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【關(guān)鍵詞】 新道路 新標(biāo)準(zhǔn) 光纖
此前,我國修訂了諸多的關(guān)于光纖通訊方面的規(guī)定,包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、通訊線路、傳輸系統(tǒng)、光波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)以及寬帶光纖的接入等很多的規(guī)范。近幾年也相繼出臺(tái)新的規(guī)范,這也體現(xiàn)著我國的光纖技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)新的階段與更高層次的技術(shù)水平。所以,我國對關(guān)于光纖工程以及設(shè)計(jì)這部分有著諸多的新標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)則。光纖通訊系列是需要走新的道路,利用新的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)傳輸以及光纖的選擇。
一、光纖的發(fā)展現(xiàn)狀
我國的科技發(fā)展迅速,現(xiàn)階段光纖已經(jīng)以高密度、廣分布以及大容量高速率的形式普及,所以光纜的安全性能以及可靠性就顯得很重要。出現(xiàn)一丁點(diǎn)的狀況,都會(huì)對社會(huì)各界產(chǎn)生極大的影響。
以前的維護(hù)方式太過于傳統(tǒng),依靠人工,并且效率很低,不能保證傳輸光纖的暢通。光纜在線系統(tǒng)給予了一項(xiàng)先進(jìn)的維護(hù)策略,對光纜進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測監(jiān)視、并且自動(dòng)的將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,還有相應(yīng)的測試,將發(fā)生的問題及時(shí)的定位、派修。這樣既壓縮了歷時(shí),又在很大的程度上降低了損失,從而讓光線能快速的運(yùn)行,傳輸高品質(zhì)的數(shù)據(jù)。
在90年代初期,才開始收集與討論國際上的最新的資料,L.25是在1996年時(shí),這是一部光纖網(wǎng)絡(luò)維護(hù)建議書,對光纜的各項(xiàng)維護(hù)做了詳細(xì)的規(guī)定。1998年,我國才頒布的中國通訊行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。到了2004年國內(nèi)的電信行業(yè)才有所發(fā)展,我國的信息產(chǎn)業(yè)部也就頒布了相關(guān)的驗(yàn)收規(guī)范,這對在線監(jiān)測系統(tǒng)有很大的幫助,提供強(qiáng)有力的依據(jù),并同時(shí)也將行業(yè)的工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)作了一定的規(guī)范?,F(xiàn)階段光纖系統(tǒng)已經(jīng)在我國普及,各個(gè)主要的干線的節(jié)點(diǎn)都有它的存在。所以,當(dāng)下實(shí)施光纖的全自動(dòng)維護(hù)是勢在必行的。
在國內(nèi)外已經(jīng)有跟多的人在研究這個(gè)項(xiàng)目,在某些程度上已經(jīng)有諸多的產(chǎn)品商業(yè)化了。光纖有很多的優(yōu)越性,它的原料廣泛,技術(shù)發(fā)展較快,并且價(jià)格下降幅度較大,應(yīng)用也非常的廣泛,在很多的傳輸以及控制的系統(tǒng)中,它的信息容量很大,30THz寬帶容量,抗干擾的性能極好,也有很高的抗腐蝕性。因此,光纖事業(yè)領(lǐng)域的飛速發(fā)展對于一個(gè)國家來說是很大的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。
二、光纖通訊
光纖它就是運(yùn)用光纖的傳輸將光波信息進(jìn)行迅速的傳輸以達(dá)到通信的目的。光纖是圓柱形狀的,一根裸纖它是三層的,它里面摻合了很多的化學(xué)物質(zhì)。現(xiàn)在有很多的光纖種類,以光纖的剖面的折射率的分布程度、傳播的模式、波長以及套塑這四種分類方式來進(jìn)行光纖分類。還有可以依據(jù)光纖的組成的成分,現(xiàn)在常見的是石英光纖,不過也還有含氟光纖跟塑料光纖。光是頻率很高的電磁波,但光纖是介質(zhì)波導(dǎo),所以光在光纖傳輸上是非常的復(fù)雜的。光纖是以導(dǎo)光原理進(jìn)行傳輸?shù)?,光纖傳送時(shí)會(huì)發(fā)生衰減以及變畸形,也就是說輸入的光的信號(hào)的脈沖跟輸出的不同,基本上是脈沖的幅度以及波的形狀被展寬。這種狀況是因?yàn)楣饫w的耗損以及色散,它們是光纖傳輸?shù)闹匾膮?shù),它們會(huì)限制傳輸?shù)木嚯x以及容量。
三、光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)
在線監(jiān)測系統(tǒng)不僅是使用在故障的監(jiān)測,它還可以講傳輸?shù)奶匦赃M(jìn)行比較、進(jìn)行故障的統(tǒng)計(jì)、一切資源的管理還有信息的這些功能。因此,設(shè)計(jì)時(shí)要有實(shí)際應(yīng)用的實(shí)用性,還要考慮到以后的業(yè)務(wù)的發(fā)展。
第一,可靠性以及安全性是必須的。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)最重要的指標(biāo)就是可靠性以及安全性能,系統(tǒng)要有很強(qiáng)的容錯(cuò)性以及容災(zāi)的能力。要考慮到關(guān)鍵部位的冗余備份,還有要符合電信標(biāo)準(zhǔn)的電氣性能的指標(biāo)。最主要的是 系統(tǒng)要有安全的認(rèn)證能力,可以識(shí)別哪些非法的用戶。要將運(yùn)行的狀況及時(shí)的反應(yīng),不能出現(xiàn)漏報(bào)以及無告警報(bào)的狀況。
第二,是標(biāo)準(zhǔn)化以及實(shí)用性能。光纖的設(shè)計(jì)要符合國家的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,還有信息產(chǎn)業(yè)部的有關(guān)的規(guī)范。并且設(shè)計(jì)的工作要切合實(shí)際,考慮全面。減少復(fù)雜程度,減少培訓(xùn)的困難與管理的極大壓力。
第三,體統(tǒng)要求智能化以及有很大的擴(kuò)展性。系統(tǒng)可以自動(dòng)的完成一系列的工作,要有可升級(jí)的空間,要能夠有面對不可預(yù)測性的發(fā)展。能夠滿足現(xiàn)代的各項(xiàng)管理功能,劃分諸多的模塊并且有不同的功能。
四、解決方案
告警監(jiān)測方案,種監(jiān)測方式是設(shè)立一個(gè)告警處理的監(jiān)測平臺(tái),采用告警適配器來收集各種各樣的告警信息,依據(jù)不同的警告實(shí)施不同的處理策略。如果線路產(chǎn)生問題引起業(yè)務(wù)的斷鏈,系統(tǒng)可以自動(dòng)的實(shí)施測試,再將結(jié)果呈現(xiàn);光功率監(jiān)測方案,功率在線監(jiān)測方式是系統(tǒng)使用光功率來實(shí)施監(jiān)測,各個(gè)光功率的通道門限都可以進(jìn)行設(shè)置,發(fā)生故障時(shí),就會(huì)發(fā)出警告,從而激活測試的纖芯實(shí)施更為準(zhǔn)確的判定;光功率備纖監(jiān)測方案,它主要是用主用的光纖同纜備纖然后判定主光纖的工作狀況,它可以在離線的狀態(tài)之下進(jìn)行測試。
五、結(jié)語
光纖是現(xiàn)階段最為常用的信息傳遞以及處理技術(shù),它是綜合了諸多的系統(tǒng)為一體的。光纖技術(shù)以及通信技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展,在很大的程度上加快了我國的信息技術(shù)發(fā)展的腳步,我們需緊跟時(shí)代的步伐,接受光纖技術(shù)帶給我們的極大的挑戰(zhàn)以及機(jī)遇,未來信息傳輸以及管理光纖系統(tǒng),必然會(huì)綜合化、智能化。
參 考 文 獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:公路工程;規(guī)范;疑問;探討
1 引言
改革開放以來,我國公路建設(shè)取得了舉世矚目的成就,實(shí)現(xiàn)了公路建設(shè)的跨越式發(fā)展,為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步做出了重要貢獻(xiàn)。
設(shè)計(jì)工作是公路建設(shè)中的重要環(huán)節(jié),對公路建設(shè)的質(zhì)量和投資起著關(guān)鍵性作用。公路工程系列規(guī)范是設(shè)計(jì)工作的核心,所有的設(shè)計(jì)工作均需圍繞規(guī)范這個(gè)核心進(jìn)行展開。筆者一直從事公路工程的勘察設(shè)計(jì)工作,對現(xiàn)行規(guī)范有較深的了解。在日常工作中,筆者對規(guī)范產(chǎn)生了若干疑問,本文對其歸納總結(jié)后提出來進(jìn)行探討,并提出自己淺薄的見解和建議。
2 對有關(guān)疑問的探討
2.1 關(guān)于交通量預(yù)測
現(xiàn)行《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)及《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D20-2006)中規(guī)定:高速公路和具干線功能的一級(jí)公路的設(shè)計(jì)交通量應(yīng)按20年預(yù)測,具集散功能的一級(jí)公路,以及二、三級(jí)公路的設(shè)計(jì)交通量應(yīng)按15年預(yù)測,四級(jí)公路可根據(jù)實(shí)際情況確定。現(xiàn)行《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40-2011)中對水泥路面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期規(guī)定:高速公路和一級(jí)公路為30年,二級(jí)公路為20年,三級(jí)公路為15年,四級(jí)公路為10年。
交通荷載等級(jí)確定以及路面結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí),必須使用交通量預(yù)測數(shù)據(jù)。當(dāng)公路設(shè)計(jì)等級(jí)為高速公路、一級(jí)公路及二級(jí)公路時(shí),上述的交通量預(yù)測年限無法滿足水泥路面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的要求。這就需要另外再補(bǔ)充交通量預(yù)測數(shù)據(jù),造成重復(fù)工作,為設(shè)計(jì)工作帶來不便。
從我國公路項(xiàng)目的運(yùn)營情況來看,目前新建水泥路面的實(shí)際使用年限往往遠(yuǎn)低于上述規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期。筆者建議將高速公路、一級(jí)公路及二級(jí)公路水泥路面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期進(jìn)行調(diào)整,使其與交通量預(yù)測年限保持一致,更加符合水泥路面的實(shí)際使用年限,也利于提高設(shè)計(jì)工作效率。
2.2 關(guān)于路基寬度
現(xiàn)行《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)及《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D20-2006)中對整體式路基寬度進(jìn)行了規(guī)定,按照公路等級(jí)和設(shè)計(jì)速度的分類,分別規(guī)定了車道數(shù)和對應(yīng)的路基寬度,并列表示出規(guī)定值。
近年來,在我國公路建設(shè)實(shí)際操作時(shí),尤其在東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),除高速公路的路基寬度基本執(zhí)行上述規(guī)定外,按照地方政府投資建設(shè)的規(guī)劃,其它等級(jí)的公路,尤其是二級(jí)公路很難按上述規(guī)定執(zhí)行,路基寬度多種多樣,車道數(shù)也有變化。筆者認(rèn)為,規(guī)范對地方公路的路基寬度進(jìn)行規(guī)定沒有必要,可去除?;蛘呓ㄗh將上述規(guī)定值改為建議值,用來參照執(zhí)行。
2.4 關(guān)于圓曲線加寬
現(xiàn)行《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D20-2006)中對圓曲線的規(guī)定如下:二級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路的圓曲線半徑小于或等于250m時(shí),應(yīng)設(shè)置加寬。雙車道公路路面加寬值規(guī)定進(jìn)行了列表闡述,并規(guī)定圓曲線上的路面加寬應(yīng)設(shè)置在圓曲線內(nèi)側(cè)。
上述圓曲線加寬的規(guī)定中設(shè)置的提前條件:二級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路并且為雙車道公路,筆者認(rèn)為不夠完善。因考慮以下兩點(diǎn):(1)一級(jí)公路設(shè)計(jì)速度為60Km/h時(shí),其圓曲線半徑小于等于250m的情況比較常見,但其車道數(shù)大于雙向2車道;(2)近年來,各地所建設(shè)的二級(jí)公路并不僅限于雙向2車道,雙向4車道的二級(jí)公路也有建設(shè)。此兩種情況下,也即非雙車道的公路,圓曲線如何加寬,規(guī)范中并未涉及。
筆者對照現(xiàn)行的《城市道路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ 193-2012),其中對圓曲線加寬的規(guī)定如下:當(dāng)圓曲線半徑小于或等于250m時(shí),應(yīng)在圓曲線范圍內(nèi)設(shè)置加寬,每條車道加寬值進(jìn)行了列表闡述。該規(guī)定沒有道路等級(jí)和車道數(shù)的前提條件,只要圓曲線半徑小于或等于250m的道路均應(yīng)進(jìn)行加寬,且每條車道均有加寬值。
筆者認(rèn)為《城市道路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ 193-2012)中對圓曲線加寬的規(guī)定比較周全。建議《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》中對圓曲線加寬的規(guī)定應(yīng)進(jìn)行完善,補(bǔ)充其它未提及的情況。
2.5 關(guān)于水泥路面縱縫拉桿
現(xiàn)行《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40-2011)中規(guī)定:縱縫拉桿的直徑、長度和間距參照表1所示執(zhí)行,表中拉桿尺寸表示為直徑×長度×間距。
按照該規(guī)定,確定拉桿參數(shù)時(shí),須參照面層厚度和縱縫到自由邊或未設(shè)拉桿縱縫的距離兩個(gè)條件。因每條縱縫均設(shè)置拉桿,故縱縫到自由邊或未設(shè)拉桿縱縫的距離即為縱縫到路面邊緣的距離,如此單側(cè)每一條縱縫采用的拉桿參數(shù)均應(yīng)不同,設(shè)計(jì)和施工較為繁瑣。而實(shí)際設(shè)計(jì)工作中,每一條縱縫拉桿都采用了相同的參數(shù)。故筆者建議:規(guī)范中改為采用縱縫到自由邊或未設(shè)拉桿縱縫的最小距離或者平均距離進(jìn)行控制,明確每條縱縫的拉桿采用的參數(shù)均相同。
2.6 關(guān)于中分帶防炫高度
筆者夜間在高速公路上駕車或者乘車時(shí),當(dāng)車輛行駛至半徑較小、坡差較大的凹形豎曲線路段時(shí),經(jīng)常受到對向車道車輛遠(yuǎn)光燈的干擾,形成“蒸發(fā)現(xiàn)象”,使兩車之間的物體完全淹沒在燈光之中,造成較大的安全隱患。究其原因,應(yīng)為凹形豎曲線路段中央分隔帶內(nèi)的防炫高度設(shè)置不夠。
現(xiàn)行《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T D81-2006)中關(guān)于豎曲線路段防炫設(shè)施高度的規(guī)定如下:當(dāng)豎曲線半徑小于規(guī)范所規(guī)定的一般最小半徑時(shí),應(yīng)根據(jù)豎曲線前后縱坡的大小計(jì)算防炫設(shè)施的高度。一般可通過計(jì)算或計(jì)算機(jī)繪圖求出豎曲線內(nèi)各典型路段相應(yīng)的防炫設(shè)施高度值,然后取平均值作為整個(gè)豎曲線路段的防炫設(shè)施設(shè)置高度。
筆者認(rèn)為,豎曲線內(nèi)防炫高度取上述平均值不夠合理,應(yīng)按照實(shí)際計(jì)算結(jié)果取值。因高速公路上行車速度較快,交通事故的發(fā)生只在轉(zhuǎn)眼之間,采用平均值必然會(huì)產(chǎn)生很多防炫漏洞,留下很大的安全隱患。按照實(shí)際計(jì)算結(jié)果進(jìn)行防炫高速設(shè)置,才能杜絕所有的防炫死角,保障交通安全。
2.7 關(guān)于舊路改造
隨著我國交通量的快速增長,早期修建的公路基本達(dá)到了飽和,即使沒有達(dá)到交通量飽和,舊路面也已經(jīng)破損較為嚴(yán)重,舊路改造成為了現(xiàn)階段我國公路建設(shè)的重要組成部分。目前公路工程系列規(guī)范中,僅《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40-2011)和《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D50-2006)中有相關(guān)規(guī)定,其它的分項(xiàng)均采用與新建工程相同的規(guī)范。
筆者認(rèn)為舊路改造工程和新建工程采用相同的規(guī)范還是有其局限性,尤其路線縱斷面設(shè)計(jì)方面。以路面改善工程為例,特別是沿線城鎮(zhèn)化較為明顯的公路:此類項(xiàng)目路線平面基本維持舊路現(xiàn)狀不變,縱斷面則需進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。在具體縱斷面設(shè)計(jì)時(shí),往往受到以下條件的制約:①舊路現(xiàn)狀縱斷面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)很低,與平面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相差較大,舊路橫坡較為凌亂;②要求盡量利用舊路面,避免大填大挖;③必須考慮與路側(cè)建筑物的地坪標(biāo)高相適應(yīng),與其相接平順。在上述條件的制約下,縱斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)難以滿足規(guī)范要求,甚至與規(guī)范要求相差較大,這就給設(shè)計(jì)工作帶來了較大的困擾。
通過多年類似項(xiàng)目建設(shè)后的實(shí)際運(yùn)營效果來看,此類路面改善項(xiàng)目縱斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)雖然低于規(guī)范要求,但其縱坡均較小,相鄰縱坡之間的坡差也較小,對行車視距基本沒有影響,對行車舒適性也影響甚微,故運(yùn)營后的效果較為理想。
筆者認(rèn)為,相關(guān)規(guī)范應(yīng)適當(dāng)增加舊路改造的內(nèi)容,此類路面改善工程的縱斷面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建議增加采用坡差進(jìn)行控制的方法,以更貼合項(xiàng)目實(shí)際。
3 結(jié)語
公路工程系列規(guī)范是建筑法規(guī)體系的組成部分,是廣大公路設(shè)計(jì)工作者必須遵守的準(zhǔn)則和規(guī)定。在保證工程質(zhì)量和安全、降低工程造價(jià)、縮短工期、節(jié)能環(huán)保、促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步等方面起著顯著的作用。
本文對現(xiàn)行規(guī)范上述若干疑問的意見和建議,希望起到拋磚引玉的作用。由于筆者水平有限,文中難免存在不當(dāng)之處,望得到讀者的批評(píng)、指正。
參考文獻(xiàn):
[1]交通運(yùn)輸部.《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)
[2]交通運(yùn)輸部.《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D20-2006)
[2]交通運(yùn)輸部.《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40-2011)
【關(guān)鍵詞】公路;路線設(shè)計(jì);若干問題;探討
1.緩和曲線長度采用問題
直線、圓曲線、緩和曲線是公路平面線形的主要組成要素,當(dāng)汽車行駛在公路上時(shí),從直線進(jìn)入圓曲線,駕駛員應(yīng)逐漸改變前輪的轉(zhuǎn)向角,使其適應(yīng)相應(yīng)半徑的圓曲線,前輪的逐漸轉(zhuǎn)向是在進(jìn)入圓曲線前的某一路段內(nèi)完成的。在直線上半徑無窮大,圓曲線半徑為R,從直線過渡到圓曲線,汽車的行駛曲率是不斷變化的,這一變化路段即為緩和曲線段。
目前我們在公路線形設(shè)計(jì)中,一些設(shè)計(jì)人員對緩和曲線的采用存在著幾種不同的情況:有的只采用《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的的最小緩和曲線長度,有的考慮視覺需要而采用R/9的緩曲長度;還有個(gè)別不考慮地形、地物的實(shí)際情況,采用過長的緩和曲線,因而增大了工程規(guī)模,提高了造價(jià)。本人結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范和工作實(shí)踐,認(rèn)為決定緩和曲線長度的因素主要有四個(gè),即:
(1)考慮離心加速度的變化率所需的長度。離心加速度從直線上的零增加到進(jìn)入圓曲線時(shí)的最大值,離心加速度變化率應(yīng)限制在使汽車駕駛員和乘客都感到舒適的范圍內(nèi),離心加速度變化率一般為P=0.5~0.6(m/s3),緩和曲線長度Lh=0.036V3/R(m),速度單位V(Km/h)。緩和曲線長度與行車速度成正比,與平曲線半徑成反比,即平線半徑越小,緩和曲線愈長。
(2)考慮駕駛員操作方向盤所需的反應(yīng)時(shí)間。一般駕駛員操作汽車方向盤所需要的時(shí)間,世界多數(shù)國家按行車速度行程式的3~5秒距離考慮,我國《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》按計(jì)算行車速度3秒行程距離確定緩和曲線最小長度,Lh=vt=0.83V(m)。這個(gè)長度與行車速度成正比,速度越大,緩和曲線愈長,相對來說也是與平曲線半徑成正比,因速度越高,平曲線半徑也愈大。
(3)考慮超高所需緩和段過渡的需要?!豆饭こ碳夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)》指出,公路設(shè)計(jì)路線設(shè)計(jì)有時(shí)以行車邊緣線為旋轉(zhuǎn)軸,或者車道數(shù)較多、路面較寬,則可能超高所需緩和段長段大于曲率變化的緩和段長度。
(4)考慮視覺和線形景觀所需的長度?;匦€的基本公式為RLh=A2(A為回旋參數(shù)),也是曲線半徑R越大,回旋曲線Lh越短,即長度與平曲線半徑成反比。但是,為了滿足視覺和景觀的需要而導(dǎo)入R/3≤A≤R的條件式,即回旋曲線的參數(shù)必須大于R/3和小于R時(shí)才能滿足視覺和景觀的要求,這時(shí)回旋曲線的長度Lh=R/9~R,這時(shí)線形舒順協(xié)調(diào),也就是說平曲線半徑越大,回旋線愈長,其長度與平曲線半徑成正比。
回旋曲線能能適應(yīng)各種地形、地物條件,對圓曲線或直線都不能適應(yīng)的地形、地物情況下,選取適當(dāng)?shù)幕匦€,能較好的滿足約束條件,使線形較好的滿足各方面的限制條件。在具體設(shè)計(jì)中,如何正確合理的采用緩和曲線長度呢?個(gè)人認(rèn)為《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的緩和曲線最小長度和超高緩和率所需的緩和曲線長度,在任何情況下都必須滿足。如視覺誘導(dǎo)需要,而又不過分增加工程,可采用按視覺條件要求的緩和曲線長度,一般根據(jù)計(jì)算比較取最大值(一般取5m的整倍數(shù))。地形、地物特殊需要時(shí),可根據(jù)實(shí)際情況采用較長的緩和曲線。緩和曲線長度除滿足要求的最小值外,考慮線形組合要求,圓曲線長度Ly與級(jí)和曲線長度Lh之間的大小最好滿足Lh:Ly:Lh=1:1:1:1或1:2:1為宜,以保證線形組合的協(xié)調(diào)、均衡。
2.小轉(zhuǎn)角問題
公路平面線形中轉(zhuǎn)角在7°以下時(shí),曲線長度就顯得比實(shí)際短,駕駛員容易產(chǎn)生急轉(zhuǎn)彎的錯(cuò)覺而急忙轉(zhuǎn)向,造成行車事故。轉(zhuǎn)角越小愈顯著。在高等級(jí)公路平面線形設(shè)計(jì)中,應(yīng)盡量避免采用小轉(zhuǎn)角。無論是紙上定線或是實(shí)地定線,采用小轉(zhuǎn)角是較簡單的布線方法,有些選線人員常以設(shè)置小轉(zhuǎn)角來解決定線中遇到的困難,而要取消一個(gè)小轉(zhuǎn)角常常要費(fèi)很大功夫,要反復(fù)移動(dòng)前后的路線,有時(shí)還要增加一些工程。對于設(shè)計(jì)速度低的公路,小轉(zhuǎn)有對行車安全影響不太大,在工程艱路段個(gè)別小轉(zhuǎn)角是可以的。但對設(shè)計(jì)速度高的公路設(shè)置小轉(zhuǎn)角一定要慎重,同時(shí)保證圓曲線的最小長度。
3.分離式隧道處的平面布線問題
高等級(jí)公路的路面較寬,隧道的凈寬也相應(yīng)較寬。在高等級(jí)公路上的隧道多為分離式的,即在上、下行兩個(gè)方向上各建一座隧道,但在分離式隧道兩端的路基又多為整體式的,即上、下行雙向都在一個(gè)平面上。分離式隧道相鄰間的凈距,與圍巖地質(zhì)條件、斷面形狀和尺寸、施工方法等因素而不同。如Ⅲ級(jí)圍巖,相鄰隧道間的最小凈距為2×B(B為隧道開挖斷面的寬度),雙向四車道的隧道,間距一般在30~50m之間。
如何將整體式路基的中線分為分離式路基的兩條中線,一般有兩種作法,一種是采用設(shè)置四個(gè)小轉(zhuǎn)角的簡單辦法,即在隧道分離前設(shè)置兩個(gè)小轉(zhuǎn)角,將中線分開,過隧道后又設(shè)置兩個(gè)小轉(zhuǎn)角,將中線合攏。這種方法雖然方便易行,但明顯地降低了平面線形的標(biāo)準(zhǔn),對行車安全十分不利,已在前小轉(zhuǎn)角問題內(nèi)闡述。第二種作法是適當(dāng)扭動(dòng)隧道軸線,延長或后退隧道兩端的轉(zhuǎn)角點(diǎn),并在隧道兩端的轉(zhuǎn)角點(diǎn)外采用不同或相同的平曲線半徑,在曲線上將中線分開,這種方法雖在定線這程中有一定的難度,但保證了平面線形的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在寬度不同的中央分隔帶路或山嶺區(qū)分離式路基地段,分開中線也多采用此種方法。
4.公路縱斷面縱坡控制問題
(1)山嶺重丘區(qū)的縱斷面設(shè)計(jì)。在山嶺重丘區(qū)修建高等級(jí)公路多受地形高差的控制,必須升坡(或降坡)以克服地形高差,才能使公路通到目的地,如采用縱坡過緩將延長展線距離,增長運(yùn)輸里程,加大工程和修建費(fèi)用,如設(shè)計(jì)縱坡過大、過長,將影響汽車的行駛速度和通過能力,達(dá)不到修建高等級(jí)公路的緩流效益。我國現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),最大縱坡坡見下表:
載重汽車在水平路段上與小客車的平均速度相差不大,但在上坡道路段,載重汽車隨著縱坡的加大和縱坡長度的增長,行駛速度將明顯地降低。設(shè)計(jì)速度為120Km/h時(shí),最大縱坡不大于3%,設(shè)計(jì)速度為100 Km/h時(shí),最大縱坡不大于3%,如每噸為7.35KW的載重汽車在3%的上坡道路段,縱坡長度為800m時(shí),行駛速度能達(dá)到60Km/h,若縱坡長度增長為1000m時(shí),則行駛速度只能達(dá)到39km/h,縱坡長度雖只增加了200m,但行駛速度卻降低了35%,所以我國規(guī)定設(shè)計(jì)速度為120Km/h的高速公路,3%的縱坡限制長度是900m。又如載重汽車在5%的上坡路段,縱坡長度為780m時(shí),行駛速度只能達(dá)到38Km/h,即時(shí)設(shè)計(jì)速度為60Km/h的一級(jí)汽車專用公路,也不符合載重汽車容許最低速度40Km/h要求;解決這種情況的辦法,一般是減小縱坡,如不可能減小縱坡則縮短坡長,如縱坡和坡長都不能改變,則只有考慮采用增設(shè)爬坡車道的辦法,將慢速車輛分離出去,保證主車道的正常行駛速度和通過能力。
我國的公路交通量目前以載重汽車為主,因此,為了不影響通過能力,減少安全事故,應(yīng)慎重采用過陡、過長的縱坡,如漳龍高速公路,有一段長約14Km的長連續(xù)下坡段,起點(diǎn)在龍巖境內(nèi)的適中鎮(zhèn),終點(diǎn)在漳州南靖和溪鎮(zhèn),高差486米,平均縱坡3.47%,最大縱坡5.8%接近允許的極限縱坡限6%,該段道路自2002年1月開通以來,發(fā)生過多起特重大交通事故,被過路司機(jī)稱為“磨鬼路段”。但在山嶺重丘區(qū),如采用過緩的縱坡,一般須提前展線或采用長隧道的方案,如采用陡坡和長坡,雖可采用短隧道的方案,但需設(shè)置爬坡車道。因此,對山嶺重丘區(qū)高等級(jí)公路的縱面線形設(shè)計(jì),一般應(yīng)進(jìn)行多方案的比較,對于連續(xù)上坡路段的縱坡設(shè)計(jì),除上坡方向應(yīng)符合平均縱坡、不同縱坡最大縱坡長規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)外,還應(yīng)考慮下坡方向盤行駛安全,要采用運(yùn)行速度對連續(xù)上坡方向的通行能力與下坡方向的行車安全進(jìn)行檢驗(yàn);同時(shí),從修建費(fèi)用和營運(yùn)費(fèi)用、技術(shù)指標(biāo)等進(jìn)行同等深度的比較論證后,才能提出經(jīng)濟(jì)合理的采用方案,龍其在方案設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì)階段,更應(yīng)重視方案比選工作。
(2)平原微丘區(qū)高等級(jí)公路的縱面設(shè)計(jì)。在平原微丘區(qū)設(shè)計(jì)高等級(jí)公路的縱坡,必須“精打細(xì)算”,平原微丘區(qū)的高等級(jí)公路多為填方,而填方又多要借土,借土又常要占用耕地,另外,平原微丘區(qū)的縱斷面與丘陵區(qū)的縱斷面不同,丘陵區(qū)的縱斷有填有挖,縱坡設(shè)計(jì)線位上下一下,對工程影響不大,多挖了可減少填方,多填了可減少挖方。而在平原微丘區(qū),路基寬30m的公路,如縱坡設(shè)計(jì)線高0.1m,一公里增加的填方量約為2000~3000m3,填方借土數(shù)量增多,相應(yīng)地也將增加占用耕地的數(shù)量。
平原微丘區(qū)的地質(zhì)一般多為軟土地帶,如縱坡設(shè)計(jì)不當(dāng),有時(shí)還將增加橋梁的長度,所以,在平原微丘區(qū)設(shè)計(jì)縱坡前,應(yīng)將橋、涵、通道、立交、路基設(shè)計(jì)水位、通處下挖深度等標(biāo)高都標(biāo)注在縱斷面圖上,作為縱坡設(shè)計(jì)的“控制點(diǎn)”,然后才開始縱坡設(shè)計(jì),一般應(yīng)反復(fù)試坡多次,使縱斷面達(dá)到最佳線位,這樣設(shè)計(jì)的縱坡方案可達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合理的要求。
(3)小于0.3%縱坡的設(shè)計(jì)問題。為保證挖路段、設(shè)置邊溝的填方路段和橫向排水不暢路段的排水,為防止積水滲入路基而影響其穩(wěn)定性,應(yīng)采用不小于0.3%的縱坡。當(dāng)縱坡小于0.3%,將造成路面排水不良,雨天行車濺水成霧,影響行車安全。同時(shí),在路面上積水到一定厚度后,高速行車時(shí),在車輪與路面間產(chǎn)生“水膜”現(xiàn)象,使輪胎與路面間的摩阻力大大降低,汽車移到緊急情況需急剎車,往往剎不住,甚至剎車過急,引起車輛“飄移、甩尾、側(cè)翻“等,常釀成嚴(yán)重交通事故,所以,一般要求公路的縱坡要大于0.3%,但必須設(shè)計(jì)小于0.3%的縱坡時(shí),應(yīng)將路面的橫坡調(diào)大,同時(shí)邊溝應(yīng)作單獨(dú)的縱向排水設(shè)計(jì),防止路面積水。
5.公路平縱面線形組合問題
為保證汽車行駛的安全與舒適,應(yīng)把道平、縱、橫三面結(jié)合作為立體線形來分析研究。平面與縱面線形的協(xié)調(diào)組合將能在視覺上自然地誘導(dǎo)司機(jī)的視線,并保持視覺的連續(xù)性。保持豎曲線半徑和平曲線半徑大小的的均衡是線形設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié),即平曲線半徑大時(shí),豎曲線半徑也要相應(yīng)的大,均衡對視覺可獲得美學(xué)上的滿足,當(dāng)平面和縱面都對司機(jī)吸引力一樣時(shí),司機(jī)的注意力就集中,汽車駕駛員和乘客對線形就會(huì)產(chǎn)生一種心曠神怡的感受。平曲線和豎曲線達(dá)到均衡以后,不但線形順滑優(yōu)美,而且視覺良好,行車安全舒適。平、縱曲線均衡,主要應(yīng)做到以下幾點(diǎn):
(1)平曲線與豎曲線對應(yīng)、平曲線應(yīng)包豎曲線(即平包豎)能獲得行駛安全及平順優(yōu)美的線形,根據(jù)透視圖的分析研究,得出如下結(jié)論:平豎曲線頂點(diǎn)重合,為理想及滿意情況;平豎曲線頂點(diǎn)錯(cuò)開1/4,為較滿意情況;平豎曲線頂點(diǎn)錯(cuò)開1/2,為很差情況。配合得好的線形是豎曲線起迄點(diǎn)最好分別放在兩個(gè)緩和曲線中間,其中任一點(diǎn)都不要放在緩和曲線以外的直線上,也不要放在圓弧段之內(nèi)。若做不到豎曲線與平曲線較好的配合,且兩者半徑都小于某限度時(shí),寧可把平豎曲線錯(cuò)開相當(dāng)距離,使平曲線位于直線坡段上或豎曲線位于直線上。
(2)平豎曲線半徑大小要均衡。研究認(rèn)為:當(dāng)平曲線半徑在1000m以下時(shí),豎曲線半徑宜為平曲線半徑的15~20倍,此時(shí)可獲得視覺與工程費(fèi)用經(jīng)濟(jì)的平衡,平縱半徑的均衡指標(biāo)可參考下表所列:
(3)道路線形設(shè)計(jì)時(shí),要避免線形的突變,并以順適的線形連接與配合。平縱面線形的組合應(yīng)避免下列情況:
①凸線豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部,不得插入小半徑平曲線。②凸線豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部,不得與反向曲線的拐點(diǎn)重合。③直線上的縱面線形不應(yīng)反復(fù)凹凸,避免出現(xiàn)使司機(jī)視覺中斷的線形,如駝峰、暗凹、跳躍等。④長直線或長陡坡的頂端避免小半徑的曲線。⑤相鄰坡段的縱坡,以及相鄰曲線的半徑不宜相差懸殊。⑥道路各幾何部分的尺寸應(yīng)圓滑漸變。
(4)要選擇合宜的合成坡度。山區(qū)縱坡大的路段插入小半徑曲線,合成坡度過磊,對行車安全不利,車輛易出事故。平原區(qū),縱坡很小,平曲線變坡點(diǎn)附近的合成坡度過小,排水不利,妨礙高速行車,故一般不應(yīng)小于0.5%,考慮行車安全,在冬季路面有積雪、結(jié)冰的地區(qū),和自然橫坡較陡峻的傍山路段,合成縱坡必須小于8%。
6.結(jié)論
文章從平面線線的緩和曲線的采用和小轉(zhuǎn)角、分離式隧道、分離式路基平面布線方法、公路縱斷面設(shè)計(jì)、公路路線平縱組合等方面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的一些問題進(jìn)行了研究和探討,在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果,可為公路路線設(shè)計(jì)提供一些參考。
參考文獻(xiàn)
[1]中華人民共和國交通部.公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[M].北京:人民交通出版社,2006.
[2]中華人民共和國交通部/公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[M]..北京:人民交通出版社,2004.
關(guān)鍵詞:高速公路不良地質(zhì) 特殊性巖土 地質(zhì)評(píng)價(jià)
中圖分類號(hào):U416.36+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
0 引言
隨著我國高速公路通車?yán)锍痰倪M(jìn)一步增長,山區(qū)高速公路建設(shè)項(xiàng)目也日益增多。不良地質(zhì)和特殊性巖土是山區(qū)高速公路在設(shè)計(jì)和施工過程中常常遇到的難點(diǎn)問題。以下結(jié)合河南省在建的登(封)至汝(州)高速公路,對高速公路沿線的不良地質(zhì)和特殊性巖土進(jìn)行評(píng)價(jià)研究,以期為其他山區(qū)高速公路提供經(jīng)驗(yàn)和借鑒。
1 項(xiàng)目沿線地質(zhì)地層巖性
登汝高速公路位于鄭州登封市和平頂山汝州市,為河南省高速公路網(wǎng)“686”規(guī)劃其中一縱S49(焦作至桐柏高速公路)登封至汝州段,也是中部地區(qū)南北向主要通道的焦作至隨州至岳陽高速公路的組成部分,屬G55(二廣高速)和G4(京港澳高速)的加密通道。項(xiàng)目自S32(永登高速)禹登段盧店單喇叭互通接出,于告成西跨穎河后南行,經(jīng)白坪鄉(xiāng)、大峪鄉(xiāng)西,在安溝水庫西岸進(jìn)入北汝河沖積平原,南行搭接G36(寧洛高速)。
由于受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響,登汝高速公路沿線地層變化較豐富,在中低山地貌區(qū),基巖多出露地表。根據(jù)沿線地質(zhì)調(diào)查,路區(qū)北部和南部被第四系地層覆蓋,高程一般在180-370米之間,北部第四系多由沖洪積為主,厚度一般10-50米左右,南部第四系土層多有殘積和洪積為主,厚度一般10-30米左右,局部厚度較大。沿潁河、汝河等河道分布的第四系全新統(tǒng),巖性主要以粉土、黏性土、砂土和卵、礫石層為主。上更新統(tǒng)多為風(fēng)力、流水作用及山區(qū)殘積物質(zhì)堆積形成,多為黃土狀土及粘性土為主,中密、硬塑狀,含鈣質(zhì)結(jié)核。中更新統(tǒng)主要分布在低山與平原交接的山前平原地區(qū),以坡積和洪積為主。巖性以棕紅色、褐紅色粉質(zhì)黏土層,含鈣質(zhì)結(jié)核及卵礫石,并夾砂、砂卵石及鈣質(zhì)結(jié)核富集層。路區(qū)中部主要為中低山地貌,基巖出露,多軟硬互層,巖性變化較大,工程性質(zhì)差別較大。
2 項(xiàng)目沿線不良地質(zhì)與特殊性巖土
2. 1 不良地質(zhì)
根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和路線地質(zhì)調(diào)查及勘探結(jié)果,項(xiàng)目區(qū)內(nèi)區(qū)域地質(zhì)條件較復(fù)雜,地形類型多樣、巖性變化繁復(fù),但在本合同段路線范圍內(nèi)自然環(huán)境中未發(fā)現(xiàn)較大型的不良地質(zhì)現(xiàn)象,不良地質(zhì)作用主要為崩塌、滑坡、巖溶、采空區(qū)等。
1)崩塌
項(xiàng)目部分路段位于中低山地貌,部分地區(qū)地形陡峭,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜加之人類活動(dòng)產(chǎn)生的臨空面,為崩塌的形成提供了空間和背景條件。崩塌、落石在項(xiàng)目區(qū)多有發(fā)生,多屬小型崩塌,特別是在上硬下軟巖組的陡坡地形區(qū)和高角度裂隙發(fā)育的陡崖區(qū)及發(fā)生在脆性巖層中,特別是區(qū)域性構(gòu)造比較發(fā)育段,其穩(wěn)定性差,對路線危害程度一般,主要影響橋梁安全。
2)滑坡
項(xiàng)目區(qū)滑坡多屬潛在滑坡,覆蓋層厚度一般較薄,巖性多以軟巖和軟硬巖互層為主,在山坡坡腳處易形成松散堆積層,堆積層底面與基巖接觸面容易形成滑動(dòng)面,從而形成滑坡。特別是軟質(zhì)巖石,如片麻巖、片巖等巖石節(jié)理裂隙發(fā)育,路線多沿沖積溝谷、山腳、半坡穿行,當(dāng)巖體走向與路線走向小角度相交時(shí),便會(huì)產(chǎn)生順層邊坡,挖方段存在滑坡、崩塌等的可能性。其對路線危害程度較嚴(yán)重,主要影響橋梁安全和路基安全。
3)巖溶
項(xiàng)目區(qū)部分路段巖性以寒武系石灰?guī)r為主,加之線路區(qū)域內(nèi)構(gòu)造帶發(fā)育,張應(yīng)力、張扭應(yīng)力、扭應(yīng)力集中,裂隙密集。地表水、地下水多由山坡沿沖溝部位向坡腳洼地處徑流運(yùn)移,巖溶有自高處向低處發(fā)展的趨勢。坡腳洼地處地表水、地下水強(qiáng)烈富集,巖溶多沿水流匯集方向、沿層間不同層理接觸面、構(gòu)造裂隙發(fā)育帶發(fā)育,并且地表前部向深部發(fā)展。山麓斜坡巖溶表現(xiàn)為地表溶溝、溶槽出露,而坡腳低洼部位表現(xiàn)為巖溶,地下暗河及落水洞,其對路線的危害一般。
4)采空區(qū)
項(xiàng)目區(qū)部分路段存在采空區(qū)地表沉陷,主要為地下礦層大面積采空后,上部巖層失去支撐,產(chǎn)生移動(dòng)變形,原有平衡條件被破壞,隨之產(chǎn)生彎曲,塌落,以致發(fā)展到使地表下沉變形。塌陷坑在地表上表現(xiàn)為凹陷盆地形態(tài),剖面形態(tài)為緩漏斗狀,其四周略高,中間稍低,由于開采煤層厚度不同,覆蓋層厚薄不一,形成不同程度的塌坑和積水湖,若干個(gè)塌陷坑連為一體,形成大的塌陷區(qū)。其對路線的危害程度嚴(yán)重。
2. 2 特殊性巖土
根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和路線地質(zhì)調(diào)查及勘探結(jié)果,項(xiàng)目區(qū)內(nèi)區(qū)域地質(zhì)條件較復(fù)雜,地形地貌類型多樣,存在特殊性巖土主要為濕陷性黃土和軟弱土。
1)黃土
根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及土工實(shí)驗(yàn),路區(qū)黃土多分布于斷陷盆地和山前傾斜平原,巖性為第四系上更新統(tǒng)黃土狀土為主,厚度變化較大,一般5-10米左右。黃土呈中密狀,較硬,直立性好,力學(xué)強(qiáng)度較高,濕陷系數(shù)一般0.84%-2.78%,為輕微濕陷,濕陷量49.8-268.0毫米,主要為非自重Ⅰ級(jí)濕陷,局部為Ⅱ級(jí)濕陷。
2)軟弱土
根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及鉆孔資料,路區(qū)軟弱土多分布在線路南段北汝河沖洪積平原階地。巖性以粉質(zhì)粘土、粉土為主,軟弱土多呈透鏡體存在,工程地質(zhì)性質(zhì)較差,影響路基和涵洞基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。
3 特殊地質(zhì)工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)
3.1 不良地質(zhì)
1)崩塌
項(xiàng)目部分路段位于中低山地貌,基巖多有出露,巖性以砂巖、片麻巖、石英片巖等為主,巖體節(jié)理、裂隙較發(fā)育,多強(qiáng)風(fēng)化-中風(fēng)化,極易產(chǎn)生崩塌。路線在該區(qū)域通過時(shí),對發(fā)現(xiàn)的可能發(fā)生崩塌、落石的小型巖塊或巖體進(jìn)行爆破清除,減少因巖體開挖而發(fā)生崩塌和落石的影響,若崩塌、落石巖體的范圍較大時(shí)可采取拉網(wǎng)錨固等措施進(jìn)行處理。
2)滑坡
項(xiàng)目部分路段滑坡多為潛在滑坡,巖體順層滑坡主要表現(xiàn)為風(fēng)化破裂巖層沿下伏傾斜巖層的層面或軟弱結(jié)構(gòu)面下滑,碎裂狀結(jié)構(gòu)的風(fēng)化巖體沿軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的滑坡。除地形臨空、構(gòu)造裂隙分割、層面產(chǎn)狀等地質(zhì)因素外,滑坡破壞的主要誘發(fā)因素為降水、流水沖蝕坡腳以及工程施工。建議設(shè)計(jì)和施工時(shí),采取加固和抗滑等措施處理潛在的滑坡和滑塌巖土體。
3)巖溶
項(xiàng)目區(qū)部分路段巖性以寒武系灰?guī)r為主,節(jié)理、裂隙密集,構(gòu)造裂隙發(fā)育帶發(fā)育,山麓斜坡巖溶表現(xiàn)為地表溶溝、溶槽出露,而坡腳低洼部位表現(xiàn)為巖溶,地下暗河及落水洞。建議對對已發(fā)現(xiàn)的小型溶洞和溶槽進(jìn)行填筑處理,大型溶洞以橋梁跨越方法通過。
4)采空區(qū)
通過野外地質(zhì)調(diào)查,路線部分區(qū)域存在煤礦采空區(qū),地表多發(fā)生塌陷情況,該采空區(qū)開采煤層為二1煤和一3煤,路線經(jīng)過路段上部主要以粉質(zhì)黏土和碎石為主,粉質(zhì)黏土多呈可塑狀,碎石多呈中密-密實(shí)狀,覆蓋層厚度大約5-10米左右。其頂板以二疊系太原組(P)砂巖為主,砂巖飽水單軸抗壓強(qiáng)度30-50Mpa,巖體節(jié)理裂隙發(fā)育。該采空區(qū)埋深280-350米,開采厚度大約1-3.5米,采厚比大約56-70。附近村莊多發(fā)生地表沉陷,房屋多出現(xiàn)裂縫。其危害程度屬嚴(yán)重,該采空區(qū)屬欠穩(wěn)定-不穩(wěn)定,發(fā)生地面沉陷等地質(zhì)災(zāi)害的可能性大,危險(xiǎn)性大。影響橋梁的安全和路基的穩(wěn)定性,因此,建議路線避讓該采空區(qū)。如果線位無法避讓,建議采取注漿法進(jìn)行采空區(qū)處理。
3.2 特殊性巖土
1)黃土
路區(qū)黃土多分布于斷陷盆地和山前傾斜平原,巖性為第四系上更新統(tǒng)黃土狀土為主,主要為非自重Ⅰ級(jí)濕陷。對線路路基工程,填方路段可采用擠密灰土樁或強(qiáng)夯進(jìn)行處理,挖方路段邊坡可按《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)要求進(jìn)行分析驗(yàn)算其穩(wěn)定性,酌情采用適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)處理,在邊溝加鋪防滲布,設(shè)置排水溝等進(jìn)行處理。對涵洞、通道基底范圍內(nèi)大面積存在濕陷性黃土的,可采用重錘夯實(shí),并采取防水和結(jié)構(gòu)措施進(jìn)行處理。
2)軟弱土
路區(qū)軟弱土多分布在線路南段汝河沖洪積平原階地,巖性以粉質(zhì)粘土、粉土為主,埋深大約5米左右,水深一般4米左右,工程地質(zhì)性質(zhì)較差。對于線路區(qū)軟弱土路基工程建議驗(yàn)算總變形量和工后變形量,并依此再酌情采用復(fù)合地基,并輔以加鋪土工材料的墊層過渡處理。對于涵洞通道工程,建議根據(jù)基底壓力、持力層容許承載力、下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算及地基變形量,酌情采用復(fù)合地基處理。
4 結(jié)語
高速公路是線性工程,跨越區(qū)域廣,工程質(zhì)量與沿線地質(zhì)情況密切相關(guān),而選線工作是所有工作中的重中之重。因此,為了充分發(fā)揮公路工程的功能性,就要求設(shè)計(jì)人員不僅要嚴(yán)格堅(jiān)持地形選線,更應(yīng)該密切結(jié)合路區(qū)地質(zhì)情況,時(shí)刻注重地質(zhì)選線。
參考文獻(xiàn):
[1] JTG D30-2004. 公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
【關(guān)鍵詞】高速公路;單喇叭型互通立交;設(shè)計(jì)
單喇叭型互通式立體交叉屬于T形交叉的一種, 出入口設(shè)置在同一位置,因包含有兩條直接匝道、一條半直接匝道和一條環(huán)形匝道外觀類似喇叭而得名,其中環(huán)形匝道道供交通量較小的一方進(jìn)出。單喇叭型互通立交分為A、B兩種類型,一般用于相交公路不同方向交通量相差較大,個(gè)別方向轉(zhuǎn)彎交通量不大的情況。單喇叭互通立交一般情況下交叉口總通行能力6000-8000pcu,計(jì)算車速通常直行為60-120km/h,轉(zhuǎn)彎為30-60km/h,占地通常為3.5-4.5公頃,單喇叭型互通立交具有較大的通行能力、較小的占地面積和收費(fèi)管理方便及造價(jià)較低的特點(diǎn),在設(shè)計(jì)中得到大量的應(yīng)用。
1.位置的選擇
影響互通立交位置的因素很多,除應(yīng)滿足互通立交間距、互通立交與相鄰的其他有出人口的設(shè)施或隧道之間的距離要求外還應(yīng)考慮公路網(wǎng)的現(xiàn)狀和規(guī)劃情況,并設(shè)在兩相交公路線形指標(biāo)良好,地形、地質(zhì)、通視等條件好的位置,對與之相連的被交路也要滿通量快速集散的要求,通行能力不能滿足需要時(shí),應(yīng)進(jìn)行改建。
主線平縱線形對互通立交位置影響較大,規(guī)范對立交范圍內(nèi)的主線平縱指標(biāo)有明確規(guī)定,這些指標(biāo)常高于正常路段標(biāo)準(zhǔn),尤其在主線的分、合流部,應(yīng)有良好的視距及較緩的縱坡,盡量避免大橫坡,新建公路在路線選線及縱坡設(shè)計(jì)階段就應(yīng)綜合考慮互通布設(shè)的位置,按照規(guī)范要求進(jìn)行平縱面設(shè)計(jì)。改建公路增加互通立交時(shí)要在收集老路設(shè)計(jì)及竣工資料后優(yōu)先選擇主線指標(biāo)滿足要求的路段進(jìn)行布設(shè),若受地形等因素影響不得已在主線指標(biāo)不滿足的位置布設(shè)互通時(shí)需按規(guī)范要求對老路平縱線形改造。
2.型式的選擇
左轉(zhuǎn)彎交通量是A、B型喇叭選用的指標(biāo)。直接式匝道利于承擔(dān)較大的交通量,環(huán)形匝道則適合承擔(dān)較小的交通量。當(dāng)半直接匝道和環(huán)形匝道的交通量相差不大時(shí)宜優(yōu)先采用A型。因地形、地物的限制或左轉(zhuǎn)進(jìn)入主線的交通量遠(yuǎn)大于左轉(zhuǎn)駛離主線的交通量時(shí),宜采用B型,但雙車道匝道不應(yīng)布置為環(huán)形匝道。
3.匝道設(shè)計(jì)
3.1匝道設(shè)計(jì)車速的選擇
單喇叭型互通立交通常根據(jù)交通量多少布設(shè)各匝道,直接及半直接式匝道具有較高的平縱指標(biāo),環(huán)形匝道平縱指標(biāo)較差,指標(biāo)的高低決定了車輛安全運(yùn)行的速度,對于指標(biāo)不同的匝道應(yīng)采用不同的設(shè)計(jì)車速,設(shè)計(jì)中不宜將整個(gè)喇叭型互通的所有匝道采用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)速度,內(nèi)環(huán)匝道設(shè)計(jì)車速最大不超過40km/h。
3.2匝道橫斷面的選擇
單喇叭型互通立交常按匝道承載的交通量大小選擇規(guī)范規(guī)定的單車道、雙車道及對向分隔式雙車道作為橫斷面型式,規(guī)范明確規(guī)定“對交通量小于300pcu/h、匝道長度等于或大于500m時(shí),或交通量等于或大于300pcu/h但小于1200pcu/h、匝道長度等于或大于300m時(shí),應(yīng)考慮超車之需而采用單出入口的雙車道型式”。設(shè)計(jì)中需要引起重視。
3.3匝道線形設(shè)計(jì)及易忽視的問題
單喇叭型互通立交匝道應(yīng)根據(jù)交通量、設(shè)計(jì)速度、地形、用地條件,造價(jià)等因素確定平縱線形,在滿通量和設(shè)計(jì)速度的前提下不應(yīng)追求高指標(biāo)造成用地和造價(jià)的大幅度提高。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),對于交通量小于3000pcu/d時(shí)取極限半徑或者稍大于極限半徑的半徑,交通量大于3000pcu/d時(shí)取一般半徑或者稍大于一般值的半徑,既能滿通量和運(yùn)行速度又能兼顧用地和造價(jià)。
平面設(shè)計(jì)中常被忽視的問題:一是線形單元的長度應(yīng)大于車速的3秒行程;二是回旋線長度應(yīng)不小于超高過渡所需的長度;三是對于分流鼻處的最小曲率半徑規(guī)范作了嚴(yán)格規(guī)定,但常有設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中對于圓曲線最小半徑、緩和曲線最小參數(shù)和長度等較重視,卻忽略了分流鼻端的最小曲率半徑或沒有引起足夠重視,正確的做法是平面設(shè)計(jì)中重視分流鼻端曲率半徑的設(shè)置,在后期對每處分流鼻端曲率半徑進(jìn)行驗(yàn)算,對受地形和主線線形等條件限制不易滿足曲率半徑的位置可考慮在匝道圓曲線之前設(shè)置兩段緩和曲線逕相連接的剎車曲線的方法加以優(yōu)化,此法可以較好的解決分流鼻端曲率半徑不夠以及分流點(diǎn)后緩和曲線長度過短,不能滿足匝道超高過渡長度的問題。
縱斷面設(shè)計(jì)中常被忽略的問題:一是不注意匝道平縱線形的組合,規(guī)范規(guī)定設(shè)計(jì)速度大于或等于60km/h的公路,應(yīng)注重路線平縱線形組合設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)速度等于或小于40km/h的公路,參照執(zhí)行。研究表明,當(dāng)平曲線半徑小于2000m、豎曲線半徑小于15000m時(shí),平、豎曲線的相互對應(yīng)對線形組合十分重要;隨著平、豎曲線半徑的增大,其影響逐漸減小;當(dāng)平曲線半徑大于6000m、豎曲線半徑大于25000m時(shí),對線形的影響就不敏感了。單喇叭型互通立交的匝道設(shè)計(jì)速度通常為30-60km/h,但平面指標(biāo)和縱斷面指標(biāo)通常較小,很多設(shè)計(jì)人員在匝道設(shè)計(jì)中不考略平縱組合的方法是錯(cuò)誤的。筆者認(rèn)為應(yīng)不過分追求單喇叭互通立交的平縱線形組合,但在有條件時(shí)或工程量增加不大的情況下盡可能滿足平縱線形的對應(yīng)組合。二是匝道同主線相連接的部位,其縱面線形不連續(xù)或產(chǎn)生突變。
3.4匝道超高設(shè)計(jì)及易忽視的問題
匝道圓曲線所需的超高值與設(shè)計(jì)速度、圓曲線半徑、公路條件、自然條件等有關(guān),超高橫坡度計(jì)算公式為:
i■=■-μ
式中:i■-超高橫坡度;
V-設(shè)計(jì)速度;
R-平曲線半徑;
μ-橫向力系數(shù)。
計(jì)算的超高還需按運(yùn)行速度檢查、驗(yàn)算后確定,設(shè)計(jì)中容易忽視兩個(gè)問題,一是地域差異對匝道超高橫坡的影響,一般情況下,南方地區(qū)匝道超高不宜超過8%,合成坡度不宜大于10.5%;北方積雪冰凍區(qū)匝道超高不得超過6%,合成坡度不大于8%。二是忽視了公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范6.5.5(2)條規(guī)定的“曲線路段內(nèi)、外側(cè)硬路肩橫坡的橫坡值及其方向:當(dāng)曲線超高小于或等于5%時(shí),其橫坡值和方向應(yīng)與相鄰車道相同;當(dāng)曲線超高大于5%時(shí),其橫坡值應(yīng)不大于5%,且方向相同”。
3.5收費(fèi)廣場的設(shè)計(jì)及易忽視的問題
因收費(fèi)廣場通常與收費(fèi)管理中心設(shè)在相同的位置,且占地面積大,故在條件允許的情況下易優(yōu)先考慮選擇順應(yīng)地形、地質(zhì)特點(diǎn),在滿足土石方基本平衡的前提下盡力兼顧到少占耕地多利用荒地以降低造價(jià)。
喇叭型互通立交匝道收費(fèi)廣場應(yīng)設(shè)置在直線或半徑不小于200m的曲線上,且收費(fèi)廣場的縱坡不大于2%,橫坡的標(biāo)準(zhǔn)值為1.5%,最大值為2%。收費(fèi)廣場中心斷面至匝道分流點(diǎn)的距離不小于75m;至被交路的距離不小于150m。豎曲線半徑應(yīng)大于800m,且不應(yīng)將收費(fèi)站設(shè)置在凹形豎曲線的底部。
廣場設(shè)計(jì)中最容易忽略的問題是當(dāng)收費(fèi)廣場位于曲線特別是接近最小曲線半徑的曲線上時(shí)將廣場的外輪廓線設(shè)置為與平面設(shè)計(jì)線平行,這種做法導(dǎo)致的直接后果就是使得收費(fèi)島的設(shè)計(jì)需要遷就平面線形而做成曲線形,但實(shí)際施工中收費(fèi)島通常都是按直線設(shè)置,導(dǎo)致位于曲線外側(cè)的收費(fèi)車道寬度不足而內(nèi)側(cè)的車道寬度卻多出一部分的情況。筆者認(rèn)為當(dāng)收費(fèi)廣場處在曲線上時(shí)應(yīng)按照收費(fèi)廣場中心斷面法線平行偏置出直線的方法偏出平行的直線外輪廓線,在廣場的進(jìn)出口端處再采用滿足不大于規(guī)范規(guī)定的路基寬度漸變率的漸變段進(jìn)行寬度的過渡,這樣既能保證直線形的收費(fèi)島又能簡化收費(fèi)廣場的水泥路面板塊設(shè)計(jì)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]JTG D20-2006,公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范.