公路设计论文范例

摘要：伴随着中国社会与经济的高速发展，交通设施的建设也是如火如荼。随着国家与人民环境保护意识的日益提高，交通建设与生态环境保护问题的冲突也日益严重。在公路设计过程中，设计方需具备环保视野，应结合项目区域内的现有生态环境及人文环境，从环保的角度进行公路设计。本文首先就公路设计对环境的破坏情况进行了分析，然后从环保的角度提出了相应的设计措施。

关键词：环保视野；公路设计；设计措施

随着环境保护问题的日益突出，人们的环境保护意识也不断提升。在公路设计过程中时需遵循社会经济的发展轨迹和自然环境因素，从满足生态环境可持续发展的角度进行设计。要尽可能对设计方案进行优化，除了要保证设计方案的合理性，还要保证公路与自然环境的和谐统一，保护生态系统的平衡。

1基于环保角度的公路设计重要性分析

当前的工程建设活动中，打造满足生态环境保护项目的理念越来越得到重视。我们从环保角度进行分析和研究，公路设计主要会给环境带来以下几个方面的影响：

1.1影响生态自然环境

公路设计直接影响着沿线生态环境和生态系统平衡。公路的建设过程中会破坏既有生态环境，使生物丧失原有的生存空间，部分动物为了寻找栖身之处只能迁徙他处，会对生物链的平衡和稳定造成不良影响。同时，公路建设容易致使水土流失，原有的自然植被消失不见。开挖路堑和填筑路堤等会对植物生长环境造成破坏[1]。公路建设完成后，公路和公路的辅助设施将取代永久性的占地植被。另外，施工过程中的废水、工作油污等污水会使水体营养负荷增大，对沿线河流造成一定的污染。此外，公路建设还会带来环境污染，公路运营过程中车辆噪音和尾气等产生的噪音污染和空气污染等都是环境污染源头，更有甚者还会导致公路沿线环境遭到严重破坏。

1填方边坡防护

填方路基边坡防护一般考虑作植物防护，路堤按正常坡比放坡或放缓后回填腐植土或含植物根系土后种植适合当地生长的灌木和草籽，或直接铺植主线占地范围内清表的草皮等。受水流侵蚀或冲刷轻微，河道宽浅的沿河路基，设置铅丝石笼护脚或在设计水位+100cm高度以下的路基边坡采用浆砌片石防护，其上部边坡防护同正常路段;当路基边坡受河流冲刷较严重，河道狭窄的路段，一般采用浸水路肩挡土墙或路堤挡土墙防护，以保证路基稳定。

2挖方边坡防护

测区物理风化作用强烈、岩层破碎、自然边坡高陡、物源丰富，傍山路基应尽量避免深挖方削坡，在结合自然边坡坡面情况、水文地质条件、考虑环境保护因素等基础上进行综合治理。路堑挖方边坡视其高度、岩土界面、裂隙发育程度、稳定情况进行防护。①对于高度≤20m的泥岩、砂质泥岩、块(砾)石土路段挖方边坡，一般按高度8～10m分级，并设置不小于1.5m宽的边坡平台，采用放缓边坡或用护面墙对坡面进行防护。②对于高度为20～30m的泥岩、砂泥岩互层、砂岩、板岩等路段挖方边坡，一般按高度8～10m分级，并设置不小于1.5m宽的边坡平台，放缓、整平坡面，设置锚杆框架、挂网喷浆、路堑墙或依照实际岩层风化程度直接裸露处理。③对于高度＜30m的岩性风化程度较低、岩质较坚硬的厚层完整基岩路段挖方边坡，设计坡比一般采用1∶0.5～1∶1.0，局部1∶0.3，一般按高度10～15m进行分级，并设置不小于1.5m宽的边坡平台，边坡坡面一般不防护。④对于高度＞30m的泥岩、砂泥岩互层等路段挖方边坡，需根据边坡稳定性分析结果，结合地质情况对边坡进行特殊设计，同时后期可对边坡进行绿化美化。⑤对于块(砾)石土或低液限黏土被挖穿的挖方路段，须收缩坡口以确保边坡外侧建筑物稳定的挖方路段，则设置仰斜式路堑墙(包括格宾石笼)进行防护;对于坡积层较厚的深挖路堑边坡，需根据地质、水文情况进行稳定性计算分析，确定处治方案，如抗滑桩、抗滑挡墙等。⑥因路线与乡村道路或机耕道交叉、平行而引起的改(移)线工程，为确保改(移)线道路边坡的稳定，则设置仰斜式路堑墙进行防护。

3沿河路段路基防护

路基水毁集中体现在对冲岸地段对路基边坡或挡墙基础的冲刷、掏空，局部严重路段使得路基或挡墙坍塌，对行车产生极大的安全隐患。原路所有路段标高均高于洪水位，涵洞进出水口标高也均高于洪水位。临河路基应根据原路边坡、河道、河流冲刷等实际情况采用浸水挡土墙、实体护+护坡护脚、格宾挡墙、铅丝石笼等多种工程措施进行治理。浸水挡土墙一般用于路基宽度不够、河道狭窄、河流冲刷严重路段;实体护+坡脚一般用于宽浅河滩及原临河路基边坡较缓路段，采用M10砂浆砌片卵石护坡及护脚，护坡基础基底应置于一般冲刷线0.5～1.0m以下。在离路基主体相对较远的路段，以避免沟谷下切，河流冲刷淘蚀危及岸坡稳定，一般均加设铅丝石笼加强防护，铅丝石笼应选择水稳性好、抗风化能力较强的石料，粒径应不小于铅丝网孔径。在河流对路基出现顶冲路段，除设计浸水挡土墙外，还在浸水挡墙起止点河流顶冲段设置了防冲刷侧墙、丁坝等设施，以加强对边坡的保护，确保路基稳定。

4挡土墙设计

1公路超高设计分析

公路超高设计是一种线形设计，注重的是车辆的行驶安全，从舒适度和经济度角度出发，并按照规范进行。实际建设中地形、路线、气候、湿度等都会对超高设计产生影响，因此应综合考虑公路工程中的超高设计。

1．1最大超高的控制

公路超高设计通常需要按照前文公式进行计算，而最大的超高值则控制为8%以下。我国现有的状况是公路货车数量较多，而公路货运中超载的情况普遍，这样公路上行驶速度相对低。所以按照实际情况，货车在曲线路段行驶其速度较低，因为向心力作用，超高坡度大于6%即容易出现侧翻的危险。而在气候影响喜爱，如雨雪天气等，大中型货车通行率较高的路段就容易出现侧翻等情况，所以超高值应控制在6%以下。同时设计速度高且运行速度较高的路段最大的限制应为10%，而常年积雪冰冻的地区只能选择6%作为限值。下面就针对平原和山区进行限制分析。首先，平原地区的交通网络密集，且地势相对平坦，近郊的道路与城市道路交接。超高设计主要是考虑纵面平缓、交口多等特征，除了考虑前面公式中的因素外，还应考虑超高路段与正常路段的衔接问题。平原公路的超高值如果按照规范进行计算则会影响路面的美观，同时造成路段衔接的困难。因此在设计时应考虑综合性因素，通常选择的限值为1%，并对超高路段进行安全性的测定。实践证明，平原地区经济发达且地势平坦，路网密集，适当的减小超高限值可以增加交通的顺畅和行驶稳定。其次，在山区超高设计中，其地形因素影响较大，通常曲线半径很小，纵面起伏较大，车辆行驶的速度也随时改变，如果单纯的考虑速度计算超高值则不能，按照舒适性要求。车辆的安全也会受到影响。山路复杂性形成了路段不同，设计不同的情况，对连续低指标的山路，货车数量较多，则应减小超高值来获得安全性。对纵向坡大于3%的下坡如果出现曲线环绕的情况，则应结合纵坡的情况进行设计。此类情况计算超高值，需要考虑同样条件下平稳路段的超高设计作为参考。同时应注意的是无论何种设计，都应按照线形设计的规范进行。

1．2公路超高过渡设计

超高路段往往是从直线路段过渡而来，即路基断面从双向横坡变为单向横坡，这个路段即为超高过渡路段。这个过渡在设计中除了考虑离心力的作用以外还应考虑路面结构设计的问题，方便排水、施工等因素都应在设计中进行考量。通常这个路段分为两个阶段:一个是双坡阶段，路肩和形成横坡不能保持一致时，通常先抬高外侧路肩与外侧行车道一致，然后将弯道外侧的车道与路肩升高，直至与弯道内侧行车道持平。如果是长回旋线，则不能满足道路的排水的坡率，此时容易造成外侧车道不能正常排水，所以这个阶段超高设计应控制渐变率不大于1/330。弯道外侧土路肩应保持正常横坡，不参与超高。另一个是旋转阶段。外侧车道和硬路肩、内侧车道进行同时旋转，并与内侧硬路肩坡度一致。然后将两侧车道、硬路肩一起旋转到与内侧土路肩一致，最后两侧车道、硬路肩、内侧土路肩一起转转到超高路面。如果是长回旋，超高的起点应设置在曲率与不超高最小半径一致，双坡阶段也应控制渐变率小于1/330，全超高路段应出现在缓圆节点处。

1．3缓和曲线的长度控制

1现阶段公路工程设计中存在的主要问题

公路设计是公路施工建设的蓝图，是确定公路各项性能指标的基础要素。由于道路建设是门复杂的系统性工程，施工条件复杂多变，施工工期较长，涉及因素众多，如果在工程设计阶段没有充分考虑和准确计算并制定切实可行的施工措施，就很可能在后续施工和使用过程中产生问题，导致质量事故，造成不必要的经济和人员损失。在公路设计工作中常见的问题有以下几种。

1.1公路实际使用寿命不能满足规定要求，在使用年限之前很早就发生各类损坏现象，影响使用。

根据我国现行公路标准，公路使用年限要在15年以上，而实际大多数的公路的使用寿命仅有10年。之所以发生这种情况，离不开公路设计时按照较低标准选取技术参数的原因。这样虽然能够在一定程度上降低施工成本，增加经济效益，但也使公路的性能极限大幅下降。公路投入使用后，一旦遭遇较大强度的负荷就容易发生质量问题，导致公路的提前报废，从长远角度看，反而增加了经济成本。

1.2坡长设计不当

我国国土面积广大，地形种类复杂，很多公路路段要在陡坡上修建。坡长设计不仅影响汽车的通行能力，还容易引发安全事故。

1.3平、纵坡的控制指标设置不当

1公路工程设计中的造价问题

1．1工程造价过高

在公路工程设计中，往往造成工程造价过高的问题，最终影响成本控制，减少工程效益。工程设计中造成造价过高的原因主要包括以下几点:第一，设计人员在工程设计中难以把握工程安全性、使用性和经济效益性的平衡和优化，很多情况下过分注重先进技术和先进材料应用对工程效果的影响，忽视了经济因素;第二，当对公路工程的设计进行变更时，由于相关的管理制度不健全容易造成最终工程竣工时结算成本明显高于设计成本的情况，在实际中难以实现限额设计;第三，设计人员综合素质较低，缺乏对工程建设、成本管理以及经济学的综合掌握能力，无法满足公路工程设计的多种需求。

1．2设计中的造价控制

促进工程设计中的造价控制需要从多个方面入手。首先，在设计前做好充分的准备工作，对公路工程施工地的路况、地质以及水文等状况进行全面的调查和勘测，以保证工程设计符合实际，避免出现重大的变更;其次，工程设计不仅要注重工程的使用性能还要注重其经济效益，改变以往过分注重技术而忽视经济的观念，设计出既具有技术含量又经济适用的公路工程;另外，加强对设计变更的管理，制定设计变更限额，在一定程度上控制成本造价;最后，提高设计人员的综合素质，加强对设计人员的定期培训，完善其专业技能和综合技能，使其适应公路工程设计的需要，为工程成本控制和造价管理提供人才支撑。除了以上因素，在公路工程设计中路线的选择和布设很大程度上决定了工程造价和成本。在线路设计时首先要避开居住人口密集区域，如果在人口密集的区域内建设公路，就会不可避免的涉及居民的搬迁和安置工作，不仅会影响工期而且还会造成工程造价和成本的增加;二是尽量避免设置超高地坪曲线半径的地方。如果公路工程建设中存在超高地坪现象，不仅会影响交通的安全与舒适，还会给施工造成困难，尤其是路基处理不当就会引发跳车事故，另外进行单项排水处理还会增加施工的费用。

2公路工程设计中的质量问题

在公路工程建设中企业和工作人员往往重视公路工程的施工质量，而殊不知工程的设计质量对于优化工程施工、提高建设水平具有重要的影响。在公路工程设计方面出现的失误，不仅会影响公路施工建设的顺利进行，还会影响公路工程的验收效果。随着经济的发展和公民意识的增强，社会公众对于公路质量愈加关注，提高公路的质量不能仅仅依靠施工质量，更重要的是从工程设计抓起。

一、新疆农村公路的设计理念

新疆的地势西高东低，呈阶梯状分布，是三大山系包围两大盆地。山脉内部又有许多山间盆地和谷地。而且新疆气候降水稀少，相对湿度低，冬季漫长，春秋短，日照长，温差大，是典型的干旱气候。再加上新疆农村公路线长面广，分散在一个地区的各个角落，针对不同地形、地质状况的农村道路，在设计时除了要充分考虑新疆的资源分布、交通量、经济发展、人口密度状况外，还应该突出乡村特色、地方特色和民族特色，同时保护有历史文化价值的古民宅和古村落等各方面因素，本着“因地制宜、量力而行、节约土地、保护环境、保证质量、注重安全”的原则，［1］保证在超重车辆通过时，不会导致对路面结构造成破坏，从而提高农村公路的交通服务功能，逐步改善农村交通条件。

1.合理地选择设计荷载

新疆农村大多处于盆地、丘陵，不仅是地方特有材料采集的原料来源，有的还是煤炭、天然气能源基地，因此很多农村公路就必然成为原料和能源的重要运输通道；由于社会经济的飞速发展，大型的重载车辆也越来越多，在其干线公路中，因为超限检查站和收费站相对较多，很多大型的重载车辆为逃避收费和检查也会从农村公路绕行，对农村公路造成不可避免的破坏。所以，合理地选择农村公路设计的荷载标准一定要准确，要以观察或者了解到的最大汽车的荷载轴载为基础，结合技术标准，合理地选择设计荷载等级。

2.合理地选择农村公路线路

我们要充分考虑到地方政府财政投资的困难。因为农村公路建设经费来源主要由国家财政计划拨款，地方政府资助，乡村集资三部分组成。但是后两项，特别是最后一项筹集起来还是困难很大，一旦无法全部到位，强行施工质量必然大打折扣，偷工减料现象严重，部分项目甚至还有搁浅的可能。由于财政经费筹集困难，农村公路修建的不易，为了避免重复投资，因此，合理地选择路线非常重要，其原则有：（1）要结合新疆的县、乡、村建设规划，和当地景观相协调相一致，以发挥农村公路总体的综合效益；（2）要充分利用旧路，减少所占用的耕地，最大限度地保护生态环境；（3）要便于施工，可采用的施工工艺和技术应能够满足质量检验的评定标准。

3.合理地选择设计速度

1调查并收集基础数据

车辆交通事故的原因很多，包括驾驶员自身以及车辆状况的原因，如疲劳驾驶、注意力不集中、超速、酒后驾车、车辆控件失灵等，也包括路况原因，如恶劣路况、技术指标不达标、视线不良等。如何在这些情况下最大限度的保障驾乘人员安全，达到宽容公路的设计理念，必须详细认真的收集基础数据。

1．1原路技术标准及现状

省道临么线K72+800～K76+250段公路位于临汾市翼城县境内，起点位于临么线与坪曲线的平交路口，终点位于晋侯高速翼城出口。此段公路为省道临么线过境翼城县城的重要组成部分，也是翼城县与晋侯高速的连接线，为一级公路，路基宽度为24．5m，设计速度为80km/h，全长3．45km。平面设4处平曲线，半径分别为250，800，1500，10000，平曲线最小半径为250m。纵断面最大纵坡有一处为5．932%。此段公路位于翼城县城郊，公路通过杨家庄、西王、北梁壁、西梁壁四个村庄，公路两侧房屋、商铺林立，部分路段已经街道化。该公路承担着公路运输和城市街道双重功能，以致堵车现象严重、交通事故频发。原路安保设施情况:中间带采用双黄实线进行分隔，设置了车行道边缘线以及分界线;没有任何标志、标线不全;路侧护栏设置不全，或防撞等级不够;平交路口无任何安保设施。

1．2交通量资料的调查

可以看出项目区域交通量较大，载货汽车所占比例较大，载货汽车中主要以矿石、煤炭、建筑材料运输为主。

1．3交通事故数据调查

1对基础数据进行收集分析

1)掌握实施路段技术指标。对沿线进行了地形图测量，在实测地形图的基础上，拟合了路线的平面线形及纵坡，收集相关基础资料。根据现场实测拟合、管养单位提供及资料收集掌握实施路段技术指标。

2)收集交通事故数据。调查走访当地民众及交警部门了解实施路段交通事故发生情况及位置。

3)自然特征。搜集自然气象资料，为做好安保设计提供基础资料。揭西县属亚热带季风气候，北回归线横贯境内，夏季长，秋季短，日照充足，雨量充沛。春季低温阴雨，雾气大，能见度低。

4)现场踏勘。现场踏勘路线两侧的地势，附近的建筑物、村庄，两侧交叉口等。揭西县大北山森林公园连接路在路线前约4km，地势陡峭，一侧坡陡谷深，弯道急，视线不良，后约2km路段地势较平坦，但局部线形较差。

5)确定诱发事故的原因。通过基础资料的收集分析，初步确定诱发事故的原因。揭西县大北山森林公园连接路发生交通事故的诱因为:a．肇事车辆的超速行驶，超出了设计允许的安全范围;b．路线急弯，连续弯道多;c．弯道平曲线半径过小;d．部分路段通视条件不良，视距不足;e．驾驶员违章行驶。

2设计内容的确定