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国内与埃塞俄比亚公路设计理念的差异

2011-08-15江西省中煤集团建设工程有限公司周兆峰

河南科技 2011年10期
关键词:埃塞路肩边沟

江西省中煤集团建设工程有限公司 周兆峰

江西省公路机械工程局 李华同

国内与埃塞俄比亚公路设计理念的差异

江西省中煤集团建设工程有限公司 周兆峰

江西省公路机械工程局 李华同

我公司在非洲多个国家陆续中标公路施工项目,笔者有幸参与了埃塞俄比亚两个公路项目的实施,项目承包方式为施工设计总承包。在项目的实施过程中笔者主要负责施工图的设计工作,结合笔者前几年在国内从事设计工作的经历,在此笔者浅谈一下两国在设计规范与理念上的差异,供大家一起探讨。

一、平面线型

1. 设计时速。我国在公路项目立项时就确立了等级,设计时速也随之确立,设计时各种设计参数及指标只在同一等级标准的上下限范围内进行取值。但埃塞出于其本国的国情,从节约投资的角度出发,结合项目所在地的地形,对全线进行分段,对地形平坦的路段选择较高的设计时速,对地形较复杂的路段,如山岭重丘路段则选择较低的标准及设计时速,所以在同一条公路上会同时出现多个设计标准及设计时速。这样做最大的优点是可以减少工程量,节约投资,但不利于行车,因为在线型标准较低的路段,车辆须减速行驶,从而增加行车时间。

2. 线型组合。线型组合差异主要体现在同向与反向曲线间直线段长度的取值上,我国公路设计规范对此作了严格的规定,规定同向曲线间的直线长度最小不能小于6V,反向曲线则不能小于2V,在两曲线间禁止插入短直线。对此作出严格规定,主要是出于行车安全方面的考虑,但埃塞设计规范对此却并未作明确的规定,平曲线间经常出现几米或几十公分的短直线,这将给日后的行车安全带来隐患。

二、坚曲线

坚曲线方面,两国差异较大,主要是因为两国坚曲线线元选择了不同的曲线形式。我国采用的是普通圆曲线,而埃塞选用的是二次抛物线,所以在计算坚曲线高程时理论公式不一样。设计时圆曲线以曲线半经(R)作为主要控制参数,抛物线则以渐变率(K)作为主要控制参数。埃塞规范大都参考或选用欧美标准,对此笔者个人觉得埃塞的设计规范较合理,因为圆曲线在整个曲线长度范围内曲率不变,抛物线的曲率则是变化的,使汽车在直坡段与坚曲线间行驶时能够较为平顺的过渡,这样更有利于增加行车的舒适性。

三、横断面

横断面的设计差异体现在路面加宽、路肩超高、边坡坡率、边沟及排水沟等几个方面。

1. 路面加宽。我国规范只要求对弯道(R<250)的内侧行车道进行加宽,埃塞规范则要求对弯道内外侧行车道同时进行加宽。另外当填方高度大于3m时须对填方一侧进行加宽。

2. 路肩超高。埃塞规范对弯道范围内的路面、路肩超高定制也有别于我国规范。我国在弯道超高路段,规定两侧路肩与路面的超高值相同,且方向均向弯道内侧倾斜;埃塞规范则不然,外侧路肩并不跟随内侧路肩及路面一起旋转至超高横坡,而是与路面横坡倾斜方向相反,向弯道外侧倾斜,横坡值为8%。

3. 边坡。我国从安全角度出发,更注重边坡的稳定,所以在高填高挖时,采用逐级放缓的方式,而埃塞则更注重节约造价,采用逐级变陡或固定坡率的做法。这样虽然节约了造价,但却增加了安全风险,在雨量较大地区的雨季时,极易导致边坡塌方,从而引发事故或中断交通。

4. 边沟及排水沟。埃塞公路项目挖方段的边沟形式一般为V形水沟,填方则不设排水沟;而我国的边沟及排水沟形式分别为矩形和梯形,填方必须设置边沟,用来截断路基以外的地表水,减少地表水对路基的浸蚀,同时也降低了地表水的高度,使路基填土保持干燥,减少病害。在这方面,笔者觉得我国的做法虽然有其有利的一面,但最大的缺点是不利于道路建成后与周边环境融合。

四、涵洞

两国在管涵设计方面差异较大。管涵方面的差异主要是涵底纵坡、管基两个方面。

1. 涵底纵坡。埃塞对不同直径管涵规定了相应的涵底最大纵坡,如:30"i≤4%,42"i≤2%,其中以30"的涵底纵坡最陡,但也不得大于4%。我国在此项上的规定却比较松,设计时可根据进出水口的实地标高,以涵洞能自由进出水为原则,灵活选择涵底纵坡,当纵坡大于10%时,函底则做成台阶状。比较两国的在此项的做法,笔者认为我国的规范更为合理,因为当进出水口高差较大时,选择较大的纵坡,可以降低出水口的高度,减小出水口结构物的高度和水头高度,从而降低造价及减小水流的冲刷,因此埃塞此项设计规范很不经济,也不合理。

2. 管基。我国管基结构一般为两层,垫层采用30~50cm厚度天然砂砾,其上浇筑25cm厚度C20砼作为管基,埃塞则一般直接在砂砾垫层上铺设管节,不设置砼管基。根据经验,在地基承载力满足要求的情况下,不设置砼管基也可满足管涵的受力要求,不会引起过大的沉降。所以埃塞的做法更为经济合理。

五、桥梁

我国在材料、施工工艺上取得长足的进步,现已跻身桥梁建设强国的行列。桥梁样式百花齐放,跨径也越做越大,在已建成的各式桥梁中,在跨径及建筑高度方面,都排名世界前列,这也从侧面反映了我国高超建筑施工水平及设计人员的过人智慧。

在这方面,埃塞与我国则不可同日而语,从已建和在建的桥梁上看,均为中小桥梁,结构简单,上部构造标准图均为20m以下的普通钢筋砼板梁,墩台高度控制在10m以下,且大部分为圬工砌体墩台,这种桥梁结构形式,对材料及施工工艺要求较低,适合埃塞国情。

六、防护

从埃塞在建和已建的公路上看,路基的填挖边坡均未设计任何防护设施,边坡冲刷坍塌较严重,造成水土流失,道路排水结构淤积,排水不畅。这样虽然在道路建设时可节约投资,但日后却会给环境带来不可弥补的损失。

七、结论与建议

总而言之,因两国社会处于不同发展水平,综合国力、经济技术能力也不可同日而语,埃塞俄比亚主要是在现有的资金基础上,尽量使基础设施具备基本的使用功能,而无暇顾及其他更长远的考虑,我国则不同,由于资金较充足,除了要求其具备基本的使用功能外,还须考虑与自然环境的协调,尽量减小人为因素对环境的破坏,做到与自然和谐共存。

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