交通运输部科学研究院 北京 100029
摘要：随着设计的精细化与标准化，设计与施工的关系会越来越密切。设计者需要有一定施工经验，施工人员也需要了解设计者的意图。设计图纸是指导施工的纲领性文件，没有设计图纸施工就无从谈起。同样施工要实现设计意图也需按照图纸要求、依据国家相关施工规范、条文等并综合现场实际综合考虑。
关键词：高速公路；优化设计；施工
引言
公路建设设计是基础和灵魂，好的工程项目一个重要基础和前提就是要有一个优秀设计，这已是人们的共识，目前，公路工程设计已经达到了很好的水平，为进一步加强设计质量管理，从交通运输部到辽宁省交通厅，无论是在管理制度，还是管理机制上都在不断加强，特别对一些重点工程项目不仅引入设计监理和设计咨询，还实行了政府监督，就是要切实提高设计质量和水平，各设计单位也在不断加强自身设计质量管理，设计质量和水平不断提高，在此基础上也建成了一批优质工程。
1高速公路设计中的选线研究
1.1平面线形设计
车辆在平曲线上的行驶方式主要表现为车辆的平动和径向转动。当车辆在平曲线驾驶时，应该尽量平缓过渡，如果高速公路线路突然发生曲线变化，则会影响车辆的正常转动和平动形式，甚至引发交通安全事故。因此，在高速公路平面线形设计过程中，在平曲线设计方面应该有最小曲率半径限制，另外，在平曲线的连接方面，需要有缓和曲线过渡。根据相关研究表明：如果平曲线的曲率半径在400m以内，或者曲率半径转化过大，并且过渡连接长度在100m以内，则很容易引发交通安全事故。
1.2纵面线形设计
影响竖曲线与行车安全的因素有很多种，比如行车视距、坡长、坡度变换变坡点曲率等等，在高速公路线形设计过程中，应该注意综合考虑上述因素。车辆在竖曲线上的行驶机理主要是车辆的平动和法向转动，当车辆经过纵向坡道时，车速会不自觉累加，这样就很容易造成交通安全事故。
除此以外，在高速公路行车安全方面，路线坡度和坡长也是十分重要的因素，如果坡度转换比较多，则会影响行车稳定性，导致驾驶员在行车过程中产生错觉，另外，如果采用单一坡度设计形式，则也会造成驾驶员驾驶疲劳，因此，还需要注意在进行坡度的有效组合，通常情况下，在高速公路坡度设计方面，可以设置为-2～3%，避免坡度造成车速的错误估计。
1.3交叉设计
山区高速公路的路线交叉主要难题在于：（1）交叉范围小。由于山区地形限制，在线路交叉口也不容易拓展较大的面积作为交叉。（2）道路坡度大。较大的坡度不仅降低车辆行驶的稳定性，也给行车舒适性带来问题，在交叉口较大的道路坡度，也进一步增加了交通风险。（3）交叉口视距不足。较小的视距极大地增加了行车风险，特别是不同支路汇集的情况下，撞车风险更大。因此，山区高速公路的坡度、视距、行车速度等都应该特别设计。如果路线交叉范围内的路线设计不能满足要求，应该调整主线或者交叉路线的几何线形。交叉路线的视距不能满足要求的，需要采取移除障碍物或者更换交叉位置等方式，改善行车视距。
2优化高速公路设计要点
2.1排水设计
排水设计目前设计中更多关注的是路域自身排水，对路外排水考虑的偏少，有些路外排水在工程建设过程中予以完善，导致工程变更相对较多，同时由于排水问题导致个别已通车的项目易出现局部水毁情况，给工程养护带来困难。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在路域排水方面，目前排水设计形式也相对比较单一，不论是上截还是下排多采用矩形结构，断面尺寸也相对单一，在工程实践中效果不是很理想，因为迎水侧很难同山体或边坡有效结合，水不能很好排入槽中，一方面不能有效截排水，时间长了局部还易毁坏。对于路外排水应该特别引起重视，因为修建高速公路改变了道路所经区域原来自然排水情况，设计时一定要将沿途地面、沟渠、河流等排水情况深入调查清楚，既要避免水流对高速公路的侵蚀和冲刷，特别要避免出现水淹地，侵蚀民房、厂矿、农业设施等。
为很好解决排水问题，建议在工程项目设计时要把排水设计作为一个重要方面认真统筹设计，通过总体综合设计在很好重视路域排水的同时，特别要重视路外排水，做到路通水畅。对路域排水采用差别化设计，针对不同的路段，不同的排水情况，有针对性地设计，保证迎水面、进水口、水的流向、排水能力、出水口都能保证长期有效，发挥排水作用。
2.2防护设计
工程防护也是目前高速公路项目建设设计变更比较集中的一个方面，辽宁省高速公路在先期建设的项目防护工程，基本采取全防护的方式，2009年以后的项目，防护都相对较弱，致使个别项目的上边坡在施工期间就出现局部滑坍情况，不得不被动加固或降坡，既要多花钱，又影响正常的施工组织，甚至影响质量、安全和工程进度。由此防护也要差别化设计，采取不同的防护形式，因地制宜、因事制宜地进行防护设计，如矮挡墙、网格、框架、植物等。
2.3路基路面设计优化
使用隧道弃渣填筑路堤，隧道弃渣主要用于附近路基的填方处。因隧道开挖渣量很大，充分利用隧道弃渣，实现废旧资源就地利用，具有显著的环境效益。在立交匝道上使用橡胶粉沥青路面，具有低碳环保、降噪、变形能力强和抗疲劳开裂等性能，能有效降低路面噪音。隧道内路面采用温拌沥青路面，可节省燃油约30%，减少温室气体排放50%以上，减少“沥青烟”排放约90%，降低环境污染，改善工作环境。
2.4桥涵立交设计优化
（1）桥涵设计优化。以绿色低碳理念为原则，通过对桥涵设计的合理优化，尽量减少桥涵立交规模，形成优化桥梁组合的结构体系，达到节能减排的效果。根据地形布线，做到与自然环境相融合。主线桥梁线形应与路线布设相互协调，但与河流或道路尤其是地方道路交叉可以通过适当改移，减小桥梁交叉角度和跨径。不得随意改变周围的自然环境而进行人为桥梁景观设计，不得故意破坏自然景观。
（2）立交设计优化
严格控制互通规模，适当降低互通匝道的设计时速。一般互通立交尽可能采用被交道上跨主线方案，有利于缩小互通规模。在用地紧张的特殊路段，其互通形式可以考虑采用地范围较小的菱形或半苜蓿型。互通内部边坡设置缓坡，结合地形改造尽量采用植草等生态防护，取消边沟排水。互通式立交方案及型式的优选，要遵循“配合路网、适应车流、协调环境、线形顺捷”的原则，根据立交功能、交通量分布、被交路等级、乡镇规划及周围地形、地物情况，拟定不同位置和型式的多方案进行比较，通过经济技术论证，优选互通式立交方案及型式。
（3）绿化设计优化
首先，融入绿色、低碳、安全设计理念。充分利用适宜地段设计绿化，空间上乔、灌、草合理配植，平面上点、线、面有机结合，发挥水土保持、防风滞尘、视觉引导、心理调适、固碳释氧、减弱噪声的综合效益。其次，注重与公路特点和自然环境协调。对原有景观资源保护、利用和开发，减少人为造景。利用植物的形、色造景，与公路主体结构、原有自然及社会景观相协调。互通绿化在原有地形上进行，采用丛植、片植、大树孤植等模式，过渡自然，不显出刻意雕凿的痕迹。
结束语
作为设计人员，专业技术水平高低与实践经验丰富与否直接关系到工程设计质量的好坏。在日常的工作中，要遵守国家的相关设计规范，加强学习并进一步理解，常思考，多请教，深刻总结经验教训，使自己的设计产品既符合规范，又在施工中比较方便、可行、经济。
参考文献
[1]李红学，郭红领，高岩，等.基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研究[J].工程管理学报，2012，26（6）：48-52.
[2]中交第一公路勘察设计研究院.JTGD20—2006公路路线设计规范［S］.北京：人民交通出版社，2006.
[3]刘富民.土地整治中土方量测量及计算方法比较研究[J].科技信息，2012（3）：67-69.
论文作者:邬春龙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/24
标签：坡度论文; 高速公路论文; 线形论文; 视距论文; 曲线论文; 防护论文; 行车论文; 《建筑学研究前沿》2017年第15期论文;