关于山区农村公路测设的几点认识和思考

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关于山区农村公路测设的几点认识和思考

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-12-05 1493


【摘要】:本文主要从山区农村公路测设过程中技术标准的把握、路线方案的选择、路基横断面设计及路面结构设计几个方面阐述了笔者的一些认识和思考,以使山区农村公路建设达到经济、安全、可持续的目的。【关键字】:山区农村公路;测设;认识和思考 农村公路作为我国公路网的主要组成部分,其里程占我国公路总里程的85%以上,农村公路建设关系到农民群众生产、生活水平的提升,关系到农村经济社会的发展,关系到全面建设小康社会和构建和谐社会的进程,是社会主义新农村建设的重要基础设施。因此,要实现交通又快又好发展,就必须加快农村公路建设。我国是一个多山的国家,如果把高山、中山、低山、丘陵和崎岖不平的高原都计算在内,则我国山区面积达到了全国总面积的2/3以上,而山区具有地形起伏变化大、沟壑纵横、地质条件复杂、工程建设难度大等特点。这说明农村公路的绝大部分分布在山区,山区农村公路建设将是我国农村公路建设的重点和难点。根据国家交通运输部《交通运输十二五发展规划》和《四川省农村公路“十二五”建设规划 》,2011年至2015年四川全省农村公路建设投资规模将达811亿元,四川省农村公路将进入一个新的发展阶段。为了能更好地适应四川省农村公路,特别是山区农村公路的建设发展,笔者结合山区农村公路测设中遇到的一些问题作如下几点思考。一、技术标准农村公路建设标准是一个经常让工程测设人员纠结的问题,原因之一是山区农村交通闭塞、经济不发达,交通基础资料不易收集,远期交通量预测难度大;原因之二是自然环境条件复杂、工程难度大,但建设资金却十分有限;原因之三是适度超前的“度”难以把握。解决这个问题应主要从以下几个方面进行把握。1、公路等级的选择:依据交通部《农村公路建设管理办法》(2006年第3号令)第二章“标准与设计”之第八条“……县道和乡道一般应当按照等级公路建设标准建设;村道的建设标准,特别是路基、路面宽度,应当根据当地实际需要和经济条件确定”,亦即:农村公路中的县道和乡道公路上应执行《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)的相关技术要求,而村道公路可根据实际情况酌情确定建设标准。但笔者认为,山区农村公路由于其所处的地形、地质等自然环境及公路网发展水平和建设资金等与平原微丘地区存在较大差异,因此,农村公路建设应按照因地制宜、实事求是的原则,按照多样化的标准发展。即:建设条件好的地区,尽量选择较高的技术标准,适度超前,为农村公路预留发展空间;建设条件差的地区,可适当降低技术标准,以满足现实使用为首要考虑的因素。尽管山区农村公路中的县道、乡道公路在沟通城乡交流、活跃农村市场、发展区域经济方面作用巨大,一般为相应区域的次级干线公路或支动脉,交通量相对较大,但是通过笔者对广元地区广(元)永(宁)公路、剑(阁)青(川)公路和苍(溪)旺(苍)公路等多条县道的调查研究,发现其现有年平均日交通量一般在300~1000pcu/d之间,其10~15年远景年预测年平均日交通量也都不超过6000 pcu/d。所以,在进行农村公路测设时,应综合依据拟建道路远景年预测交通量不是太大的特点及交通组成、服务功能和路网规划及《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)的规定合理选择山区农村公路的公路等级,其中县道应以三级公路为主;乡道公路应以三、四级公路为宜;村道公路可参照四级公路(含双车道与单车道四级公路两种情况)执行。2、技术指标选择:在确定公路建设等级后,合理选择设计速度、路基宽度、平纵面线形等相关技术指标是控制工程投资的关键。而山区农村公路一般都具有建设资金紧张、自然环境条件复杂、工程艰巨等特点,因此,进行山区农村公路测设时,应结合山区地形、地质等自然条件和建设资金条件,紧扣“通达”和“通畅”的建设目标选择确定技术指标,不能片面追求过高的技术指标或生搬硬套相关技术标准和规范。第一,设计速度不宜高。设计速度是决定公路几何线形的基本要素,是公路设计的基本依据,它直接或间接地决定了道路车辆行驶的平纵面线形,包括曲线半径、超高、加宽、视距、纵坡、合成坡度、车行道宽度、竖曲线设计等。因此,进行山区农村公路测设时应依据拟定的公路等级和现行《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)、《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)、交通部《农村公路暂行技术要求》及山区农村公路所处自然地理条件、建设资金、环境保护等情况,选择合适的设计速度。而衡量设计速度是否合适,应该把握两点:其一,公路路线既适应地形变化,又能避免大填大挖,减少占用耕地和避免诱发新的地质灾害;其二,公路线形要素指标的运用及组合应合理,达到保持线形顺适、连续和均衡的效果。结合山区地形、地貌、地质复杂和耕地少的特点,笔者认为山区各级公路采用如下设计速度是比较合适的,即:三级公路设计速度宜为30km/h(条件允许时可选择40km/h)、四级公路设计速度宜为20km/h(受限路段设计速度可采用15km/h,回头曲线路段设计速度可采用10km/h)。第二,路基宽度不应打折。路基是公路的承载主体,其既要承受自身和路面结构层的重量,又要承受由路面传递的车辆荷载,必须具有一定的强度与稳定性。路基由设计宽度、设计高度、边坡坡度及排水设施构成,路基工程主要是土石方工程,而路基的设计宽度、设计高度和边坡坡度三者决定了路基土石方工程的多寡。一般而言,山区低等级公路新建工程土石方工程费用可占整个工程建安费的40%~50%。因此,三、四级级公路,路基宽度的变化对工程造价的影响是比较重大的,笔者通过对川北地区多条农村公路的不同路基宽度的投资比较,发现每增加1米路基宽度则需增加25%左右的工程投资。鉴于此,大部分已建山区农村公路的路基宽度都不达标,没有弯道路基加宽或弯道加宽不规范,车辆行驶没有必要的侧向影响宽度和弯道会车视距,存在极大的安全隐患。这一点在山区通村公路上反映尤为突出,有单车道通村路面仅宽3.0m且没有路肩带,行驶在上面的车辆就象人走钢丝一样,十分不安全。为保障车辆的行驶安全和广大农民群众的生命财产安全,山区农村公路应尽量按等级公路路基宽度要求执行,单车道四级公路的宽度应适当加宽至5.5m,特殊困难和交通量较小的路段路基宽度可适当降低,但不应低于4.5m,并应适当留有发展余地。《四川省农村公路十二五建设规划》确定的“十二五”期间“四川省农村公路建设的基本标准”也明确了上述思想。第三,灵活掌握技术指标,但不能滥用。交通运输部《农村公路建设管理办法》第二章“标准与设计”之第九条有关“农村公路建设的技术指标应当根据实际情况合理确定。对于工程艰巨、地质复杂路段,在确保安全的前提下,平纵指标可适当降低……”这种灵活性设计是指导山区农村公路测设的科学方法,应全面领会,不能断章取义,不能简单地理解为公路几何要素规范标准的降低。这种灵活运用技术指标,是在确保安全性前提下,尽量找出适应自然环境、经济合理的线形设计。如:长直线路段接小半径弯道的平面线形就极不安全、不合理,尽管设小半径弯道路段可能是极困难或工程艰巨路段,也可以降低工程投资。也就是说,进行平纵面线形设计时应在综合考虑线形指标的均衡、连续及平纵横组合合理协调情况下,灵活掌握技术指标,高指标与低指标之间应逐渐过渡,不能突变,安全性是灵活性的前提。二、路线方案农村公路建设资金主要为国家政策补助、地方财政配套、农民集资和社会捐助等方式筹措,而山区经济不发达,地方财政困难,配套资金十分有限,实际建设资金主要为国家政策补助和农民集资(或以工代赈),资金来源单一,资金量少。因此,路线方案的选择必须把握农村公路“低投入”的特点,综合考虑技术指标与地形、地质、气候水文等多方面因素,合理选择路线方案。主要应把握以下几点:1、合理选择路线走廊一条公路只要确定了起止点,线路总的方向就可以确定,而根据中间控制点的不同选择又可以有不同的路线走廊,形成不同的线路方案。在地形、地质条件非常复杂的山区,可供选择的路线走廊其实并不多,而路线走廊是一种不可再生的资源,一旦选定占用就没有再次利用的可能,因此,山区农村公路在选择路线走廊时一定要把握“有利于方便群众,有利长远发展,有利于环境保护,有利于节省投资”的原则,尽可能考虑远期交通需求,合理选择路线走廊,珍惜不可再生的通道资源。2、做好选线、定线工作在确定了路线走廊之后,如何选择一条技术上可行、经济上合理、安全上可靠且方便沿线农民群众使用的公路中线,就是选线和定线工作。它是山区农村公路测设的关键工作,应安排理论知识丰富并有一定实践经验的专业工程师担任。为此,应重点把握好以下几个方面工作:⑴广泛调查收集路线走廊内的相关基础资料。如:1/10000地形图、相关规划、原有道路(包括机耕道、人行路)分布、不良地质分布、水文、气象、村落和耕地分布、农村电力线路、地材料场分布以及取弃土场布设等情况资料,调查过程中一定要多看、多走、多问、多听,不能脱离群众。⑵充分利用旧路资源,减少占用耕地、林地,保护生态环境。山区农村公路的“低投入”特点决定了其选线、定线工作必须遵循经济性原则,而一些山区农村在上世纪六七十年代修建有机耕道,尽管这些机耕道很难与现在的农村公路相提并论,但它毕竟有比较稳定的路基,可以减少路基土石方,减少耕地、林地占用,保护生态环境。因此,农村公路选线一是应充分利用原有机耕道,或利用机耕道进行改造升级;二是可以利用当地群众多年来不断实践和不断改造的人行路进行改造、拓宽修建。⑶遵循“靠村不进村,利民不扰民”的路线方案选线原则。把握这一原则既可以使农村公路有效地靠近和串联路线走廊内各居民点,方便农民群众的生产和生活,有利于农村经济的活跃、繁荣,又有利于村民安全和减少车辆噪声对村民的影响。⑷路线应尽量绕避滑坡、崩塌、泥石流等严重不良地质灾害地段。把握这一点既可以有效减少路基支挡工程或被动防护设施,减少投资,又可以保障过往车辆和行人安全。如果必须穿越时,则应选择合适的位置,采用最短路径通过,并采用切实可行的工程防护措施。⑸选线、定线工作应综合考虑公路的平、纵、横三维立体线形组合,并考虑挖方材料的利用和取、弃土场的分布。3、合理选择平纵面线形指标、进行线形设计公路等级和设计速度一经确定,公路的平纵面线形指标就基本确定,定线时应依据实际地形、地貌情况进行合理选择。但山区农村公路由于交通量不大、自然条件复杂、建设资金短缺等自身特点决定了其平纵面线形不宜追求高指标,应以一般值或低限指标为宜。依据地形、地质条件,为减少高填深挖、路基防护和桥涵结构,山区农村公路平面线形可多采用曲线及曲线组合(如:S型、C型及卵形、复合型、凸型)进行平面线形设计,且同向曲线间尽量不设较短直线。受地形等条件限制不能设复曲线或卵形曲线时,同向曲线间最小直线长度以不小于2V (V=设计速度,以km/h计)为宜;未设置缓和曲线的反向圆曲线不得径向连接,反向曲线间最小直线长度以不小于1V (V=设计速度,以km/h计)为宜。山区农村公路纵面测设关键在于合理确定升降坡技术指标,以达到既安全,又节省投资的效果。山区农村公路设计速度一般不高,且交通组成主要以中小型载重汽车、农村公交客车、小客车、拖拉机、摩托车为主要,依据车辆爬坡能力与行驶速度成反比的原理,则车辆冲坡能力应比较强。因此,可充分利用大纵坡进行设计,但从车辆运行安全考虑,坡长不宜过长,坡长控制在最小坡长的2~4倍为宜,特殊地段在有缓坡的情况下也可达5倍。缓和坡段坡度不大于3%,长度不宜小于60米。在条件特殊困难路段,为减少对自然环境的破坏,可将最大纵坡提高1%~2%,但纵坡坡长必须按现行技术标准控制。三、路基横断面设计横断面测设是山区农村公路设计的主要内容,一般会占用勘察设计单位大量精力,而要做好路基横断面设计应把握好以下工作。1、合理设置路基横断面形式山区农村公路远期交通量不会很大,但交通组成比较复杂,属混合交通,主要为中小型载重汽车、农村公交客车、小客车、拖拉机、摩托车及蓄力车等,还有大量人行交通。因此,笔者认为山区农村公路横断面设计应倡导路侧安全和宽容设计理念,路基宽度不宜过窄,但由于建设资金困难等原因,又不可能太宽,这就要求设计人员综合考虑各种因素,合理设置路基横断面形式。⑴路基宽度山区农村公路路基宽度一般由车行道和土路肩组成,考虑到车辆的动态横移、反光镜位置、超宽装载、横向风及路侧人行交通等影响,车行道宽度最基本也应严格执行国家现行《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)中三、四级公路的路面宽度要求。即三级公路当设计速度为40km/h时,车行道宽度采用7.0m;当设计速度为30km/h时,车行道宽度采用6.5m。双车道四级公路车行道宽度采用6.0m,单车道四级公路车行道宽度采用3.5m(错车道车行道宽度采用6.0米)。土路肩宽度可根据远期预测交通量、地形及用地情况作可宽可窄的适当调整,不宜一刀切。⑵排水边沟路基排水边沟是路基的重要组成部分,路基排水是否顺畅是影响路基强度和公路使用寿命的主要因素。设计人员应重点考虑,但如果全部采用圬工砌体排水边沟,则工程投资将增加较大;如果不对局部陡坡路段排水边沟进行加固,则雨季流速较大的暴雨径流会对路基产生冲刷,危及路基安全。因此,建议陡坡路段排水边沟采用圬工砌体边沟,一般路段采用浅碟形土质边沟。2、弯道超高和加宽⑴平曲线超高山区农村公路受沿线地形、地质、环境、水文等诸多因素的限制,路线平面设计较多地使用S型、C型及凸型和卵形曲线等线形。为尽可能改善这些平曲线线形的缺陷与不足,使行车更加安全、舒适,让视觉更加连续流畅,则采用灵活的超高方式和选择合适的渐变段就十分必要。一般情况下,S型曲线拐点附近的双向路拱横坡段以不小于3S的长度(即设计速度40km/h时35m、设计速度30km/h时25m、设计速度20km/h时20m)为宜;C型曲线可依据两回旋线长度在公切点附近采用单项横i(i≥设计路拱横坡)段进行过渡,过渡段长度亦应不小于3S的长度为宜;凸形曲线为了改善凸点处超高渐变率坡差较大的不足,可在在凸点附近设置长度不小于35m~20m的全超高段;卵形曲线一般在插入缓和曲线段完成超高渐变,可不受超高渐变率大于1/330的限制。⑵平曲线加宽依据交通量及其组成特点,山区农村公路半径R≤250m规定值时的平曲线内侧应设置加宽,加宽类别可采用规范的第一类加宽值。较小半径的平曲线,通过计算适当增大加宽值。平曲线加宽渐变段

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应与超高缓和段对应。S型曲线拐点C型曲线公切点附近的标准路基宽度段长度也应不小于3S行程;凸形曲线为了改善凸点的加宽突变情况,尽量在凸点附近设置长度不小于35m~25m的全加宽段;卵形曲线一般按小圆的加宽值统一加宽,如其中有不设置加宽的大圆,则可将其间的缓和曲线全长作为小圆的加宽渐变段。3、弯道视距平台为保证农村公路的行车安全,应在会车视距小于2倍停车视距的弯道路段,尽可能地对影响视线的障碍物和挖方边坡按视距包络曲线进行消除,形成视距平台。平曲线内侧的视距平台应包括曲线的圆曲线部分按半径计算所需要横净距,缓和曲线部分按此横净距从ZH点至HY点渐变。如果因形成视距平台而将造成大开挖或较大范围的植被损坏,则应采取强制减速和限速措施,并辅以相应交通标志(如:鸣笛)和设施(如:反光凸面镜)进行处理。四、路面结构设计1、道路交通等级的确定山区农村公路中村道、乡道的交通量较小,且多由中小型载重汽车、农村公交客车(一般为微型面包车)、小客车、拖拉机、摩托车及蓄力车组成,车辆轴载小,交通等级一般都为轻交通或中等交通;县道公路由于一般为区域次级干线,交通量相对较大,交通组成中大中型车辆的比重有所增加,其交通等级一般为中等交通或重交通。当然,具体的测设项目,设计人员应根据项目区域社会经济发展情况及区域产业规划布局,进行远期交通量及组成特点预测,测算设计年限内一个车道的标准轴载累计作用次数,并依据相关技术规范选择交通等级。2、路面类型的选择根据笔者经验,一条新建山区农村公路路面工程费用一般占工程总造价的35%左右,而一条改建山区农村公路路面工程费用可占总造价的50%以上。因此,合理选择路面类型对于经济社会不发达、建设资金短缺的山区农村公路而言,是十分必要的。山区农村公路路面类型的选择不仅应结合当地的自然气候等环境条件,还应综合考虑公路等级、设计年限内车道标准轴次累计值、当地经济发展水平、当地筑路材料、施工技术力量、养护费用等多方面因数,本作因地制宜、节约投资的原则进行确定。考虑到山区农村公路的实际特点,村道、乡道公路一般应选择中级或次高级路面类型(如:泥结碎石、砂石路面、沥青表处、碾压混凝土)为宜,县道公路可选择次高级或高级路面类型(如:碾压混凝土、沥青混凝土、水泥混凝土)。依据“四川省‘十二五’农村公路建设技术标准”,县道、乡道公路路面宜采用水泥或沥青路面;村道公路可采用多种路面结构进行硬化,但从农村公路的养护和管理实际考虑,提倡采用水泥路面。五、结束语在山区农村公路建设中,一定要结合山区农村的实际情况和国家的有关标准、规范及政策、规划,用科学发展观和以人为本的思想指导测设工作,合理地确定技术标准,灵活把握平纵线形指标,切实做好路基横断面设计及路面结构设计几个方面的工作,以使山区农村公路建设达到经济、安全、可持续的目的。参考文献:[1]《公路工程技术标准》(JTG B01-2003);[2]《四川省农村公路“十二五”建设规划 》;[3] 交通部《农村公路建设管理办法》(2006年第3号令);[4] 交通部《公路路线设计规范》(JTG D20-2006);[5] 辽宁省公路管理局,长安大学,西部地区农村公路建设关键技术研究,2005;[6] 胡斌,贵州黔江交通设计院,探讨山区农村公路勘


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