公路工程设计论文

公路工程设计论文1

　　１国省干线公路设计概况

　　１．１公路工程技术标准

　　二级公路与其他等级公路存在共同特性，也有自身特有的工程技术标准，各类等级公路均需共同的技术指标来表征公路等级特性。相比其他等级公路，二级公路为供汽车行驶的双车道公路，车道宽度根据设计时速确定，一般为８．５～１２ｍ，设置的车道宽度和车道数应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量５０００～１００００辆，且按１５年预测交通流量设计。根据湖南的地形特点，结合交通流量和行车速度，丘陵区干线公路大多采用二级公路设计标准。当作为集散公路时，对于混合交通量较大、平面交叉间距较小的路段，二级公路设计速度宜采用６０ｋｍ／ｈ；若位于地形、地质等自然条件复杂的山区，经论证，路段设计速度可采用４０ｋｍ／ｈ。桥涵等结构物均采用公路－Ⅱ级荷载；平面交叉应作渠化设计。即便二级公路设计时可以依靠良好的技术标准，但设计时不能照搬标准图，而应以标准图为参考，在合理造价指导下进行优质、创新设计。

　　１．２二级公路设计内容

　　二级公路设计内容涉及面较广，涵盖总体设计、公路用地图、路线、路基、路面、桥涵、隧道、路线交叉、交通工程及沿线设施等。每篇章内容均需体现与二级公路相适应的服务水平，但选择的指标较多，指标相应指数可在小范围内变动。

　　２公路造价指导设计

　　众所周知，设计与造价并不分家。常规的公路项目一般是在设计各项工程后，根据相应计价规则并查阅图纸进行造价编制，若工程造价不合理，则修改设计方案及工程量，形成新的造价。实际上，大多数公路设计与造价总需要通过几个修改过程才能达到统一，即自我审查、组织评审及院外专家评审、修改后评审等环节，虽然经历反复修改后会提高工程设计水平，但这些修改让相关工程人员承受相当繁琐的工作，甚至出现长周期的修改，如有些公路项目反复修改过１０余次。把握好公路整体造价是提升设计水平的重要方法，可避免反复修改图纸，提高设计效率。设计阶段是工程造价控制的关键阶段，对建设工期、工程造价、工程质量及建成后能否产生较好的经济效益和使用效益起着决定性的作用。但较多工程人员对二级公路造价把握不清，致使设计的公路造价太高，如同高速公路，造成资金浪费；或价格太低，致使施工招标困难。对二级公路造价的大致把握能减少设计盲区，提高设计单位的效益。

　　２．１公路造价的内容指导设计

　　公路造价可以体现公路设计结果，在每个阶段相互对应，即项目建议书与投资估算、可行性研究与投资估算、初步设计与概算、施工图设计与预算、设计变更与结算对应等（见图１）。现行公路造价由分部和分项工程组成，根据ＪＴＧＢ０６－２００７《公路工程概算预算编制办法》、ＪＴＧ／ＴＭ２１－２０１１《公路工程估算指标》，公路造价第一部分为建筑安装工程费，第二部分为设备及工具、器具购置费，第三部分为工程建设其他费用，其中第一、第三部分费用较灵活，尤其是建筑安装工程费，为公路造价主体，而公路设计主体也是由第一部分费用来表征。工程人员可通过熟悉公路造价中的工程估算指标、公路工程概算定额、公路工程预算定额及编制办法，了解每个阶段的设计内容及其工程量计量形式。以涵洞设计为例，在工程可行性研究阶段，其造价为估算，按估算指标仅需设计出多长涵洞及几个洞口的涵洞即可；在初步设计中，其造价为概算，需按概算指标设计出涵洞洞身、洞口材料用量；在施工图设计中，需作进一步详细设计，设计涵洞涵身、基础（含基础处理）、盖板、钢筋布置形式、出口形式（八字墙或一字墙）等。公路造价可反弹琵琶指导工程设计，加快设计进度，提高设计效率。但往往工程人员设计时按常规思维，先设计，后造价，从而出现仅通过初步设计却做成了施工图设计等现象，而最后还是要通过造价来修改设计。

　　２．２公路造价区域性指导设计

　　工程建设项目造价主要为人、材、机费用，工程项目所处环境区域不同，所采用的设计形式及施工工艺也会有所不同，人、材、机需求量也不尽相同，工程造价也就不相同。但同类区域的工程项目，因所处环境相同，工程造价会呈现一定的相似性，山岭重丘区和平原微丘区的各自工程造价有着相似的水平。而如今二级公路施工工艺已成熟，有的地区二级公路工程整体造价或分部分项工程造价已较为明确，部分省市也已出台相关政策针对本地区的公路整体造价进行统计。如湖南省交通运输厅出台湘交计统［２０１２］５６７号《关于湖南省公路建设项目实行限额设计的通知》，其中限额设计是指按照投资或造价的限额进行满足规范要求的设计，表１为其中部分限额设计指标。虽然表１所示限额设计指标现在已不再实施，但公路整体造价可以此为参考，加强对公路分部分项工程整体造价的研究，结合各条公路所在地区实际情况开展有效的勘察设计，通过地区造价总结，合理控制造价并最大限度地做到技术与经济统一。工程人员需加强公路造价与设计的联系，掌握区域性设计下的整体公路造价水平，以造价水平反映设计合格与否。公路造价的区域性不仅体现在整体部分，分部分项工程也呈现一定的统一性。如湖区的桥梁或挡土墙的单价往往较高，因为湖区的桩基础往往较长，挡土墙一般需采用砼材料。益阳市几条二级公路的部分分部分项工程单价，可供益阳市周边公路设计时参考。

　　３结语

　　该文通过论述公路工程造价与工程设计的相关特点，从设计内容、设计区域特点、政策性文件，通过工程实例分析造价对于公路设计的重要作用，分析表明公路造价可以指导工程设计，通过造价反馈设计中的不合理现象，改善和弥补设计中的不足，从而优化工程设计，提高工作效率。

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　　一、主体工程区的水土保持措施

　　（1）在西康高速公路沿线的大部分施工区域设置边沟和排水沟等，使公路路面的表面水可以通过边沟与排水沟等引入灌区或者天然的沟渠。公路路基的表面水利用边沟和排水沟，经过桥梁或者涵洞排入施工区域周围的河道或者人工渠道，从而减少地表水和地下水对公路路基路面质量的不利影响。

　　（2）施工单位利用混凝土网格对立交工程施工区域的路堤边坡进行有效防护，在混凝土网格内种植草被。这样既可以对路堤边坡进行绿化、美化公路道路环境，又可以防止坡面汇集的水流冲刷边坡，造成边坡的水土流失。

　　（3）由于西康高速公路工程经过秦岭隧道，而隧道所在的区域夏秋两季阴雨天气居多，甚至会出现大暴雨，从而造成山体滑坡。因此，施工单位需要在隧道施工区域增加草被的覆盖率，避免阴雨连绵时期导致水土流失或者出现塌方情况，给公路隧道工程的安全通行埋下隐患。从主体工程安全角度分析，上述施工措施可以有效控制公路沿线的水土流失，满足保持施工区域水土要求。但是在进行主体工程的设计时，从保持水土方面考虑，还需要增加措施将水土流失量降到最低。施工单位采取的设计保护措施主要为：公路路基水土保护措施需要做到以工程措施与植物措施相互结合，以工程措施为主，兼顾植物措施；在工程的施工结束以后，施工单位需要对弃渣采取机械压实措施，避免弃渣在临时堆放的期间出现腐蚀情况，同时对路基两侧护坡道进行土地平整，并在护坡道采取播撒草籽的措施；施工单位需要为工作人员提供良好的工作与生活条件。在工程施工结束后，对生产生活区进行绿化处理。

　　二、弃渣厂区的水土保持措施

　　在主体工程的设计中，施工单位将料坑作为弃渣厂区。这样既减少了工程施工占地的空间，又减少了工程施工过程中扰动地表的面积，在避免水土流失方面发挥了积极的作用。从保持水土方面考虑，弃渣厂区采取的水土保持措施包括两方面：一方面，施工单位需要按照施工工序要求，将部分弃渣临时堆放在料场中未开采的区域，并对这些临时弃渣采取有效的临时保护措施；另一方面，主体工程设计中要明确弃渣堆放的位置，并将料渣平铺于料场迹地。然后，对土地进行平整。最后，采取机械压实措施。

　　三、料场区的水土保持措施

　　在主体工程设计中，对料场区采取的水土保持措施主要有：

　　（1）在工程开采的初期，施工单位对临时堆放于料场的弃料要采取适当的洒水防护，并依据实际的情况，将后期弃料直接填入施工现场已开采的料坑内，避免弃料对施工区环境造成影响。

　　（2）在宽浅型冲沟料场的上游侧布设排水沟，以减少雨水对料场的冲刷，破坏料场周围环境。

　　（3）在料场开挖的过程中，施工单位需要按照1:2的稳定边坡比例进行开挖。

　　（4）对出入施工现场的运输石料车辆，施工单位既要保证其所装的石料不能高于车顶，又要在石料上面加盖一层防尘网，避免在石料运输的过程中出现渣土飞扬的情况。

　　（5）在工程施工结束以后，施工单位需要依据料场扰动的范围。因地制宜地采取有效工程措施对料场附近加以防护，以避免料场周围环境出现恶化，

　　四、施工道路区的水土保持措施

　　主体工程的设计中对施工道路区采取的主要措施，是在临时道路的表面铺设砂石，以促使施工道路的路面硬化。这样既避免了通行车辆碾压破坏施工道路路面，又可以防止尘土飞扬。从水土保持的方面考虑，设计方案中采取了两方面的措施：一方面，在施工的过程中，施工单位需要按照天气状况和实际需要，对新建的施工便道进行洒水防护。天气炎热的时候，洒水次数为2～4次/d；天气正常时，洒水次数为1～2次/d。另一方面，在工程施工的期间，施工单位需要在施工便道的两侧设置一定数量的彩旗，以便严格控制车辆行驶的范围，并适当控制车辆行驶的次数，以减少对施工区域地表的扰动。在施工结束以后，可以将彩旗移除。

　　五、施工生产生活区的水土保持措施

　　在主体工程的设计中，施工单位需要在工程结束以后，将临时搭建的建筑物进行拆除，并清运所产生的生活垃圾和生产垃圾。从水土保持的层面分析，在工程施工期间，施工单位还需要做好施工生产生活区堆放砂料的防护工作，并在施工结束以后，依据水土保持的要求，对施工迹地的土地进行必要地平整，恢复其原来的地貌。对扰动的地表进行机械压实处理后，再采取洒水措施，以避免其出现水土流失。

　　六、公路工程主体工程设计中的防治措施体系

　　依据公路工程主体工程设计和水土保持方案相互结合的特点，施工单位需要建立完善的水土流失防治体系，其所采取的防治措施主要为以下几点：

　　（1）路基工程区以工程措施为主，例如，修建截水沟、边沟和排水沟、对砾石土进行包边和设置草方格与立式沙障等。

　　（2）附属工程区主要以工程措施和植物措施为主，例如，覆土、种植草坪、灌木和乔木等。既防止尘土飞扬破坏施工环境，又可以绿化环境，避免水土流失。

　　（3）料场区也以工程措施为主，例如，设置草方格、播撒草籽以形成植被，用以巩固施工区域水土，减少雨水冲刷造成的水土流失。

　　七、结语

　　总之，为了防止出现水土流失、尽可能保护公路施工区域环境，施工单位需要依据主体工程的设计，结合公路沿线的气候条件、植被覆盖情况和地质状况等，科学合理地确定水土保护措施，以实现保护环境、减少水土流失的目的。

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　　一、公路工程设计分析

　　作为一项系统化工程，公路设计涉及多个专业，因此，相关企业必须重视各个环节之间的联系性，特别是在施工图纸设计环节。在施工设计中作为公路工程施工的基础环节，路基设计的科学性、有效性将对其安全性起到关键性的作用，并对整个道路结构起到重要影响作用。在设计路基时，为达到施工相关规范，必须确保其测绘数据信息的准确性，这也离不开精确的地质勘查数据。同时，还要按照实际施工现场的地形地貌、地质结构、岩石类型等地质勘查信息进行公路设计。在设计中相关部门必须将地质勘查数据作为设计工作开展实施的重要依据，做一个全面、系统化的分析，才能确保公路设计的合理性、可行性。

　　二、地质勘查工作在公路工程设计中的概况

　　地质勘查工作在公路设计中主要通过一些综合勘察技术与方式勘探公路沿线的地质条件并对其进行分析和探究。其主要技术为工程地质调绘、探坑、螺纹钻、原位测试、钻探、室内试验等，在选择、应用地质勘查中必须对其有效性和适应性加以重视，确保勘察提交资料的完整性与精确性，能最大限度满足设计不同环节对勘察工作深度的要求。

　　(一)地质调绘

　　地质调绘必须结合路线和沿线工程，并通过相应的遥感解译和勘探技术进行。主要勘察地形地貌的成因、类型及分布情况等，还可以勘察岩层的产状，地质规划勘察设计院有限责任公司从事公路地质勘查和岩土工程设计工作。的构造类型等。

　　(二)地质勘探

　　作为公路工程地质勘查的主要手段，勘探是进行深度地质资料获取的重要技术。目前公路工程设计中最常用的地质勘探方式有以下几种:第一，挖探，主要包括两种:坑探、槽探。开挖的探坑、探槽深度必须控制在地下水位以下，并遵循公路工程地质勘探的需求对其长度、断面进行确定。在资料提取中主要包括岩性描述、断面图等。第二，钻探，作为地质深度资料获取的另一种技术，钻探必须对其钻进的回次长度进行严格控制，确保其低于岩芯管长度。并对岩芯采取率进行有效控制，在地层构造较为简单时，其勘探方式还可以选用一些简单的手段，如小螺纹钻、洛阳铲等。第三，物探，地球物理勘探是以各类岩、土物理性质的差别为前提，为对地下地质情况进行判断，可以通过对天然或人工物理场变化观测的方式进行。目前公路工程设计地质勘探中最常见的方式为:电法勘探、地震法勘探、声波勘探等。物探成果解释必须相比一些勘探资料，并进行综合分析。

　　(三)试验

　　作为公路工程地质勘查的重要内容，试验主要是定量评价岩土的工程性质，从而得出岩土的相应参数。目前公路工程设计地质勘查中主要分为二种试验，为原位测试、室内试验。原位测试主要的试验项目内容含有补充标准贯入试验、静力触探、动力触探等。室内试验通常都包含各个类型岩石物理力学试验、土工试验等。确保其各项试验与国家相关指标相符合。

　　三、地质勘查工作在公路工程设计中的作用

　　(一)勘察路线工程地质

　　主要对路线方案、布设相关的地质情况进行勘察。应根据施工现场的实际情况进行路线方案的选择，通常情况下都会选择良好地质情况的方案，着重对复杂地形地貌路线进行勘察，有效控制其方案及布设的地质情况，并对路线的最终方案与布设进行确定。

　　(二)勘察路基、路面工程地质

　　在初期勘察及测量定位环节，必须按照相应的路线，认真勘察中线两边规定范围内的工程地质情况，为设计路基路面及施工提供强有力的保障。

　　(三)勘察桥涵工程地质

　　在桥涵基础工程设计中根据各个阶段勘探深度要求的不同，初期勘探与详细勘探施工中，必须进行相关的地质勘探作业。首先调查各个方案的合理性，根据路线、桥梁设计的实际情况，选择良好地质情况的桥梁位置;其次对桥梁位置进行选择后，必须对其地质进行认真勘察，这样可以为设计桥梁及相关工程进行提供准确地质资料。

　　(四)勘察隧道工程地质

　　在公路设计中对路线方案选择影响最多的就是隧道施工，隧道地质勘查中，如勘察数据不准确，将对路线布设控制点造成极大的影响。目前勘察隧道地质中必须做好两点，选择隧道方案和位置，主要包含对比隧道和展线、明挖的地质情况;还要详细勘察隧道洞口和洞身的具体情况。

　　(五)勘察天然筑路材料工程地质

　　勘察筑路材料的主要目的就是对沿线所有材料对在沿线分布的天然筑路材料、工业废料进行最大限度地开发、改造及利用。根据各个阶段勘察深度的不同，可以为公路设计各个阶段的施工提供可靠的依据。

　　四、地质勘查工作在公路工程设计中的要点分析

　　(一)准备工作

　　在实施公路工程设计地质勘查工作前期，必须和实际勘察工作相结合，进行实地公路沿线的观测，并进行勘察方案的详细制定。制定勘察方案时，必须对项目设计图纸、地质情况、水文状况等施条件进行充分考虑，并遵循相关部门提供的勘察技术要求及其他施工要求进行勘察方式、技术的合理选择，确保布置工作量的合理性。

　　(二)可行性研究工程地质勘查

　　在对已有地质资料充分收集的前提下进行可行性研究阶段工程地质勘查工作，这个环节主要工作内容为地质资料调查，进行有效的工程地质勘查作业，其勘察重点地质为复杂性地质或不良地质，如特殊性岩石区等，对其路线控制点、路线走向、选择工程方案等进行研究和分析，以此降低对施工路段的影响，进而优化路线设计方案。

　　(三)初勘与详勘

　　必须遵循现行相应勘察方案进行勘察工作的实施，按照勘察材料对勘察施工中的方案进行及时调整。室内试验时，应根据施工要求对土样、水样的试验项目进行选择，对各个地层构造及其物理力学特性进行统计、分析。

　　(四)准确评估地质灾害

　　部分复杂地质如出现不良地质状况将严重制约其公路路线的选择，常发生的不良地质状况主要有断裂、滑坡、泥石流等。在评估地质灾害过程中必须对路线所处位置的地质问题、不良地质状况进行分析与探究，确保地质勘查的准确性，同时还要对施工中易发生安全事故的位置加以重视，对不良地质状况进行分析，对其产生的范围、规模和治理成本进行分析、判断，为路线走向分析、研究和选择方案提供可靠的依据。在工程建设中设计是实施的灵魂与依据，设计的优劣直接影响着工程建设的整体质量。地质勘查工作在公路设计中主要通过一些综合勘察技术与方式勘探公路沿线的地质条件并对其进行分析和探究。为避免在规定年限内出现损坏路基、边坡滑塌等问题，避免给交通运输造成极大影响。相关部门必须重视公路设计的地质勘查工作，确保其勘察深度的准确性，为工程建设施工提供质量保证。