公路设计理念和方法的研究探讨

摘要：我国目前正处于经济发展的重要转型阶段，公路交通网络在国民经济建设中发挥的作用日益显著，经济建设推动了公路事业的深层次发展，公路路网服务水平不断提高，公路建设规模不断增加。公路建设任务十分繁重，进而促进了公路设计理念的发展和公路设计新方法、新技术的广泛应用。本文分析了当前公路设计的理念，针对公路设计的技术与方法进行详细探究。

关键词：公路设计；理念；方法

中图分类号：X734 文献标识码： A

引言

由于经济发展的需要，公路车流量和载荷不断增加，使得公路运行质量和服务标准不断提高，进而对公路设计提出了更高的要求。现阶段的公路设计，既要满足勘察深度、项目可行性等硬性规定，还要求能够与公路沿线环境相结合，使公路在基本的交通运输之外承载起更多的功能，展现出自己独特的个性风采。加大公路设计创新力度，加快新技术、新方法在公路设计中应用与推广，全面提升公路设计水平和质量，是我国当前公路设计行业重点研究的课题。

一、当前公路设计的理念分析

1、自然结合理念

自然结合理念旨在通过科学的公路设计，实现公路与公路沿线自然环境的有机结合，达到人工产品与自然产物良好互动的目标。设计重点是对公路周边环境的保护与公路景观的开发与建设。这个理念的特点是公路建设开发以对周边生态环境的良好保护效果为基本前提，在设计时就将环境保护理念贯彻其中，公路施工及建成投入使用后均能够对当地环境保护产生积极作用。同时，依托自然环境进行公路外观优化设计，突显当地自然风光，使公路在交通运输之外也起到人工景观的作用。

2、灵活性设计理念

灵活性设计理念是一种出现时间不长的崭新理念。该理念旨在在保障公路安全的前提下，通过灵活机动的公路设计，提高公路适应范围的广泛性，进而实现公路设计的可持续发展。常见的灵活性设计理念的例子包括：对公路规划设计进行评估、优化公路设计环境条件、控制车辆行驶速度及优化公路景观指标等[1]。

3、宽容性设计理念

宽容性理念重点在于强调公路安全。该理念以公路安全保障为设计的出发点，以保障车辆行驶安全为目的，以减少公路安全事故为标准，优化公路线形和路侧设计。常见的例子包括：根据车辆性能设计线形、路侧净区的设计及路侧交通设施的设置、纵坡路段的设计等。

4、景观整体理念

该理念与自然结合理念接近，旨在通过环境保护来实现公路建设的健康稳定发展。在进行具体设计时，要把环境保护和公路整体景观的规划作为公路设计的基础依据。常见的例子有：公路视觉特征、原始景观、地貌的保护；排水系统的保护；景物的优化设计等[2]。

二、公路设计的技术与方法探究

1、对现有一级公路改造成四车道高速公路的思路

2、旧路帮宽改造为高速公路

某高速公路建设绝大多数是利用现有一级或二级公路改扩建而形成的。利用旧路改扩建为高速公路存在很多需要解决的问题如：对原路的平纵线型指标偏低的路段，在改造过程中，要局部调整线位使线形指标满足规范要求，对原路上的桥梁、涵洞的洪水频率标准偏低的，要进行水文分析验算和实地调查，对不满足要求的桥梁、涵洞采取扩孔增加桥长的方法加以解决，对承载能力偏低的桥涵，要进行桥梁的现场检测，进行技术等级评定，通过采用技术手段加固处理后能达到规范要求的可以利用，对于桥梁使用状况较差的和承载能力较低无法恢复利用的则拆除重建，对于旧路要调查使用现状，做弯沉检测、路面取芯钻孔、水泥混凝土路而的断板率和错台率的调查，并根据实际情况确定路面加铺补强厚度。针对这些问题，我们在设计工程中，进行了大量的调查、资料收集、检测等工作，通过这些工作，基本摸清旧路、旧桥现状和存在的问题，并有针对性的提出解决办法和设计方案。

3、公路横断面设计新技术与新方法

长期以来，我国公路设计者一直把公路设计模板软件作为设计公路横断面的主要方法与工具。公路设计模板软件可以根据不同的设计要求，对不同的路段使用不同的设计模板，并以此为基础进行一定的外延与扩展。随着公路设计要求的不断提高，公路设计模板软件的局限性日益凸显。这种方法对于路基设计和路幅设计要求不高的情况适用性较好，但对于复杂公路横断面的设计任务就显得能力有限，设计精确度也不高。新型的横断面设计技术以点作为设计元素，从而在单幅路断面、双幅路断面以及三幅路断面等多种形式断面的公路设计都能够实现较好的设计效果，具有远超传统设计技术的适用范围。这种新型横断面设计技术的设计模式是：先在公路横断面点位置设立设计点，并对其进行放坡处理，以该点为基准，在横向或竖向方向上进行增点，然后再对这些点进行放坡处理，与此同时，与另外一个公路横断面线进行相交，并建立相应的设计点。该设计方法机动灵活、针对性强，能够满足多种设计功能要求。同时，以点作为设计元素使整个设计过程的复杂程度大幅下降，进而提高设计效率。

4、公路纵断面设计新技术与新方法

新型公路纵断面设计技术的本质是一种公路设计控制技术。它通过结合平面分析和计算的结果，对公路设计关键参数进行控制，进而实现公路整体设计的目的。该新型纵断面设计技术主要应用于以下几种情况：控制平原地区的填土高度、控制公路隧道的隧道出口标高、控制公路交叉位置净空、控制山地公路的坡长和坡度、控制水源充沛地区公路沿线的水文情况和地质情况。特别是在设计山地公路上下坡路段时，要充分考虑影响纵坡的各种因素并予以严格控制。针对控制因素彼此冲突的情况，要认真分析，妥善处理。举个例子来说，公路主线前进方向有相对等级公路存在，需要采取分类并立交的形式进行设计。这样一来，就同时出现了被动交叉线路净空和公路主线填方高度的控制要求，而其控制点则位于公路主线纵断面。

5、公路曲线设计新技术与新方法

公路曲线法定设计技术是公路设计技术和设计方法发展到较高发展水平后的产物，作为我国当前公路工程设计的重要方法，在公路优化设计方面发挥着极为重要的作用。其设计目标主要为公路曲线路段。基本原理是通过对公路中控制性元素的固定来确定公路圆弧曲线的位置，并且根据线性曲线和过度曲线明确圆弧连接关系。使用公路曲线法定设计公路的前提是对公路建设方建设要求的充分理解，并在此基础之上制定并实施针对性的设计管理方案及应用流程。公路曲线法定设计技术能够对公路设计目标进行确认，并通过对象模式或者地形模式，切实控制公路曲线设计活动。在具体设计工作中，通过节点曲线和点交叉线明确圆弧切线方向，然后以此为依据制定图表。这种方法的优点是能够利用圆弧区域，实现对公路地形控制点的明确，进而降低公路设计的难度[3]。

结束语

综上所述，在新的历史时期，公路设计人员要充分认识公路交通在国家经济建设中的重要意义，发挥自己的聪明才智，创造性地开展公路设计工作，不断实现新理念，更新新技术，应用新方法，在吸收借鉴国外先进技术的基础上，走出一条与我国国情发展相适应的公路设计道路来，为实现我国公路设计业的可持续发展提供一份助力。