,在公路設(shè)計(jì)時應(yīng)當(dāng)將安全與服務(wù)擺在首位。 設(shè)計(jì)山區(qū)公路不同與普通公路,因?yàn)榈匦巍⒌刭|(zhì)方面的區(qū)別,導(dǎo)致設(shè)計(jì)山區(qū)公路沒有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)可循,往往需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合實(shí)際地形,采取因地制宜的方法,避免高填深挖。在抓住山區(qū)公路特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,合理利用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)一條最適宜的路線。在確保公路的功能以及安全性的同時,也是充分表現(xiàn)靈活設(shè)計(jì)與融入自然的關(guān)鍵。一旦確定了公路的路線,也就基本確定了工程的造價(jià),如果在實(shí)施之后再改建會帶來極大的負(fù)擔(dān),所以應(yīng)當(dāng)開展細(xì)致的調(diào)查研究。
2 地形特點(diǎn)
2.1選線的特點(diǎn)
選擇適合的路線方案需要依據(jù)指定的路線總方向、地理?xiàng)l件、經(jīng)濟(jì)情況這些基礎(chǔ)條件,不同的公路性質(zhì)對路線的選擇也有影響。在確定路線起始點(diǎn)、中間控制點(diǎn)之后,可以由面及帶開始布置,先在地形圖上選出有可能的路線,再開展實(shí)地勘察以及資料收集的工作。因?yàn)樯絽^(qū)可能地質(zhì)情況較為復(fù)雜,所以在選擇控制點(diǎn)時應(yīng)當(dāng)注意避讓高山深谷、易發(fā)災(zāi)害的地帶,最大程度上選擇地質(zhì)穩(wěn)定、易于施工的路線。在選定總體的路線之后,通過試坡展現(xiàn)的方法,逐步加密主要控制點(diǎn)相鄰之間的區(qū)域。在轉(zhuǎn)折點(diǎn)處擬定曲線半徑,最后確定路線。
2.2沿河(溪)的選線
沿河(溪)的選線應(yīng)當(dāng)考慮以下三個因素:線位高低、河岸選擇以及跨河換岸。維持這三者平衡且又保持聯(lián)系的位置,就是理想的選線位置,而具體的選擇過程中應(yīng)該把握主要特征,考慮公路的等級、性質(zhì)來選擇。
2.3山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)中的視覺問題
高速公路之所以事故頻發(fā),除了其本身的問題外,人為因素也是一個重要原因,這也與國外的統(tǒng)計(jì)情況一致,駕駛員違規(guī)操作、疲勞駕駛、隨意變更車道等情況最為普遍,除此之外,還有駕駛員無法根據(jù)車速、線形和公路兩側(cè)的景觀迅速變化做出判斷,也是造成高速公路事故頻發(fā)的重要原因。由于駕駛員對路面交通信息的判斷主要來自于視覺和聽覺上的判斷,這也與駕駛員的視力有很大關(guān)系,并且在快速行車過程中,由于駕駛員、道路環(huán)境中的物體相對運(yùn)動,人眼分辨物體的最小距離會相應(yīng)增大,駕駛員視力會有一定的下降,并且速度越快,視力下降越多,視野越窄。如果道路兩側(cè)的建筑物不能明確的對線形變化趨勢進(jìn)行反映,就容易導(dǎo)致駕駛員判斷上的失誤,從而引發(fā)交通事故。
由此可見,視覺信息對駕駛員的安全行駛發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,是保證高速公路安全行駛的基礎(chǔ)。由于駕駛員的視覺主要受到周圍光線以及變化的景觀的影響,尤其在穿越隧道時,內(nèi)外亮度的差別容易使駕駛員分辨不清隧道入口,因此隧道照明不充分容易使得人眼在視覺上有滯后性,即當(dāng)人從較為明亮的環(huán)境進(jìn)入燈光較暗的環(huán)境時,需要經(jīng)過一段時間才能逐漸適應(yīng),看清前方,這在行車時是相當(dāng)危險(xiǎn)的。而當(dāng)白天車輛通過較長較暗的隧道,接近出口時,視覺又一時難以適應(yīng)強(qiáng)烈的亮度,也會降低出洞時視覺的功能,對判斷車距造成影響,從而引發(fā)交通事故。如果夜間行車,則與白天完全相反,在黑暗的情況下,駕駛員難以分辨前方路況,無法躲避障礙物。加上在隧道中,車輛排除的尾氣受到車前燈的照射,形成光的散射,也會使得駕駛?cè)藢β窙r的準(zhǔn)確判斷能力大大降低。
因此,在對山區(qū)高速公路進(jìn)行設(shè)計(jì)時,應(yīng)結(jié)合本地的自然環(huán)境,因地制宜地對景觀和路況進(jìn)行設(shè)計(jì),增加能夠緩解司機(jī)視覺疲勞的元素,如添加自然色彩,以改善駕駛員視覺效果。通過綠化設(shè)計(jì),對駕駛員的視線進(jìn)行誘導(dǎo),以減輕長時間高速行駛造成的視覺上的疲勞。在設(shè)計(jì)過程中,主要結(jié)合本地的植被、地形等特點(diǎn),力求將公路與地形地貌完美結(jié)合,形成和諧優(yōu)美的景觀。色彩太過刺眼等情況對駕駛員造成的負(fù)面影響。在隧道出入口處應(yīng)注意亮度的過度,必要時可以設(shè)置一些過度的景觀帶,以確保駕駛員出入隧道時能夠自然適應(yīng)光線,保障行車安全。
3 山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)中對氣候因素的考慮
氣候問題諸如雨雪霧塵等容易對道路行車造成不利影響,有的是由于改變了路面摩擦系數(shù),有的是降低的路面能見度,從而對駕駛員的行車安全造成影響,使得交通安全面臨極大的挑戰(zhàn),歷年來交通安全事故中,由天氣因素所造成的占大多數(shù)。
研究數(shù)據(jù)表明,路面濕潤時的交通事故發(fā)生率是干燥時的2倍,降雪時的交通事故發(fā)生率是干燥時的5倍,而結(jié)冰路面的事故發(fā)生率則達(dá)到干燥路面的8倍,由此可見,氣候條件對高速公路交通安全有著至關(guān)重要的影響。
目前,我國已普遍能夠?qū)窔夂蜻M(jìn)行預(yù)報(bào),但是山區(qū)中驟然的天氣變化有時難以預(yù)料,而且有時只出現(xiàn)于某一路段,因此,又大大增加了預(yù)防工作的難度。雨、雪、霧等天氣都容易對路面狀況和能見度造成影響,一方面使得路面摩擦系數(shù)降低,容易打滑;另一方面使得駕駛員在觀察前方路況時有障礙,加上部分路面出現(xiàn)泛油,排水無法暢通,使得高速行駛的車輛難以控制,遇到突發(fā)狀況時,就容易出現(xiàn)事故。尤其隧道部分,由于內(nèi)部常年恒溫,不易結(jié)冰,外部路面卻極其濕滑,如果駕駛員警惕性較低,疏忽大意,就容易引發(fā)事故,所以隧道的出口一直是事故的多發(fā)區(qū)。
應(yīng)付這種情況,目前的主要措施是在路面撒上沙礫、鋸末和鹽等,但是由于山區(qū)地勢環(huán)境的限制,海拔較高,山高路陡,不同地段的海拔、溫度、照明等因素都不盡相同,因此處理方法不能一概而論。隨意撒上沙礫、鋸末等物又容易影響路面的平整度和穩(wěn)定性,高速公路由于其自身特點(diǎn),路面上極微小的石塊或破損都可能導(dǎo)致交通事故,因此,在對路面進(jìn)行防滑處理時,應(yīng)當(dāng)慎之又慎。主要是做好路面排水,改善路面性能,同時提高路面的防滑耐磨及抗低溫能力,從而達(dá)到有效減少高速公路交通安全事故的目的。
4結(jié)語
由于山區(qū)地形地勢、土質(zhì)植被等條件相當(dāng)復(fù)雜,因此交通事故發(fā)生的概率大大高于其他高速公路。事故的主要原因除了環(huán)境因素外,路況、氣候及人為因素也具有十分重要的影響。因此,為了提高高速公路行車的安全性,減少交通事故,在道路設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂?、環(huán)境等條件進(jìn)行綜合考慮,選擇合適的設(shè)計(jì)方案、建筑材料,并根據(jù)施工中出現(xiàn)的問題及時對方案進(jìn)行修改,做到將安全第一,確保行車安全。
另外,駕駛員技術(shù)和車輛狀態(tài)也是影響交通安全的重要因素,想要確保交通安全,就必須提高駕駛員素質(zhì),改善車輛性能,對駕駛員資格和車輛狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格的控制,加強(qiáng)交通管理,達(dá)到確保高速公路行車高速安全的目的。
參考文獻(xiàn):
[關(guān)鍵詞]山區(qū)公路 路線設(shè)計(jì) 要點(diǎn)
中圖分類號:TU828 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)19-0124-01
一、引言
和諧也是一種美。目前公路的設(shè)計(jì)已經(jīng)被逐步得到應(yīng)用和重視。農(nóng)村公路的設(shè)計(jì)就應(yīng)該遵守因地制宜和就地取材的原則,充分考慮到當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的水平和地理?xiàng)l件的影響。利用當(dāng)?shù)氐牡匦闻c地貌進(jìn)行公路設(shè)計(jì),合理的把握建設(shè)的基本要求,有利的改善農(nóng)村的交通和生活環(huán)境。山區(qū)公路路線設(shè)計(jì)是公路設(shè)計(jì)中非常重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié),路線設(shè)計(jì)的好壞,影響到公路路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理、汽車運(yùn)營的安全舒適、線形指標(biāo)的合理、工程造價(jià)的控制、地形景觀的協(xié)調(diào)等等。由于山區(qū)地形、地質(zhì)復(fù)雜,公路設(shè)計(jì)、施工的限制條件和影響因素很多,山區(qū)公路的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)技術(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)都面臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
二、路線設(shè)計(jì)要點(diǎn)
公路線形是構(gòu)成公路的骨架,它支配著整個公路規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工。路線設(shè)計(jì)應(yīng)使汽車能夠迅速、安全、舒適地行駛,既要求采用與設(shè)計(jì)行車速度相應(yīng)的線形指標(biāo),又必須保證線形的連續(xù)、均衡與協(xié)調(diào)。路線設(shè)計(jì)要綜合考慮平、縱、橫三者的關(guān)系,恰當(dāng)?shù)卣莆諛?biāo)準(zhǔn),做到平面順適、縱坡均衡、橫面合理。選線應(yīng)在充分理解路線標(biāo)準(zhǔn)的前提下,根據(jù)地形、地質(zhì)、氣候情況,準(zhǔn)確地把握好路線的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。使用最短的路線長度實(shí)現(xiàn)最大的綜合效果為佳,比如路線標(biāo)準(zhǔn)高、構(gòu)造物少、造價(jià)省等。
2.1 平面設(shè)計(jì)
公路是設(shè)置在自然景觀中的構(gòu)造物,應(yīng)與地形、地物、地貌等自然環(huán)境和諧地融為一體。公路平面線形設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)、坡度點(diǎn)等各種具體的條件,靈活應(yīng)用相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),合理設(shè)計(jì)組合直線、緩和曲線、圓曲線等線形要素。在山區(qū)公路設(shè)計(jì)過程中,曲線要素值的大小能否很好地與地形條件相協(xié)調(diào)往往難以掌握。由于受到導(dǎo)線的限制,在受地形地物限制較嚴(yán)格的路段,設(shè)計(jì)人員較易忽略了與地形、地物條件的協(xié)調(diào);而在一些無約束路段,線形要素值取得過大導(dǎo)致大填挖,從而造成對自然環(huán)境的破壞和工程造價(jià)的增加。在運(yùn)用平面線形指標(biāo)時,盡可能做到線形直捷、連續(xù)、均衡,并與地形、地物相適應(yīng),與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。在運(yùn)用圓曲線時,一般采用最小平曲線半徑的4~8倍,地形條件受限制時,因地制宜適當(dāng)降低平面指標(biāo),采用大于或等于圓曲線最小半徑的一般值。
2.2 縱坡設(shè)計(jì)
山嶺重丘區(qū)山高田少,路線的縱坡設(shè)計(jì)直接影響著公路用地、路基土石方量、路基防護(hù)、兩側(cè)景觀的協(xié)調(diào)和建成后的運(yùn)營效果??v斷面線形與地形相適應(yīng),設(shè)計(jì)成視覺連續(xù)、平順而圓滑的線形。縱斷面設(shè)計(jì)比較突出的是豎曲線半徑的選取和平豎曲線個數(shù)比或兩者的一一對應(yīng)關(guān)系問題。
(1)凸曲線設(shè)計(jì)
山區(qū)公路由于受地形地貌等因素的制約,連續(xù)小半徑短平曲線與連續(xù)大縱坡小半徑豎曲線的組合時常出現(xiàn)。由于受地形地貌的影響,路線平縱指標(biāo)較低,當(dāng)采用平縱組合時,駕駛者視覺范圍較小,若出現(xiàn)縱面上的斷背曲線則對行駛安全更為不利。此時宜適當(dāng)加大凸曲線半徑,以便增大視距,保證曲線上任何一點(diǎn)均能看清前方平曲線的變化,以保證行車安全。
(2)凹曲線設(shè)計(jì)
對于凹曲線來說,凹曲線半徑容易滿足規(guī)范要求,但有時往往為了追求凹凸曲線指標(biāo)的均衡而增大凹曲線半徑,這樣勢必造成工程量增加,對造價(jià)控制不利。而且由于山區(qū)公路縱坡較大,起伏頻繁,凹曲線半徑設(shè)置過大,導(dǎo)致路基填土高,增加了防護(hù)及排水設(shè)施,而對于挖方路塹路段來說,可能會因排水困難而對行車安全不利。因此,在設(shè)計(jì)中不宜一味追求高指標(biāo)而增大凹曲線半徑。
三、邊坡設(shè)計(jì)
山區(qū)公路建設(shè)施工不可避免地會出現(xiàn)大量的高填路堤和深挖路塹邊坡,若處理不當(dāng)極易發(fā)生坍塌、滑移的事故,造成交通中斷,嚴(yán)重影響公路的運(yùn)行效率。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)公路現(xiàn)場的自然條件、巖土性質(zhì)、邊坡高度,結(jié)合當(dāng)?shù)胤€(wěn)定的自然山坡和人工邊坡的坡度,再聯(lián)系采用的施工方法等因素共同確定邊坡設(shè)計(jì)方案。山區(qū)公路邊坡設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是確定邊坡形狀和坡度。
3.1 邊坡形狀的選擇
挖方邊坡通常有直線形、折線形和臺階形3種形狀。
(1)直線形是指從坡頂?shù)狡履_采用單一坡度。當(dāng)邊坡高度不大、巖土性質(zhì)相同、風(fēng)化破碎(密實(shí))程度相差較小時,宜采用此種形式,它施工簡單、方便。
(2)折線形是指自上而下按巖土性質(zhì)的差異而采用不同的坡度。當(dāng)挖方高度范圍內(nèi)巖土性質(zhì)及破碎程度差別較大時,宜采用適應(yīng)于各自穩(wěn)定性要求的上陡下緩的折線形邊坡。變坡點(diǎn)設(shè)在使上部坡度的作用充分發(fā)揮的高度處,或設(shè)在巖土性質(zhì)突變處。變坡點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置少點(diǎn),一般為2~3次,以免增加施工難度。
(3)臺階形是指在邊坡中部或巖土層分界處設(shè)置1~2m的平臺,并在平臺處設(shè)置2%~4%的向外橫坡以便排水。平臺的設(shè)置可以提高邊坡的穩(wěn)定性,減緩坡面水的沖刷,阻擋上方坡面剝落下墜的碎屑,便于施工。當(dāng)挖方邊坡較高易受雨水沖刷、軟硬各層均很厚時,宜采用此形式。
3.2 邊坡坡度的確定
(1)土質(zhì)邊坡。綜合考慮邊坡高度、土的密度、土的成因類型及生成時代、地下水和地表水情況等因素確定。公路因交通量大,發(fā)生病害后,養(yǎng)護(hù)、維護(hù)困難,經(jīng)濟(jì)損失大。所以邊坡坡度宜用1:1~1:1.75,既可增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性,防止水土流失,又便于邊坡綠化。
(2)巖石邊坡。巖石挖方邊坡,應(yīng)根據(jù)邊坡高度、地質(zhì)構(gòu)造、巖性、地下水和地表水的情況、施工方法和地震作用等因素綜合分析確定,對于易風(fēng)化的巖石,坡度應(yīng)比規(guī)范規(guī)定的取值范圍適當(dāng)增大一些,而對于受巖層構(gòu)造面控制,構(gòu)造破碎帶和嚴(yán)重風(fēng)化破碎帶的巖石邊坡,坡度應(yīng)根據(jù)具體情況,適當(dāng)放緩一些,并加強(qiáng)防護(hù)加固措施。
3.3 邊坡加固防護(hù)設(shè)計(jì)
基于公路工程地質(zhì)調(diào)查和邊坡穩(wěn)定性分析,按照坡體和坡面相結(jié)合、防水和加固防護(hù)相結(jié)合的指導(dǎo)思想,通過經(jīng)濟(jì)、施工難易程度等綜合分析比較,提出了清除坡體危巖及松散巖土體、錨桿掛網(wǎng)噴混凝土和設(shè)攔石網(wǎng)等綜合治理的加固防護(hù)措施。
(1)邊坡錨噴施工之前,清除坡面潛在危巖、局部已斷腳巖層;
(2)設(shè)置錨桿加鋼筋網(wǎng)噴混凝土及素噴混凝土加固防護(hù)系統(tǒng)。根據(jù)巖層、路線走向是否相切、巖體裂隙發(fā)育情況、邊坡坡率等具體條件設(shè)置邊坡加固防護(hù);
(3)設(shè)置SNS被動防護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)置于邊坡側(cè)面,沿著邊坡錨噴面邊界線布置,以攔截路基邊坡側(cè)面滾向公路的落石。
四、環(huán)境保護(hù)問題
工業(yè)文明致使自然生態(tài)環(huán)境遭受到前所未有的破壞,隨著人們環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng),環(huán)境保護(hù)工作越來越受到人們的關(guān)注和重視,山區(qū)公路建設(shè)土地開挖量多、山坡面積較大,對沿線的人居生態(tài)環(huán)境的影響不可忽視。我國多數(shù)山區(qū),由于其特殊的地形地貌、氣候條件等,在提供給人們豐富的自然景觀資料的同時,其生態(tài)環(huán)境也很脆弱。一般來講,山區(qū)公路沿線的水土、生物等資源開發(fā)程度低,規(guī)模相對較小,沿線人文景觀保護(hù)和生態(tài)環(huán)境比較完好,因此公路勘察設(shè)計(jì)和建設(shè)施工過程中,要加強(qiáng)公路沿線的環(huán)境保護(hù)措施,最大限度降低對生態(tài)環(huán)境和人文景觀的破壞。在工程設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)重點(diǎn)考慮水土保持、森林資源和野生動植物的保護(hù)、合理規(guī)劃公路施工廢棄物的處置,凈化公路沿線的環(huán)境,防止河道和水庫污染。在選線時既要注意充分利用山區(qū)地理地形,做到少占耕地、少破壞植被、少占河道保護(hù)水源,避開妨礙重大科學(xué)文化價(jià)值的地質(zhì)構(gòu)造和人文遺跡,同時還要做好諸如綠化美化設(shè)計(jì),線形美觀、路景協(xié)調(diào)等建筑環(huán)境和行車環(huán)境設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞:山區(qū)公路;路線設(shè)計(jì);平面設(shè)計(jì)
山區(qū)公路路線設(shè)計(jì)制約著山區(qū)公路自身功能的發(fā)揮,并關(guān)系著山區(qū)公路在公路交通系統(tǒng)中的作用。由于山區(qū)公路工程施工受山區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境、氣候條件等自然條件影響,好的路線設(shè)計(jì)可以有效的提高山區(qū)公路的施工質(zhì)量,降低工程的耗費(fèi),并保護(hù)了公路附近的山區(qū)環(huán)境。隨著政府和人民群眾對環(huán)保問題的逐漸關(guān)注和重視,山區(qū)公路的路線設(shè)計(jì)也要加大對環(huán)保問題的重視,在山區(qū)公路的整個施工過程盡量不破壞原有的生態(tài)環(huán)境,這要求路線設(shè)計(jì)要在保障科學(xué)、安全的同時,注重環(huán)境保護(hù)的問題,促進(jìn)山區(qū)公路經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益的和諧統(tǒng)一。
一、山區(qū)公路路線設(shè)計(jì)概述
1.山區(qū)公路路線設(shè)計(jì)的重要意義
山區(qū)公路的路線設(shè)計(jì)跟其他公路相比,受地形、水文、地質(zhì)、氣候等自然環(huán)境因素的影響更大,在很大的程度上是山區(qū)的自然條件決定了山區(qū)公路的路線選擇。由于山區(qū)多存在山高谷深的地質(zhì)情況,地質(zhì)條件復(fù)雜、惡劣,山區(qū)公路的工程施工艱難,路線的選擇在平、橫、縱方面都受到具體地形的制約,受到土層厚度、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)方面的影響,受到山區(qū)常見的暴雨、山洪等氣候方面的影響。另外山區(qū)的山脈走勢和水源流向比較有規(guī)律,使得山區(qū)公路的路線或者順著山脈和水系的走向,或是穿山越嶺,因而山區(qū)公路的路線選擇至關(guān)重要。
2.山區(qū)公路路線設(shè)計(jì)的基本要求
路線的設(shè)計(jì)首要保障公路的基本功能,然后需要盡量爭取較短的公路路線來節(jié)省投資,減少路程。路線設(shè)計(jì)時需要先對山區(qū)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的考察,對地質(zhì)和水文等自然條件和天氣氣候進(jìn)行深入的了解來提出較為符合實(shí)際情況的設(shè)計(jì)方案。另外要充分重視經(jīng)濟(jì)原則,首要保障技術(shù)指標(biāo),其次考慮工程造價(jià),盡量選擇地質(zhì)穩(wěn)定的地區(qū)來減少公路。
3.山區(qū)公路路線設(shè)計(jì)的步驟
首先是全面考慮,先進(jìn)行總體的布置,選定可能的方案進(jìn)行考察,再通過科學(xué)的分析和比較來縮減路線的范圍;然后是分段安排,在總體路線落實(shí)的基礎(chǔ)上通過分析來敲定路線的基本雛形;最后是在分段安排的基礎(chǔ)上敲定具體的公路路線。
二、山區(qū)公路路線設(shè)計(jì)要點(diǎn)
我國的地理位置處在亞歐大陸和太平洋的交界處,山區(qū)面積很大。山區(qū)公路的鋪設(shè)有助于調(diào)動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì),然而山區(qū)公路的路線選擇由于其自身的特殊性,在具體的路線設(shè)計(jì)時,需要注意以下幾個方面的問題:
1.路線的選擇需要避開復(fù)雜的巖層結(jié)構(gòu)
我國的公路施工技術(shù)有限,為了保障山區(qū)公路的施工質(zhì)量和建成后的運(yùn)營質(zhì)量,需要避開復(fù)雜的巖層結(jié)構(gòu)。山區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,對公路的施工提出了極高的要求,尤其是山區(qū)的巖層結(jié)構(gòu)有著復(fù)雜的構(gòu)造特點(diǎn),難以摸清其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來保障施工質(zhì)量,所以山區(qū)公路的路線應(yīng)盡量避開。如果必須經(jīng)過巖層結(jié)構(gòu)時要注意不要將路線直接選在巖層上,一方面是在巖層結(jié)構(gòu)上建設(shè)的公路路面不是很平整,公路的交通安全不能得到保障;另一方面在巖層結(jié)構(gòu)上進(jìn)行公路施工時,爆破等施工技術(shù)可能會對巖層結(jié)構(gòu)造成破壞。另外巖層結(jié)構(gòu)存在著不穩(wěn)定性,也要避免在巖層結(jié)構(gòu)下建設(shè)公路,以避免建成后容易引發(fā)各種地質(zhì)災(zāi)害。在公路的路線設(shè)計(jì)時需要路線設(shè)計(jì)人員盡量減少在巖層結(jié)構(gòu)上的公路路段長度,以降低施工難度,保障公路的質(zhì)量。
2.路線設(shè)計(jì)要注意對環(huán)境的保護(hù)
山區(qū)公路要經(jīng)過山區(qū)的很多密林、河流等自然生態(tài)容易遭到破壞的地區(qū),需要重視對山區(qū)環(huán)境的保護(hù)。由于很多公路經(jīng)過的地方屬于深山,當(dāng)?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)平衡體系比較脆弱,不僅比較容易受到外力破壞,而且一旦破壞后也很難恢復(fù),山區(qū)內(nèi)存在著很多的野生動植物,在山區(qū)公路的路線設(shè)計(jì)和施工時在重視對山體、河流等進(jìn)行保護(hù)的同時還要注重對野生動植物的保護(hù)。這樣不僅能夠保護(hù)整個山區(qū)的生態(tài)環(huán)境,還可以有效的保護(hù)公路順利的建成和運(yùn)營。山區(qū)公路雖然有助于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展,但對于當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境而言卻是外來者和入侵者,公路的建設(shè)勢必會對當(dāng)?shù)氐纳搅衷斐梢欢ǖ钠茐模瑢Ξ?dāng)?shù)匾吧鷦游锏姆毖苌⒃斐梢欢ǖ挠绊?,公路通車后更可能會使得很多野生動物遷離這片地區(qū)。因而在山區(qū)公路的路線設(shè)計(jì)時,需要對山區(qū)的整體生態(tài)環(huán)境進(jìn)行全面、細(xì)致的考察和研究工作,需要針對具體情況采取一定的生態(tài)設(shè)計(jì),以確定施工中和建成后的環(huán)境保護(hù)得到落實(shí)。比如在野生動物遷徙的路線建立生態(tài)通道,在公路沿線設(shè)置綠化帶等必要的設(shè)施,對生態(tài)十分脆弱的地區(qū)采取架高設(shè)置等等措施來保護(hù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。路線設(shè)計(jì)需要通過采取各種積極有效的措施來將公路和諧的納入當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,使得公路成為有益于自然生態(tài)環(huán)境的組成部分,進(jìn)而幫助維持當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的平衡。
3.路線設(shè)計(jì)要注意河谷地帶的路線選擇
在河谷地帶,公路路線設(shè)計(jì)需要讓公路路線距離河流和山體一定距離。由于河谷地帶的山體風(fēng)化嚴(yán)重,河水的流量也可能起伏性很大,距離山體過近時建成的公路在雨季可能被泥石流破壞,距離河流過近時在雨季可能被山洪破壞,在旱季可能受到河床干裂的影響。因而公路的路線需要距離山體、河流一定的安全距離,對山體有懸石的地方采用隔離網(wǎng)或隔離墻來防范落石,對其他存在安全隱患的地方也采取相應(yīng)的安全措施。路線設(shè)計(jì)要注意分析河流不同季節(jié)的水位情況來確保公路高于河流的水位線,另外公路的坡度要合理,避免在空氣濕度大的環(huán)境下過大的坡度由于道路濕滑而造成交通事故。
三、山區(qū)公路路線設(shè)計(jì)要素
1.平面線形設(shè)計(jì)
可以利用具體的地形將公路的山行線和下行線設(shè)計(jì)為獨(dú)立的兩條線,中間以河流、山峰、草地、森林來間隔,不僅可以更好的利用地形,還可以使公路成為山區(qū)的風(fēng)景。在具體的平面線形設(shè)計(jì)中,在路線需要轉(zhuǎn)折的地方設(shè)置不同半徑的圓曲線,在圓曲線和直線間設(shè)置緩和曲線,并在彎道適當(dāng)?shù)某吆图訉拋肀U闲熊嚨陌踩⒎€(wěn)定。在地形允許時要盡量加大曲線半徑,條件不允許也要保障合理的最小半徑,要合理的搭配使用直線、圓曲線和緩和曲線。
2.縱斷面設(shè)計(jì)
縱斷面包括直坡段和凸形、凹形豎曲線,直坡段的最大縱坡度需要考慮自然條件和公路的經(jīng)濟(jì)性,最關(guān)鍵的因素是汽車的動力特性,由于載重汽車受坡度影響較大,一般考慮以具有代表性的載重汽車能以一半的計(jì)算行車速度上坡為標(biāo)準(zhǔn)。
3.平縱配合
公路的路線設(shè)計(jì)影響著公路建成后的運(yùn)行質(zhì)量,需要通過繪制透視圖來進(jìn)行檢查,并進(jìn)行不斷的調(diào)整。設(shè)計(jì)人員的立體思維難以有效的判定路線設(shè)計(jì)是否合理,一般采用駕駛員視點(diǎn)的透視圖,最常使用的是動態(tài)線形透視圖,可以有效判定路線設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
總結(jié):
山區(qū)公路的建設(shè)是有利于當(dāng)?shù)匕傩丈畹暮檬?,也是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大事,公路建設(shè)者需要精心設(shè)計(jì)科學(xué)的公路路線,在保證公路質(zhì)量和安全的同時,注重環(huán)境保護(hù)問題,讓山區(qū)公路成為當(dāng)?shù)仂n麗的風(fēng)景。
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【關(guān)鍵詞】:公路工程;路基;施工技術(shù)
一、路基填壓
1. 路基填料
規(guī)范規(guī)定了對路基填料應(yīng)有條件的選用。對路基填料的最小強(qiáng)度和最大粒徑給了量化的標(biāo)準(zhǔn),采用CBR值表征路基土的強(qiáng)度,引入了路床的概念。對上路床的的填料提出了限制的條件,高速公路和一級公路路面底以下0-30cm的路床填料CBR值應(yīng)大于8,下路床及其下面的填土,也都給出相應(yīng)的規(guī)定值。
當(dāng)路基填料達(dá)不到規(guī)定的最小強(qiáng)度時,應(yīng)采取摻合粗粒料、或換填、或用石灰等穩(wěn)定材料處理,并不規(guī)定對其它等級公路鋪筑高級路面時,也要采用高速公路和一級公路的規(guī)定值。
2.路基壓實(shí)
當(dāng)前路基施工,普遍采用了大噸位的壓路機(jī),碾壓效果有了明顯的改善。對于提高路基土的壓實(shí)度起了很好的作用。規(guī)范規(guī)定高速公路和一級公路路面底面以下80-150cm部分的上路堤其壓實(shí)度必須≥95%,對其它等級公路當(dāng)鋪筑高級路面時,其壓實(shí)度亦應(yīng)按高速公路和一級公路的標(biāo)準(zhǔn)采用。此外,還增加了對路堤基底的壓實(shí)度不宜小于93%的規(guī)定。
隨著路基施工技術(shù)進(jìn)步,對于特殊路基的處理技術(shù)也日漸成熟和完善。針對處理軟土地基施工技術(shù):①灰土擠密樁。②輕質(zhì)路堤。③土工合成材料加固。淺層(一般小于3m厚)的軟土地基可采用先在地表鋪筑上工布,再填筑路堤,土工布起分隔、過濾、排水和加速固結(jié)等作用,從而取代常規(guī)的置換方法。
軟土層厚度3-5m,采用土工布與砂墊層聯(lián)合處治,排水砂墊層的厚度可由50cm減薄至30cm。也有在路堤下面與地表之間鋪設(shè)多層土工織物,利用材料的高抗拉強(qiáng)度克服地基的滑動變形來保持穩(wěn)定,通過控制填土速率,配合超載予壓,使地基迅速固結(jié)。
采用聚丙烯或聚乙烯土工格柵,以及采用網(wǎng)箱席墊處理軟土地基,其主要作用是使地基土和填料向上和向兩側(cè)的位移受到限制,減少局部荷載。采用網(wǎng)箱席墊可減少總沉降量40%左右。
二、 路基排水
公路排水設(shè)計(jì)應(yīng)包含以下兩個方面的內(nèi)容:其一是要考慮如何減少地下水、農(nóng)田排灌水對路基穩(wěn)定性及其強(qiáng)度的影響,一般稱之為第一類排水;其二是要考慮如何將路表水迅速排出路基之外,最大限度地減少雨水對路基、路面質(zhì)量的影響,減少因路表水排水不暢或路表水下滲對路基、路面結(jié)構(gòu)和使用性能產(chǎn)生的損害,這稱為第二類排水。
第一類排水設(shè)計(jì)通常采用適當(dāng)提高路基最小填土高度或在路基底部設(shè)置隔水墊層等辦法。施工期間一般都考慮在施工前開挖臨時排水邊溝,排除施工期地表水并降低地下水,同時在路基底部摻加低劑量石灰處理,設(shè)置40cm厚的穩(wěn)定層等。采用這一系列措施可起到事半功倍的效果。第二類排水設(shè)計(jì)一般包括:①通過路面橫坡、邊溝、邊溝急流槽等,將路表水迅速排出路基以外;②設(shè)計(jì)中央分隔帶縱向碎石盲溝、軟式透水管及橫向排水管,將施工期進(jìn)入中央分隔帶的雨水及運(yùn)營期中央分隔帶的下滲水迅速排出路基之外;③設(shè)計(jì)泄水孔以迅速排除橋面水;④設(shè)計(jì)中采用瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝或排水管,將滲入路面面層的水引出路基之外。
路面滲水的排水設(shè)計(jì):沿路面邊緣設(shè)置由透水性填料集水溝、橫向出水管和過濾織物(土工布)組成的路面邊緣排水系統(tǒng)。
通過設(shè)置瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝和排水管,將滲入路面面層的水引出路基之外。由于通過瀝青面層下滲的水量有限,考慮到排水路徑的限制,因此,設(shè)計(jì)中采用每10m左右設(shè)置一道Ф5cm橫向排水管以確保路面下滲水的排除。
三、路基防護(hù)
路基的修筑改變了地層的天然平衡狀態(tài),以及路基暴露在空間,不斷受各種錯綜復(fù)雜的自然因素侵蝕,因此需要進(jìn)行各種類型的防護(hù)。
1. 坡面防護(hù)坡面防護(hù)的目的是防止地表水流的沖刷、坡面巖土的風(fēng)化剝落
以及與環(huán)境的協(xié)調(diào)。近年來,隨著對環(huán)境保護(hù)的重視,高等級公路的邊坡,多采用種草防護(hù)邊坡較高時,采用砌石框格種草防護(hù)。由于西部干旱缺水,邊坡種草防護(hù)類型的選擇很重要,現(xiàn)大多采用草坪植生帶,即將草籽、肥料和土均勻拌和裹于土工物內(nèi),當(dāng)草籽發(fā)芽也長成草起到固土作用后,無紡布纖維自然腐爛,不會污染環(huán)境,效果很好。
石砌圬工防護(hù)仍較普遍使用,混凝土預(yù)制塊護(hù)坡多用在路堤邊坡,連片的及帶窗孔的護(hù)面墻;用于路塹邊坡。破裂的或易于風(fēng)化破碎的巖石路塹邊坡采用錨桿掛鐵絲網(wǎng)或高強(qiáng)塑料網(wǎng)格噴漿或噴射混凝土以及噴射纖維混凝上防護(hù)也有較好的效果。
但由于石砌圬工及混凝土防護(hù)造價(jià)高、易破損等諸多問題,從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā),建議大力推廣既能改善生態(tài)環(huán)境,美化景觀,又一勞永逸的種草防護(hù)。
2. 沖刷防護(hù)
防護(hù)沿河路基邊坡免受沖刷仍多采用直接防護(hù)。傳統(tǒng)的砌石、拋石、鐵絲石籠、擋土墻等有所改進(jìn),用高強(qiáng)土工格柵代替鐵絲做石籠,用聚脂或聚胺脂類土工織物混凝土護(hù)坡模袋做成的護(hù)面板防護(hù)受水沖浪擊的邊坡,很能適應(yīng)土體不均勻沉降。
3.支擋防護(hù)
擋土墻用于支擋防護(hù)目前仍占主要。石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、墻高較低、地基較好的場合;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻和板柱擋土墻其受力比較合理,墻身圬工體積小,也已廣泛應(yīng)用于公路路基的防護(hù)。垛式擋土墻易于調(diào)整墻的高度,并采用預(yù)制構(gòu)件拼裝,是一種特殊型式的擋土墻。
關(guān)鍵詞:公路立交;規(guī)劃;設(shè)計(jì)
中圖分類號:S757文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
Abstract: Road overpass is the indispensable important part, can satisfy the larger of the road traffic cross operation requirements. Based on the author's experience in truth design of highway overpass planning and design of the main point to carry on the analysis, to improve design level.
Key words: Highway overpass; Planning; design
1. 引言
隨著改革力度的加深,公路交通事業(yè)也突飛猛進(jìn)地發(fā)展,同時車流量也大大增加。立交是道路中不可缺少的重要組成部分。道路立交是利用空間完成兩條或兩條以上道路的交叉,在交叉點(diǎn)中心,多條道路具有相同的平面位置和不同的空間位置。立交的產(chǎn)生是在道路平面交叉的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,為滿足較大交通量道路的交叉運(yùn)行要求。
2. 公路立交規(guī)劃原則
公路立交規(guī)劃一般應(yīng)遵循以下的原則:(1)路網(wǎng)中交通量轉(zhuǎn)換量較大的點(diǎn)位(節(jié)點(diǎn))。當(dāng)路網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)交通量中轉(zhuǎn)彎車輛較多,以致使平交不能滿足服務(wù)水平要求,或相交路中有至少一條不允許設(shè)置平交的道路等條件,應(yīng)考慮設(shè)置立交。(2)道路網(wǎng)中主要服務(wù)對象(或主要交通流生成源,如城市、開發(fā)區(qū)等)。對于這些主要的服務(wù)對象或主要的交通流生成源,立交的位置不宜過遠(yuǎn),以免造成車輛繞行過多而降低路網(wǎng)功能。(3)連接主要港口、機(jī)場、交通設(shè)施、軍事重地等的公路應(yīng)有盡可能順捷的運(yùn)行路徑。立交規(guī)劃中,往往會對這些重要設(shè)施加以重視,提出對進(jìn)出有利的立交位置和方案。(4)立交間距。對每條道路上的立交間距的要求同樣適合于公路網(wǎng)上立交間距,雖然在目前的設(shè)計(jì)中有時已無法滿足立交間距的要求,但在有條件時應(yīng)給予滿足。(5)城市規(guī)模及出入口。城市出入口立交是為車輛盡快地從城市交通轉(zhuǎn)向公路高速運(yùn)輸?shù)挠行Х桨?,并不是每個城市都要設(shè)立交和設(shè)一個立交,而是根據(jù)具體情況分析制定的。(6)與道路等級、功能、性質(zhì)相適應(yīng)。立交所處的兩條或幾條相交道路必須具有設(shè)置立交的資格,同時在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上應(yīng)具有一定的可行性。(7)與城市、交通、自然、社會等條件相適應(yīng)。
3. 立交方案設(shè)計(jì)
立交方案設(shè)計(jì)又稱為初步設(shè)計(jì),它是立交規(guī)劃完成后進(jìn)一步實(shí)施,也是下一步詳細(xì)設(shè)計(jì)的具體依據(jù),最終目的是要為詳細(xì)設(shè)計(jì)提供最優(yōu)、最合理的方案。立交方案設(shè)計(jì)是立交具體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵階段,其工作質(zhì)量的好壞,直接關(guān)系到下一步工作的進(jìn)展順利與否。因此,方案設(shè)計(jì)在整個立交設(shè)計(jì)工作中應(yīng)給予高度重視。
方案設(shè)計(jì)就是根據(jù)齊全的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料,在眾多可行方案中選擇最合理的立交形式,進(jìn)行具體指標(biāo)的擬定,最后通過分析評價(jià),從中選出最佳方案。具體設(shè)計(jì)采取如下構(gòu)思:
(1)對立交位置的審定與確定。所謂審定是對立交規(guī)劃位置的最終確定。一般情況下,立交規(guī)劃位置都有一定的成立理由,當(dāng)立交的方案設(shè)計(jì)與規(guī)劃是連續(xù)進(jìn)行時,審定工作的意義并不大,只要求方案設(shè)計(jì)者對原規(guī)劃方案有所了解。當(dāng)方案設(shè)計(jì)是在規(guī)劃工作完成后若干年才開始進(jìn)行時,就要認(rèn)真地分析在規(guī)劃完成后的時間里,交通運(yùn)輸體系及路網(wǎng)變化以及周圍環(huán)境對立交的影響等,重新論證審查立交規(guī)劃位置的正確性及立交成立的可能性。
所謂確定立交位置,是在規(guī)劃工作完成(或上述審定工作完成)后,對具體立交位置的選擇。這項(xiàng)工作是規(guī)劃位置的進(jìn)一步細(xì)化,要求根據(jù)立交的交通環(huán)境、社會環(huán)境、自然環(huán)境等綜合分析后確定,一般情況下立交位置都選擇在已建道路或規(guī)劃道路與主線的交叉點(diǎn)上,但規(guī)劃位置有時并沒有提供具體的相交道路,這就要求在方案設(shè)計(jì)中給予明確。當(dāng)已建道路存在發(fā)展規(guī)劃時,應(yīng)注意立交選位與被交路規(guī)劃位置的協(xié)調(diào)。立交位置的確定要求給出各可能方案的具體交點(diǎn)樁號,有時為達(dá)到這一點(diǎn),外業(yè)測量是必要的。
(2)立交方案選形與總體設(shè)計(jì)。立交的方案選形與總體設(shè)計(jì)可以說是同步進(jìn)行的,也是方案設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的一步。選形工作是根據(jù)立交的整體條件及功能要求在眾多可行方案中選擇出幾個最佳的上選方案形式。總體設(shè)計(jì)是方案形式選擇的基礎(chǔ),也是所選形式的具體延伸,立交總體設(shè)計(jì)是對立交的所在線位、環(huán)境等進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)后,根據(jù)立交功能確定出立交的最佳(或稱最理想)的布局形式,它與方案選形是相輔相承的。
(3)具體方案設(shè)計(jì)。在總體設(shè)計(jì)及形式選定之后,應(yīng)進(jìn)行立交的具體方案設(shè)計(jì),其設(shè)計(jì)內(nèi)容包括確定平、縱、橫主要指標(biāo),構(gòu)造物方案圖表,出版圖表、編寫說明書等。
(4)方案比較分析,通過在所進(jìn)行的幾個方案具體設(shè)計(jì)之后,為挑選出最佳方案,必須對立交方案進(jìn)行必要的分析比較,作出最終的推薦意見。
4. 立交線形設(shè)計(jì)
4.1主線線形設(shè)計(jì)
(1)互通式立交范圍內(nèi),主線的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要滿足立交所在路段統(tǒng)一的路線等級和標(biāo)準(zhǔn)要求,但由于立交范圍內(nèi)行車復(fù)雜.橋跨結(jié)構(gòu)較多,因而線形標(biāo)準(zhǔn)比一般路段應(yīng)適當(dāng)高些。
(2)主線設(shè)計(jì)應(yīng)滿足立交的易識別性,保證具有足夠的行車視距,有條件時應(yīng)滿足識別誤視距的要求。因此,立交終點(diǎn)應(yīng)盡量能不置在通視良好的直線或大半徑的曲線路段上,并位于大半徑凹形曲線中。
(3)立交主線應(yīng)盡量正交,困難時斜交角度不小于45°,以減小由于斜交橋跨增長而增加的費(fèi)用,降低設(shè)計(jì)和施工難度。
(4)主線設(shè)計(jì)力求平緩,利于車流的出入,同時應(yīng)注意排水問題。
(5)立交主線是整個立交布置的依據(jù)。因此,在線形設(shè)計(jì)中,原則上匝道線形應(yīng)服從主線線形的要求。
(6)處理好跨線構(gòu)造物與道路的連續(xù)性,避免平面、縱面和橫斷面的突變。
(7)為了有效地保證兩相交主線具有足夠的跨越高度,以滿足行車視距條件、橋下凈空要求。
4.2匝道線形設(shè)計(jì)
匝道平面線形設(shè)計(jì)應(yīng)與匝道的設(shè)計(jì)車速及類型相適應(yīng),同時考慮地形、地物、占地等條件,從而保證匝道上行駛的車輛連續(xù)、穩(wěn)定、安全。具體要求如下:(1)匝道平面線形要與汽車行駛速度變化相適應(yīng);(2)匝道平面線形設(shè)計(jì)要考慮匝道承擔(dān)的交通量大小。通常在繁重交通量的匝道上,應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成較好的線形;(3)匝道的起、終點(diǎn)以及匝道的分、合流點(diǎn),交通復(fù)雜,易發(fā)生事故,設(shè)計(jì)時應(yīng)注意保證視距,并創(chuàng)造良好的視線誘導(dǎo)條件;(4)匝道起、終點(diǎn)、收費(fèi)站等處,橫斷面組成、尺寸、橫坡及線形等都應(yīng)滿足行車要求并做到線形順適圓滑,做好過波段的設(shè)計(jì);(5)匝道平面線形組合類型及其要求同一般公路平面線形,且線形組合更加靈活多樣。
5. 主線橫斷面設(shè)計(jì)
互通式立交的主線(包括相交線)在立交設(shè)計(jì)中占有重要的地位,其斷面的布置形式和寬度直接影響到立交的型式及相邊匝道的布置選擇主線斷面型式時注意以下幾點(diǎn):(1)立交橫斷面的型式應(yīng)在立交總體設(shè)計(jì)或方案設(shè)計(jì)時選定,一般應(yīng)根據(jù)相交兩條主線的性質(zhì)、等級、遠(yuǎn)期交通需求及立交總體布設(shè)需要、橋跨結(jié)構(gòu)布設(shè)需要,并結(jié)合實(shí)際情況,選擇合理的斷面結(jié)構(gòu)形式;(2)立交主線橫斷型式的選擇,應(yīng)注意合理使用土地,嚴(yán)格掌握各部分的寬度;(3)一般的二、三級公路,可采用雙車道,其寬度可按不同類型及交通情況確定。過城鎮(zhèn)地段時,可將路幅分隔成快、慢車道,以滿足行人和非機(jī)動車輛的需求;(4)高速公路、一級公路,一般采用整體式斷面進(jìn)行布置,也可根據(jù)立交布置需要或地形要求,采用分隔式斷面形式。若交通旦很大時,可采用6車道的整體式或分離式斷面;(5)橫斷面各組成部分的尺寸應(yīng)滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范要求。
6. 結(jié)語
隨著公路交通事業(yè)也突飛猛進(jìn)地發(fā)展,同時車流量也大大增加。立交是道路中不可缺少的重要組成部分。立交的產(chǎn)生就是在道路平面交叉的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,為了能有效地滿足較大交通量道路的交叉運(yùn)行要求。結(jié)合筆者從事道路設(shè)計(jì)的工作經(jīng)驗(yàn),對公路立交的規(guī)劃及設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行了分析,設(shè)計(jì)道路立交充分利用空間完成兩條或兩條以上道路的交叉,在交叉點(diǎn)中心,多條道路具有相同的平面位置和不同的空間位置,能夠滿足較大交通量道路的交叉運(yùn)行要求。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:公路橋梁設(shè)計(jì);問題;要點(diǎn)
中圖分類號:X734文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、公路橋梁設(shè)計(jì)的基本原則和要求
1、公路橋梁設(shè)計(jì)的基本原則
公路橋梁設(shè)計(jì)的基本原則主要包含兩方面,分別是公路橋梁上部和下部,在對公路橋梁上部進(jìn)行設(shè)計(jì)時,要注意搭板、主梁的結(jié)構(gòu)是否合理。一般情況下,在選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)式時橋梁上部的跨徑應(yīng)小于十米,大于十米的則需設(shè)計(jì)成空心直筒式結(jié)構(gòu)。在受到地形限制時,還應(yīng)該根據(jù)橋梁上部的彎曲度選取預(yù)制結(jié)構(gòu)。對于公路橋梁下部而言,設(shè)計(jì)的基本原則應(yīng)圍繞橋臺以及橋墩內(nèi)容展開,設(shè)計(jì)橋臺時需要考慮填土的高度,設(shè)計(jì)橋墩時則根據(jù)不同的橋梁構(gòu)型選擇斜角,以保證橋梁既實(shí)用又美觀。
2、公路橋梁設(shè)計(jì)的要求
公路橋梁設(shè)計(jì)要求主要指的是在選取載荷標(biāo)準(zhǔn)時的要求,根據(jù)不同載荷標(biāo)準(zhǔn)制定相應(yīng)的公路橋梁最大剪切力與最大彎矩?cái)?shù)值。舉例而言,當(dāng)公路橋梁載荷為車道一級的情況下,跨徑為二十米的剪切力與彎矩應(yīng)分別為一百八十千牛頓和三百六十千牛頓每米,車道超二十級也是目前應(yīng)用較為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)。之所以應(yīng)用新式載荷標(biāo)準(zhǔn),是因?yàn)樵谧鳂I(yè)人員在設(shè)計(jì)流程中可以輕松的計(jì)算出理論狀態(tài)需要的內(nèi)力,并通過應(yīng)用圖紙的裂紋變形來增大鋼絲線的承受力度,從而滿足公路橋梁設(shè)計(jì)的要求。
二、我國公路橋梁設(shè)計(jì)存在的問題
1、我國公路橋梁工程的設(shè)計(jì)理論較為薄弱
就目前情況來看,我國在公路橋梁設(shè)計(jì)方面存在的首要問題就是缺乏完善的設(shè)計(jì)理論,即設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)公路橋梁結(jié)構(gòu)時,沒能平衡好強(qiáng)度與耐久性兩者之間的關(guān)系,過分注重公路橋梁的強(qiáng)度而忽視了公路橋梁耐久性這一問題,在公路橋梁耐久性方面沒能進(jìn)行一個專門的設(shè)計(jì),對其使用年限的要求也未能明確提出。工程事故頻繁發(fā)生,從某種程度上講,這也是由設(shè)計(jì)理論不完善造成的。
2、我國公路橋梁工程的設(shè)計(jì)方案欠缺嚴(yán)謹(jǐn)性
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,首先需要考慮的問題是進(jìn)行方案的選取工作,力求找到最為經(jīng)濟(jì)合理的方案。其次,在構(gòu)建、連接的設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)分析的過程中,要取用可靠性指標(biāo)以及符合規(guī)定的安全系數(shù),從而確保這一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性。在這一環(huán)節(jié),很多設(shè)計(jì)人員并沒有聯(lián)系結(jié)構(gòu)的具體體系、構(gòu)造、材料、耐久性、維護(hù)等方面的問題,也沒用從設(shè)計(jì)和施工中常見的人為錯誤出發(fā)進(jìn)行安全指標(biāo)的確定。一些結(jié)構(gòu)不具備充足的延展性和整體性,冗余度不高;一些混凝土不但強(qiáng)度不高、保護(hù)層厚度不足,還存在著結(jié)構(gòu)截面薄、鋼筋太細(xì)等問題;一些計(jì)算圖式與受力路線不清晰,使得局部遭受過大壓力。這些情況都使得結(jié)構(gòu)耐久性遭受考驗(yàn),威脅了結(jié)構(gòu)安全性。結(jié)構(gòu)耐久性低的問題在當(dāng)今很多工程中相當(dāng)常見,因此設(shè)計(jì)過程中必須要對結(jié)構(gòu)構(gòu)造和材料等方面進(jìn)行深人研究,采取適當(dāng)手段提升結(jié)構(gòu)耐久性。
3、我國公路橋梁工程的施工管理水平有待提高
近年來,通過對國內(nèi)多座橋梁出現(xiàn)的安全性和耐久性較差的現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)查分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的工程事故很多是因?yàn)橐靶U施工和管理腐敗所導(dǎo)致。而對于新建不久卻發(fā)生突然破壞與倒塌的橋梁進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn),原因多是由于施工質(zhì)量沒有達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求,典型的間題包括材料強(qiáng)度不足和施工工藝不合格等;同時也有個別橋梁存在諸如偷工減料、以次充好等嚴(yán)重的管理問題,更是對橋梁安全造成致命的損害。
三、公路橋梁設(shè)計(jì)的注意要點(diǎn)
1、保證設(shè)計(jì)方法的先進(jìn)性
由于橋梁安全耐久性問題可能導(dǎo)致的嚴(yán)重后果,與工程項(xiàng)目相關(guān)的各個單位對其也都更加的重視了?,F(xiàn)階段,監(jiān)理單位和施工單位應(yīng)經(jīng)常性的與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行交流和溝通,從而保證設(shè)計(jì)文件中橋梁結(jié)構(gòu)的安全耐久性是符合要求的。舉例來說,施工和監(jiān)理單位應(yīng)與設(shè)計(jì)單位一起在設(shè)計(jì)文件中對材料的性能提出要求,并且在充分分析工程項(xiàng)目自身特點(diǎn)和實(shí)際情況的基礎(chǔ)上,編寫有針對性的技術(shù)指南,另外,進(jìn)行技術(shù)交底的過程中,還應(yīng)對施工單位、建設(shè)單位以及監(jiān)理單位的技術(shù)人員進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)工作,深入的學(xué)習(xí)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),從而在實(shí)際的工作過程中幫助他們解決遇到的問題,充分的保證設(shè)計(jì)方法的先進(jìn)性。
2、不斷的更新橋梁工程的設(shè)計(jì)理念
從20 世紀(jì)的80 年代開始,我國眾多的建筑行業(yè)領(lǐng)域的專家就已經(jīng)開始了橋梁結(jié)構(gòu)性能的研究工作,在橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工過程中,我們必須重點(diǎn)關(guān)注橋梁結(jié)構(gòu)的整體牢固性、安全性以及耐久性,而同時對于橋梁工程在使用過程中不斷涌現(xiàn)出的新型的檢修技術(shù)、維修技術(shù)以及加固技術(shù),也應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注,還應(yīng)更加深入的研究不同橋梁工程結(jié)構(gòu)物的災(zāi)害以及能夠接受的危險(xiǎn)水平的評估工作,以此為基礎(chǔ)才逐步的明確了橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的概念。此概念重點(diǎn)關(guān)注的問題就是橋梁結(jié)構(gòu)的壽命期限問題,也就是在最合理和最經(jīng)濟(jì)的前提下所能得到的橋梁結(jié)構(gòu)的使用年限。以此為基礎(chǔ)我們不斷的創(chuàng)新橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)工作的理念,只有將橋梁工程的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、維修以及保養(yǎng)等各個階段的工作進(jìn)行和諧而有機(jī)的統(tǒng)一,才能保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性,通常情況下,對于新建的橋梁工程項(xiàng)目來說,在確定建筑的用途后業(yè)主單位就會提出橋梁結(jié)構(gòu)的壽命使用期限。
3、積極的借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和建設(shè)成果
現(xiàn)階段,在我國橋梁的設(shè)計(jì)工作中,主要存在著兩大問題,其一是安全性和耐久性較差的問題,主要包括維修費(fèi)用高、使用壽命短以及易出現(xiàn)安全事故等內(nèi)容,其二是橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用性能差的問題,主要包括變形程度大、線形不平順、結(jié)構(gòu)易開裂以及經(jīng)常出現(xiàn)振動等內(nèi)容,導(dǎo)致此類問題經(jīng)常出現(xiàn)的根本原因就是我國施工單位的施工質(zhì)量管控水平較差,因此,設(shè)計(jì)人員必須高度重視此類問題,為保證橋梁結(jié)構(gòu)獲得最佳的使用性能,應(yīng)準(zhǔn)確的掌握施工的材料工藝水平和管理水平,選用最具適應(yīng)性的設(shè)計(jì)方法和安全度。另外,針對橋梁設(shè)計(jì)中的安全耐久性問題,我們應(yīng)積極的借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和建設(shè)成果,應(yīng)進(jìn)一步的完善施工質(zhì)量管理體系,選擇更加科學(xué)合理的使用材料和結(jié)構(gòu)體系,也要考慮到超載和疲勞對橋梁結(jié)構(gòu)使用壽命的影響。
4、正視公路橋梁在運(yùn)營過程中的超載現(xiàn)象
公路橋梁在運(yùn)營過程中的超載現(xiàn)象主要分為三種:第一,早期建設(shè)的公路橋梁由于設(shè)計(jì)交通荷載較低而造成現(xiàn)在的相對“超載”;第二,公路橋梁在運(yùn)營過程中的實(shí)際車流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了方案預(yù)計(jì)情況;第三,由于人為因素(比如一些違規(guī)現(xiàn)象)而導(dǎo)致的超載。公路橋梁在運(yùn)營過程中的超載現(xiàn)象,一方面很容易產(chǎn)生類似于疲勞荷載作用所引起的損傷;另一方面會使得公路橋梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)部造成不可復(fù)原的損傷,從而導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)逐漸發(fā)生一些不利的變化,并最終對公路橋梁工程的安全性與耐久性造成惡劣的影響。
5、從設(shè)計(jì)理念上加深對公路橋梁使用壽命的理解
我國設(shè)計(jì)公路橋梁工程的觀念,將會逐步從一開始的只關(guān)注載荷強(qiáng)度是否滿足要求到既符合載荷強(qiáng)度需要又能確保使用壽命符合要求轉(zhuǎn)變。這也是為了滿足國際規(guī)定的橋梁建設(shè)使用壽命需要。要想延長橋梁使用壽命,就需要對結(jié)構(gòu)重要性的確定方法進(jìn)行研究。比如,我國通常在進(jìn)行公路橋梁設(shè)計(jì)時,只需要確保非高速公路的工程具備五十年使用壽命就可以了,如果是高速公路或者是其他要求較高造價(jià)的橋梁,就需要確保其具備一百年或者一百五十年的壽命。而這樣的規(guī)定明顯太過簡單,并且可靠性不高,五十年的橋梁和一百年的橋梁具體有什么不同,并沒有一個量化的標(biāo)準(zhǔn),因此必須進(jìn)行大量的模擬實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證。如果使用壽命得到了確認(rèn),那么就應(yīng)該綜合考量有關(guān)橋梁建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等方面的問題,保證所建設(shè)的橋梁能夠具備相關(guān)規(guī)定所要求的壽命。
結(jié)束語
國經(jīng)濟(jì)在進(jìn)入高速發(fā)展的新時期后,市政工程建設(shè)也推動了城市的發(fā)展,為人們的生活提供了更可靠的保證。在市政工程建設(shè)中,公路橋梁建設(shè)是最主要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),并且也是衡量城市發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn),對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也有著重要的貢獻(xiàn)。因此,公路橋粱的施工質(zhì)量也有著至關(guān)重要的作用。
參考文獻(xiàn)
[1]李俠,姜春磊.基于安全考慮的公路橋梁設(shè)計(jì)分析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2013,(13).
關(guān)鍵詞互通式;立交;公路設(shè)計(jì);選型;
Abstract: The interchange design is an important part of road design, interchange design should first meet the service function, compliance with industry standards, should also try to be elegant style, and integration with the natural, so that after the completion of the road on abeautiful landscape. In this paper, talk about the interchange design.Keywords Interchange; interchange; highway design; selection;
中圖分類號: U412.36 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
引言
隨著我國人民生活水平的不斷提高,人民對出行的安全性和舒適性提出了更高的要求。為此,作為交通出行快速動脈的高速公路,其設(shè)計(jì)也須更加注重出行的安全性和舒適性要求,而其互通式立交作為出入高速公路的節(jié)點(diǎn)和轉(zhuǎn)換樞紐,也須從運(yùn)行的安全性和舒適性要求出發(fā)。作為設(shè)計(jì)人員,應(yīng)該認(rèn)真、負(fù)責(zé)的設(shè)計(jì)出滿足人民出行要求的安全、快捷、舒適的現(xiàn)代化互通式立交工程。
1、概述
互通式立交設(shè)計(jì)是整個高速公路設(shè)計(jì)中的重要一環(huán),立交設(shè)計(jì)的成敗,直接影響到全線高速公路的服務(wù)水平和運(yùn)營安全,高速公路互通式立交設(shè)計(jì)是一個復(fù)雜和系統(tǒng)的工程,因此設(shè)計(jì)人員在立交定型和展線過程中投入的精力往往比較多,一般較多的注重了匝道的設(shè)計(jì),而忽視了主線及被交路線性指標(biāo)是否滿足規(guī)范要求,主要表現(xiàn)在:①互通式立交范圍內(nèi)的主線平曲線半徑、豎曲線半徑或縱坡中的某項(xiàng)指標(biāo)小于極限值,或僅大于極限值而小于一般值,而規(guī)范中明確規(guī)定\;一般情況下應(yīng)等于或大于一般值,特殊情況時才可采用極限值。②被交路平縱面指標(biāo)偏低如果屬于大于極限值而小于一般值的情況可以盡量不改;如果屬于小于極限值的情況,則應(yīng)以書面形式報(bào)請業(yè)主或被交路業(yè)主批準(zhǔn),改造互通范圍內(nèi)的被交路,但指標(biāo)小于極限值的位置若避開變速車道范圍也可以盡量不改。
2、互通式立交選型設(shè)計(jì)
互通式立交的選型設(shè)計(jì)互通式立交選型設(shè)計(jì)是建立在交通量、交通組成、設(shè)計(jì)車速、投資額、用地范圍、地形、交通、環(huán)境、拆遷可能性、道路相交角度、相交道路的等級及條數(shù)、將來的遠(yuǎn)景發(fā)展和收費(fèi)等相關(guān)因素基礎(chǔ)上的。另外,分期修建也決定互通式立交型式的合理選擇。(1)互通式立交的型式互通式立交的型式分為苜蓿葉型、半苜蓿葉型、環(huán)型、喇叭型、定向型、半定向型、菱型7種。
1選型設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個問題。
①選定的類型應(yīng)確保行車安全、順暢和舒適;
②選型要注意遠(yuǎn)近結(jié)合、全面考慮,要考慮遠(yuǎn)期提高的需要和可能性;技術(shù)條件等因素確定設(shè)置位置。
③選擇互通式立交型式應(yīng)符合轉(zhuǎn)換交通量主流向的要求;
④選用的互通式立交型式必須與所在地區(qū)的特征、性質(zhì)相適應(yīng),選擇互通式立交型式應(yīng)充分考慮地區(qū)規(guī)劃、地形和地質(zhì)條件、可能提供的用地范圍、周圍建筑物和設(shè)施分布狀況等條件。在滿通要求前提下,力求達(dá)到合理利用地形、工程運(yùn)營費(fèi)用經(jīng)濟(jì)合理及與環(huán)境相協(xié)調(diào):
⑤選型應(yīng)考慮收費(fèi)要求;
⑥互通式立交型式的選擇應(yīng)符合一致性要求。互通式立交的出口在某一路段上應(yīng)保持一致性,而不應(yīng)采用突變的出口方式,以防給使用者造成不便;
⑦互通式立交造型應(yīng)從實(shí)際出發(fā),工程有利于施工養(yǎng)護(hù)及排水。
3、互通式立交的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
互通式立交的詳細(xì)設(shè)計(jì)互通式立交的詳細(xì)設(shè)計(jì)是在選型設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上針對地形、地物、交通量、技術(shù)規(guī)范等要求對互通式立交匝道布局的進(jìn)一步深化,是互通式立交設(shè)計(jì)的參數(shù)化和指標(biāo)化。
1平面線形設(shè)計(jì)互通式立交平面線形設(shè)計(jì),要根據(jù)互通式立交的重要性、地形、用地條件等因素確定,并保證車輛能連續(xù)安全地運(yùn)行。互通式立交平面線形的要素主要有直線、緩和
曲線和圓曲線。匝道及其端部,凡曲率變化較大處應(yīng)緩和曲線,一般緩和曲線采用回旋線。在匝道與匝道、匝道與主要道路拼接處,如采用緩和曲線,要注意回旋線參數(shù)要稍大一點(diǎn),主要是便于超高過渡和適應(yīng)汽車行駛速度的變化,特別是分流點(diǎn)處更應(yīng)注意。在反向S型曲線處,選擇回旋線參數(shù)時注意同超高過渡的協(xié)調(diào)一致,否則容易形成反超高。此外,匝道平面線形要與其交通量相適應(yīng),轉(zhuǎn)向交通量大的匝道平面線形技術(shù)指標(biāo)應(yīng)高一些;駛出匝道的平面線形技術(shù)指標(biāo)應(yīng)高于駛?cè)朐训赖钠矫婢€形技術(shù)指標(biāo);反向曲線間的兩個回旋線,其參數(shù)宜相等,不相等時,其比值應(yīng)小于1.5。
2縱面線形設(shè)計(jì)縱面線形應(yīng)與地形相適應(yīng),設(shè)計(jì)成視覺連續(xù)、平順而圓滑的線形,避免在短距離內(nèi)出現(xiàn)頻繁起伏?;ネㄊ搅⒔坏目v面線形設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)是匝道的拉坡,不少設(shè)計(jì)人員將匝道拉坡范圍完全與匝道的線位長度一致起來,這是不合適的。因?yàn)檫@樣處理會在車流分合流端部形成剪刀差,路容、排水可能都有問題。拉坡的范圍應(yīng)該以車流分合流端部開始或結(jié)束,分合流端部以前的變速車道部分隨主線的橫坡和縱坡變化而變化。但在具體確定分合流匝道的起點(diǎn)和終點(diǎn)高程以及橫坡時要綜合考慮主線的縱坡和橫坡,匝道在該處的縱坡、橫坡不能簡單地取主線的縱坡、橫坡,這樣至少在理論上是不連續(xù)的。另外,確定分合流點(diǎn)處的高程、縱坡、橫坡時還須注意,當(dāng)主線為曲線且有超高時,主線外側(cè)變速車道先做成向外的橫坡,然后根據(jù)變速車道形式向超高過渡,如果是直接式車道,則在變速車道全長范圍內(nèi)過渡,如果是平行式車道則在端部至匝道線位與主線“切點(diǎn)”范圍內(nèi)過渡。確定拉坡范圍還應(yīng)注意,
對于首尾相接的匝道,其拉坡范圍應(yīng)統(tǒng)一考慮。另外在拉坡時還要遵循平、縱配合的設(shè)計(jì)原則,注意平縱組合,注意線形與自然環(huán)境和景觀的配合與協(xié)調(diào)。
3超高及其過渡由于互通式立交范圍內(nèi)的平曲線指標(biāo)比較低,所以超高不可避免,但超高的取值及過渡需要深入研究。
①匝道超高設(shè)計(jì)匝道超高設(shè)計(jì)要充分考慮車輛在匝道上行駛速度經(jīng)常變化的實(shí)際情況,采用不同的超高值。定向匝道跨越主要道路時,往往采用圓曲線最小半徑的一般值或介于極限值與一般值之間,相應(yīng)的超高按規(guī)范要求應(yīng)取值8%以上,在這種情況下,由于定向匝道路基較寬,而且采用橋梁等結(jié)構(gòu)物,沒有路基邊坡,所以在視覺上往往橫向坡度比一般單匝道或土基填筑有邊坡的路段橫坡大,給駕駛員視覺上造成懸空的感覺,心理壓力大,所以最大超高在這些地方宜放緩,收費(fèi)站附近的超高值應(yīng)小于匝道計(jì)算行車速度所對應(yīng)的值。接近分流、合流處匝道超高值就應(yīng)大一些。
②超高過渡段匝道上直線至圓曲線間或兩超高不同的曲線間應(yīng)設(shè)置超高過渡段。超高過渡段的設(shè)置要根據(jù)計(jì)算行車速度、橫斷面的類型、旋軸的位置以及漸變率等因素來確定。
a超高過渡區(qū)間。有緩和曲線時,超高過渡在回旋線的全長或部分范圍內(nèi)進(jìn)行;沒有緩和曲線時,可將所需過渡段長度的1/3~1/2插入圓曲線,其余設(shè)置在直線上;在有構(gòu)造物地段,超高過渡應(yīng)充分考慮橋跨布置,一般過渡范圍最好放在橋梁的同一聯(lián)里,這樣可減少構(gòu)造物處理上的難度;
b反向超高的過渡。為了減少排水上的困難,反向超高的過渡采用較大的超高漸變率是合適的;C超高漸變率的取值。超高漸變率的取值在一般路段只需滿足規(guī)范要求,但在寬度變化路段則要注意,由于寬度變化,行車道寬度的B值也是變化的。由于容易忽略寬度變化對超高漸變率的“折減”作用,此時超高漸變率似乎滿足要求了,但象收費(fèi)站等寬度變化較大的地方,邊部將扭曲得很厲害,如果同時又在反向超高的地方,則排水就成問題了。因
此在寬度變化路段要注意超高漸變率的取值;d超高旋轉(zhuǎn)方式。這里是指過渡范圍內(nèi)行車道
外側(cè)邊緣的豎向形狀是直線的還是曲線的。一般情況下采用直線方式,但直線方式比較生硬,在過渡段兩端有折曲感,所以從美觀等因素考慮,采用曲線方式更好。
(4)變速車道的設(shè)計(jì)變速車道分為直接式與平行式兩種,減速車道原則上采用直接式,加速車道原則上采用平行式。當(dāng)變速車道為雙車道時,加、減速車道均采用直接式。一般雙車道加速車道也采用直接式,但應(yīng)注意直接式加速車道應(yīng)采用較小的流入角度,這對車輛合流較為有利。另外雙車道的匝道與主要公路拼接時應(yīng)注意車道平衡問題,否則當(dāng)車流量較大時,車流的分流與合流將產(chǎn)生問題。單車道減速車道設(shè)計(jì)時應(yīng)注意直接式車道的三角漸變段長度并不一定是規(guī)范中的長度,一般來說要比規(guī)定的長度長,規(guī)范中漸變段長度一般只用于平行式變速車道三角漸變段;出口的起點(diǎn)位置應(yīng)在主線外側(cè)行車道中心線,且該點(diǎn)開始偏離主線的角度應(yīng)滿足規(guī)定的漸變率要求;減速車道的分流點(diǎn)處應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的偏置值;分流點(diǎn)處的曲率半徑和回旋曲線參數(shù)須滿足規(guī)范規(guī)定的取值要求。
結(jié)束語
互通式立交設(shè)計(jì)最終要達(dá)到布局勻稱,不能頭重腳輕;設(shè)計(jì)合理。在滿足各項(xiàng)指標(biāo)的要求下,互通式立交線形應(yīng)綜合考慮各種因素,力求達(dá)到設(shè)計(jì)合理,少占地,投資省;線形流暢。做到平面、縱斷面、橫坡之間各指標(biāo)的組合合理。
參考文獻(xiàn)
【1】劉智春,互通式立交基本型式的特點(diǎn)分析及設(shè)計(jì)應(yīng)用武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào)2009
關(guān)鍵詞:公路工程;施工組織;要點(diǎn)
一 施工組織設(shè)計(jì)的編制內(nèi)容及相互關(guān)系
施工組織設(shè)計(jì)的內(nèi)容,決定于它的任務(wù)和作用。因此,它必須能夠根據(jù)不同工程產(chǎn)品 的特點(diǎn)和要求,根據(jù)現(xiàn)有的和可能爭取到的施工條件,從實(shí)際出發(fā),決定各種生產(chǎn)要素的基本結(jié)合方式,這種結(jié)合方式的時間和空間關(guān)系,以及根據(jù)這種結(jié)合方式和該工程產(chǎn)品本身的特點(diǎn),決定所需人工、機(jī)具、材料等的種類與數(shù)量及其取得的時間與方式。不切實(shí)地 解決這些問題,就不可能進(jìn)行任何生產(chǎn)。由此可見,任何施工組織設(shè)計(jì)必須具有以下相應(yīng)的基本內(nèi)容:1.總說明;2.施工方法與相應(yīng)的技術(shù)組織措施,即施工方案;3.施工進(jìn)度計(jì)劃;4.施工現(xiàn)場平面布置;5.各種資源需要量及其供應(yīng)。
在這五項(xiàng)基本內(nèi)容中,第4、5項(xiàng)主要用于指導(dǎo)準(zhǔn)備工作的進(jìn)行,為施工創(chuàng)造物質(zhì)技術(shù)條件。人力、物力的需要量是決定施工平面布置的重要因素之一,而施工平面布置又反 過來指導(dǎo)各項(xiàng)物質(zhì)的因素在現(xiàn)場的安排。第2、3兩項(xiàng)內(nèi)容則主要指導(dǎo)施工過程的進(jìn)行,規(guī)定整個的施工活動。
二 路基工程施工組織設(shè)計(jì)的編制特點(diǎn)
1.重點(diǎn)考慮以下內(nèi)容:確定施工方法和土方調(diào)配;編制施工進(jìn)度計(jì)劃;確定工地施工組織;規(guī)定各工程隊(duì)施工所需的機(jī)械數(shù)量。
三 路面工程施工組織設(shè)計(jì)的編制
除了與總體施工組織設(shè)計(jì)內(nèi)容基本相同外,還要根據(jù)路面工程的自身特點(diǎn),在確定施 工方案和進(jìn)度計(jì)劃時,充分考慮:
(1)路面各結(jié)構(gòu)層的質(zhì)量檢驗(yàn)和材料準(zhǔn)備以及試驗(yàn)路段
在施工組織時要進(jìn)行各個結(jié)構(gòu)層的質(zhì)量檢驗(yàn),可參見施工技術(shù)管理部分。路面材料選 擇采購、場外運(yùn)輸、試驗(yàn)路段的鋪筑以便獲取數(shù)據(jù),這也是施工組織應(yīng)注意的問題。
(2)按均衡流水法組織施工
路面工程各結(jié)構(gòu)層之間的施工是線性流水作業(yè)方式。在編制施工組織設(shè)計(jì)的進(jìn)度計(jì)劃 時應(yīng)考慮到路面工程施工的工序之間的邏輯關(guān)系,注意各結(jié)構(gòu)層的施工可以采用搭接流水 方式以加快施工進(jìn)度。因此,我們要分析各結(jié)構(gòu)層之間的施工進(jìn)度(速度) ,根據(jù)施工速度 選擇搭接類型[前道工序速度快于后道工序時選用開始到開始(STS)類型,否則用完成到 完成(FTF)類型],并根據(jù)各結(jié)構(gòu)層施工速度和所需要的工作面大小計(jì)算出搭接時距,同 時還要考慮到各結(jié)構(gòu)層可能需要技術(shù)間歇時間的影響,以及路面各結(jié)構(gòu)層的質(zhì)量檢驗(yàn)所需 的時間等。
(3)路面施工的特殊技術(shù)要求
路面的各種結(jié)構(gòu)層有其特殊的技術(shù)要求以及各種"縫"的施工要求和注意事項(xiàng)。特別 是對于瀝青結(jié)構(gòu)層和水泥混凝土結(jié)構(gòu)層的技術(shù)要求以及設(shè)備的配置與施工時間的關(guān)系。
四 橋涵工程施工組織設(shè)計(jì)的編制
橋涵施工組織設(shè)計(jì)分類不同,內(nèi)容有淺有深,一般橋涵施工組織設(shè)計(jì)的內(nèi)容為: 1.編制依據(jù)。2.工程概況。3.施工準(zhǔn)備工作及設(shè)計(jì)。4.各分部(項(xiàng))工程的施工方案和方法: 橋梁工程包括:基礎(chǔ)及下部構(gòu)造、上部構(gòu)造、防護(hù)工程、引道工程等分部工程,每 項(xiàng)分部工程又分為若干分項(xiàng)工程,如基礎(chǔ)及下部構(gòu)造分為明挖基礎(chǔ)、樁基、管柱、承 臺、沉井、樁的制作、鋼筋加工安裝、墩臺安裝等分項(xiàng)工程。 施工方法與施工順序在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時已大體決定。例如,橋梁主體工程包括下部工 程、上部建筑以及附屬工程(河床加固、錐體護(hù)坡等)。例如橋墩(臺)的施工順序?yàn)椋?挖基、立模板、基礎(chǔ)片石混凝土、基礎(chǔ)回填土、墩(臺)身混凝土、綁扎鋼筋、墩(臺) 帽鋼筋混凝土、錐坡填土、漿砌片石護(hù)坡。又如涵管的施工順序?yàn)椋和诨?、砌基礎(chǔ)、 安裝管節(jié)、砌洞口、防水層、進(jìn)出口鋪砌、回填土。
橋梁下部的橋墩施工時,如果設(shè)備或者模板數(shù)量有限可采用流水施工方式組織施 工。對于采用流水施工時應(yīng)注意流水施工的相關(guān)時間參數(shù):流水節(jié)拍、流水步距、技 術(shù)間歇等。當(dāng)很多個墩流水施工時,表示其流水關(guān)系顯得工作(工序)太多和過于繁雜, 如果采用以下兩種簡化表示,應(yīng)注意原本各工作(工序)之間銜接的邏輯關(guān)系,經(jīng)過簡 化成為墩與墩的關(guān)系時,墩與墩的邏輯關(guān)系就變成搭接關(guān)系;或者多個墩相同工序合 并為一個工作,就簡化成為相同墩的不同工作之間的邏輯關(guān)系,此時的邏輯關(guān)系也變 成搭接關(guān)系。
五 施工方案的優(yōu)化
施工方案優(yōu)化主要通過對施工方案的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較,選擇最優(yōu)的施工方案,達(dá)到加 快施工進(jìn)度并能保證施工質(zhì)量和施工安全,降低消耗的目的。
主要包括:施工方法的優(yōu)化、施工順序的優(yōu)化、施工作業(yè)組織形式的優(yōu)化、施工勞動 組織優(yōu)化、施工機(jī)械組織優(yōu)化等。施工方法的優(yōu)化要能取得好的經(jīng)濟(jì)效益,同時還要有技術(shù)上的先進(jìn)性。 施工順序的優(yōu)化是為了保證現(xiàn)場秩序,避免混亂,實(shí)現(xiàn)文明施工,取得好快省而又安 全的效果。施工作業(yè)組織形式的優(yōu)化是指作業(yè)組織合理采取順序作業(yè)、平行作業(yè)、流水作業(yè)三種 作業(yè)形式的一種或幾種的綜合方式。施工勞動組織優(yōu)化是指按照工程項(xiàng)目的要求,將具有一定素質(zhì)的勞動力組織起來,選 出相對最優(yōu)的勞動組合方案,使之符合工程項(xiàng)目施工的要求,投入到施工項(xiàng)目中去。 施工機(jī)械組織優(yōu)化就是要從僅僅滿足施工任務(wù)的需要轉(zhuǎn)到如何發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益上來。
六 資源利用的優(yōu)化
項(xiàng)目物資是勞動的對象,是生產(chǎn)要素的重要組成部分。施工過程也就是物資消耗過 程。項(xiàng)目物資指主要原材料、輔助材料、機(jī)械配件、燃料、工具、機(jī)電設(shè)備等,它服務(wù)于 整個建設(shè)項(xiàng)目,貫穿于整個施工過程。因此,對于它的采購、運(yùn)輸、儲存、保管、發(fā)放、 節(jié)約使用、綜合利用和統(tǒng)計(jì)核銷,關(guān)系到整個工程建設(shè)的進(jìn)度、質(zhì)量和成本,必須對其進(jìn) 行全面管理。資源利用的優(yōu)化主要包括:物資采購與供應(yīng)計(jì)劃的優(yōu)化、機(jī)械需要計(jì)劃的優(yōu)化。 項(xiàng)目物資采購與供應(yīng)計(jì)劃的優(yōu)化就是在工程項(xiàng)目建設(shè)的全過程中對項(xiàng)目物資供需活動 進(jìn)行計(jì)劃,必要時需調(diào)整施工進(jìn)度計(jì)劃。