李金鳳

摘? 要：復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的高速公路路面設(shè)計(jì)是公路設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，同時(shí)也在很大程度上影響公路的安全性和使用壽命。采用怎樣的設(shè)計(jì)方法能夠有效提升復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下高速公路路面設(shè)計(jì)的質(zhì)量，保證公路的安全性和使用壽命，成為公路設(shè)計(jì)人員主要探討的問(wèn)題。該文針對(duì)某復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境高速公路路面設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行分析，對(duì)公路設(shè)計(jì)原則和相應(yīng)的措施進(jìn)行了探討和分析。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境;高速公路;路面設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U445? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 工程概況

某高速公路地處區(qū)域地質(zhì)環(huán)境十分復(fù)雜，在公路路面設(shè)計(jì)上具有一定的難度，并存在一些典型問(wèn)題。該工程路線全長(zhǎng)20 km，同期新建、改建輔道長(zhǎng)度為11 km，舊路挖補(bǔ)罩面10 km，能夠完全利用的舊路長(zhǎng)度有10 km，需要建設(shè)一條長(zhǎng)8 km的連接線。公路全線建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為四車道高速公路，設(shè)計(jì)速度100 km/h。路基寬度23 m，其中包括2.0 m的中央分隔帶以及0.5 m的左側(cè)路緣帶，行車道寬度為2×3.75 m。需要建設(shè)橋涵的路段，其設(shè)計(jì)車輛荷載等級(jí)為公路-I級(jí)。

2 工程設(shè)計(jì)規(guī)范及設(shè)計(jì)原則

2.1 工程設(shè)計(jì)難點(diǎn)

通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的地質(zhì)調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)該公路沿線地形條件復(fù)雜，存在較大的縱坡，并且工程所在區(qū)域?qū)儆谖覈?guó)現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系的重要區(qū)域，該項(xiàng)目屬于體系的重要組成部分，也是當(dāng)?shù)匕l(fā)展旅游行業(yè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。所以工程整體的質(zhì)量要求較高。另外，在隧道建設(shè)區(qū)域，主要包括粉砂巖、深灰色砂巖等巖石類型，并且?guī)r層受斷層影響，發(fā)育破碎。工程整體路程較長(zhǎng)且位于高海拔地區(qū)。該項(xiàng)目穿越多出自然保護(hù)區(qū)和旅游景區(qū)，并且是水土流失重點(diǎn)保護(hù)區(qū)，需要重點(diǎn)保護(hù)施工區(qū)域內(nèi)的地表水和土壤。通過(guò)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)剡m合做棄土場(chǎng)的區(qū)域十分有限;并且整體的地形結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，能夠作為施工平臺(tái)的區(qū)域很少，施工環(huán)境較差。

2.2 工程設(shè)計(jì)原則

2.2.1 該項(xiàng)目應(yīng)該堅(jiān)持多方案論證優(yōu)選的原則

由于項(xiàng)目本身地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，影響工程設(shè)計(jì)的因素較多，設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮公路對(duì)沿線村莊、自然保護(hù)區(qū)、旅游景區(qū)、地表水等區(qū)域的影響。因此，為了保證設(shè)計(jì)方案的嚴(yán)謹(jǐn)性，要組織各個(gè)行業(yè)的專家對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行反復(fù)論證，并分析設(shè)計(jì)方案對(duì)不同對(duì)象的影響程度，確定方案的可行性、經(jīng)濟(jì)性以及對(duì)環(huán)境的影響程度，從而保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、安全性、環(huán)保性。

2.2.2 該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作應(yīng)該充分迎合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件

由于地質(zhì)環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該適當(dāng)提高質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)，從而保證公路投入運(yùn)用后駕駛員的行車安全。另外，高質(zhì)量技術(shù)能夠在保證施工質(zhì)量的同時(shí)降低工程造價(jià)，并讓公路路線與當(dāng)?shù)氐匦位ハ鄥f(xié)調(diào)，避免公路建設(shè)行為導(dǎo)致當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)不良的連鎖反應(yīng)。

2.2.3 公路設(shè)計(jì)應(yīng)該避免影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境

相比其他項(xiàng)目，公路項(xiàng)目對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響更大。所以，設(shè)計(jì)人員在公路路線設(shè)計(jì)及施工工藝選擇上，應(yīng)該盡量選擇對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境破壞較小的方案。

2.2.4 靈活優(yōu)化部分路線方案

在控制設(shè)計(jì)方案符合總路線走向的前提下，可以對(duì)部分路段的路線進(jìn)行靈活優(yōu)化，盡量避免極限設(shè)計(jì)情況的出現(xiàn)，提高公路的安全性和舒適性。

2.3 公路設(shè)計(jì)規(guī)范

該工程設(shè)計(jì)工作需要按照以下標(biāo)準(zhǔn)開展?！豆饭こ碳夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》。以上規(guī)范均選擇國(guó)家頒布的最新設(shè)計(jì)規(guī)范。

3 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的高速公路路面設(shè)計(jì)

3.1 對(duì)設(shè)計(jì)因素進(jìn)行綜合考量

交通量、水文地質(zhì)情況、氣候條件、地質(zhì)情況都是影響設(shè)計(jì)參數(shù)選擇的重要因素，所以在確定設(shè)計(jì)參數(shù)之前要對(duì)設(shè)計(jì)因素進(jìn)行綜合考量，從而選擇符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的路面結(jié)構(gòu)和路面等級(jí)。由于該項(xiàng)目所在區(qū)域已經(jīng)建成了同等級(jí)的公路，我們?cè)O(shè)計(jì)人員可以調(diào)查已有公路路面情況以及公路運(yùn)行情況，確定當(dāng)?shù)毓仿访嫒菀壮霈F(xiàn)的病害，并選取相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)，保證公路的使用壽命。

3.2 優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在開展設(shè)計(jì)工作之前，需要根據(jù)工程任務(wù)書，確定路面的面層類型，并對(duì)公路的設(shè)計(jì)彎沉值和一年內(nèi)車道累積當(dāng)量軸次進(jìn)行預(yù)估。然后根據(jù)路基的土質(zhì)類型劃分施工路段，一段施工路段的長(zhǎng)度控制在500 m左右較好，對(duì)于不同路段土基的回彈模量也需要通過(guò)調(diào)查確定。以上信息得以確定后，即可開始選擇路面結(jié)構(gòu)方案，并確定不同結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)于不滿足實(shí)際需求的設(shè)計(jì)方案，需要對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，材料配比同樣也需要重新選擇，并通過(guò)試驗(yàn)確定材料的抗拉強(qiáng)度是否能夠滿足實(shí)際需求。

3.3 項(xiàng)目長(zhǎng)大縱坡路段路面設(shè)計(jì)方案

車輛在上坡路段行駛時(shí)，往往會(huì)將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒不完全的燃油以油霧的形式排至瀝青路面上;由于汽油或柴油的性質(zhì)與瀝青相似，則會(huì)導(dǎo)致路面上的瀝青被稀釋，出現(xiàn)路面軟化的問(wèn)題。另外，汽車在長(zhǎng)大縱坡路段發(fā)生拋錨，往往會(huì)由于無(wú)法進(jìn)行拖車處理而被迫在原地維修車輛，這就導(dǎo)致維修過(guò)程中泄露的油污導(dǎo)致瀝青路面的軟化。并且，很多車輛在長(zhǎng)大縱坡路段行駛過(guò)程中，難以提高車速，路段的運(yùn)輸能力受到影響。

基于以上問(wèn)題，該工程長(zhǎng)大縱坡路段路面基層采用具有良好抗疲勞性和水穩(wěn)定性的材料，下面層采用具有良好抗疲勞性能和抗水損害能力的材料，中間層則根據(jù)實(shí)際情況，采用高彈性模量的材料，達(dá)到抗車轍的目的，上層材料則選用具有良好抗車轍、抗低溫、抗老化、抗磨損性能的材料。通過(guò)對(duì)路面材料的調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，SMA13細(xì)粒式改性瀝青混凝土能夠滿足上層路面的材料需求，在上層路面鋪裝過(guò)程中，通過(guò)將瀝青混凝土和礦物纖維混合的方式，鋪裝4 cm后的上層路面。中面層和下面層則分別鋪裝6 cmsup-20中粒式瀝青混凝土和8 cmsup-25粗粒式瀝青混凝土。

4 設(shè)計(jì)制度的優(yōu)化

4.1 設(shè)計(jì)單位的選擇與審核

在選擇公路設(shè)計(jì)單位時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格審核設(shè)計(jì)單位的資質(zhì)和相關(guān)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn);尤其是涉及復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的公路設(shè)計(jì)項(xiàng)目，更需要選擇具有相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)單位。對(duì)于設(shè)計(jì)單位的技術(shù)水平、人員構(gòu)成、資質(zhì)情況也應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的審核，避免設(shè)計(jì)能力不符合實(shí)際要求的單位、無(wú)設(shè)計(jì)資質(zhì)的小單位、掛靠資質(zhì)的單位開展公路設(shè)計(jì)工作。如果設(shè)計(jì)單位技術(shù)水平不足，往往會(huì)導(dǎo)致施工過(guò)程中出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更，為后續(xù)的施工工作帶來(lái)不必要的麻煩，進(jìn)而影響施工質(zhì)量。

4.2 保證勘測(cè)資料的準(zhǔn)確

路面材料的選擇往往與當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)情況以及氣象條件有著密切的關(guān)系，所以在施工前期更要對(duì)項(xiàng)目所在地的自然情況進(jìn)行詳細(xì)的勘查，以保證勘測(cè)資料的準(zhǔn)確。準(zhǔn)確的勘測(cè)資料能夠幫助設(shè)計(jì)單位對(duì)潛在的地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，使設(shè)計(jì)人員能夠?qū)β访娼Y(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化，避免路面材料或路面結(jié)構(gòu)選擇不當(dāng)導(dǎo)致的公路壽命受到影響。

4.3 做好施工前的技術(shù)交底

施工前的技術(shù)交底是避免設(shè)計(jì)失誤導(dǎo)致工程質(zhì)量問(wèn)題的重要措施。所以設(shè)計(jì)單位在開始施工之前，需要與施工單位對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行分析和評(píng)估，對(duì)于路面設(shè)計(jì)上存在的問(wèn)題及時(shí)提出并進(jìn)行調(diào)整，重審設(shè)計(jì)采用的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，進(jìn)一步確定設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)意圖。

5 結(jié)語(yǔ)

復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的高速公路路面設(shè)計(jì)方案是多樣的。目前我國(guó)在高速公路設(shè)計(jì)建設(shè)上已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，很多設(shè)計(jì)方案都能有效抵御復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境對(duì)公路路面造成的影響。俗話說(shuō)：“好鋼用在刀刃上?！比绾未_定公路路面設(shè)計(jì)方案則顯得十分必要。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在扎實(shí)掌握各項(xiàng)路面設(shè)計(jì)方法以及各個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)范導(dǎo)則的前提下，選擇適合的路面方案，延長(zhǎng)公路的使用壽命，提高公路的安全性。

參考文獻(xiàn)

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