复杂地质条件下高速公路路面设计

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为了促进我国经济的快速发展，满足现代社会交通运行的需要，需不断建设并完善我国的交通运输网络。路面是公路结构中非常重要的组成部分，对于整个公路性能存在直接的影响，同时也是公路项目中最为薄弱的结构部分，一旦因为设计不合理或者材料使用不当就会导致路面质量无法保证。因此，为了全面提升公路工程的质量，需要选择科学合理的设计方案。

1工程概况

某公路建设施工项目的总里程为19.447km，包含了1条辅路31.3km和1条连接线路8.616km。整个工程项目按四车道高速公路标准建设，设计最高时速为80km/h。从设计方案中可以明确，该工程中的路基宽度尺寸为23m，设置2.0m宽的中央隔离带，并且设计为汽车载荷等级为公路-I级。

2工程总体设计难点和设计原则

2.1工程项目难点

（1）从前期的地质勘察可以发现，该地区中的地形条件异常复杂，工程的建设规模较大，存在较大纵坡。整个地区中，建设的规划建设目标是综合性现代交通运输体系以及促进当地的红色旅游发展，所以对于本次道路交通基础设施的建设要求较高。该工程中的隧道区域中存在有深色砂岩、粉灰岩等地质条件，因为断层的影响，岩层发育非常脆弱，工程所处的范围内海拔较高，整个工程里程较长，所以施工难度非常高。（2）整个地区中存在较多的敏感点，所以对于环保、路线等结构布局影响比较大，且整条线路存在多个旅游景点与自然保护区，为重点的水流预防地区，所以对于工程的环保性有着较高的要求，必须要根据实际情况选择合适的弃土场。公路规划建设在革命老区中，生态旅游业比较发达，同时还有其他几个旅游区正在规划建设中。该工程所在位置上有几个电站，电站路线与公路工程在同一走廊中，对于建设布局存在一定的限制条件。因为地形条件较为复杂，可以使用的平台数量比较小，施工环境非常复杂，并且对于当前已经投入使用的高速公路存在较大的干扰，所以需要采取必要措施提升交通运行的安全性[1]。

2.2总体设计原则

2.2.1多方案优化选择。工程施工地区中的地形条件复杂性较高，对于设计方案的影响因素比较多，同时在线路周边区域中分布着大量的村庄、水库、电站与自然保护区，因此在进行规划设计过程中要合理确定设计方案，综合论证各个方案之后采取确定设计方案是否具备可行性，同时也考虑到其经济合理性，保证安全性、环保性，满足当地交通运行的需要[2]。2.2.2确保技术方案与地形条件协调。整个地区中的地形条件具备较高的复杂性，所以在施工中应该确定更高的技术质量要求，要提高车辆运行的质量，并且可以适应当地的地形条件，将施工成本控制在合理的范围内，选择与之相适应的路线方案，从多个方面考虑之后选择合适的设计方案，保证设计方案中与地形条件达到协调性的要求。2.2.3坚持生态设计原则。工程设计方案的确定需要符合生态环境保护的要求，需要坚持生态设计理念，避免给周边环境造成负面影响。公路施工项目是社会交通运行网络的重要组成部分，所以在实践中需要充分考虑到骨架的性能，加强沿线位置的控制和规划，同时应合理处理其与周边村镇、水电、景区等管线。路线的设计要考虑到这些影响因素，不能造成严重的生态环境破坏问题，达到节能减排的要求，应用全新技术与工艺。由于工程量较大且存在大量的弃土，此时应根据工程的实际需要合理选择弃土场，避免造成环境问题。2.2.4路线设计坚持灵活原则。以总路线为指导思想，加强路线总体走向控制与节点质量控制，充分考虑到该工程中的安全性、环保性等特性，考虑到当地的地形条件选择合适的路线，还要合理使用该工程中的路线资源，灵活地选择合理的线路设计方案，并且保证项目符合技术规范的要求。设计人员在进行性能参数设计的过程中，尽量不使用极限技术参数，从而全面提升交通运行的安全性与舒适性[3]。

3工程项目路面设计情况

3.1综合考量设计因素，确定设计参数

路面设计方案确定的过程中必须综合分析当地的交通通行量，考虑其是否存在重大的影响因素，结合工程的性质以及当地的自然条件，从而选择更加科学合理的路面结构形式，满足当地交通运行的需要。整个线路设计中分布着不同等级的公路项目，考虑到该工程所存在的早期病害问题，积极总结项目经验，选择新的路面设计方案。在深入调查当地交通运行情况的基础上，及时与当地的主管交通部分沟通之后，确定路面施工材料等因素，同时还应该根据工程的实际情况来进行必要的试验，最终确定公路项目的技术参数。

3.2路面结构设计

首先应该明确工程任务书，要明确路面等级与面层结构形式，通过计算确定年度内车辆行驶数量以及弯沉值参数；其次要充分考虑到基土类型与干湿类型，根据施工路段的结构形式进行路基形式的划分，通常以500m的间隔距离为最佳，并应明确不同路段的回填模量参数。再次是结合当前的成功经验和技术设计规范来确定路面结构形式，计算出路面厚度参数，比较各种施工材料之间的性能差异，最终明确技术方案。因为公路沥青路面在设计的过程中需要考虑到混凝土面层与半刚性基层材料的应力要求，因此，对于未能符合技术规范要求的路面结构设计方案应该进行方案的调整，再次进行结构设计组合，也应该进行材料配比参数的确定，要全面提升材料的综合性能，最终达到交通运行性能的需要。考虑到本次施工项目的施工路段为季节性冰冻地区，所以在进行路面结构设计的过程中应该合理确定防冻层厚度[4]。

4路面设计质量保证措施

4.1设计资质和经验

地形条件复杂的地区对设计要求比较高，所以需要设计单位具备较高的技术水平和丰富的实践经验，本次工程中的地形条件和地质结构非常的复杂，所以对于工程要求也比较高，设计单位在确定设计方案之前要进行必要的地质勘察，要组织专业地质施工队深入到施工现场中进行全方位的调查和分析，根据实际情况进行持续的改进和完善。此时要选择达到资质条件要求的设计单位，禁止与未达到要求的单位进行技术合作。工程设计图纸的质量对于后续工程质量存在直接的影响，如果存在不符合实际情况的情况就需要进行技术变更，对于工程成本、质量都会产生不良影响，所以需要提升设计方案的质量水平。

4.2准确的勘测资料是设计的保证

工程设计方案确定之前应该综合分析地形条件、水文状况以及气候条件，要使用先进的仪器设备来进行测量，地质勘探技术数据的准确性对于设计方案的质量存在直接的影响，也能够准确判定影响因素，所以要选择合理的施工地质，避免造成工程质量不达标的情况。

4.3施工前做好技术交底工作

施工图纸设计完成之后，需要经过现场施工人员的审查和确认，要及时发现存在的设计缺陷和问题，并且及时的进行改正。在设计方案确定之后，应该进行必要的技术交底，设计单位需要对使用单位的技术人员、施工人员进行必要的技术交底，保证工作人员都能够具备足够的专业素质，要让他们了解设计图纸中的技术规范和要求等方面，才能保证工程满足设计方案的要求并高质量交付的工程项目[5]。

4.4落实施工过程中的设计代表全权负责制

在工程方案的设计中需要秉承生态设计基本原则，结合施工现场的具体情况做出必要的调整即变更设计，因此，在设计中需要积极落实设计代表负责制，要积极落实设计人员的职责和权限，不能存在随意变更的现象，要摈弃不合理的管理现状，从而保证工期达标。

4.5重大设计变更实施专家评估制度

工程设计方案确定之后，如果因为不可抗力因素而导致工程设计方案的变更，则需要经过多方人员的论证之后才能进行变更，组织专家对于设计方案进行综合的评定与勘探，随时跟踪方案实施情况，采取动态化管理，以消除负面影响。

5结语

综上所述，在公路工程建设中需要充分重视设计质量，除了需要满足当前技术标准和设计规范的需要，还应充分考虑到现场的实际情况，合理确定路面结构形式，全面提升公路工程的质量。

参考文献：

[1]唐兰军.高速公路路面结构分车道设计方法研究[D].天津：河北工业大学，2000.

[2]毛雪松，黄喆，朱凤杰.高寒高海拔地区路面典型结构适应性研究[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2017（8）：23-29.

[3]王云泽，杨少伟，潘兵宏.公路直线路段行车轨迹研究[J].公路交通科技，2016（2）：111-119.

[4]谢春林.国省道路面大中修分车道设计探讨[J].交通科技，2014（3）：102-104.

[5]廖朝华，张培林，王家强.沪宁高速公路江苏段改扩建工程分车道路面设计探讨[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2009（6）：1228-1232.

作者:刘丽 谢奕 单位:江西省赣南公路勘察设计院