本文在研究中以公路工程設(shè)計(jì)為核心，明確公路工程設(shè)計(jì)的作用，提出公路工程設(shè)計(jì)中的路線布設(shè)和路基設(shè)計(jì)，優(yōu)化公路工程設(shè)計(jì)，提高路線布設(shè)和路基設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，并為相關(guān)研究人員提供一定的借鑒和幫助。

【關(guān)鍵詞】公路工程設(shè)計(jì);路線布設(shè);路基設(shè)計(jì)

1、公路工程設(shè)計(jì)的作用

1.1有利于地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展

正所謂“想要富，先修路”，公路工程對人們的實(shí)際生活具有很大的作用，四通八達(dá)的公路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，可以加快人流和物流的流轉(zhuǎn)速度，通過合理的公路工程設(shè)計(jì)，有效改善城市生態(tài)環(huán)境與人居環(huán)境，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1.2有利于完善國省道路公路網(wǎng)

事實(shí)上，交通基礎(chǔ)設(shè)施包括公路與鐵路，相比于鐵路而言，公路的建設(shè)成本偏低，公路工程是市政建設(shè)項(xiàng)目中的重要內(nèi)容，公路建設(shè)對城市經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)都具有很大的正向積極作用，繼而完善國省道路公路網(wǎng)體系。公路工程設(shè)計(jì)作為公路建設(shè)的第一環(huán)節(jié)，直接決定著公路工程的質(zhì)量水平和使用性能，這就凸顯出公路設(shè)計(jì)的重要性。

1.3有利于完善地方區(qū)域總體規(guī)劃

公路工程設(shè)計(jì)是地方區(qū)域總體規(guī)劃的主要內(nèi)容，不僅可以帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也可以提高人們出行的便利性，實(shí)現(xiàn)地方區(qū)域的規(guī)劃和布局。對此，在公路工程設(shè)計(jì)中，要綜合各個(gè)影響因素，考慮到公路工程的使用需求，優(yōu)化公路工程設(shè)計(jì)，結(jié)合區(qū)域特征，堅(jiān)持人性化設(shè)計(jì)原則，不斷提高公路工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。

2、公路工程設(shè)計(jì)中的路線布設(shè)

2.1平面線設(shè)計(jì)

在平面線設(shè)計(jì)中，第一，盡量遠(yuǎn)離人口密集的地區(qū)，在城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷開展中，人們生活水平普遍提升，購車率也隨之增加，公路占據(jù)面積增加，若在人口密集區(qū)域進(jìn)行公路建設(shè)，勢必會牽扯更多的居民搬遷安置問題，提高工程造價(jià)，且居民搬遷安置時(shí)間長，可能會延長工程工期。對此，公路工程設(shè)計(jì)中盡量遠(yuǎn)離人口密集區(qū)域。

第二，盡量選擇無超過地平曲線半徑的區(qū)域，這是因?yàn)楝F(xiàn)代化公路工程設(shè)計(jì)更加看重行車安全與行車舒適性，要在公路兩旁設(shè)計(jì)綠化景觀，若公路建設(shè)區(qū)域有超高地，這會增加施工難度，對路基工程要求高，很容易發(fā)生跳車問題，降低公路工程的安全性，且需要增設(shè)單向排水，提高工程造價(jià)。

2.2縱斷面線性設(shè)計(jì)

在縱斷面線性設(shè)計(jì)中，按照高程1：200，水平1：2000的比例繪制地面線，拉坡中明確最大縱坡、最小縱坡、坡長限制等因素，特別是針對高原區(qū)域，要考慮到縱坡折減問題。對標(biāo)高進(jìn)行控制，特別是針對沿河和受水浸淹路段，路基按照相關(guān)規(guī)定的要求，根據(jù)洪水頻率計(jì)算水位以上，提高路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)坡點(diǎn)位置設(shè)計(jì)中，結(jié)合斷面線形與平面線形，將樁號設(shè)置在10m整數(shù)倍位置，保證工程量最小，且線形最佳。在豎曲線設(shè)計(jì)中，明確轉(zhuǎn)坡點(diǎn)標(biāo)高，即為： ，其中 代表轉(zhuǎn)坡點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高; 代表轉(zhuǎn)坡起點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高;d代表轉(zhuǎn)坡點(diǎn)間距;i代表轉(zhuǎn)坡點(diǎn)間的設(shè)計(jì)坡度;在不增加工程量的條件下，選擇最大的豎曲線半徑，提高視覺流暢性。在縱斷面線性設(shè)計(jì)中，要加強(qiáng)對高填方的控制，加強(qiáng)高填方區(qū)域的施工處理力度，尤其是針對軟土地基區(qū)域，做好高填方處理作業(yè)，防止公路工程在高填方地帶出現(xiàn)大面積不均勻沉降，降低公路工程的綜合質(zhì)量，多次返修，增加施工成本。設(shè)計(jì)人員要綜合考量車輛爬坡能力，根據(jù)坡道長度決定最大坡度，針對地勢不平路段，要設(shè)置連接坡道，基于汽車性能的視角下，控制車輛上坡時(shí)的阻礙，防止車輛行駛速度不超過最低爬坡速度的情況，預(yù)防溜車問題。從這一角度上看，設(shè)計(jì)人員要對坡道縱斷面設(shè)計(jì)進(jìn)行改善和優(yōu)化，控制坡道長度，在坡道起點(diǎn)和終點(diǎn)位置都設(shè)置安全設(shè)計(jì)，提高坡道的穩(wěn)定性，預(yù)防后期公路使用中的位移情況。

2.3超高設(shè)計(jì)

超高為路面內(nèi)側(cè)傾斜中的單向橫坡斷面，車輛在彎道行駛中，會受到橫向力影響，橫向力數(shù)值為： ，通過超高設(shè)計(jì)，可以讓車輛在圓曲線行駛中，形成向圓心內(nèi)側(cè)的橫向分力，克服與抵消離心力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)橫向力的控制。在計(jì)算超高橫坡度中，根據(jù)行車速度、半徑大小、自然條件以及路面種類的情況，以公式： 進(jìn)行計(jì)算，其中V為設(shè)計(jì)車速; 為路面摩阻系數(shù)。結(jié)合各個(gè)工段的工程施工要求，在開展超高設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要準(zhǔn)確核算公路工程參數(shù)，明確路段限速、圓曲線半徑以及路線長度等參數(shù)要求，尤其是針對陡坡路段而言，為了避免發(fā)生車輛超速翻車的交通事故問題，要計(jì)算車輛運(yùn)行速度和公路超高率，提高公路工程超高設(shè)計(jì)的合理性，提高公路工程的安全性和可靠性。基于公路行車安全的角度上，設(shè)計(jì)人員要加大對超高設(shè)計(jì)的重視程度，提高超高計(jì)算的精確性，立足于公路段的車輛組成和設(shè)計(jì)速度，提高各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)的精確性，針對特殊危險(xiǎn)路段而言，要重復(fù)計(jì)算3-5次，減少計(jì)算誤差，進(jìn)而達(dá)到超高設(shè)計(jì)的最佳效果。

3、公路工程設(shè)計(jì)中的路基設(shè)計(jì)

3.1路塹設(shè)計(jì)

在公路路基路塹設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要到施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地考察，了解施工區(qū)域的氣候環(huán)境和地質(zhì)地貌，搜集施工區(qū)域的邊坡土壤結(jié)構(gòu)、下地水分布和結(jié)構(gòu)裂隙等問題，特別是在坡面設(shè)計(jì)中，選擇分級開挖超前支護(hù)的方式，邊開挖邊加固防護(hù)，把原有的穩(wěn)固邊坡與施工邊坡有效結(jié)合在一起，以折線形邊坡、臺階邊坡為主，優(yōu)化滾落臺設(shè)計(jì)，結(jié)合公路排水需求，設(shè)置車道兩旁排水溝，進(jìn)而提高邊坡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

3.2高邊坡路基以及陡坡路基的設(shè)計(jì)

在高邊坡路基設(shè)計(jì)中，綜合考量施工區(qū)域的地質(zhì)條件，選擇適宜的施工材料類型，特別是針對軟弱地基或是承載力小的地基區(qū)域，要先運(yùn)用加固或是更換地基土的方式，改善地基條件，做好山石渣換填工作，也可以對不良地基區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)夯和沖擊碾壓，提高地基的承載力和強(qiáng)度， 實(shí)現(xiàn)高路堤差異沉降問題的控制。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員要優(yōu)化排水管路設(shè)計(jì)，提高邊坡結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。在陡坡路基設(shè)計(jì)中，坡腳位置設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)物和護(hù)腳，起到防滑效果，特別是在開挖臺階位置，設(shè)置土工格柵，提高地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和堅(jiān)固性。

3.3路基交界位置的設(shè)計(jì)

考慮到橫向路線設(shè)計(jì)與縱向路線設(shè)計(jì)，在路基交界位置設(shè)計(jì)中，路基開挖會呈現(xiàn)橫縱線交叉區(qū)域，為了提高交叉區(qū)域中路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，橫向路線路基位置設(shè)置半填半挖型路基，而在縱向填挖交界區(qū)域，要做好地基強(qiáng)夯處理，提高路基結(jié)構(gòu)的承載力和強(qiáng)度，可以運(yùn)用土工格柵或是分層碾壓回填等方式，特別是在石路段，可以運(yùn)用石料進(jìn)行路基填造，提高路基交界位置的穩(wěn)定性。除此之外，針對土質(zhì)路段而言，要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)計(jì)算土壤滲水能力，合理選用滲水性材料，結(jié)合具體的滲水量，設(shè)計(jì)地下盲溝施工方案，控制地下水對路基工程的影響，在必要的情況下可以設(shè)置橫縱地下排水溝，優(yōu)化排水系統(tǒng)，進(jìn)而提高路基交界位置設(shè)計(jì)的合理性。