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【關鍵詞】一級公路；城市主干路；設計要點；探究
一、前言
隨著社會經濟的發展需要，各地的道路網也在不斷地建設發展。昔日的山林村莊，都變成今日的新城中心。在城市發展中，由于周邊的地塊未得到相應的開發，周邊環境仍處于欠發達地區，居民出行量少，過境車輛多，同時可能受到政府部門對市政道路投資的限制，就會出現以公路為設計標準同時兼城市道路的功能的道路。
一級公路兼城市主干路的設計，主要是依據一級公路的設計標準，但又考慮到未來發展的需要，結合當地的土地利用規劃及城市的發展需要，提高道路綠化面積，設置人行道及非機動車道方便周邊居民出行，橫斷面結合公路與市政道路特點，路基排水糅合公路與市政道路排水綜合考慮。
二、一級公路兼城市主干路功能的特點
一級公路兼城市主干路，要求道路既滿足一級公路的設計標準，同時符合城市主干路的使用需要。設計規范應為公路設計規范，但在設計過程中，還應充分考慮城市道路設計規范的個別要求，綜合進行設計。
1. 設計車速
這種特殊的一級公路，需要兼顧城市主干路的功能，其設計速度只有一種。因為根據公路路線規范，一級公路的設計速度為100km/h、80km/h、60km/h三種；而根據城市道路規范，城市主干路的設計速度為60km/h、50km/h、40km/h三種。因此一般情況下，一級公路兼城市道路功能，設計速度一般采用60 km/h。
2. 選線
這種特殊的公路，所在的位置一般位于城中心之外，可能在山村山林，又或者周圍區域并沒有相應開發。因此很可能面臨是沒有公路規劃，或者公路規劃不完善，需要進一步考慮選線的問題。
3. 橫斷面設計
一級公路橫斷面一般分為中央分隔帶，行車道，路肩；但城市道路由于功能作用較多，一般分為中央分隔帶，行車道，側綠化帶，人行道及非機動車道等。因此在一級公路兼城市主干路功能的設計中，一般以城市主干路的橫斷面劃分進行設計，這樣可以在后續城市建設中節省道路改造的成本，當然也可能人行道與非機動車道分期實施。
4. 平面設計
平面設計需要結合規劃及選線情況綜合考慮。同時需要注意的是，建議在道路彎道不設超高，因此曲線半徑選擇需大于不設超高的曲線半徑1500m。
5. 縱斷面設計
縱斷面設計的標高，一般需要結合區域的豎向規劃進行考慮。正確處理好規劃路口與現狀路口是設置。新建道路一般采用縱坡坡度大于0.3%。只有在改建道路條件限制時，無法滿足最小縱坡坡度，則需要設置鋸齒形邊溝或其他排水設施。
6. 路基設計
項目的區域所以一般仍未開發，多為郊區，因此受土地使用限制較少。部分通過山區的路段，路基可采用一般放坡即可。遇到居民密集區域，或者部分特殊建筑（如廟宇）時，則無法正常放坡。此時建議使用擋墻設計或者選線時盡量繞開此類區域，避免對路基設計增加難度。
7. 交叉口設計
在公路路線設計規范中，對公路的平面交叉口設計范圍采取了限制條件。以集散功能的一級公路為例，設置的最小間距為500m。但是一般此類項目中，可以結合城市公路路網規劃，對應的道路進行交叉口設置即可。部分路口為規劃路，可以僅預留管道，方便以后規劃路建設時設立信號燈即可。同時如果在路網規劃中沒有的現狀路口，也需要進行接順。
8. 路基排水設計
本公路仍按照一級公路路基路面排水設計，通過路面結構下暗渠同向公路邊坡，從而利用排水溝進行排水。但由于橫斷面形式采用城市主干路的形式，行車道外側為人行道及非機動車道時，路面水無法直接排向邊坡，人行道水向內排向行車道。因此需要設置雨水口收集雨水，再通過暗渠，最后排向道路邊坡外的排水溝。
三、設計中需要注意的地方
1. 需要同時參考城市道路規范
項目是一級公路需兼城市主干路功能，因此明確以公路規范要求進行設計。如相應的公路等級，設計速度，通行能力等。
兼顧城市道路的功能則更多的體現在道路功能劃分上，為兼顧遠期的居民出行，降低城市道路改造成本，美化城市道路環境的角度考慮，增加人行道，非機動車道以及綠化帶等斷面形式。那么在橫斷面設計中，就既參考公路規范又要考慮道路規范了。
2. 在不同設計規范中找共通點
雖然在設計的開始階段，先確定了規范是公路規范。但是由于這種道路的有城市道路的服務功能，仍然也考慮道路規范中的要求。如果兩種規范中存在差異，則需要尋找出兩者的共通點。
為了保證將來道路市政管道建設全線更加統一，如全線雙側布管，那么更好的方式是彎道處不設置超高。如果在彎道設置了超高，雙側布管變成了單側布管，管徑還需要增大，這樣不利于施工。而且一般的項目實施位置為郊區，土地使用限制較少，可以選取更大的曲線半徑。因此一般采用不設超高的曲線半徑。
3.對排水的設計要求
公路與城市道路的最大區別，就在于公路只有路基、路面排水，而城市道路由于所處位置區域繁多，一般會有市政管網工程作為配套工程，道路排水將接入市政管網。
由于道路橫斷面設計需要兼顧一級公路以及城市主干路功能，因此在設計橫斷面時，采用了中央綠化帶+行車道+側綠化帶+非機動車道+人行道的設計，兩側對稱布置。這樣設計，可以滿足公路行車需要，也能滿足居民出行的需要。但是道路外側設置了人行道，抬高的人行道，將會妨礙路面雨水排向邊坡外排水溝。同時為了滿足以后路側地塊的建設，人行道的坡度也需要反坡指向行車道。而工程采用公路設計，又暫不實施市政管網。因此隨之而來的將是既不能采用一般的公路排水方式，也不能采用一般的道路排水方式。排水系統仍統一為路堤排水溝以及路塹邊溝。因此需要想辦法將路面的雨水排向排水溝及邊溝。綜合考慮了以后市政管網建設的需要，以及現有排水的需要。考慮采取以下排水設計：
1、單側行車道路面采取坡度為2%的路拱設計，方向向外，排向路緣帶每隔30m一個的雨水口。
2、雨水口底設置橫向PVC，埋置于人行道之下，坡度為2%，通向路塹邊溝，或者通向路堤邊坡處的急流槽，急流槽排向排水溝。
3、人行道及非機動車道設置單向排水路拱，坡度為2%，方向向內，這是為了方便以后接入市政管道，以及顧及城市道路外側地塊的排水需要。
4、中央分隔帶及側綠化帶下方，埋設縱向軟式透水管，橫向用PVC管連通向邊溝或邊坡急流槽。可采用與雨水口橫向管相同間距，橫向共管可節省造價。
采用的PVC管材單價較為便宜，公路采用了城市道路橫斷面，在不設計市政管網工程的情況下仍能滿足路面的排水要求。
四、結論
在建設項目周邊地區未充分發展，道路長度較長的情況下，不建設市政管網工程，采取一級公路的設計標準兼城市主干路功能，既能滿足現狀交通需要，又能大大地降低造價。在同時考慮公路規范以及道路規范的情況下，如何更優地進行設計，兼顧公路與市政道路的設計標準，需要更多的設計人員進行探討。關鍵在于找準公路與市政道路在設計中的共通點，充分考慮它們的差異處，通過計算驗證，找出一條能夠實現功能轉換的設計道路。
參考文獻：
[1]JTG D20-2006 公路路線設計規范.
[2]JTGD30-2004 公路路基設計規范.
[3]JTG D50-2006 公路瀝青路面設計規范.
【關鍵詞】公路；瀝青混凝土攔水緣石；設計
瀝青混凝土攔水緣石作為高等級公路路面排水設施的組成部分，在國外很常見。我國自京津塘高速公路采用后，已在多條高速公路建設中采用，效果良好。但是，目前國內論及瀝青混凝土攔水緣石設計與施工的文獻資料不多，在設計與施工規范中，只提出了簡單的要求。現行《公路瀝青路面施工技術規范》(JTJ032-94)中，有關瀝青混凝土路緣石施工的要求，是參照美國路緣石規范(SS-3)的有關規定編寫的，不盡周詳。
1 設計目的
水是影響公路質量和使用品質和一大要素，設計完善的排水系統是十分重要的。路面排水主要是排出路面范圍內的降水即路面徑流，使之不沖刷填方邊坡，保持路基穩定，提高路面的使用壽命，保證行車安全。對于高速公路來說，因其路幅寬，降到路面上的雨水量較多，排水不暢的路面將形成積水，高速行車會使積水霧化，迷霧遮擋駕駛員視線，增加行車事故。而且，積水會降低路面的抗滑性能，增加行車的危險性。另外，高速公路必須確保長年通車，以及路基、路面和各種結構物經久耐用，保持完好的路容，減少養護工作量。因此，在路肩外側邊緣處設置攔水帶，攔截路面水流以形成側溝，通過泄水口、急流槽將側溝內的水排入路基外的排水溝，以達到既保障路面排水暢通，又防止路面漫流沖刷路堤邊坡的要求。
2 設計原則
《公路瀝青路面設計規范》(JTJ014-97)的6.2.3條“高速公路、一級公路的路面排水”中，將路面排水劃分為路面排水、路肩排水和中央分隔帶排水三個部分組成。路面排水設施由路面橫坡、攔水帶(或矩形邊溝)、泄水口和急流槽組成，并對路面橫坡、泄水口的設置作了一般性規定，對于攔水帶的設置原則，沒有提及。而《公路路基設計規范》(JTJ014-95)的4.4.3條“路肩排水設施”中，將攔水帶作為路肩排水設施的一個組成部分，規定其縱坡應與路面的縱坡一致，“當路面縱坡小于0.3%時，可采用橫向分散排水方式將路面水排出路基，但路基填方應進行防護；當路堤邊坡較高，采用橫向分散排水不經濟時，應采用縱向集中排水方式，在硬路肩邊緣設置攔水帶，并通過急流槽將水排出路基”。這里對是否設置攔水帶提出了兩個概念：一個是縱坡0.3%，另一個是路堤邊坡高度。
3 施工設備
瀝青混凝土攔水緣石成型機，國內尚無成熟的產品，需進口，已配備該設備的施工單位也不多。待到施工前安排生產時再進口該設備，往往是措手不及。
從現有進口的該類設備來看，以美國產的Technotest瀝青混凝土緣石成型機為例，其料斗很小，且相對位置高，施工中無法用運料車直接將拌和好的瀝青混合料倒入料斗，而且因為配重的要求，料斗不能改大。通過實踐，施工中一般在運料車后拖一低底盤平板車，進料時先由運料車卸一部分熱料在平板車上，再由人工鏟入料斗內。因此，一般需5～8個工人同時操作，且工作溫度高，工人勞動強度大，瀝青混合料也因攤鋪時間長，易于冷卻，影響質量。
另外，該設備無自行能力，其前進的力量來自擠壓瀝青混凝土成型時的反作用力，因此速度不快，一般只能達到2～3.5m/min，遇到彎道、上坡等情況速度更慢。除掉天氣和檢修時間等影響因素，通常情況下一天只能完成2km。而且，每行進20～50m還需停機一次，設置水簸箕以接上邊坡急流槽，大大影響了行進速度。再加上該設備的螺旋輸送桿、傳動鏈條、擠壓模型等均為磨擦易損件，需要經常維護、修補、更新，在使用中很麻煩。
4 進一步完善設計理論
目前，我國對暴雨狀態下路面積水在路面合成坡度等因素的綜合作用下如何流動，以及由此對公路本身造成的危害如何產生，尚沒有充足的理論依據。依靠經驗數據，對于各種相關因素之間的經濟性分析更是無據可查。過去，部分專家以縱坡0.5%作為是否設置攔水帶的界定標準。后為提高可靠度，將界定標準改為縱坡0.3%，這里雖然坡度只差0.2個百分點，但在工程數量上的差別卻很大。
5 邊坡防護綜合設計
邊坡防護有植草防護、干(漿)砌片石防護和襯砌拱防護等多種形式，因原材料、人工費用不同而使得各種防護形式的價格也高低不一。各地應結合當地的實際情況，對設置瀝青混凝土攔水緣石進行綜合分析、設計。對于一般性低矮路堤，且漿砌片石防護單價不高的情況下，可不考慮路面縱坡大小，均采取滿砌防護而不設攔水帶；或者可以依據地形并結合排水設計，將邊坡改為局部緩坡，不設攔水帶，而采用路面漫流排水方式；另外，從美觀及施工方便角度出發，對于兩個挖方段之間設置瀝青混凝土攔水緣石長度不足100m的段落，也可不設，而相應加大防護工程的投入。總之，通過攔水帶和邊坡防護等從多方面加以綜合分析比較，在節約投資、保證質量、節省工期的前提下，盡量減少設置攔水帶的數量。
6 加強施工組織管理
在施工組織計劃中，應盡早安排瀝青混凝土攔水緣石的生產，提前落實施工設備、人員與施工方案，并在購置設備的同時預先準備充分的備件，落實專人負責，在施工過程中勤保養勤維護，保證設備最有效地工作。并且，應加強施工組織管理，合理安排生產，歇人不停機，盡量延長設備的運轉時間，盡量減少對其它設施及整個工程的制約作用。
同時，建議我國的公路機械設備生產單位加緊對國產瀝青混凝土緣石成型機的開發與研制，以滿足我國日益增長的高等級公路的建設需要。
總之，對于高等級公路瀝青混凝土攔水緣石的設計，應當立足于各地區自然條件、降水量和原材料的來源等情況，因地制宜，結合整個道路排水系統，從功能性、質量可靠性、經濟性等多方面加以綜合考慮，不可簡單片面而造成浪費。目前，我國高等級公路的建設還處在發展階段，某些設計理論和設計思想還不夠成熟，各施工單位的施工方法及施工水平也不盡相同。只有各級公路設計、建設、管理等部門形成共識，深入研究，才能不斷提高設計與建設水平。
參考文獻
[1]《公路瀝青路面設計規范》(JTJ014-97)
關鍵詞：瀝青公路；排水系統；系統設計；中央分隔帶；自適應技術；智能技術
中圖分類號：U416 文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）15-0009-02
高等級公路瀝青路面應設置完善的路面排水設施，以迅速排除路面水，從而保證路面良好的使用性能和行車安全。近幾年來，我國新建的高速公路均不同程度的出現了早期破壞現象，很多破壞的根本原因就是損害，由于忽視了路面排水系統的設計，致使路面水和滲入結構層內部的水分不能迅速排除，在車輛荷載及不利氣候條件的綜合作用下，路面產生松散、坑槽等早期水損害的破壞現象，嚴重影響路面的使用性能。因此路面排水系統的設計是高等級公路路面設計的重要組成部分，需引起我們的足夠的重視。
一、優化設計原則
通過設計各種有效的路面排水措施，盡量減少雨水在路表的存留時間，快速排走路面水，減少和堵截路表水的侵入是解決水損壞的第一步。路面表面排水設計的基本原則，即是把降落在路面上的雨水，通過路面表面的縱橫向坡度向兩側排流，迅速將其排離路表面，以防止降雨滯留在行車道上，形成水膜，從而嚴重威脅高速行車的安全。
（一）優化路面結構設計
在做好路表排水設計的同時，還要考慮加強路面結構的防水設計。一是面層設計為密級配型，一般可設計為瀝青砼面層或改性瀝青面層。由于這種類型路面空隙率較小，所以可以有效阻止面層滲水。二是設置瀝青石屑（或砂）下封層，這種封層不僅可以阻止面層滲水浸入基層，同時還起到基層與面層緊密聯結，使結構層間不產生滑移的作用。
（二）提高瀝青與礦料的粘結力
水損的破壞機理是瀝青與集料剝落，為了減輕瀝青剝落現象，改善瀝青砼的水穩定性和耐久性，需要提高瀝青與礦料間的粘附性，增加集料之間的粘結力。為此，要采用抗水損害能力強的材料或采取抗剝離措施，添加3%～5%的水泥取代礦粉或1%～1.5%的消石灰粉或性能良好的抗剝落劑。
（三）加強路面壓實，減少空隙率
瀝青面層的壓實度對瀝青路面的耐久性至關重要，直接影響路面的使用質量。瀝青砼面層的壓實度應滿足規范的要求，但不考慮瀝青砼的設計空隙率而按統一壓實度來控制是不合適的。研究顯示，瀝青路面的實際空隙率在7%以下時，瀝青面層內的水在行車荷載下一般不會產生動水壓力，不易造成水破壞。當空隙率大于15%時，水能在空隙中自由流動并排走，也不易造成水破壞。但空隙率在7%～15%時，水很容易滲入并滯留在瀝青混合料內部，在行車荷載作用下產生較大的毛細壓力或動水壓力，造成瀝青混合料的水破壞。所以，為提高瀝青砼面層的密水性，必須加強壓實，減少空隙率。
二、路表防排水設計
為了防止路面積水而影響行車安全，并且使滲入路面結構層的自由水減少到最小程度，必須考慮路表防排水措施，通常的做法是：采用排水設施，設置路面橫坡，降落在路表的雨水，通過路面橫坡排至邊溝或排水溝；采用防水措施，瀝青混凝土路面則采用致密的表面層或設置封水層，盡量減少雨水滲入。這些措施都有一定的效果，但在目前高等級公路上還有一些具體細部設計值得進一步商榷：
1．邊溝的結構型式，目前高等級公路普遍采用60cm寬深的梯形邊溝，而重交通高等級公路路面結構層總厚度往往都超過了60cm，為防止邊溝水的倒灌滲入路面結構層，建議采用加深邊溝或在邊溝下設置矩形滲溝的辦法。
2．在瀝青路面路段，現行《公路排水設計規范》（JTJ018-97）與《公路路基設計規范》（JTJ013-95）中推薦采用攔水帶結構進行路堤路段路面雨水的集中排除，但該做法不利于路面雨水迅速排離路面，容易導致局部積水，并增大了雨水的下滲量。建議采用路肩溝的排水形式。
3．對于合成坡度較小的路段，應設置必要的排水設施。在超高路段的起始點均有一段橫坡為零，如果該段縱坡也較小的話，其合成坡度則很小，落在該段雨水排出所需的時間較長，從而導致路面積水，影響行車安全。
三、中央分隔帶防排水
中央分隔帶防排水是路面防排水設計中一個不可忽視的系統，可分為2個部分：中央分隔帶表面防排水；中央分隔帶內滲水的排除。一般來說，中央分隔帶構成有3種處理方式：表面采用鋪面封閉；不封閉，采用凸形構造；不封閉，采用凹形構造。
1．中央分隔帶寬度小于3m的路段，一般為2m或1.5m寬，建議采用鋪面封閉的防水形式，中央分隔帶鋪面采用比路面橫坡略大的雙向橫坡。考慮綠化、防眩的要求，對于采用波形梁護欄路段可采用設置花盆植樹的方法；對于采用混凝土護欄或橋梁防撞護欄路段，可采用槽形結構護欄，在槽內植樹綠化防眩的方法。
2．對于瀝青混凝土路面路段，且寬度大于或等于3m時，應采用凹形構造（采用凸形構造，應有盡量避免污染瀝青面層的措施），降落在中央分隔帶的雨水橫向流向分隔帶中間的低凹處，中央分隔帶底部設置縱向排水滲溝，并根據中央分隔帶的表面滲入量和路線縱坡，一定間距設置橫向排水管，將內滲水通過橫向排水管，排至邊坡急流槽。為防止中央分隔帶的自由水滲入路面結構層，在填土與路面結構層的界面上也應設置防水層或防水膜，在中央分隔帶內的基層、底基層也應做成反坡。
四、結語
高速公路路面排水設計的成功與否，是關系到高速公路路面建設成敗的關鍵。因此高速公路的設計者應高度重視路面排水設計，將高速公路的排水作為整體，進行綜合考慮，以避免或減小高速公路施工期和運營期的水損害，進一步提高高速公路路的使用品質。為有效解決瀝青路面水損通病，必須從排水和防水兩個方面層層把關，不僅應在路表采取排水措施，同時應高度重視路面結構層內的排水及路面結構層類型的選定，只有這樣才能保證路面的預期使用壽命和良好的使用性能。
參考文獻
[1]姚祖康．公路排水設計手冊[M]．北京：人民交通出版社，1998.
關鍵詞：滏東排河；苗李莊橋；梁底高程；影響評價
中圖分類號： TU997 文獻標識碼： A
一、工程概況
苗李莊橋位于獻縣苗李莊村邊的滏東排河上，是苗李莊村村民出行和耕種的交通要道， 原橋始建于1967年，井柱板梁結構，共5孔，全長49m。改建橋與滏東排河正交，上部為鋼筋混凝土空心板結構，跨徑13m，共4跨，下部采用雙柱式鉆孔灌注樁柱。
滏東排河是為改善老漳河排水出路，并結合滏陽新河排洪道筑右堤取土，于1965年開挖的一條排水骨干河道。滏東排河上接老漳河排水，沿途納老鹽河故道及區間瀝水。河道上起寧晉孫家口，沿滏陽新河右側，北經邢臺新河、冀縣、武邑，至泊頭馮莊與連接渠銜接，并通過獻縣楊莊閘與北排河溝通。
二、相關防洪規劃
根據《黑龍港流域防洪除澇規劃報告》，規劃在滏陽新河進口右堤上新建規模為200 m3/s的北陳海涵洞，將艾辛莊樞紐洪水有控制地引入滏東排河下泄。滏東排河連接渠以上段本次規劃5年一遇澇水與200 m3/s引洪規模組合流量為365~408 m3/s；連接渠至楊莊閘段洪澇組合流量為200 m3/s。
三、設計洪水確定
根據《黑龍港流域防洪除澇規劃報告》，比較10年一遇除澇設計流量和5年一遇瀝水遇洪水組合流量，取較大者為河道的治理依據。比較結果5年一遇瀝水遇洪水組合流量大于10年一遇除澇流量，取5年一遇瀝水遇洪水組合流量為設計值，即滏東排河自孫家口~馮莊閘的設計流量為365~408 m3/s，在馮莊閘處向連接渠分洪408 m3/s。根據南、北排河聯合運用方案，馮莊閘以下滏東排河接納上游100 m3/s的流量，根據比較10年一遇除澇設計流量和5年一遇瀝水遇洪水組合取大值，確定馮莊閘至獻縣樞紐的洪澇流量為200m3/s。滏東排河設計指標見表1。
表1滏東排河縱橫斷設計技術指標表
四、梁底高程分析
根據《堤防工程設計規范》，滏東排河堤防定為5級堤防。堤頂高程按設計水位加堤項超高確定。堤頂超高為安全加高值、設計波浪爬高、設計風壅水高度之和。經分析計算，左、右堤超高為0.8m。
橋下凈空高度根據《公路橋位勘測設計規范》取hj=0.5m；壅水高度、浪高等按《公路橋位勘測設計規范》中提供的方法，根據水深、風速、風向等資料分析計算確定， 沿河道方向汛期多年平均最大風速為13.35m/s，根據計算浪高為0.48m，風壅水面高為0.004m。
根據《公路橋位勘測設計規范》規定，取計算浪高的三分之二計入公式，綜合分析確定∑h=0.324m。設計水位按前述水力計算成果分析確定，橋址位置洪水位為12.53m，確定跨越河道的允許最小梁底高程應為13.354m。
橋梁梁底高程的控制，可取現狀堤頂高程、設計堤頂高程與根據設計水位加超高計算的允許最低梁底高程中的大值來確定。橋梁所在滏東排河處設計水位采用規劃水位為12.53m，設計梁底高程13.46m高于允許最低梁底高程，滿足設計要求。見表2。
表2河道行洪標準下橋梁最低梁底高程成果表 單位：m
滏東排河不僅承擔分洪除澇的任務，同時承擔了引黃濟淀的輸水任務，引黃輸水流量為50m3/s，此流量對應的河道水位為12.15m，據此水位計算的∑h=0.21m，即按引黃流量求得的允許最低梁底高程為12.86m，橋梁設計梁底高程為13.46m，滿足引黃輸水要求。
五、橋梁建設對行洪的影響評價
由于行洪時橋梁將縮窄河道過水斷面，將造成橋梁上游水位壅高。壅水計算采用《公路工程水文勘測設計規范（JTJC30-2002）》公式，壅水高度計算公式為：
式中：—系數，與水流進入橋孔前阻力有關，取1.0；
—橋下平均流速；—橋前全斷面平均流速；
建筑物上游壅水長度計算公式為：
式中：—河道縱坡。
計算成果見下表3。
表3河道壅高和壅水長度成果表
根據計算結果，當河道通過設計洪水時，水位壅高及壅水長度均較小，對河道行洪影響較小。
橋墩縮窄河道過水斷面，行洪時將引起較大的局部沖刷，并將影響河道的穩定。橋梁設計中考慮了此不利影響，并對橋梁中心線上、下游各10m兩岸及河底布置了漿砌石護砌，在此防護基礎上，橋梁工程對河勢變化影響較小。
六、結語
橋梁設計采用的是樁基礎，且河道上下游均設計有護砌，因此河道沖刷對橋梁安全影響較小。苗李莊橋梁底設計高程為13.46m，高于允許最低梁底高程，滿足自身防洪安全要求。
參考文獻：
[1]《黑龍港流域防洪除澇規劃報告》（2006年12月，河北省水利水電勘測設計研究院）
[2]《堤防工程設計規范》（GB50286-98）
[3]《公路橋位勘測設計規范》（JTJ062-2002）
關鍵詞：高速公路 排水設計
1 概述
高速公路排水設計對于高速公路路基的穩定性及路面的使用壽命有著顯著的影響。高速公路排水設計應包含以下兩個方面的內容：其一是要考慮如何減少地下水、農田排灌水對路基穩定性及強度的影響，一般稱之為第一類排水；其二是要考慮如何將路表水迅速排出路基之外，最大限度地減少雨水對路基、路面質量的影響，減少因路表水排水不暢或路表水下滲對路基、路面結構和使用性能產生的損害，這稱為第二類排水。
第一類排水設計通常采用適當提高路基最小填土高度或在路基底部設置隔水墊層等辦法。施工期間一般都考慮在施工前開挖臨時排水邊溝，排除施工期地表水并降低地下水，同時在路基底部摻加低劑量石灰處理，設置40cm厚的穩定層等。采用這一系列措施可起到事半功倍的效果。
第二類排水設計一般包括：
(1)通過路面橫坡、邊溝、邊溝急流槽等，將路表水迅速排出路基以外；
(2)設計中央分隔帶縱向碎石盲溝、軟式透水管及橫向排水管，將施工期進入中央分隔帶的雨水及運營期中央分隔帶的下滲水迅速排出路基之外；
(3)設計泄水孔以迅速排除橋面水；
(4)設計中采用瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝或排水管，將滲入路面面層的水引出路基之外。
綜上所述，筆者結合揚州西北繞城高速公路在設計以及施工中出現的問題談一點自己的體會。
2 邊溝排水設計
邊溝設計在高速公路排水設計中占有很大的比重，設計人員都給予高度重視，但在設計過程中往往會忽視一些施工中的問題，如邊溝的尺寸不考慮具體情況，死搬硬套有關規范、規定；又如施工單位大都未能按有關設計要求將原地表土、河塘清淤土等棄土運送至取土坑內用于復墾還田，而是棄放于路線兩側河塘中，造成部分河塘無法將路基水排入。另外由于沿線農田為分戶承包，當地鄉鎮為了減少地方矛盾的產生，常常要求增加、改移和調整小型構造物設置位置。還有一點就是設計中沒有充分考慮利用高速公路施工中超寬填土土方等。
2.1 邊溝尺寸選定
邊溝的排水能力主要取決于以下幾個設計參數：邊溝底流水坡度、邊溝截面尺寸、形狀、邊溝的表面粗糙程度。
依據江蘇省高速公路設計及公路排水設計規范要求，高速公路的邊溝一般采用邊坡為1∶1的梯形明溝，因此，可采用《公路設計手冊路基》中梯形斷面溝渠的水力計算公式計算梯形排水邊溝的排水能力：
式中：Q—流量；
W—邊溝斷面面積；
C—流速（謝才）系數；
R—水力半徑；
i—邊溝溝底縱坡。
根據高速公路所處地理位置，采用揚州市歷史最大小時降雨量，以流入邊溝的水不溢出邊溝為限，并假設揚州西北繞城高速公路的路基平均填土高度為3.5m，由此，匯水帶寬約為23m，則可依據不同的邊溝溝底坡度、不同的邊溝底寬（或邊溝截面積）的排水能力，計算出所能承受的路面排水最大長度。揚州西北繞城高速公路一般每公里設置三道涵洞，即300m左右有一道涵洞，也就是說路面排水長度一般在100m～200m之間。
通過分析、計算確定，揚州西北繞城高速公路邊溝采用50cm的梯形邊溝即可滿足路基排水需要。
2.2 邊溝設計的原則
(1)一般路段的路基邊溝設計原則：以填筑式邊溝為主，盡量減少路基邊溝積水現象的發生。這主要是吸取已建成的高速公路中的教訓：1部分路段在汛期內路基水不能及時排除。2地方群眾干擾路基水排入灌溉涵洞內。
(2)路基邊溝縱坡的要求：根據交通部部頒《公路路基排水設計規范》要求，采用漿砌片石修筑的邊溝為滿足排水需要，邊溝縱坡應不小于0.12％，由于本項目位于丘陵崗區和沖積平原區，原地形既有較大起伏又有部分平坦地段，本著既要解決路基排水問題，又要經濟合理的原則，確定路基排水邊溝溝底縱坡一般情況下不小于0.15％。
(3)對于邊溝水進入涵洞及跨越通道等情況的處理：沿線設置的涵洞有排涵、灌涵和灌排兩用涵。對于需排入排涵的邊溝，其邊溝底標高不低于涵洞中心的標高；需排入灌涵的邊溝，其溝底標高不低于涵頂標高；而對于灌排兩用的涵洞應按灌涵要求設置，特殊情況時可適當降低。為防止沖刷涵洞，原則上采用邊溝急流槽連接邊溝和涵洞洞口。一般情況下邊溝盡量少穿越通道，當排水需通過通道排入涵洞時，應優先采用邊溝蓋板涵，特殊情況下可采用邊溝倒虹吸穿越通道。
（4）對邊溝標高及縱坡方向的問題：根據路線縱斷面和沿線自然地形情況綜合確定，通常以沿線自然地形為主確定排水方向。邊溝底標高控制應以該段路肩邊緣最低點標高以下大于1.7m為宜，原因是考慮到路線中央分隔帶橫向排水管不能因邊溝積水而引起倒灌。對于個別特殊路段不能滿足1.7m要求的，可放寬至1.4～1.5m，若另一側邊溝較低時應優先采用單側布設橫向排水管。
（5）對于挖方段邊溝：考慮到中央分隔帶橫向排水管排水要求，邊溝底標高不低于路肩標高1.2m，同時要求邊溝縱坡不小于0.5％。施工期要求各施工單位必須首先在挖方段邊坡頂開挖截水溝以防止路基外側水進入路基，并且應做好挖方段本身臨時排水溝的設置工作。
3 中央分隔帶排水設計
高速公路中央分隔帶排水設計主要為排除中央分隔帶內積水，可分為施工期間和道路營運期下滲水的排除。
施工期間排水量取決于最大瞬時降雨量及中央分隔帶的匯水面積。一般情況下，由于高速公路中央分隔帶內設置有通訊、監控用管線的人手孔，因此，中央分隔帶排水長度應為兩個人手孔之間的間距，一般路段的最大間距為180m。
揚州市歷年最大瞬時降雨量為28.8mm/10min，根據本次設計中央分隔帶寬為2m，計算出中央分隔帶施工期需要的最大排水能力為：
Q=Aγ=2×180×0.0028.8=1.0368m3/S
式中：A—中央分隔帶匯水面積；
γ—最大瞬時降雨量
橫向排水管的排水能力按長管自由出流的流量計算公式進行計算：
式中：K—流量模數，與管道斷面形狀、尺寸和粗糙度有關；
H—水頭高度；
L—橫向排水管長度
由以往高速公路設計經驗可知，高速公路橫向排水管長為15m左右，橫向排水管坡度為2％，采用以上公式
計算出施工期最大瞬時降雨量時所需要的橫向排水管管徑為255mm。如果按有關排水設計規范要求50m設置一道橫向排水管，即排水長度縮短為50m，則需要的橫向排水管管徑為75mm。
但在實際施工過程中存在許多問題，如中央分隔帶是在基層施工后進行開挖施工的，開挖的邊溝表面粗糙，瀝青不易粘結牢固，不能形成均勻、無破損的防滲層。土工布因有接縫，不能形成整體而達到完全不透水的程度。因此，當盲溝積水時側面仍將無法阻止水滲入路基。
由于施工質量不易控制，造成橫向排水管標高誤差或產生淤塞，從而使上游橫向排水管排水不暢，大量的水流向最低處，而最低處的橫向排水管由于設計時包裹無紡土工布或產生淤塞，使排水能力嚴重不足，從而導致下游中央分隔帶積水嚴重，有的下雨后幾天中央分隔帶仍有積水，使路基長時間浸泡，影響了路基、路面的強度。
由于通訊、監控管線人手孔的設(下轉第9頁)(上接第13頁)置阻斷了中央分隔帶排水，造成中央分隔帶積水或積水滲入人手孔。
為了解決這些問題，采用以下辦法處理：對于設計底坡小于0.3％的，采用鋸齒形縱向矩形碎石盲溝，并于盲溝底部設置軟式透水管和每隔30～50m設置集水槽匯集中央分隔帶雨水或滲水；根據以上計算，中央分隔帶每隔30～50m設置一道橫向排水管，將盲溝中的水排出路基以外；在中央分隔帶內設置2cm厚水泥砂漿層、瀝青防滲層及土工布防滲層，防止中央分隔帶中水從側面向路基滲透。
4 路面滲水的排水設計
沿路面邊緣設置由透水性填料集水溝、橫向出水管和過濾織物（土工布）組成的路面邊緣排水系統。
通過設置瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝和排水管，將滲入路面面層的水引出路基之外。由于通過瀝青面層下滲的水量有限，考慮到排水路徑的限制，因此，設計中采用每10m左右設置一道Ф5cm橫向排水管以確保路面下滲水的排除。
參考文獻
關鍵詞：高邊坡臨時道路；安全暢通；經濟合理；平面布置；最大縱坡
中圖分類號： S611 文獻標識碼： A
1、前言
水電站建設大多位于深山峽谷之中，尤其是一些大型電站為了提高資源利用率和經濟社會的綜合效益，壩址大多選在陡峭的V型峽谷之中，在該地區地形上地貌變化大、地面自然坡度陡、相對高差大、坡面天然沖溝多；地質上土層薄、巖層厚、巖層產狀和地質構造變化復雜；氣候上暴雨多、山洪急；這就給電站施工中在該地區坡面設計臨時施工道路帶來不小的麻煩。電站臨時施工道路作為水電站建設中臨時建筑物具有使用周期短、充許投資小、投資要求性價比高等特點。由于該類地區自然坡面和臨時施工道路所各自具有的特點，在該類坡面進行臨時施工道路設計存在地形復雜、高差大、地質資料不完全并要求安全性高、投資省等矛盾。以下內容是筆者對該類道路設計中關鍵性問題的分析及我們針對該類問題的處理方法以供讀者參考。
2、道路的選線和定線
2.1、道路的選線
高邊坡臨時施工道路設計的選線工作主要有兩個方面：
（1）確定道路的進坡點；
（2）確定道路的出坡點；
道路進坡點高程要盡量高，出坡點高程要盡量低，這樣可以使道路在相同路線長的情況下道路平均縱坡低，相同平均縱坡的情況下道路路線短，以達到車輛運行順暢，節約投資的目的。在進坡點位置存在高程高點施工難度大，車輛通行存在安全隱患等情況，可在其高程以下另選進坡點，根據實際經驗高程高點與高程低點按平均縱坡7%可以布線即可進行方案比較，按平均縱坡7%不可以布線則應選擇高程高點為進坡點。
2.2、道路的定線
高邊坡坡面陡峭，某些坡面人難以到達，其本身的特點決定了在實地定線的不可能性，所以該類道路的定線一般采用紙上定線的方法，選用紙上定線一般用1:1000比例尺或以上比例尺地形圖，紙上定線的工作主要有兩個方面：
（1）確定勻坡線
在確定勻坡線之前首先要確定勻坡比，在該類道路設計中無具體的規范條文，參照《廠礦道路設計規范》GBJ22-87等同類規范，并根據實際設計經驗，在400m高差范圍內最高采用9%的平均縱坡是可行的，確定勻坡后以進坡點為圓心，克服兩等高線所需的平均距離L（L=h/i平均，h為等高距，i平均為平均縱坡）為半徑在等高線上依次截取點到出坡點位置，如果截取終點低于出坡點則說明平均縱坡取值小，如果平均縱坡已取最大值則需重新選定進、出坡點，如果截取終點高于出坡點則說明平均縱坡大，必須重新選擇平均縱坡，重新定線。由于高邊坡道路設計原始坡面太陡，無法達到挖填平衡，所以高邊坡道路設計確定的勻坡線非路中線，而是路堤線，即路段盡量以挖方為主，以達到路基穩定。
（2）確定路線平面曲線
高邊坡臨時道路設計，由于邊坡坡度大，無法形成穩定的回填路基，所以路線選擇以緊貼天然坡面、挖方為主的設計理念，這樣就造成了路線中平面曲線多，且平面曲線轉彎半徑小等特點，在同類道路設計中我們采用極限轉彎半徑12m設計，通過道路的實際運行證明極限轉彎半徑12m是可行的。在回頭曲線處，交角大，采用雙交點法確定路線，這里再不單獨介紹。
3、道路的平面設計
由于臨時道路彎多路窄，所以在臨時道路設計中建議取消緩和曲線，這樣臨時道路的平面曲線要素由五個變為三個，分別為曲中點（QZ）、直圓點（ZY）、圓直點（YZ）。在紙上定線時，根據兩相交直線測出交角，根據設計要求及實際地形選定轉彎半徑值，根據公式：
;
;
;
;
分別計算出，曲線要素中：切線總長（T）、曲線總長（L）、外距（E）、校正值（J），算出這四個值后，可根據公式：
;
；
;
;
依據交點里程樁號（JD）推算出其它三個曲線要素的里程樁號（此處各要素符號代表相應的公路里程）來確定布置圖中的平面曲線。
確定道路平面曲線后再按設計規范計算出路面曲線處的橫斷面的超高值，則臨時道路的平面設計中最主要的問題就基本解決了，在這里建議橫斷面路面超高值以繞路面邊緣旋轉的超高值計算方法計算。
4、道路的縱斷面設計
臨時道路的縱斷面設計可以說是整個道路設計中的重中之重，按現行道路設計規范條文肯定不適于該類道路設計，那么在道路設計中以什么準則來進行道路縱斷面設計呢？根據我們已干工程的設計經驗，我們推薦以道路的使用范圍作為設計準則來進行指導設計，例如；道路的主要任務是什么？如果道路的主要任務只是空載通車，不考慮滿載的情況，按我們的經驗最大縱坡坡比達到14%，最大縱坡坡長限制在120m以內是沒有問題的，但必須在縱坡兩端設緩坡段，緩坡段縱坡不大于6%也是沒有問題的，在這種縱斷面設計中，節省了路線長度、增大了爬坡能力，但不能保證汽車滿載運行，但60%載荷也是可以的，如果道路的主要任務為運輸建筑材料，那么縱坡比必須按現行道路設計規范以道路所屬等級來嚴格進行設計，否則將為車輛下坡時的剎車制動埋下安全隱患。
道路縱斷面設計中的另一個問題便是豎曲線的設計，由于高邊坡臨時道路的特殊性，決定了其豎曲線的曲線不能太長，一般情況下以極限最短曲線長為宜，在知道轉坡角后，我們可以利用公式：
；
來分別計算出豎曲線長（L），豎曲線的切線長（T），豎曲線的外距（E）用以確定路線的豎向曲線的軌跡。
在為里我將我們計算豎向曲線要素的方法作一簡單介紹供大家參考：我們采用的是最小豎曲線長度（Lmin）試算法；首先確定道路的最小曲線長度（Lmin），然后根據公式，計算出R反算值；根據R反算值確定一個整數R實值；
再根據公式：
計算出實際的曲線長度，
根據公式：
計算出豎曲線切線長度；
根據公式：
計算出豎曲線外距長度。
5、道路的橫斷面設計
橫斷面設計俗稱“戴帽子”，它的主要任務是根據公路等級，結合當地自然條件，綜合考慮交通安全、路基穩定、公路排水、節省用地和工程經濟等的要求，確定公路橫斷面的組成部分及其幾何尺寸。一般橫斷面圖的比例尺為1：200。
一般情況下，橫斷面設計是在橫斷面測量所得的各樁號地面橫斷面圖上，按縱斷面設計確定的填挖高度，和平面設計確定的超高、加寬值，結合當地的地形、地質等具體情況，根據設計采用的路基寬度、邊坡坡度等，參照路基典型橫斷面圖式，逐樁繪出其路基橫斷面設計圖。但在高邊坡臨時道路設計中由于天然原始邊坡太陡，進行橫斷面測量不太現實所以高邊坡臨時道路設計中，地面橫斷面圖都是借助制圖軟件根據地形圖生成出來，這就要求在原始地形圖測量中地形圖測量一定要真、精、需，真是指地形圖一定要跟原始地形相附，不能失真；精是指地形圖一定要盡量精確，比例尺應盡量大；需是指地形圖測量一定要按需所測，按道路路線的經過范圍測量以免造成不必要的付出。
橫斷面設計時應準備的資料有：
1.平曲線的始終點樁號、轉角方向及其內各樁號的超高、加寬值；
2.各樁號的填挖高；
3.路基寬度；
4.路基邊坡坡度；
5.邊溝的型式和斷面尺寸；
6.視距不良路段所設距臺的位置和斷面尺寸；
7.地質、土質、水文資料及特殊限制情況等。
臨時道路充許投資小、坡面坡度大決定了它橫斷面小的特點，一般情況下都為單行車道，工程中載重汽車車寬一般都為2.25m，取一定的安全距離1.25m，路面寬度取3.5m，左右路肩各取0.5m，則路基寬度取4.5m是可以保證汽車暢通的。在單行車道設計中一定要考慮增設錯車道、避險車道的問題。在這里不再作詳細介紹，只需按現行規范設計就行，無特別之處。
6、道路的輔助設施及其它
臨時道路的輔助設施有護墩、涵洞、廣角鏡等，輔助設施可根據路線沿線情況具體設定，這里主要介紹下路面橫向排水的問題。
高邊坡臨時道路的排水系統由路線縱向排水、路面橫向排水形成立體的排水系統，在這個排水系統中由于臨時道路的設計理念（緊貼原始地面開挖形成開挖路基）而使路面橫向排水進水口作用面小，尤其是一些窄小的V型天然沖溝這種現象更加明顯，這就使橫向埋設涵管排水變的不太現實，而又由于高邊坡路線縱斷面縱坡太大，使得在做過水路面的過程中縱向形成的匯水區域高邊坡太陡車輛無法順利通行，所以這為我們解決這類橫向排水的問題上又提出了新的要求。我們在處理這類橫向排水的問題中在沖溝處做成路面橫向小明涵，在小明涵的入口處開挖匯水坑以匯積沖溝處的天然降水，這種小明涵即能保證天然匯積雨水的排出又能減少道路施工中的二次開挖量、同時節省投資縮短工期。但這種小明涵目前只能在干旱少雨的地區適用，在降雨量大的地區過水面太小還無法適用。在這類道路的設計中另一個沖溝問題是路線往往通過山崖段，在這些部位山坡坡度達到60°以上，遇到天然沖溝時沿溝壁開挖路線通行無法達到設計要求的轉彎半徑，回填做涵洞又由于坡面太陡回填量大且回填路基不穩定不符合設計要求，處理這類問題我們建議在這些路段做貝雷橋比較安全經濟。
7、結束語
高邊坡臨時道路設計沒有相應的設計規范且面臨的問題往往多而雜，這就需要設計者參照現行道路的設計規范而又不能困固于現行道路的設計規范，雖然在設計中遇到的困難比較多往往使設計者沒有依據但同時也提供給設計者更大的發揮空間讓我們可以更加鉆研于設計之中，設計出更加合理的建設工程。
參考文獻：
[1] 蔣承楷.《道路勘測設計》[M].北京：人民交通出版社，2001.
[2] 中華人民共和國交通部.GBJ22-87《廠礦道路設計規范》[S].北京：中國計劃出版社，1988.
[3] 張雨化.《公路勘測設計》[M].北京：人民交通出版社，1986.
關鍵詞：山區公路，水文計算，簡化設計。
Abstract: large mountainous highway surface rolling, runoff area distribution is more complex, drainage computation is multifarious. In this paper, according to the provisions of the drainage design specification highway, combined with the characteristics of mountainous highway runoff, marketable in the runoff area is simplified, and deduced the design of surface runoff simplified formula, and greatly reduce the workload of hydrologic calculation, to improve the efficiency of design of highway drainage and rationality made some beneficial attempt.
Keywords: mountain area highway, hydrologic calculation, simplified design.
中圖分類號： X732 文獻標識碼：A 文章編號：
1 前言
公路排水系統是公路工程的重要組成部分，對保證公路的使用性能和使用壽命具有十分重要的作用[1]。近年來，隨著西部開發等國家戰略的實施，山區公路建設進入期。山區公路沿線地表起伏較大，地表水流流速快，對地表沖刷大，排水不暢易引發路基路面病害，加劇公路沿線的不良地質發育，誘發地質災害，對公路的穩定不利。因此，山區公路的排水設計應引起重視。
山區公路的總體設計追求填挖平衡，其路線的平縱組合情況、路線兩側的地形地貌情況比平原公路復雜得多，沿線的排水流向、徑流區域的分布情況也比平原公路復雜得多。另外，規范[1]要求的水文計算需要查閱大量圖表，流程比較繁瑣費時，如果每確定一塊徑流區域都按規范要求進行水文計算，工作量很大。為了提高設計效率，許多設計人員往往更重視經驗而不重視計算，其結果往往差強人意，不能保證排水設計的合理性和經濟性。有鑒于此，筆者根據在省內山區公路的實踐經驗，對山區公路的徑流特點進行了分析，提出一種設計徑流量的簡化計算方法，可大大降低水文計算的工作量，為提高公路排水設計的效率和合理性做出了一些有益的嘗試。
2 山區公路的排水布置及徑流特點
山區公路挖方路段一般設置邊溝和截水溝[2]。邊溝設在土路肩外緣，用于排泄路面及路塹坡面雨水。截水溝設在路塹頂部，用來攔截路塹邊坡坡頂以上的地表水。排水溝設在路堤坡腳處，排泄路基范圍的地表水。邊溝、截水溝和排水溝之間通過急流槽連接。
根據野外踏勘的經驗，山坡的坡腳會被自然雨水沖刷形成天然溝，排水設計中可將路塹頂部的截水溝直引到坡腳，再在坡腳設置集水井，通過集水井的自然溢流使截水溝內的水排入這條天然溝，這樣路界內流量計算就可以不考慮截水溝的影響。另外，公路路塹邊坡的坡形一般是每8~10m高有1~2m寬的平臺[2]，可于平臺上作平臺排水溝，使平臺排水溝與截水溝相連通，則平臺以上的路塹邊坡坡面水就可通過平臺排水溝匯集入截水溝，這樣路界內路塹邊坡部分的流量計算可僅考慮第一級平臺以下范圍內的路塹坡面流水。在設計路界內某段單向排水區域的流量時，就可只將路面、第一級路塹邊坡坡面和路堤邊坡坡面三個徑流區域納入計算。
3 路界內排水流量的簡化計算
實際排水設計中，一般先擬定若干個排水斷面，再按各個排水斷面能接受的最大流量進行水文驗算。本文延續這條思路，采用簡化方法擬合出各個排水斷面的極限布置長度，并以此來進行排水設施流量的計算。
3.1 道路基本條件
為方便敘述，將計算需要的道路基本條件以實例的方式說明：
坡面條件：路堤邊坡坡率為1:1.5（高寬比），坡面采用骨架植草防護；
路面條件：瀝青路面，路拱橫坡i1= 2%，路基半幅寬為B=17.25m，有半幅路面水流向溝內。
擬定3個矩形排水斷面，其尺寸（寬x高）分別為A型60cm×60cm、B型60cm×80cm、C型80cm×80cm，水溝采用預制混凝土塊。
道路位于廣東潮汕地區，道路沿線地區無自記雨量記錄。
路面排水的設計降雨重現期為5年，路基邊坡坡面排水設計降雨重現期為15年。
公路路堤邊坡高度H一般變化范圍在1.5~40m[2]，水溝縱坡i一般變化范圍在0.5~10%（大于10%的水溝按急流槽設計），本文的所有計算，路堤邊坡高度和水溝縱坡的擬合范圍均按上述范圍取值。
3. 2 擬合排水斷面極限布置長度
步驟一：計算排水溝坡率i=0.5%條件下，A型尺寸的排水溝斷面最大泄流量。根據規范第4.4.1條第3款規定，按溝頂高出設計水位0.2m進行水力計算。按規范附錄B計算水溝水力半徑R：
（1）
溝壁為預制混凝土，根據規范表8.1.3，確定粗糙系數n=0.012，根據規范第8.1.3條，計算溝內平均流速v：
（2）
根據規范式8.1.2條，計算溝最大泄流量QA：
（3）
同理，可解得B型、C型斷面的排水溝最大泄流量如下：
（4）
（5）
步驟二：計算排水溝坡率i=0.5%，邊坡高度H=1.5m條件下，每米溝長所要排泄的設計徑流量。
根據規范表3.0.4規定，瀝青路面粗度系數取，路堤邊坡坡面粗度系數取，根據規范第3.0.4條計算路面匯流歷時和路堤邊坡坡面匯流歷時：
（6）
（7）
由于道路沿線地區無自記雨量記錄，按規范第3.0.7條計算路面降雨強度和坡面降雨強度。根據規范表3.0.7-1，查得路面降雨重現期轉換系數，坡面降雨重現期轉換系數，根據規范表3.0.7-2，通過線性內插得到路面降雨歷時轉換系數，坡面降雨歷時轉換系數，根據規范圖3.0.7-1，查得5年重現期和10min降雨歷時的標準降雨強度，則和計算得：
（8）
（9）
根據規范表3.0.8，查得瀝青路面徑流系數，坡面徑流系數，根據規范3.0.1條，計算每延米路面設計徑流量和坡面設計徑流量：
（10）
（11）
則每延米排水路徑的設計流量為：
（12）
則可進一步求出在水溝坡率i=0.5%，邊坡高度H=1.5m條件下，A型水溝的極限布置長度：
（13）
步驟三：根據不同的邊溝坡率i值和邊坡高度H值的組合，按步驟一和步驟二的流程，計算出相對應的水溝極限布置長度值，如表1所示。
表1LA極限布置長度表
步驟四：對表1數據進行多項式數值擬合，由于有i和H兩個未知量，根據數值分析原理，待定系數取為2x2=4個，可建立擬合式如下：
（16）
式（16）中，為排水溝極限布置長度擬合值，為待定系數。將表1的數據代入式（16），建立聯立方程組，解得系數如下：
（17）
步驟五：將乘以誤差修正系數得到實際排水溝極限布置長度。誤差修正系數的表達式參見3.3節。
步驟六：由式（18）和（19）計算B、C型水溝的極限布置長度。
（18）
（19）
步驟七：各個水溝斷面的實際布置長度、和按下式計算：
（20）
3. 3誤差修正系數
定義水溝極限布置長度的相對誤差為：
（21）
對i在0.005~0.1和H在1.5~40范圍內的值進行最小二乘擬合[3]，擬合出誤差修正系數的近似表達式：
（22）
其中和的表達式為：
（23）
3. 4 坡面（路面）修正系數
上述擬合式只適用于3.1節列出的坡面（路面）條件（以下簡稱為“標準條件”）下的流量求解，當為非標準條件時，尚須對擬合式中的路面和坡面流量進行修正。由式（12），乘上修正系數的總流域流量為：
（24）
式中，分別為路面條件修正系數和坡面條件修正系數，分別為標準條件下的路面流量和坡面流量值。首先應明確與之間的關系，可將標準條件下的路面流域根據匯流歷時相等和流量相等的條件等效為標準條件下的路堤坡面流域。由匯流歷時相等的條件，根據式（6）~（7），得到以下關系：
（25）
整理式（25），得路面等效坡高。由流量相等的條件，根據式（10）~（11），得到以下關系：
（26）
整理式（26），得路面每延米等效坡長。由式（13）及、得標準條件下流量路面流量和坡面流量為：
（27）
（28）
如果路面流域寬度為B，橫坡為iL，路面徑流系數為，可根據上述原則，將路面流域等效為坡率為1:1.5（高寬比）的路堤坡面流域。由匯流歷時相等的條件，根據式（6）~（7），得到以下關系：
（29）
整理得等效坡高為：
（30）
由流量相等的條件，由式（10）~（11），得到以下關系（按每延米實際坡長計算）：
（31）
整理得每延米等效坡長為：
（32）
由式（30）和式（32），根據可求得為：
（33）
如果坡面坡率為1：n1（高寬比），坡面徑流系數為，也可根據上述原則，將坡面流域等效為坡率為1:1.5（高寬比）的路堤坡面流域。由匯流歷時相等的條件，根據式（6）~（7），得到以下關系（當坡面為路塹邊坡時，邊坡高度H取路面上第一級邊坡的高度）：
（34）
整理式（34），得等效坡高為：
（35）
由流量相等的條件，根據式（11），得到以下關系（按每延米實際坡長計算）：
（36）
將式（35）代入式（36），整理得每延米等效坡長為：
（37）
由式（35）和式（37）可求得為：
（38）
將式（33）、（38）代入式（24），并由式（27）、（28）整理得總流域流量為：
（39）
由式（13）的定義，則修正后的水溝極限布置長度為：
（40）
其中就是路面（坡面）修正系數。
3. 4 實例計算
本文給出三個算例，通過計算A型水溝的布置長度，以驗證本文算法的精度。計算條件如下：（1）算例一：路堤邊坡高度H=8.5m，排水溝縱坡i=0.75%，其它按標準條件。（2）算例二：路堤邊坡高度H=22.5m，路堤平均坡率1:1.911（高寬比）,排水溝縱坡i=0.9%，其它按標準條件。（3）算例三：第一級路塹邊坡高度H=9.5m，坡率1:0.75(高寬比)，邊溝縱坡i=1.2%，路面流域寬度B=21m，路面橫坡iL=2.2%,水泥路面（），其它按標準條件。計算結果如表2所示：
從上表可看出，用本文方法計算的相對誤差在5%以內，精度可達到工程設計的要求。
4 結語
本文提出的根據路面流域和坡面流域進行修正的流量簡化計算公式，只需要輸入路面寬度、邊坡高度、路面徑流系數和坡面徑流系數四個參數即可求解，免去了常規流量計算的繁瑣流程和大量查表，大大提高了設計效率，并且其精度可達到工程設計的要求。具體應用時，公式系數A1~A4要根據所設計區域的降雨強度與本文提供的降雨強度的比值進行折算，而誤差修正系數和坡面（路面）修正系數則可直接按本文提供的公式計算。
5 參考文獻
[1]中華人民共和國交通行業標準.公路排水設計規范(JTJ 018- 97).
[2]中華人民共和國交通行業標準.公路路基設計規范(JTG D30- 2004).
關鍵詞：路線幾何設計； 路側安全凈空區； 交通安全；
中圖分類號：U491文獻標識碼： A
影響道路安全的設計要素有人、車、路。路的原因歸結為道路的幾何線形及路側，合理的線形能消除事故隱患，而寬容的路側能降低事故概率。近年來，由路側安全問題誘發的交通事故越來越嚴重。據公安部每年的交通事故白皮書對2003-2005年路側事故的統計，該事故占總數的8%左右，但卻造成了約12%的死亡人數，道路線形的設計不合理，同樣造成了巨大的人員傷亡，因此從公路的設計階段，對路線幾何、路側安全凈空區、路面結構等方面的合理設計顯得尤為重要。
1.路線幾何設計
本項目路線全長28.8km。其中黃河西岸的平原路段以及黃河灘涂路段約23公里范圍內，地形起伏很小，路線平縱指標高；黃河東岸，約6公里范圍，路線選擇沿紅三、紅四兩井田邊界通過，平面線形平順，縱面受地形限制，略有起伏，但均在規范允許值范圍之內。
路線平縱面設計完成后，首先應進行運行速度檢驗，通過對運行速度計算以及路線平縱指標的分析研究，檢驗結論如下：
1) 設計符合性
全線總體設計采用的平、縱指標符合現行規范、標準的規定要求，平縱組合得當。
2) 運行速度協調性
通過計算顯示全線相鄰路段的運行速度差均滿足協調性要求，線形連續性好，指標均衡、協調。
3) 運行速度與設計速度協調性
小客車與貨車的運行速度與設計速度的差值均能滿足±20km/h范圍內的一致性要求。
黃河東路，路線沿井田邊界通過的路段，存在約4.6公里的長直線。在該范圍內，設計上通過縱坡的變化，結合設置有效的交通標志、標線等手段，來消除駕乘人員的視線疲勞，提高該路段的行車安全度。
2.路基、路面設計
2.1.路側安全凈空區設計
1）路側安全凈空區概念
路側安全凈區是指公路行車方向最右側車行道以外、相對平坦、無障礙物、可供失控車輛重新返回正常行駛路線的帶狀區域，如圖2-1所示。從保障行車安全角度考慮，要求路側安全凈區內不存在任何危險物，該區域能確保駛出的車輛不發生傾覆與碰撞危險，駛出車輛能夠在凈區內無障礙行駛并安全返回行車道。
路側安全凈區是一種理想的路側安全環境，是路側安全設計的一種追求，建立路側安全凈區是防止路側事故最為理想的對策。路側安全包括硬路肩、土路肩以及可控制行車的緩坡，其寬度根據預測交通量、運行速度以及道路幾何指標而定。在未采取保護措施的情況下，路側安全凈空區禁止任何對失控車輛具有潛在危險的物體存在。
圖2-1路側凈區范圍示意圖
2）路側安全凈空區寬度
根據《公路項目安全性評價指南》（JTG/T B05-2004），計算出直線段填、挖方區的路側凈空寬度分別為9m和5m，曲線段路側安全凈空區的寬度為直線段安全凈空區寬度乘以曲線系數CF。本項目大部分路段能夠滿足《公路項目安全性評價指南》（JTG/TB05 2004）規定的路側安全凈區要求，但也有受周邊地形地貌條件和歷史建設條件的限制，個別地方不滿足路側安全凈區要求。根據路側安全凈區的設計理念，在路側安全凈區范圍內，應特別注意的危險物有路側邊溝、標志立柱、上跨橋橋墩等。
3)、凈空區內存在的障礙物及路側危險情況
（1）路側凈空區內的障礙物
為了保障行車安全，盡可能避免路側事故的發生，總體上可從如下三個層次采取措施：①盡量維持車輛在行車道內行駛；②盡量使駛出路外的車輛不與路側危險物發生碰撞；③盡量減輕車輛與危險物碰撞的嚴重性。
（2）標志等的立柱
位于路側安全凈空范圍的標志立柱是行車安全隱患，當車輛駛入路側有碰撞標志立柱的危險，在設計時應采取一定的處理措施。可以設置護欄進行防護，以有效減少事故發生的機率，保障行車安全。
（3）高填方危險路段路堤填方較高路段，為減少車輛，尤其是大型貨車沖出路外事故的發生，應提高護欄高度和強度。建議在填土高度3-8m路段路側采用A級加強型波形梁護欄，填土高度8-20m路段路側采用SB級加強型波形梁護欄，填土高度大于20m 路段路側采用SA級加強型波形梁護欄，護欄等級的提高可以減少車輛駛出路外事故的發生，提高行車安全性。
（4）小結為保證路側行車安全，應盡可能設置路側安全凈區，通用公司曾在試驗室對此進行了研究，總結出路側安全凈區對道路安全的影響曲線（如圖2-2所示）。
圖2-2 路側安全凈區與事故率關系圖
從圖中可以看出，20%的事故發生在路側9m以外，80%的事故發生在路側9m以內，可見路側安全凈區對行車安全有著十分重要的意義。Kennedy-Hutchinson在州際公路上的研究證實了通用公司結論的正確性。因此在設計過程中，建議結本項目公路沿線地形地貌條件，盡可能獲得最大的、有效的路側安全凈區。設計中可以從如下方面考慮：
a）盡量使用可返回式邊坡，條件受限時可考慮設置可穿越式邊坡。
b）在一些無法移除的障礙物無法采用解體消能式的設計，或因為路基很高而存在危險，應使用路側護欄進行防護，但路側護欄本身也是一種障礙物，需確認安裝護欄后是否能減輕碰撞的嚴重程度。同時也可考慮設置護欄的效益費用比，即從經濟角度考慮，安裝護欄引起費用與帶來的安全效果之比是否值得。
2.2.路面結構設計
公路路面材料的選用，除考慮行車荷載外，還應重點考慮區域環境因素，項目所在區域氣候類型屬半干旱區，為大陸性氣候，冬季嚴寒，夏季炎熱，具有氣候干燥，降雨量稀少，日照充分，日溫差大，蒸發量大，多風沙，因此低溫應該考慮為影響路面結構耐久性和路面抗滑性的重要因素。本項目面層采用的密集配改性瀝青混凝土具有抗高溫、低溫穩定性，良好的水穩定性，良好的耐久性和表面功能（抗滑、車轍小、平整度高、噪音小、能見度好），較好的滿足了行車安全的要求。
在我國，公路中央分隔帶的主要功能是隔離對向車輛，并設置路緣石。美國撞車試驗結果表明，車速高的公路上應盡可能不設路緣石。因此，中央分隔帶的路緣石的設置特別考慮為半圓弧狀，并向中分帶內側退讓10-12cm的側向寬度。
圖2-3中央分隔帶路緣石設計圖
2.3 排水設施
邊溝是公路排水系統中一個重要的結構，它對于及時排除路面積水，保障雨天行車安全具有重要意義。但是邊溝位于路側凈區內，過大或過深的邊溝也是一種嚴重的路側安全隱患。根據美國交通事故數據，與路側排水設施有關的路側事故占路側事故總數的19%，可見路側排水系統設計合理與否對路側安全有重要的影響。在進行路側安全設計時，對于處于路側凈區內的排水結構物采取的措施按優先采取的順序依次為去除、移位、使可穿越、防護和承擔風險。在滿足排水要求的情況下，去除和移位是最安全的方法，但是并不是在任何情況下都能實現，在無法去除和移走排水結構物時，最好的辦法是運用寬容路側設計理念，保障車輛在發生意外情況下，即使遇到排水結構物仍能安全地駛回公路而不發生危險。
3. 小結
影響道路安全性除了道路平縱面設計、路基路面設計之外，還有交叉口渠化設計、交通標志標線設計等因素，但道路的平縱橫設計是安全設計的根本，通過對項目實例的研究分析，得出以下結論：
(1)合理的道路平縱面設計是保證行車安全的最重要因素。
(2)為保證路側行車安全，應盡可能設置路側安全凈區。
參考文獻：
[1]《公路項目安全性評價指南》（JTG/T B05-2004）,人民交通出版社
[2]《公路交通安全設施設計規范》(JTGD81－2006) ,人民交通出版社
[3]《公路工程技術標準》（JTG B01-2003）,人民交通出版社
[4]《公路路線設計規范》（JTG D20-2006）,人民交通出版社
[5]《公路路基設計規范》（JTG D30-2004）,人民交通出版社
[6]《公路瀝青路面設計規范》（JTG D50-2006）,人民交通出版社
關鍵詞：高速公路；路面設計；排水系統；可行方案
路基是公路的重要組成部分，它是按照路線位置和一定技術要求修筑的帶狀構造物，承受由路面傳來的荷載，必須具有足夠的強度、剛度、穩定性和耐久性，中期設計在公路設計中占有重要的地位。
1.路基設計
路基橫斷面由路面寬度、路拱橫坡度、路肩、路基寬度、路基邊溝、 截水溝、取土坑、棄土坑、公路用地等組成。路拱橫坡度取2%， 土路肩為3%，路基邊坡為1：1.5，在設計邊溝的深度為0.6 m，寬度為0.6m，外側邊坡坡度均為1：1.5。
1.1邊坡的確定
路基邊坡坡度對路基穩定性十分重要，確定路基邊坡坡度是路基設計的重要任務。其大小取決于邊坡的土質，巖石的性質及水文地質條件等自然因素和邊坡的高度。一般路基的邊坡坡度可根據多年實踐經驗和設計規范推薦的數值采用。路堤邊坡：一般路堤的邊坡度可根據填料種類和邊坡高度按規定坡度選用，路堤邊坡坡度超高時，單獨設計，陡坡上路基填方可采用砌石。路塹邊坡：土質路塹邊坡應根據邊坡高度，土的密實程度，地下水和地面水的情況，土的成因和生成時代等因素選定。巖石路塹邊坡，一般根據地質構造與巖石特性對照相似工程的成功經驗選頂邊坡坡率。
1.2 路基高度的確定
路基的填挖高度，是在路線縱斷面設計時綜合考慮路線縱坡要求，路基穩定性和工程經濟等因素確定。從路基的強度和穩定性要求出發，路基上部土層應處于干燥或中濕狀態，路基高度應根據臨界高度并結合公路沿線具體條件和排水及防護措施確定路基的最小填土高度。路基橫斷面設計是在橫斷面測量所得的數據點繪到橫斷面上，按縱斷面設計確定的填高度和平曲線上的超高，加寬值逐樁繪出路基橫斷面設計圖，并計算的填挖中樁高度，填方面積和挖方面積分別標注于橫斷面圖上。
1.3加寬超高設計
加寬：當半徑小于等于250m時，為了保證車的安全，曲線段上的正常寬度應做適當的加寬，半徑大于250時不加寬。超高：二級公路設計時速為60km/h時，當平曲線半徑小于1500m時為讓汽車在曲線上行駛時能夠獲得一個指向曲線圓心的橫向分力，以克服離心力對行車的影響應設置超高。超高值的計算：路基設計調和一般是指路肩邊緣的高程，在超高設置段路基及中線的填、挖高度內改變，因此在該段應對超高值進行計算。
2.排水系統的設計原則
一般規定：（1）二級公路路基路面排水應進行綜合設計，使各種排水設施形成一個功能齊全，排水能力強的完整排水系統。（2）路基排水設計應與農田水利建設規劃相配合，防止沖毀農田或危害農田水利設施，當路基占用灌溉溝渠時，應予恢復，并采取必要的防滲措施。（3）公路穿過村鎮居民區時，排水設計應與現有供、排水設施及建設規劃相協調。（4）排水困難地段可通過提高路基或采取降低地下水位、設置隔離層等措施，使路基處于干燥、中濕狀態。
地質情況。本段處在干燥或中濕狀態 ，路基排水基本順暢，但也出現挖方及矮路堤，在大部分地區及挖方路段需設置邊溝，并且兩側100米左右的路段由于是填方向挖方過渡，填土高度較小，屬于矮路堤都必須設置邊溝。當排水量大時應進行流量計算，在小半徑曲線設置超高的地段，邊溝宜加深。邊溝縱坡應與路線縱坡一致，但本路線全線地面起伏很大，且橫斷面高差很大，在許多路段無法滿足此項要求。在路基兩側設置邊溝，一般情況下挖方路基和填土高度小于1.0m的路堤應設置邊溝，邊溝最大縱坡為3%，最小縱坡為0.3%。在一些地線橫向排水好的路堤也可不設邊溝。
全線橫向排水基本良好，路基受地下水影響小，不需全線設置邊溝，路線左側高，右側低，右側需設邊溝的地段少一些。縱向排水全部按設置3m護坡道的情況選擇，挖方路段選路基邊坡坡腳以外2米。邊溝出口必須設在橫向排水良好或涵洞的地段使邊溝匯集來的水能順暢的排向路基范圍以外，以保持路基處在干燥或中濕狀態。
3.路面設計中需要注意的問題
路面是道路主要組成部分，它的好壞會直接影響行車速度，安全和運輸成本。路面要求有強度和剛度，穩定度，表面平整度，和抗滑性，本段設計為水泥混凝土路面。
設計原則。根據交通量，因地制宜，合理選材，方便施工的原則設計。路面結構的確定及材料的選擇，根據公路等級和交通量，確定路面等級為高級。路面類型選用普通水泥混凝土路面，路面結構：面層（普通水泥混凝土）厚度為23cm；基層（5%水泥穩定砂礫）厚度為18cm；底基層（石灰、粉煤灰綜合穩定土） 厚度為18 cm；墊層（天然砂礫）路基為中濕類型要加鋪砂墊層厚度為15cm。基層應具有足夠的強度和穩定性，表面平整，在荷載重復作用后的累計變形不大。施工要求，對材料的要求：粗集料，應質地堅硬、耐久、符合規定級配，最大粒徑不應超過40cm；細集料應清潔，細度模數在2.5以上。施工準備的要求：混凝土配合比設計、基層的檢查與整修、基層的寬度、路拱與標高、表面平整度和壓實度均應檢查其是否符合要求。養生的要求：潮濕養生，每天均勻撒水數次，至少延續14天。
公路排水設計對于高速公路路基的穩定性及路面的使用壽命有著顯著的影響。公路排水設計應包含以下兩個方面的內容：其一是要考慮如何減少地下水、農 田排灌水對路基穩定性及強度的影響，一般稱之為第一類排水；其二是要考慮如何將路表水迅速排出路基之外，最大限度地減少雨水對路基、路面質量的影響，減少 因路表水排水不暢或路表水下滲對路基、路面結構和使用性能產生的損害，這稱為第二類排水。第一類排水設計通常采用適當提高路基最小填土高度或在路基底部設置隔水墊層等辦法。施工期間一般都考慮在施工前開挖臨時排水邊溝，排除施工期地表水并降低地下水，同時在路基底部摻加低劑量石灰處理，設置40cm厚的穩定層等。采用這一系列措施可起到事半功倍的效果。第二類排水設計一般包括：（1）通過路面橫坡、邊溝、邊溝急流槽等，將路表水迅速排出路基以外；（2）設計中央分隔帶縱向碎石盲溝、軟式透水管及橫向排水管，將施工期進入中央分隔帶的雨水及運營期中央分隔帶的下滲水迅速排出路基之外；（3）設計泄水孔以迅速排除橋面水；（4）設計中采用瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝或排水管，將滲入路面面層的水引出路基之外。
參考文獻：
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