【摘要】:本文主要從山區(qū)農(nóng)村公路測設過程中技術標準的把握、路線方案的選擇、路基橫斷面設計及路面結構設計幾個方面闡述了筆者的一些認識和思考,以使山區(qū)農(nóng)村公路建設達到經(jīng)濟、安全、可持續(xù)的目的。
【關鍵字】:山區(qū)農(nóng)村公路;測設;認識和思考
農(nóng)村公路作為我國公路網(wǎng)的主要組成部分,其里程占我國公路總里程的85%以上,農(nóng)村公路建設關系到農(nóng)民群眾生產(chǎn)、生活水平的提升,關系到農(nóng)村經(jīng)濟社會的發(fā)展,關系到全面建設小康社會和構建和諧社會的進程,是社會主義新農(nóng)村建設的重要基礎設施。因此,要實現(xiàn)交通又快又好發(fā)展,就必須加快農(nóng)村公路建設。
我國是一個多山的國家,如果把高山、中山、低山、丘陵和崎嶇不平的高原都計算在內(nèi),則我國山區(qū)面積達到了全國總面積的2/3以上,而山區(qū)具有地形起伏變化大、溝壑縱橫、地質條件復雜、工程建設難度大等特點。這說明農(nóng)村公路的絕大部分分布在山區(qū),山區(qū)農(nóng)村公路建設將是我國農(nóng)村公路建設的重點和難點。
根據(jù)國家交通運輸部《交通運輸十二五發(fā)展規(guī)劃》和《四川省農(nóng)村公路“十二五”建設規(guī)劃 》,2011年至2015年四川全省農(nóng)村公路建設投資規(guī)模將達811億元,四川省農(nóng)村公路將進入一個新的發(fā)展階段。為了能更好地適應四川省農(nóng)村公路,特別是山區(qū)農(nóng)村公路的建設發(fā)展,筆者結合山區(qū)農(nóng)村公路測設中遇到的一些問題作如下幾點思考。
一、技術標準
農(nóng)村公路建設標準是一個經(jīng)常讓工程測設人員糾結的問題,原因之一是山區(qū)農(nóng)村交通閉塞、經(jīng)濟不發(fā)達,交通基礎資料不易收集,遠期交通量預測難度大;原因之二是自然環(huán)境條件復雜、工程難度大,但建設資金卻十分有限;原因之三是適度超前的“度”難以把握。解決這個問題應主要從以下幾個方面進行把握。
1、公路等級的選擇:
依據(jù)交通部《農(nóng)村公路建設管理辦法》(2006年第3號令)第二章“標準與設計”之第八條“……縣道和鄉(xiāng)道一般應當按照等級公路建設標準建設;村道的建設標準,特別是路基、路面寬度,應當根據(jù)當?shù)貙嶋H需要和經(jīng)濟條件確定”,亦即:農(nóng)村公路中的縣道和鄉(xiāng)道公路上應執(zhí)行《公路工程技術標準》(JTG B01-2003)的相關技術要求,而村道公路可根據(jù)實際情況酌情確定建設標準。
但筆者認為,山區(qū)農(nóng)村公路由于其所處的地形、地質等自然環(huán)境及公路網(wǎng)發(fā)展水平和建設資金等與平原微丘地區(qū)存在較大差異,因此,農(nóng)村公路建設應按照因地制宜、實事求是的原則,按照多樣化的標準發(fā)展。即:建設條件好的地區(qū),盡量選擇較高的技術標準,適度超前,為農(nóng)村公路預留發(fā)展空間;建設條件差的地區(qū),可適當降低技術標準,以滿足現(xiàn)實使用為首要考慮的因素。
盡管山區(qū)農(nóng)村公路中的縣道、鄉(xiāng)道公路在溝通城鄉(xiāng)交流、活躍農(nóng)村市場、發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟方面作用巨大,一般為相應區(qū)域的次級干線公路或支動脈,交通量相對較大,但是通過筆者對廣元地區(qū)廣(元)永(寧)公路、劍(閣)青(川)公路和蒼(溪)旺(蒼)公路等多條縣道的調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)其現(xiàn)有年平均日交通量一般在300~1000pcu/d之間,其10~15年遠景年預測年平均日交通量也都不超過6000 pcu/d。所以,在進行農(nóng)村公路測設時,應綜合依據(jù)擬建道路遠景年預測交通量不是太大的特點及交通組成、服務功能和路網(wǎng)規(guī)劃及《公路工程技術標準》(JTG B01-2003)的規(guī)定合理選擇山區(qū)農(nóng)村公路的公路等級,其中縣道應以三級公路為主;鄉(xiāng)道公路應以三、四級公路為宜;村道公路可參照四級公路(含雙車道與單車道四級公路兩種情況)執(zhí)行。
2、技術指標選擇:
在確定公路建設等級后,合理選擇設計速度、路基寬度、平縱面線形等相關技術指標是控制工程投資的關鍵。而山區(qū)農(nóng)村公路一般都具有建設資金緊張、自然環(huán)境條件復雜、工程艱巨等特點,因此,進行山區(qū)農(nóng)村公路測設時,應結合山區(qū)地形、地質等自然條件和建設資金條件,緊扣“通達”和“通暢”的建設目標選擇確定技術指標,不能片面追求過高的技術指標或生搬硬套相關技術標準和規(guī)范。
第一,設計速度不宜高。
設計速度是決定公路幾何線形的基本要素,是公路設計的基本依據(jù),它直接或間接地決定了道路車輛行駛的平縱面線形,包括曲線半徑、超高、加寬、視距、縱坡、合成坡度、車行道寬度、豎曲線設計等。因此,進行山區(qū)農(nóng)村公路測設時應依據(jù)擬定的公路等級和現(xiàn)行《公路工程技術標準》(JTG B01-2003)、《公路路線設計規(guī)范》(JTG D20-2006)、交通部《農(nóng)村公路暫行技術要求》及山區(qū)農(nóng)村公路所處自然地理條件、建設資金、環(huán)境保護等情況,選擇合適的設計速度。而衡量設計速度是否合適,應該把握兩點:其一,公路路線既適應地形變化,又能避免大填大挖,減少占用耕地和避免誘發(fā)新的地質災害;其二,公路線形要素指標的運用及組合應合理,達到保持線形順適、連續(xù)和均衡的效果。結合山區(qū)地形、地貌、地質復雜和耕地少的特點,筆者認為山區(qū)各級公路采用如下設計速度是比較合適的,即:三級公路設計速度宜為30km/h(條件允許時可選擇40km/h)、四級公路設計速度宜為20km/h(受限路段設計速度可采用15km/h,回頭曲線路段設計速度可采用10km/h)。
第二,路基寬度不應打折。
路基是公路的承載主體,其既要承受自身和路面結構層的重量,又要承受由路面?zhèn)鬟f的車輛荷載,必須具有一定的強度與穩(wěn)定性。路基由設計寬度、設計高度、邊坡坡度及排水設施構成,路基工程主要是土石方工程,而路基的設計寬度、設計高度和邊坡坡度三者決定了路基土石方工程的多寡。一般而言,山區(qū)低等級公路新建工程土石方工程費用可占整個工程建安費的40%~50%。因此,三、四級級公路,路基寬度的變化對工程造價的影響是比較重大的,筆者通過對川北地區(qū)多條農(nóng)村公路的不同路基寬度的投資比較,發(fā)現(xiàn)每增加1米路基寬度則需增加25%左右的工程投資。鑒于此,大部分已建山區(qū)農(nóng)村公路的路基寬度都不達標,沒有彎道路基加寬或彎道加寬不規(guī)范,車輛行駛沒有必要的側向影響寬度和彎道會車視距,存在極大的安全隱患。這一點在山區(qū)通村公路上反映尤為突出,有單車道通村路面僅寬3.0m且沒有路肩帶,行駛在上面的車輛就象人走鋼絲一樣,十分不安全。
為保障車輛的行駛安全和廣大農(nóng)民群眾的生命財產(chǎn)安全,山區(qū)農(nóng)村公路應盡量按等級公路路基寬度要求執(zhí)行,單車道四級公路的寬度應適當加寬至5.5m,特殊困難和交通量較小的路段路基寬度可適當降低,但不應低于4.5m,并應適當留有發(fā)展余地。
《四川省農(nóng)村公路十二五建設規(guī)劃》確定的“十二五”期間“四川省農(nóng)村公路建設的基本標準”也明確了上述思想。
第三,靈活掌握技術指標,但不能濫用。
交通運輸部《農(nóng)村公路建設管理辦法》第二章“標準與設計”之第九條有關“農(nóng)村公路建設的技術指標應當根據(jù)實際情況合理確定。對于工程艱巨、地質復雜路段,在確保安全的前提下,平縱指標可適當降低……”這種靈活性設計是指導山區(qū)農(nóng)村公路測設的科學方法,應全面領會,不能斷章取義,不能簡單地理解為公路幾何要素規(guī)范標準的降低。這種靈活運用技術指標,是在確保安全性前提下,盡量找出適應自然環(huán)境、經(jīng)濟合理的線形設計。如:長直線路段接小半徑彎道的平面線形就極不安全、不合理,盡管設小半徑彎道路段可能是極困難或工程艱巨路段,也可以降低工程投資。也就是說,進行平縱面線形設計時應在綜合考慮線形指標的均衡、連續(xù)及平縱橫組合合理協(xié)調(diào)情況下,靈活掌握技術指標,高指標與低指標之間應逐漸過渡,不能突變,安全性是靈活性的前提。
二、路線方案
農(nóng)村公路建設資金主要為國家政策補助、地方財政配套、農(nóng)民集資和社會捐助等方式籌措,而山區(qū)經(jīng)濟不發(fā)達,地方財政困難,配套資金十分有限,實際建設資金主要為國家政策補助和農(nóng)民集資(或以工代賑),資金來源單一,資金量少。因此,路線方案的選擇必須把握農(nóng)村公路“低投入”的特點,綜合考慮技術指標與地形、地質、氣候水文等多方面因素,合理選擇路線方案。主要應把握以下幾點:
1、合理選擇路線走廊
一條公路只要確定了起止點,線路總的方向就可以確定,而根據(jù)中間控制點的不同選擇又可以有不同的路線走廊,形成不同的線路方案。在地形、地質條件非常復雜的山區(qū),可供選擇的路線走廊其實并不多,而路線走廊是一種不可再生的資源,一旦選定占用就沒有再次利用的可能,因此,山區(qū)農(nóng)村公路在選擇路線走廊時一定要把握“有利于方便群眾,有利長遠發(fā)展,有利于環(huán)境保護,有利于節(jié)省投資”的原則,盡可能考慮遠期交通需求,合理選擇路線走廊,珍惜不可再生的通道資源。
2、做好選線、定線工作
在確定了路線走廊之后,如何選擇一條技術上可行、經(jīng)濟上合理、安全上可靠且方便沿線農(nóng)民群眾使用的公路中線,就是選線和定線工作。它是山區(qū)農(nóng)村公路測設的關鍵工作,應安排理論知識豐富并有一定實踐經(jīng)驗的專業(yè)工程師擔任。為此,應重點把握好以下幾個方面工作:
⑴廣泛調(diào)查收集路線走廊內(nèi)的相關基礎資料。如:1/10000地形圖、相關規(guī)劃、原有道路(包括機耕道、人行路)分布、不良地質分布、水文、氣象、村落和耕地分布、農(nóng)村電力線路、地材料場分布以及取棄土場布設等情況資料,調(diào)查過程中一定要多看、多走、多問、多聽,不能脫離群眾。
⑵充分利用舊路資源,減少占用耕地、林地,保護生態(tài)環(huán)境。山區(qū)農(nóng)村公路的“低投入”特點決定了其選線、定線工作必須遵循經(jīng)濟性原則,而一些山區(qū)農(nóng)村在上世紀六七十年代修建有機耕道,盡管這些機耕道很難與現(xiàn)在的農(nóng)村公路相提并論,但它畢竟有比較穩(wěn)定的路基,可以減少路基土石方,減少耕地、林地占用,保護生態(tài)環(huán)境。因此,農(nóng)村公路選線一是應充分利用原有機耕道,或利用機耕道進行改造升級;二是可以利用當?shù)厝罕姸嗄陙聿粩鄬嵺`和不斷改造的人行路進行改造、拓寬修建。
⑶遵循“靠村不進村,利民不擾民”的路線方案選線原則。把握這一原則既可以使農(nóng)村公路有效地靠近和串聯(lián)路線走廊內(nèi)各居民點,方便農(nóng)民群眾的生產(chǎn)和生活,有利于農(nóng)村經(jīng)濟的活躍、繁榮,又有利于村民安全和減少車輛噪聲對村民的影響。
⑷路線應盡量繞避滑坡、崩塌、泥石流等嚴重不良地質災害地段。把握這一點既可以有效減少路基支擋工程或被動防護設施,減少投資,又可以保障過往車輛和行人安全。如果必須穿越時,則應選擇合適的位置,采用最短路徑通過,并采用切實可行的工程防護措施。
⑸選線、定線工作應綜合考慮公路的平、縱、橫三維立體線形組合,并考慮挖方材料的利用和取、棄土場的分布。
3、合理選擇平縱面線形指標、進行線形設計
公路等級和設計速度一經(jīng)確定,公路的平縱面線形指標就基本確定,定線時應依據(jù)實際地形、地貌情況進行合理選擇。但山區(qū)農(nóng)村公路由于交通量不大、自然條件復雜、建設資金短缺等自身特點決定了其平縱面線形不宜追求高指標,應以一般值或低限指標為宜。
依據(jù)地形、地質條件,為減少高填深挖、路基防護和橋涵結構,山區(qū)農(nóng)村公路平面線形可多采用曲線及曲線組合(如:S型、C型及卵形、復合型、凸型)進行平面線形設計,且同向曲線間盡量不設較短直線。受地形等條件限制不能設復曲線或卵形曲線時,同向曲線間最小直線長度以不小于2V (V=設計速度,以km/h計)為宜;未設置緩和曲線的反向圓曲線不得徑向連接,反向曲線間最小直線長度以不小于1V (V=設計速度,以km/h計)為宜。
山區(qū)農(nóng)村公路縱面測設關鍵在于合理確定升降坡技術指標,以達到既安全,又節(jié)省投資的效果。山區(qū)農(nóng)村公路設計速度一般不高,且交通組成主要以中小型載重汽車、農(nóng)村公交客車、小客車、拖拉機、摩托車為主要,依據(jù)車輛爬坡能力與行駛速度成反比的原理,則車輛沖坡能力應比較強。因此,可充分利用大縱坡進行設計,但從車輛運行安全考慮,坡長不宜過長,坡長控制在最小坡長的2~4倍為宜,特殊地段在有緩坡的情況下也可達5倍。緩和坡段坡度不大于3%,長度不宜小于60米。在條件特殊困難路段,為減少對自然環(huán)境的破壞,可將最大縱坡提高1%~2%,但縱坡坡長必須按現(xiàn)行技術標準控制。
三、路基橫斷面設計
橫斷面測設是山區(qū)農(nóng)村公路設計的主要內(nèi)容,一般會占用勘察設計單位大量精力,而要做好路基橫斷面設計應把握好以下工作。
1、合理設置路基橫斷面形式
山區(qū)農(nóng)村公路遠期交通量不會很大,但交通組成比較復雜,屬混合交通,主要為中小型載重汽車、農(nóng)村公交客車、小客車、拖拉機、摩托車及蓄力車等,還有大量人行交通。因此,筆者認為山區(qū)農(nóng)村公路橫斷面設計應倡導路側安全和寬容設計理念,路基寬度不宜過窄,但由于建設資金困難等原因,又不可能太寬,這就要求設計人員綜合考慮各種因素,合理設置路基橫斷面形式。
⑴路基寬度
山區(qū)農(nóng)村公路路基寬度一般由車行道和土路肩組成,考慮到車輛的動態(tài)橫移、反光鏡位置、超寬裝載、橫向風及路側人行交通等影響,車行道寬度最基本也應嚴格執(zhí)行國家現(xiàn)行《公路工程技術標準》(JTG B01-2003)中三、四級公路的路面寬度要求。即三級公路當設計速度為40km/h時,車行道寬度采用7.0m;當設計速度為30km/h時,車行道寬度采用6.5m。雙車道四級公路車行道寬度采用6.0m,單車道四級公路車行道寬度采用3.5m(錯車道車行道寬度采用6.0米)。土路肩寬度可根據(jù)遠期預測交通量、地形及用地情況作可寬可窄的適當調(diào)整,不宜一刀切。
⑵排水邊溝
路基排水邊溝是路基的重要組成部分,路基排水是否順暢是影響路基強度和公路使用壽命的主要因素。設計人員應重點考慮,但如果全部采用圬工砌體排水邊溝,則工程投資將增加較大;如果不對局部陡坡路段排水邊溝進行加固,則雨季流速較大的暴雨徑流會對路基產(chǎn)生沖刷,危及路基安全。因此,建議陡坡路段排水邊溝采用圬工砌體邊溝,一般路段采用淺碟形土質邊溝。
2、彎道超高和加寬
⑴平曲線超高
山區(qū)農(nóng)村公路受沿線地形、地質、環(huán)境、水文等諸多因素的限制,路線平面設計較多地使用S型、C型及凸型和卵形曲線等線形。為盡可能改善這些平曲線線形的缺陷與不足,使行車更加安全、舒適,讓視覺更加連續(xù)流暢,則采用靈活的超高方式和選擇合適的漸變段就十分必要。一般情況下,S型曲線拐點附近的雙向路拱橫坡段以不小于3S的長度(即設計速度40km/h時35m、設計速度30km/h時25m、設計速度20km/h時20m)為宜;C型曲線可依據(jù)兩回旋線長度在公切點附近采用單項橫i(i≥設計路拱橫坡)段進行過渡,過渡段長度亦應不小于3S的長度為宜;凸形曲線為了改善凸點處超高漸變率坡差較大的不足,可在在凸點附近設置長度不小于35m~20m的全超高段;卵形曲線一般在插入緩和曲線段完成超高漸變,可不受超高漸變率大于1/330的限制。
⑵平曲線加寬
依據(jù)交通量及其組成特點,山區(qū)農(nóng)村公路半徑R≤250m規(guī)定值時的平曲線內(nèi)側應設置加寬,加寬類別可采用規(guī)范的第一類加寬值。較小半徑的平曲線,通過計算適當增大加寬值。平曲線加寬漸變段應與超高緩和段對應。S型曲線拐點C型曲線公切點附近的標準路基寬度段長度也應不小于3S行程;凸形曲線為了改善凸點的加寬突變情況,盡量在凸點附近設置長度不小于35m~25m的全加寬段;卵形曲線一般按小圓的加寬值統(tǒng)一加寬,如其中有不設置加寬的大圓,則可將其間的緩和曲線全長作為小圓的加寬漸變段。
3、彎道視距平臺
為保證農(nóng)村公路的行車安全,應在會車視距小于2倍停車視距的彎道路段,盡可能地對影響視線的障礙物和挖方邊坡按視距包絡曲線進行消除,形成視距平臺。平曲線內(nèi)側的視距平臺應包括曲線的圓曲線部分按半徑計算所需要橫凈距,緩和曲線部分按此橫凈距從ZH點至HY點漸變。如果因形成視距平臺而將造成大開挖或較大范圍的植被損壞,則應采取強制減速和限速措施,并輔以相應交通標志(如:鳴笛)和設施(如:反光凸面鏡)進行處理。
四、路面結構設計
1、道路交通等級的確定
山區(qū)農(nóng)村公路中村道、鄉(xiāng)道的交通量較小,且多由中小型載重汽車、農(nóng)村公交客車(一般為微型面包車)、小客車、拖拉機、摩托車及蓄力車組成,車輛軸載小,交通等級一般都為輕交通或中等交通;縣道公路由于一般為區(qū)域次級干線,交通量相對較大,交通組成中大中型車輛的比重有所增加,其交通等級一般為中等交通或重交通。當然,具體的測設項目,設計人員應根據(jù)項目區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展情況及區(qū)域產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局,進行遠期交通量及組成特點預測,測算設計年限內(nèi)一個車道的標準軸載累計作用次數(shù),并依據(jù)相關技術規(guī)范選擇交通等級。
2、路面類型的選擇
根據(jù)筆者經(jīng)驗,一條新建山區(qū)農(nóng)村公路路面工程費用一般占工程總造價的35%左右,而一條改建山區(qū)農(nóng)村公路路面工程費用可占總造價的50%以上。因此,合理選擇路面類型對于經(jīng)濟社會不發(fā)達、建設資金短缺的山區(qū)農(nóng)村公路而言,是十分必要的。
山區(qū)農(nóng)村公路路面類型的選擇不僅應結合當?shù)氐淖匀粴夂虻拳h(huán)境條件,還應綜合考慮公路等級、設計年限內(nèi)車道標準軸次累計值、當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平、當?shù)刂凡牧稀⑹┕ぜ夹g力量、養(yǎng)護費用等多方面因數(shù),本作因地制宜、節(jié)約投資的原則進行確定。
考慮到山區(qū)農(nóng)村公路的實際特點,村道、鄉(xiāng)道公路一般應選擇中級或次高級路面類型(如:泥結碎石、砂石路面、瀝青表處、碾壓混凝土)為宜,縣道公路可選擇次高級或高級路面類型(如:碾壓混凝土、瀝青混凝土、水泥混凝土)。
依據(jù)“四川省‘十二五’農(nóng)村公路建設技術標準”,縣道、鄉(xiāng)道公路路面宜采用水泥或瀝青路面;村道公路可采用多種路面結構進行硬化,但從農(nóng)村公路的養(yǎng)護和管理實際考慮,提倡采用水泥路面。
五、結束語
在山區(qū)農(nóng)村公路建設中,一定要結合山區(qū)農(nóng)村的實際情況和國家的有關標準、規(guī)范及政策、規(guī)劃,用科學發(fā)展觀和以人為本的思想指導測設工作,合理地確定技術標準,靈活把握平縱線形指標,切實做好路基橫斷面設計及路面結構設計幾個方面的工作,以使山區(qū)農(nóng)村公路建設達到經(jīng)濟、安全、可持續(xù)的目的。
參考文獻:
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