時間:2023-03-22 17:37:33
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇公路設計論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
1.1積極使用高新施工設備
當前我國的機械制造業和發達國家相比還存在較大差距,我國在內燃發動機的設計和制造方面與世界先進國家相比,落后了近二十年,燃油經濟水平、平均能源利用率等各項標準也都落后于西方發達國家,這種情況在一定程度上對我國的低碳公路建設產生了負面影響,所以,在道路的施工過程中我們要加強高新技術施工設備的應用,同時,還要加強對其耗油量、燃料使用率等各項參數進行仔細評估,一旦發現有不符合標準的設備,一定要第一時間對其進行維修保養,如果依然滿足不了運行需求,必須及時替換掉,積極使用高新技術環保的設備繼續開展作業。
1.2施工過程中積極應用新型環保材料
隨著人們環保意識的不斷增強,公路建設領域也研發了很多低碳環保材料,其中溫拌瀝青混合料、瀝青路面再生等新型材料表現最為明顯。溫拌瀝青混合料是一種拌和溫度介于熱拌瀝青和冷拌瀝青之間,但是其性能卻能夠達到或接近熱拌瀝青混合料的環保型瀝青混合料。溫拌瀝青混合料技術能夠在很大程度上節約燃料油,減少有害氣體地排放。
1.3制定科學合理的公路施工方案
在進行道路施工之前,設計規劃人員要制定出科學合理的施工方案,為公路的低碳環保提供保障。具體可以從路基設計、坡度設計、防雨水沖刷設計等方面入手,此外,還要科學合理安排借土棄土的位置,合理地選擇砂石料供應商,從而提高工作效率。
2加強公路運營管理過程中的低碳優化控制
2.1完善交通體系運行管理方案
前文提到交叉口的存在會在對車流量造成較大影響,所以對交叉口進行合理的信號配時設計是非常必要的,如果交叉口的間距比較短,就可以采取信號聯動措施,保證交叉口具備良好的服務水平,減少交叉口對車輛正常行駛的影響,從而減少車輛的燃油消耗以及尾氣排放;須對交通標志、道路標線等進行重新規劃,必要的時候可以采用動態的信息展示板,這樣駕駛員不僅能夠獲得更多的交通信息,選擇最合適的行駛路線,減少了不必要地繞行,同時公路的服務水平也能夠得以提升,最重要的是車輛可以保持勻速行駛,減少尾氣排放,有利于實現低碳環保的目的。此外,交通運輸管理部門也可以通過多種方式鼓勵居民拼車出行,提高車輛的運載率,這樣不僅能夠緩解我國當前的交通壓力,也能夠減少二氧化碳地排放。
2.2完善公路的基礎設施
交通運輸管理部門要積極引進先進的服務系統,提高車輛通行效率,規避不必要的擁堵。當前,在交通領域內最受歡迎、應用范圍最廣泛的就是ETC系統,該系統是當前世界上最為先進的收費系統,車輛在通過收費站時不需要停車,而是通過車載設備實現對車輛信息地識別、付款等功能,該系統非常適用于高速公路,通過該系統能夠使車輛通行速度得到巨大提升,減少擁堵,降低溫室氣體地排放。
3結語
關鍵詞:軟土地基公路路堤設計軟基計算
東莞鎮區聯網公路總長207.7km,公路等級一級,設計車速60km/h,雙向四車道或雙向六車道。包含老路改造加鋪瀝青路面、老路拓寬、新建道路三部分。按區域劃分為5個標段。本文就一標段軟土地基路堤設計進行重點論述。
一、水文地質概況
東莞地處珠三角平原區,地勢低平,降雨充沛,河網縱橫,地下水位受河水及潮水水位的影響。一標段內主要地表水系為東江及其支流水網,縱橫交錯。地下水主要為孔隙潛水及基巖裂隙水,局部具微承壓性。地下水位8月期間穩定水位標高介于0.33~2.43m,隨潮汐波動,但年變化幅度不超過2m。
原始地貌單元為海陸混合沉積地貌。建設范圍內普遍分布有軟土,主要特征是:天然含水量高,孔隙比大,壓縮性高,強度低,滲透系數小。軟土工程性質差。
二、特殊路基處理方法
本項目主要采用了以下幾種特殊路基處理方法:
1.墊層法(清淤換填)
本方法用于淺層較軟弱地基,即軟土深度不超過3米。其基本原理是挖除淺層軟土或不良土,換填砂礫,并分層碾壓夯實。該方法可以提高持力層的承載力,減少沉降量。但是如果換填厚度超過3m,從經濟上來說不可取。
2.塑料排水板
本方法用于深厚軟弱地基,且填土高度小于2m的路段。其基本原理是在軟基表面施加大于或等于設計使用荷載,經施工期預壓后,使被加固土體中的孔隙水排出,軟基完成大部分或絕大部分的沉降,預壓完成后卸去預壓荷載,地基有些回彈,交付使用后地基承受使用荷載再次沉降,但沉降量很?。▋H為卸載時的回彈量加剩余沉降量)。達到減少路基工后沉降、孔隙水排出同時,有效應力增加,土中孔隙體積減小,密實度加大,土體強度提高,地基承載力也得到提高。
本項目中采用等載預壓。堆載分級施加,荷載施加按設計加載曲線進行。每200~300m設置一個檢測斷面,每個檢測斷面設置沉降板三組及邊樁二組。當每天地基沉降量小于0.02mm時,可停止預壓。
3.粉噴樁
本方法用于深厚軟弱地基,且填土高度大于2m的路段以及橋頭、涵洞等承載力要求較高的路段。其基本原理是通過施工設備將水泥與原狀土的地基土充分攪拌而形成水泥土,通過水泥的水化反應及土顆粒與水泥水化物的凝硬作用、離子交換作用改變軟土的性質,與樁間土形成復合地基,可以大大提高承載力,減少沉降。
三、設計計算
1.塑料排水板
本項目各層土的物理力學指標見表3-1:
各層土的物理力學指標表3-1
注:該路段地下水埋深0.79m,填土高度2m。
(1)設計
井徑及間距經多次固結試算確定為:等效井徑5cm,井距1m,三角形排列。本段軟土層較厚,底層沒有透水層,排水板的長度為穿透持力層0.5m。平均長度為13.0m。路基底部設置50cm砂墊層。并設置3%~4%的預拱度,保證砂墊層的使用質量。
(2)計算
①沉降計算
總沉降包括瞬時沉降Sd、固結沉降Sc和次固結沉降Ss三部分。瞬時沉降是在加荷初始,地基土的孔隙水壓力來不及消散,土的孔隙來不及調整,由地基側向引起的。這種沉降一般不大,不宜精確計算。固結沉降是在上覆土壓力作用下,地基中的孔隙水逐漸排出,體積發生變化引起的,是地基的主要沉降。次固結沉降是指孔隙水壓力消散后,在一定有效應力的作用下,土骨架由于蠕動變形引起的,這種沉降很小,持續時間很長。
本工程采用壓縮模量(Es)計算主固結沉降Sc:
式中:—壓縮模量;
—地基中各分層中點的附加應力增量;
—分層厚度;
由上式計算得本段軟土地基的主固結沉降為Sc=0.311m,總沉降S=mSc=0.421m。
再根據,
分別計算出竣工時及基準期結束時固結度Ut1、Ut2,則基準期(15年)內殘余沉降St=(Ut2-Ut1)S=0.163m<容許工后沉降0.30m.
②穩定計算
采用有效固結應力法對打排水板前后的路基滑動面進行穩定驗算,比較其安全系數。
路基滑動安全系數采用下式計算:
式中:—地基土內抗剪力,,;
—路堤內抗剪力;
—當第j圖條的滑裂面在路基填料內時,若該土條滑裂面與設置的屠工織物相交,則P為該層土工織物每延米寬(順路線方向)的設計拉力;
—各土條在滑弧切線方向的下滑力的總和,;
經過計算,打排水板前后該段路基的滑動破壞最危險滑裂面安全系數分別為1.071,1.278,說明打排水板后路基才穩定。
2.粉噴樁
本項目各層土的物理力學指標見表3-2:
各層土的物理力學指標表3-2
注:該段地下水埋深1.05m,填土高度6m,為橋頭路段。
(1)設計
樁徑500mm;多次試算確定樁距1.2m,正方形排列;樁長須穿透持力層0.5m。樁噴粉量50kg/m(32.5R普通硅酸鹽水泥),摻入比約15%。90d齡期無側限極限抗壓強度為1200Kpa。單樁容許承載力為110KN,復合地基承載力為150Kpa。
(2)計算
①單樁承載力及復合地基承載力計算
單樁承載力計算公式:;
式中:—強度折減系數,可取0.35~0.50;
—樁的截面積;
復合地基承載力計算公式:;
式中:—面積置換率;
—樁間土天然承載力標準值;
—樁間土承載力折減系數,當樁端為軟土時,可取0.5~1.0;當樁端為硬土時,可取0.1~0.4;當不考慮樁間軟土作用時,可取0。
根據地質資料,計算得單樁承載力,復合地基承載力。
②沉降計算
樁土復合層壓縮變形按下式進行計算:
式中:—樁土復合層頂面的平均壓力
—樁土復合層地面的附加應力,其值為,其中為樁土復合體的平均容重。
—樁長;
—樁土復合體的變形模量,其值為,分別為樁身灰土和樁間土的變形模量??扇。?00~200)。
復合體底面以下未加固土體的壓縮變形,采用分層綜合法進行。
總沉降。
四、結語
軟土地基在選擇處理措施時,應考慮地基條件、公路條件及施工條件,尤其要考慮處理措施的特點、對地基的適用性和效果,以確定符合處理目的的處理措施。
參考文獻
[1]JTJ017-96.公路軟土地基路堤設計與施工技術規范[S].
關鍵詞:高速公路;線形設計;安全;選線;對策
1線形設計中的安全問題
1.1直線。過長的直線段,易使駕駛員因景觀單調而產生疲勞,一旦有突顯信息出現,就會因措手不及而肇事。另外,駕駛員在長直路段愛開快車,致使車輛進入直線路段末段后的曲線部分速度仍較高,若遇到彎道超高不足,往往導致傾覆或其它類型的事故。
1.2平曲線。平曲線即彎道,平曲線與交通事故的關系很大。在圓曲線上,由于橫向力的存在,對汽車的安全行駛會產生不利影響。大半徑曲線比小半徑曲線的事故率低;連續曲線當半徑協調時,事故率比不協調時低。
1.3縱坡度。調查表明,在平原地區、丘陵地區和山區高速道路上,發生于坡道部分的交通事故分別占17%、18%和25%。分析山區高速公路坡道上交通事故率高的原因,主要是下坡時,駕駛員為節油常采取熄火滑行的操作方法,一旦遇到緊急情況來不及采取應急措施。
1.4線形組合。行車安全性的大小與不同線形之間的組合是否協調有密切的關系不良的線形組合往往是誘發安全隱患的重要原因。如線形的驟變,在直線路段的凹形縱斷面上,在凸形豎曲線與凹形豎曲線的頂部或底部插入急轉彎的平曲線,在凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部設置斷背曲線,縱坡長度過短,出現鋸齒形縱斷面等等。
2線形設計中的其他問題
2.1公路選線與公路平面、縱斷面、橫斷面等線形設計密切相關,山區高速公路的線形設計往往忽視了與選線工作的重要性,線形和選線之間缺乏聯系。
2.2山區高速公路線形設計的各個階段,忽視運用先進的手段對線形設計方案做深入細致地研究,沒有經過充分論證和比選就確定設計的最優方案。
2.3山區高速公路線形設計時缺乏與農業基本建設的配合,出現了占多農田,占多高產田的現象。
2.4山區高速公路線形設計忽視環境保護,忽視對工程地質、水文地質進行勘測,沒有查清其對高速公路的影響,缺少采取相應的措施。
3線形設計問題的對策
3.1安全問題的對策。在平曲線上應該保持期望車速的連續性,如果由于經濟和環境的原因在某一地點標準降低,就應通過清晰的標志、標線和其他警告設施提前告之駕駛員前方潛在的危險,并引導他們安全通過危險位置。曲線的偏角不能太小。曲線偏角過小時,曲線長度看起來將會比實際的短,使駕駛員對公路產生急轉彎的錯覺,這種錯覺偏角越小越顯著。盡可能使用緩和曲線,使用道路曲線能自由流暢。緩和曲線是從安全角度出發設計的一條駕駛員易于遵循的路線,能使車輛在進入或離開圓曲線時不致侵入鄰近的車道。慎用直線,直線長度的長短直接影響車輛的行車安全。直線過長時,在長直線上行車過于單調乏味,容易造成駕駛人員的疲乏和放松警惕。與地形相適應的路線不僅能誘導駕駛員的視線,而且能使司乘人員心情舒暢,提高駕駛的安全性。在縱斷面設計中,影響交通安全的因素有縱坡、坡長和豎曲線半徑,采用較小的縱坡和大半徑的豎曲線,能同時為駕駛員提供良好的視距及超車機會,有利于行車安全。因此,在豎曲線設計中就盡量避免連續的短豎曲線(特別是在直線路段)和長而淺的凹型豎曲線上應確保道路的橫向排水系統。橫斷面設計要素包括路面、路肩、路拱、路緣帶、邊溝、中間分隔帶等對行車安全都有影響,其中尤以行車道寬度和路面狀況對道路安全的影響最大。因此,規劃設計人員在規劃設計中要始終貫徹以人為本的理念,為用戶提供安全、快速、便捷、舒適的公路交通基礎設施。
3.2其他問題的對策。山區高速公路線形設計,首先,根據山區特征順應地形設計,即是線形設計要達到平面順適,縱面均衡,橫面合理,降低路堤高度,減少切割,盡量保護山體平衡體系。其次,根據山區地質水文條件設計線形,由于山區地形復雜,線形設計時應盡可能多地收集有關地質水文方面的資料,并進行實地踏勘,較全面地掌握有關地質水文情況,根據地質水文條件,使線形設計盡量避開不良地質地段和復雜的地質構造帶,減少地質災害發生的機率。線形必須經過不良地質地段時,在滿足技術標準的前提下,盡量利用縱斷面的變坡點控制填挖高度,減少開挖面,使路基設計時較容易采取有效措施防治地質災害。對于受地形、地質水文條件及技術標準限制,縱坡控制難度較大時產生的高填深挖路段,因形成的大面積新坡面在雨水沖擊下易產生山體崩塌、滑坡,一定要進行多方案比較,不僅從經濟上作路基高填深挖與橋隧方案的比較,還要從技術上分析方案的可行性,全面分析地質情況,綜合考慮環境因素,使工程經濟、合理。如果各方案在技術經濟上相當時,從保護自然環境考慮,宜選用橋隧結合方案。另外,高速公路工程穿山越嶺跨江過河,連接城鄉,工程沿線地形地貌變化多端,地質水文條件復雜多變,公路線形設計必須適應多變的環境,堅持人與自然相和諧、尊重自然、保護環境的原則,堅持以人為本,堅持安全第一,注重道路的功能需求,使線形順適,平、縱、橫組合合理,滿足技術經濟標準,有良好的視線誘導,注重環境保護,結合工程沿線植被及氣候等自然條件,合理利用自然資源。線形設計應避開自然保護區、水源、人文景觀、居民區等生態及社會環境敏感區,盡可能繞開森林、濕地、水利設施和基本農田,少拆遷電力、通訊設施及建筑物,由于山區土地資源十分珍貴,所以更應充分利用荒山、荒坡地及劣質地,在滿足技術標準的前提下控制填挖,盡量減少對自然景觀和植被的破壞,在不可避免的情況下要同步做好恢復工作,使公路自然融入周圍環境,形成和諧的人工景觀。超級秘書網:
參考文獻:
[1]白冰,王飛.淺談山區高速公路線形設計的原則和優化[J].科技信息,2009(5).
[2]王穎.淺談山區高速公路選線原則[J].北方交通,2008(9).
關鍵詞:公路改造
1老路現狀調查
由于是對原有公路改造,對老路現狀調查十分重要,老路的現狀直接影響到改造方案、工程投資。
1.1平、縱線形現狀
本區域內老路一般建于20世紀六、七十年代,建造時一般無正規的平、縱線形設計,所以老路的平縱線形通常達不到設計要求,需要部分調整。只有對老路的平縱線形有基本了解,才能決定線形調整的幅度,一般情況下,對老路平面需測試彎道數、偏角大小、彎道半徑、交點間距等,對老路縱斷面需測試坡度、坡長等指標。老路如果線型較好或者可以通過微調能達標的,在平縱面設計中均考慮充分利用老路;如果老路線形極差,如彎道多、偏角大、半徑小、交點間距極短,且受地形、地物的限制,則考慮改線。
1.2路基、路面現狀
路基、路面現狀調查包括路基、路面寬度、結構形式及近幾年大修改造情況等。只有對老路路基、路面情況充分了解,在路面結構補強設計時才能心中有數,設計方案才能經濟合理。
1.3彎沉測試
為評價老路路面結構的整體強度,應對老路面進行彎沉測試,對測試結果應根據彎沉值大小、路面結構情況分段整理計算,以便于下階段路面結構補強設計。
1.4橋涵現狀
區域內河網密集,一般公路上橋涵較多,對老橋涵拓寬改造還是拆除重建由老橋涵現狀決定,所以應對老橋涵的跨徑、凈寬、荷載標準、結構形式、使用情況、是否為礙航建筑物、橋頭接線線形等做充分、詳細的調查,對大、中橋荷載標準不能確認時,應做承載能力試驗。
2主要技術指標的選用
2.1公路等級
公路等級應根據公路網的規劃和遠景交通量,結合公路的功能、性質從全局出發綜合確定。
2.2設計車速
設計車速一般根據公路等級采用,但是在實際應用中,應結合公路的功能、性質、交通組成等綜合確定,特別是對于老路改造工程,應順應地形地物,在保證行車安全、舒適的前提下,從經濟合理的角度出發,靈活地選用。對位于城市出入口的一級公路,混合交通嚴重,車速不宜太快,可參照城市道路標準,采用80km/h的設計車速;對于二級公路,一般情況下應采用80km/h設計車速。
2.3路基標準橫斷面
路基橫斷面直接影響到工程的規模和投資,路基標準橫斷面應根據公路等級、交通量預測分析結果選擇,同時又應綜合考慮路段功能性質及交通組成,結合地形、地物、城鎮規劃,注意到綠化美化和環保,采用既能滿足道路通行能力、與城鎮規劃相適應又經濟合理、適應地形地物的橫斷面。
2.3.1一級公路路基標準橫斷面
區域內改造為一級公路的均為區域間干線公路,不但交通量大,而且本區域內一般公路沿線村莊密集,混合交通比較嚴重,根據《公路工程技術標準》和本地區經驗,為適應集鎮城市化的發展,一般采用快慢行道分開的三塊板形式。快車道采用雙向4車道,單向行車道寬2×3.75m,中央采用雙黃實線分隔對向行駛的交通流,兩側各2m的綠化分隔帶,2×5m慢車道,2×1m路肩,路基全寬為32m。見圖1。
2.3.2二級公路路基標準橫斷面
二級公路路基橫斷面一般采用一幅路形式,寬度根據交通量及交通組成采用,一般分三種情況:⑴、如交通量較小,混合交通也不太嚴重,則路基全寬12m,路面寬9m;⑵、如交通量一般,混合交通一般,則路基全寬15m,路面寬12m;⑶、如交通量較大,混合交通也較嚴重,則路基全寬17m,路面寬14m,并且用車道線劃分快慢行道。路肩可根據實際情況采用土路肩或采取硬化措施。
3路線線形設計
3.1設計原則
公路是一種帶狀構造物,在保證使用任務和經濟合理的前提下,應盡可能保持較高的安全性和舒適性。公路線形是三維的立體線形,為方便設計施工操作,將其簡化為平、縱、橫三方面描述,線形設計應對這三方面進行綜合設計,保持各要素間的協調一致,做到平面順適、縱坡均衡、橫面合理。公路的線形運用在很大程度上取決于工程投資與線形舒適性的平衡。在線形設計中應著重考慮線形的連續流暢和立體線形設計,并應順應地形,地物,注意和環境協調一致,對于老路改造工程應靈活運用線形設計指標,在困難地段適當調整,在滿足線形要求的前提下,充分利用老路。
3.2平面線形設計
平面線形設計時,在一般較為順直的路段,盡可能采用較高的指標進行調整,以求改造后的良好行駛條件下;在較困難路段,應充分利用規范允許的曲線組合,在滿足技術指標的前提下,充分利用老路;在老路線形極差且又受地形地物限制無法調整時,應考慮改線方案。
對于老路改造工程,路線定線時,應以老路為主要控制物,充分利用老路,同時還應將大型建筑物、大河等作為控制點。穿越城鎮區時,應注意結合地方發展,盡量與城鎮規劃相協調。在平面線形方案初步形成后,應征求沿線地方政府及交通主管部門意見,盡量讓路線方案使各方滿意。
3.3縱斷面設計
縱斷面設計時,應注意以下幾方面:
1、滿足各控制點的高程要求
縱斷面控制點一般有橋梁、相交道路、城鎮等。橋梁設計高程應滿足橋下通航凈空要求及設計洪水頻率要求的泄洪斷面要求;對立體相交的道路要滿足本路和被交路的行車凈空要求,對平面交叉的道路要順適銜接;路線穿越城鎮時應盡量和地形、地物相一致。
2、充分利用老路路面結構
在一般路段,路線的縱斷面設計與路面結構的補強設計是相輔相成的,縱斷面拉坡時,應盡量擬合老路,避免大填大挖。在老路路面情況較好時,為充分利用老路路面結構,盡量不要開挖老路,使補強厚度最大限度地接近填高。
3、其它
老路改造縱斷面設計時,為充分利用老路,一般縱坡較碎,坡長較短,但在有條件時,還應盡可能取較高的指標,以求良好的行駛條件,并適當注意平縱組合,使縱斷面方案不但經濟合理,而且有良好的線形。
4路面結構補強設計
路面結構補強設計時,應根據原老路路面結構具體處理。
4.1舊水泥混凝土路面
當老路路面為水泥混凝土路面時,一般先測試混凝土板塊彎沉,根據彎沉測試結果綜合路面其它情況先對老路面進行處理。當老路面較好時,對老路面不予處理;當老路面一般時,對混凝土板塊進行鉆孔壓漿處理;當老路面較差時,應新澆砼板塊。在對老路面處理后,一般要在上面加鋪補強層。本地區一般采用瀝青面層作為老路面的加鋪層,這種形式的路面結構能吸收兩種材料的優點,“剛柔相濟”,即舊水泥砼提供了穩定、堅實的基層,瀝青路面提供了行駛舒適的面層。為防止和延緩舊水泥混凝土板的反射裂縫的發生,通常要在舊水泥混凝土裂縫和接縫位置鋪設土工格柵、土工布或粘貼改性瀝青油毛氈。有條件時瀝青表面層采用改性瀝青SMA結構,其防反射裂縫的效果更好。
4.2舊瀝青路面
舊瀝青路面對病害較嚴重路段應根據實際情況處理。當面層、基層裂縫較嚴重時,應開挖處理,然后在瀝青補塊上鋪設玻璃纖維格柵;對較大的沉陷,應查明原因,翻挖處理。一般路段利用老路路表彎沉測定結果,計算出代表彎沉值,并反算成老路路面當量土基回彈模量,再按彈性層狀體系理論計算加鋪補強層厚度。在加鋪前需刨毛老瀝青面層。
4.3舊碎石路面
對泥結碎石、級配碎石路面改建成高級路面時,一般將舊路豁松、打碎,摻灰處理,使其成為底基層,然后再根據彎沉情況加鋪補強層。
5橋涵改造設計
對老路改造工程,橋涵一般需拆除重建或拓寬改造,決定橋涵拆除重建還是拓寬改造主要從以下幾個方面考慮:
1、原橋涵是否滿足設計荷載標準,不滿足,能否通過適當加固達標;
2、原橋涵是何種結構形式,服務年限多長,使用狀況如何,利用價值是否大;
3、原橋涵是否滿足排洪要求,航道上橋梁是否滿足通航要求;
作為一項系統化工程,公路設計涉及多個專業,因此,相關企業必須重視各個環節之間的聯系性,特別是在施工圖紙設計環節。在施工設計中作為公路工程施工的基礎環節,路基設計的科學性、有效性將對其安全性起到關鍵性的作用,并對整個道路結構起到重要影響作用。在設計路基時,為達到施工相關規范,必須確保其測繪數據信息的準確性,這也離不開精確的地質勘查數據。同時,還要按照實際施工現場的地形地貌、地質結構、巖石類型等地質勘查信息進行公路設計。在設計中相關部門必須將地質勘查數據作為設計工作開展實施的重要依據,做一個全面、系統化的分析,才能確保公路設計的合理性、可行性。
二、地質勘查工作在公路工程設計中的概況
地質勘查工作在公路設計中主要通過一些綜合勘察技術與方式勘探公路沿線的地質條件并對其進行分析和探究。其主要技術為工程地質調繪、探坑、螺紋鉆、原位測試、鉆探、室內試驗等,在選擇、應用地質勘查中必須對其有效性和適應性加以重視,確??辈焯峤毁Y料的完整性與精確性,能最大限度滿足設計不同環節對勘察工作深度的要求。
(一)地質調繪
地質調繪必須結合路線和沿線工程,并通過相應的遙感解譯和勘探技術進行。主要勘察地形地貌的成因、類型及分布情況等,還可以勘察巖層的產狀,地質規劃勘察設計院有限責任公司從事公路地質勘查和巖土工程設計工作。的構造類型等。
(二)地質勘探
作為公路工程地質勘查的主要手段,勘探是進行深度地質資料獲取的重要技術。目前公路工程設計中最常用的地質勘探方式有以下幾種:第一,挖探,主要包括兩種:坑探、槽探。開挖的探坑、探槽深度必須控制在地下水位以下,并遵循公路工程地質勘探的需求對其長度、斷面進行確定。在資料提取中主要包括巖性描述、斷面圖等。第二,鉆探,作為地質深度資料獲取的另一種技術,鉆探必須對其鉆進的回次長度進行嚴格控制,確保其低于巖芯管長度。并對巖芯采取率進行有效控制,在地層構造較為簡單時,其勘探方式還可以選用一些簡單的手段,如小螺紋鉆、洛陽鏟等。第三,物探,地球物理勘探是以各類巖、土物理性質的差別為前提,為對地下地質情況進行判斷,可以通過對天然或人工物理場變化觀測的方式進行。目前公路工程設計地質勘探中最常見的方式為:電法勘探、地震法勘探、聲波勘探等。物探成果解釋必須相比一些勘探資料,并進行綜合分析。
(三)試驗
作為公路工程地質勘查的重要內容,試驗主要是定量評價巖土的工程性質,從而得出巖土的相應參數。目前公路工程設計地質勘查中主要分為二種試驗,為原位測試、室內試驗。原位測試主要的試驗項目內容含有補充標準貫入試驗、靜力觸探、動力觸探等。室內試驗通常都包含各個類型巖石物理力學試驗、土工試驗等。確保其各項試驗與國家相關指標相符合。
三、地質勘查工作在公路工程設計中的作用
(一)勘察路線工程地質
主要對路線方案、布設相關的地質情況進行勘察。應根據施工現場的實際情況進行路線方案的選擇,通常情況下都會選擇良好地質情況的方案,著重對復雜地形地貌路線進行勘察,有效控制其方案及布設的地質情況,并對路線的最終方案與布設進行確定。
(二)勘察路基、路面工程地質
在初期勘察及測量定位環節,必須按照相應的路線,認真勘察中線兩邊規定范圍內的工程地質情況,為設計路基路面及施工提供強有力的保障。
(三)勘察橋涵工程地質
在橋涵基礎工程設計中根據各個階段勘探深度要求的不同,初期勘探與詳細勘探施工中,必須進行相關的地質勘探作業。首先調查各個方案的合理性,根據路線、橋梁設計的實際情況,選擇良好地質情況的橋梁位置;其次對橋梁位置進行選擇后,必須對其地質進行認真勘察,這樣可以為設計橋梁及相關工程進行提供準確地質資料。
(四)勘察隧道工程地質
在公路設計中對路線方案選擇影響最多的就是隧道施工,隧道地質勘查中,如勘察數據不準確,將對路線布設控制點造成極大的影響。目前勘察隧道地質中必須做好兩點,選擇隧道方案和位置,主要包含對比隧道和展線、明挖的地質情況;還要詳細勘察隧道洞口和洞身的具體情況。
(五)勘察天然筑路材料工程地質
勘察筑路材料的主要目的就是對沿線所有材料對在沿線分布的天然筑路材料、工業廢料進行最大限度地開發、改造及利用。根據各個階段勘察深度的不同,可以為公路設計各個階段的施工提供可靠的依據。
四、地質勘查工作在公路工程設計中的要點分析
(一)準備工作
在實施公路工程設計地質勘查工作前期,必須和實際勘察工作相結合,進行實地公路沿線的觀測,并進行勘察方案的詳細制定。制定勘察方案時,必須對項目設計圖紙、地質情況、水文狀況等施條件進行充分考慮,并遵循相關部門提供的勘察技術要求及其他施工要求進行勘察方式、技術的合理選擇,確保布置工作量的合理性。
(二)可行性研究工程地質勘查
在對已有地質資料充分收集的前提下進行可行性研究階段工程地質勘查工作,這個環節主要工作內容為地質資料調查,進行有效的工程地質勘查作業,其勘察重點地質為復雜性地質或不良地質,如特殊性巖石區等,對其路線控制點、路線走向、選擇工程方案等進行研究和分析,以此降低對施工路段的影響,進而優化路線設計方案。
(三)初勘與詳勘
必須遵循現行相應勘察方案進行勘察工作的實施,按照勘察材料對勘察施工中的方案進行及時調整。室內試驗時,應根據施工要求對土樣、水樣的試驗項目進行選擇,對各個地層構造及其物理力學特性進行統計、分析。
(四)準確評估地質災害
影響公路交通安全的第二個因素是公路的特征,公路的特征對公路交通安全產生的影響也是不可忽視的,造成影響的主要是公路中央隔離帶開口還有道路的綠化建設。在一些相對比較重要的路段,前期的道路設計中如果沒有重視隔離帶以及綠化帶的建設的話,就會直接影響到駕駛員的視線,導致交通事故的發生。再者,就是道路的開口如果設計不當的話,也會增加事故發生率。開口過多或者過少都是不合理的,這些都會使車輛駕駛員不按交通法則駕駛或者行人橫穿道路的現象頻繁發生,直接擾亂了公共交通秩序。從以往的經驗來說,公路的開口設計應該固定在2km一處,這樣是最為合理的距離,而且開口要設置在視線比較開闊的路段。曲線段的開口就要設置在曲線的半徑不低于700m的地方,詳細的要求要參照具體情況來定。隔離帶的合理設置和設計,在很大程度上可以減少交通事故的發生率。寬隔離帶視野開闊,能夠給駕駛者留出糾正錯誤駕駛的空間和時間,窄隔離帶必須確保劃分出人行道和車道。這樣才能為行人留出一個安全的等待區,如此就可以達到提高視覺通達度的目的。影響公路橫斷面設計的因素比較多,其中需要綜合參照的是路段的交通運輸量、各種車型在交通流中所占的比率、車道行駛所規定的車速還有當路段的地理地質特征。從美國TRB所分析得出的結果來看,車道寬度也直接影響事故發生率。高速公路的車道寬到從原來的2.7m擴張到3.4m,出高速公路以外的路段車道寬度從3.0m擴張到3.7m。這都在很大程度上減少了交通事故的發生,也有效降低了車與車之間極易碰撞情況的發生。不難看出,車道的最佳寬度范圍是3.4~3.7m之間,嚴密的控制在這個范圍就可以很好地控制交通安全事故的發生頻率。再者,就是道路的摩擦度,公路路面的道路性能都是由摩擦系數以及抗滑耐久性所表現出來的。對路面的摩擦系數和抗滑耐久性進行測量分析的時候,可以遵照路表抗滑性評估標準來執行。抗滑性與道路摩擦系數之間是相互影響的,也會相互制約。當道路的抗滑性降低的時候,那么道路的縱向摩擦阻力也會隨著抗滑性的降低也有所下降,直接導致車輛的制動距離增加,最終使交通事故的發生率呈一個明顯上升的趨勢。
二、影響公路交通安全的第三個因素是:公路構造物、公路設施
從美國TRB的一份調查分析數據中顯示,公路交叉口所受的影響是多方面的,其中最主要的因素包括:相交道路車道數、公路交叉口處公路中線相交的角度、通視距離行車視距、道路中線的立體形狀、公路路面摩擦與阻力系數、道路照明還有主車道之外設置的輔助車道。正是因為這些制約因素所在,公路的施工建設策劃中把對公路平面交叉口作為了一個重點來抓。從交通事故總量來看,發生在公路交叉口的事故量是比較低的。雖然發生事故量低,但是卻有一部分事故量與之相關。數據顯示,占總事故量16%的交通傷亡事故都與之密不可分。綜上所述,平面交叉口的設計必須在考察當路段的實際情況下,了解當地詳細的運輸境況,結合運輸的流動方向與流動的數量,因地制宜,對不同的路況采用不同的平面交叉口設計,或者結合取用采取渠化、采用燈控、分隔等控制方法。以便更徹底地協調各方面沖突和矛盾,從而更有效地提高公路交通運輸的安全系數。
三、結語
關鍵字:公路景觀;;設計;景觀造型
1概述
自然景觀,主要是指天然形成的地形、地貌和地物,如平原、山區、草原、森林、大海、沼澤地等景物。這些景物恰恰又是單元生態系統,故又稱生態景觀。人文景觀,是指人類為滿足物質和精神生活需要,用自己的智慧和雙手創造的各種建筑物、交通設施、城鎮、村落、廟宇等社會文化藝術景物。公路景觀設計是指公路線形及其構造物應有美觀的造型,與周圍環境充分協調,從而構成優美的自然畫面。然而任何一條公路的修建,從選線、勘測設計、土石方開采到施工的整個過程中,難免對沿線自然和人文景觀產生一定的影響,但以最小影響,達到最大限度的保護,使各種景觀和公路工程結構物達到有限的協調,是完全可以做到的。與此同時,在公路修建的全過程中,應把建立新的公路交通景觀作為一項常抓不懈的任務。
工業發達國家非常重視公路環境美化、綠化和景觀設計,如1965年,美國制訂了《公路美化規定》;1976年,日本制訂了《公路綠化技術基準》;1975年,原蘇聯制訂了《公路建筑和景觀設計規范》等等。世界上大多數國家,在公路工程技術標準、設計和施工規范中,都有關于公路景觀設計方面的技術規定。
2公路景觀設計的基本思路
高等級公路車速高,通行能力大,行車道較多,設有中央分隔帶,采用立體交叉,控制出入,同時具有較為完善的安全防護設施,所以做好高等級公路的景觀設計,結合自然、經濟條件及公路與通過地區的自然、人文景觀相協調具有更為重要的意義。公路景觀設計應力爭使自然景觀與公路工程結構物達到有限的協調,建立起新的完整的公路景觀系統。所以,公路景觀設計應從使用者的視覺、心理出發研究公路的功能、美觀及經濟的一致性,同時應綜合考慮以下幾個方面。
2.1通視
要求路線各組成部分的空間位置配合協調,使司乘人員感到線形流暢、清晰、行駛舒適安全。
2.2導向
建立一個區域性的視覺系統,使司機在視覺所及的范圍內,能預見到公路方向和路況的變化,并能及時采取安全的行駛措施。
2.3協調
使公路線形及沿線設施與沿途空間景觀環境相協調。
2.4綠化
利用綠化來補充和改善沿線景觀。公路景觀包括路線和行車道,各種橋梁和沿線建筑,路側和中央分隔帶綠化,裝飾和其它設施等,公路景觀應形成統一的建筑群體,在保證全路統一建筑風格的同時,不同路段上的景觀還應具有各自的特色。
3公路景觀設計應注意的幾個問題
3.1選線應全面考慮環境要素
公路選線、定線時,應注意路線及其結構物的所有設計要素,要盡可能與地形地貌相吻合,土石方的開采量要盡量做到最少,同時要盡可能減少對自然風景的破壞,避開受保護的景觀空間,如風景旅游點、溫泉療養區、文物保護區等。對生態景觀空間(河流、小溪、森林、沼澤地)和視覺觀空間(村落、集鎮等建筑群體),要避免割斷它們之間的聯系,如果無法避免,也應在設計時,提出相應的補救措施。如果公路里程較長,不能作為一個景觀單元設計時,應將它劃分成幾個獨立的路段,即建筑小區,使各小區既與公路整體風格互相呼應,又各自具有明顯的特色。每個建筑小區內應有主導建筑,建筑小區的長度,應根據設計車速和公路的等級選定,一般與正常車速在3~5分鐘內所走的距離相一致。在景觀設計時對公路沿線主體建筑風格、路線要素的尺寸、主要轉彎點的位置以及景觀的裝飾和綠化栽植的充實,都應在野外測量工作之前擬定,并將其記入測量工作任務單上。同時,要根據地形圖,航測照片,技術、經濟評估資料及實地踏勘資料,定出建筑小區的理想界限和所要設計的內容。在進行勘測工作時,應明確每個建筑小區和路線各要素的風格。每個建筑小區應有總的背景(可利用綠化方法建立)和主導建筑。如果在設計中擬將公路沿線的喬木保留下來作為主導建筑,應該編制保留樹木的明細表。
初步設計階段應全面考慮路線經過地區的自然條件,占地面積(其中包括農業、林業和療養區的使用面);路線線形和橫斷面造型,同時應考慮施工中包括側向取土坑、垃圾和廢料堆場以及水工結構物等景觀造型措施要相互協調,并注意保護沿線的自然風貌,花草種植和其它協調措施的創造出應符合通視、導向、協調和綠化四項景觀基本要求。
3.2公路景觀造型
公路路線及其結構物景觀造型的目的是為了平衡公路對自然風景的影響,使新建的公路能與原有景觀融為一體,以便形成新的公路交通景觀系統。公路景觀造型包括路線和斷面造型、交叉口造型、構造物造型及沿途交通服務性設施造型等。
3.2.1路線空間造型
公路線形是由平、豎曲線與平、縱面上的直線和緩和曲線及圓形曲線組成,即所謂三維空間曲線。隨著高速公路的出現,司機對距離遠近的判斷,很少用幾米或幾公里作為尺度進行判斷,如北京至天津,司機往往不用多少公里,而用多少小時作為達到的標準進行判斷。這就在路線空間概念中,除三維曲線以外需引入“時間”概念,成為四維空間理論。所以路線造型設計,不僅要有寬度、高度和長度等幾何要素,還要有時間要素。譬如在確定公路直線段長短的界限時,必須考慮時間和車速的關系。因為汽車司機在高速行駛中,隨著時間的消逝,視線從近視點轉到遠視點,從在路上注視轉移到了望路外風景,這種轉移,會影響司機注意力的集中程度。同樣道理,由于車速高,瞬時變化太多,容易使司機產生判斷錯誤,這樣,在路線設計時,如果直線段過長或直線段過短,就容易發生交通事故。因為汽車司機一般是在距路面只有1m左右的駕駛室看公路的,同時司機要連續不斷地變換著行駛方向,所以司機很少去察看較遠距離以外的路況,根據這個特點,我們在路線空間造型時,應考慮公路
線形的順暢、連續和可預知性。
公路設計者將曲線引入公路路線造型,最初是從地形和工程上的要求來考慮的,例如考慮土石方量、路線長度和造價等,而很少從美學、舒適和安全等因素來考慮。近年來,由于高速公路和旅游業的迅猛發展,人們才意識到用美學原理設計和鋪設路線的重要性。如直線與曲線的組合,可以克服單調、呆板引起的疲勞和注意力的不集中。所以給司機和游客提供引入入勝的景物,創造令人滿意外觀優美的線形是很重要的,這不僅能使司機保持警覺和興奮,而且也使游客心曠神怡,得到美的享受。為此,設計者一定要注意開拓路外景觀,盡量利用路前、路旁有趣而多樣的景致,并有計劃地提供一些視軸、視點和誘導視線的景物。
3.2.2路基立面和斷面造型
造型的重點是路基邊坡(也包括縱向坡),目的是使路基盡量與自然地形、現有地帶的地貌相適應,與沿線的植被綠化相協調。
3.2.3交叉口造型
任何情況下,交叉口造型都不能影響交叉口的明顯性。但是,如果交叉口布置合理并適當綠化,反而可以提高對交叉口的識別能力。為節約用地和獲得良好的地面結構造型效果,優化交叉口(包括匝道、升坡和匝道內的面積)的造型對創造交叉口視覺景觀意義重大。
3.2.4結構物景觀造型
造型的主要對象為擋土墻、防噪聲設施、橋梁等,在設計時應仔細考慮其造型要與周圍環境充分協調。比如一座設計較好的橋梁,不僅要有與其功能相適應的外形和比例,而且要有新穎、優美的格式,簡潔明、樸素大方的線條,強度牢固、基礎穩定的結構并有強烈的時代感和風土氣息。同時在保證橋梁實用和自身美的設計過程中,還要考慮與路線及其他結構物的造型充分協調。
3.2.5服務性設施造型
沿線服務性設施,大多是商業性的建筑物,如餐館、旅店、購物場所、加油站、汽車修理店收費站和交通控制中心等。這些建筑物的造型設計不僅在結構尺寸、形狀、色彩上要考慮對稱均衡、協調和和諧,而且與路線結構物之間,彼此都要前后呼應,整齊統一,給人以美的享受。特別是路旁交通標志牌,如果布置不當最容易引起視覺污染。因此,它們的形狀、大小、高矮以及色彩等,即要鮮明醒目、振奮活躍,又要和諧不刺眼。
路旁建筑物的景觀設計,對于高等級公路要求較高,對其他道路的環境美化和景觀設計主要靠路旁綠化,路肩、邊坡整修等植被措施來實現。
4.高等級公路的景觀設計
4.1公路線形及其構造物
公路線形及其構造物設計時應能誘導司乘人員的視線并應滿足視覺景觀的要求。公路路線應盡可能與地形、地貌相吻合,幾何設計時平、縱、橫各要求應很好配合,以避免造成空間線形扭曲、暗凹、跳躍等景觀缺陷。同時在條件允許時,應盡量采用分離式路基,以減少縱橫斷對自然和景觀所產生的不利影響。公路交叉口設計時應具有良好的通視條件,分匯流的出入口應易于分辨,并通過標志、標線、綠化栽植等進行視線誘導?;ネㄊ搅⒔怀隹跍p速車道宜沒置于上坡路段,入口加速車道應設置于下坡路段,立交匝道內可綠化部分應進行綠化設計。上跨主要公路的立交橋、天橋等跨線構造物應保證橋下凈空要求。各種構造物的結構、造型、材料均應與當地自然和人文景觀條件相適應。
4.2充分利用公路通過地帶附近的景觀空間
公路選線應合理確定與風景區的距離,避免分隔生態景觀空間或視覺景觀空間。公路必須穿越森林、果園、綠地時,應以曲線通過,避免以直線線形切割和貫通森林。應當充分利用沿途孤立大樹、獨立山丘、瀑布、古建筑等獨立景觀點作為主導建筑進行景觀設計。當公路繞避或獨立景觀點時,宜將景觀置于曲線內側。旅游公路越嶺線的埡口處,除應有廣闊的視野外,還可根據當地條件,設置適當的觀景臺。公路沿線服務設施宜設置于海濱、湖濱、風景名勝區附近,其型式選擇應有利于了望風景。
4.3公路所形成的帶狀景觀應與沿途空間景觀環境相協調
對山區公路應避免大填大挖破壞自然景觀。如挖方深度較大時,宜進行路塹與隧道方案的比選論證,可能引起災害的路段宜采用隧道方案。路線通過山間谷地、路基高度較大時,應綜合考慮填筑路基時對谷地通風、日照等原有生態環境的不利影響,必要時應進行高路堤方案與高架橋方案的比選論證。公路通過森林區時應做好路基斷面設計,應盡量避免設置深挖路塹式斷面,應力求拓寬雙幅公路的中央分隔帶,并盡可能保留中央分隔帶位置原有林木。公路通過平原、水網區時應合理確定路基高度,沿線村莊稀疏、橫向干擾少時,宜采用以低路基方案通過所經區域,確定公路橋位時應考慮保留有價值的岸邊植物。公路沿途有影響到司機視線、嗅覺的煙塵、刺激性氣體發生源時,路線應布設于發生源的上風向。公路構造物及沿線設施的風格、色彩、造型應考慮景觀效果,對鄉村地區而言在滿足使用功能的條件下,宜簡潔、明快,城鎮附近、風景游覽區附近的公路構造物及沿線設施應與周圍環境一致,做到美觀大方,并應注意與地域民族特征及生活習俗協調統一。