张生

（福建省永信交通设计院有限公司,福建 厦门361022）

1 农村公路设计原则

1.1 坚持统筹规划的原则

农村公路建设应当与当前新农村建设规划有效结合,发挥农村公路建设的最大效益,推动农村经济健康快速发展。

1.2 坚持安全至上的原则

质量安全是农村公路建设首要任务,农村公路建设者需转变建设理念,从只注重连通向提升质量安全转变,切实加强农村公路建设项目质量安全管理,促进农村公路建设转型发展。

1.3 坚持生态环保原则

农村公路建设需全面贯彻绿色发展理念,从农村公路规划、设计、实施等各环节,遵循生态环保的根本要求,促进农村公路与生态环境协调发展。

1.4 坚持因地制宜原则

农村公路地形地质条件复杂多样,各地差异巨大,在保证安全底线的前提下,各地应灵活根据农村公路特点制定相关设计标准。

1.5 注重旧路资源利用原则

在满足技术指标的前提下,尽量利用老路线位,提高老路土地等资源利用率,节约造价,利于环境保护。

2 农村公路设计要点分析

2.1 技术标准选择

技术标准选择是公路建设的前提,农村公路主要功能是提供通达和接入服务,所以应将公路功能作为确定技术等级和主要技术指标的主要依据,包括公路等级、设计时速、路基宽度等,对农村公路改建工程来说至关重要。

2.2 路线线形设计

2.2.1 平面线形布设。农村公路改建工程线形布设是一项基础工作,路线方案确定,路线的整体布局及工程造价也基本确定,因此农村公路改建工程平面布设需要根据不同地形和地质条件,结合农村规划,灵活运用技术指标,选用不同的布设方案进行比较,尽量利用旧路,减少拆迁及征地,对不符合规范要求和低等级指标路段进行局部改造,以节省造价。

如图1 所示,某农村公路改建工程,设计标准为四级双车道公路,设计时速20km/h,根据地形、现场调查及旧路情况,在JD1-JD5 原旧路边坡上下范围存在9 座大型墓,设计两个方案进行比较,方案一（图中虚线）路线较长,技术指标较高,但需要拆除7 座墓且经沟通村拆除难度大,工程造价高,方案二（图中实线）路线较短,技术指标较低,避开墓群,工程造价较低,经过两个方案综合对比,考虑两个方案旧路利用相差不大,最终选择符合实际方案二设计。

图1 路线方案图

2.2.2 纵断面设计。农村公路高差大,地形、地质条件复杂,在改建工程纵断面设计时,一般以路线起终点、既有桥梁、沿线构造物、村镇及沿线老路标高进行控制,充分利用旧路资源是改建工程首选原则,切勿盲目追求土石方工程量填挖均衡原则,避免大段落废弃旧路,导致占用大量的土地资源,工程造价上升,还应注意避免诱发新的地质灾害,影响公路安全运营,因为农村公路改建工程主要是提高公路等级及交通运行质量,在旧路路面状况良好且旧路纵断满足技术标准的一般路段,重新设计的纵断线形应尽量与原有线形保持一致,遵循“宁填勿挖”的旧路改造原则,满足路面加铺、补强需要,在局部受限路段可根据地方交通部门关于农村公路改建工程局部受限路段设计文件要求或交通部部颁《小交通量农村公路工程技术标准》因地制宜综合考虑设计,以节省造价。

2.3 路基设计

公路平面与纵断面设计确定后路基设计高度基本也已确定,农村公路改建工程路基拓宽除新建路段外,尽量利用旧路路基,拓宽路基有单侧拓宽、双侧拓宽,并采取合理的工程措施,加强新旧路基之间排水设计和结合部位处理,比如拓宽原有路堤时,为处理好新旧路基结合部,在拓宽路基稳定情况下,新旧路基结合部对原有路基坡面采取“开挖台阶及铺设土工格栅材料”工程措施,如图2 路基拓宽结合部处理。

路基边坡设计应结合当地自然条件和工程地质条件,选择适当的坡率,也可参考旧路路基边坡稳定路段的坡率进行设计,同时针对不稳定边坡、易受冲刷的沿河路段等,采用不同的支挡和防护形式。

图2 路基拓宽结合部处理图

路基排水设施主要有边沟、排水沟、截水沟等,路基排水应结合桥涵等排水设施,并与自然沟槽水系形成完善的排水系统,同时考虑与当地农田水利设施相结合,综合利用,防止公路汇水冲毁沿线农田及水利设施。

农村公路改建工程建设实施不可避免会产生弃土弃渣,弃土场是路基设计的重要组成部分,因此必须重视对弃土场进行专门设计,防止弃土弃渣乱堆放,造成水土流失,弃土场位置应考虑地形条件及节约用地、防止水土流失、环保等因素选择,宜结合场地（如“标准化”建设等）利用、造地、还林、复耕等要求统筹考虑。

2.4 路面结构设计

农村公路路面结构设计应树立“节约资源、保护环境、可持续发展、全寿命周期成本理论”,考虑本地区气候特点及实践经验,并充分考虑施工条件和养护条件以及路面与环境的影响,做到“因地制宜、就地取材、便于养护”。当前农村公路路面结构主要是砂石路面、水泥混凝土路面、沥青路面等,这些路面经过长时间运行,多数出现病害,不利于农村经济发展,农村公路改建工程针对这些路面进行重新改造设计。

2.4.1 砂石路面。由于砂石路面经过长时间车辆通行,路基路面趋于稳定,路基压实度和稳定性比较良好,砂石路面层可以作为新建路面底基层,再根据弯沉情况按新建混凝土路面或沥青路面类型进行设计。

2.4.2 旧混凝土路面。旧混凝土路面改造前,通过对旧路面现状调查和必要的检测,对路面破损程度进行分段评价,分析路面损坏原因,分段拟定路面改建工程设计方案。对完整性好的旧水泥砼路面,应尽量加以利用,旧路面进行必要处治后,在其上加铺新路面面层或将其做为新路面的基层、底基层使用。对完整性不佳的旧水泥砼路面,可选用打裂压稳方案或碎石化方案,将其做为新路面的基层或底基层。图3 为某农村四级公路路面结构设计根据旧路不同情况设计不同的路面结构。

图3 路面结构图

2.4.3 旧沥青路面。旧沥青路面可采用水泥混凝土加铺层,设计前根据旧沥青路面路表弯沉测定结果并计算出代表弯沉值,反算出旧沥青路面顶面地基综合当量回弹模量,再按弹性地基单层板模型计算水泥混凝土加铺厚度,加铺层铺筑前应对较严重的车辙、拥包进行铣刨,对坑槽和网裂较严重的路段进行结构补强。

2.5 桥涵设计

2.5.1 桥梁设计。农村公路中小型桥梁占绝大多数,桥梁技术状况不尽相同,这就要求设计人员深入现场对既有桥梁进行总体评价和必要的检测,确定既有桥梁的技术状况,本着安全、经济的原则合理进行设计,如对既有桥梁技术状况良好,满足公路功能、通行能力等要求,可以利用既有桥梁以减低工程建设成本；既有桥梁技术状况良好,桥面宽度不足限制通行能力,可采用与既有桥梁相同或相近的结构形式和跨径进行拼宽设计；既有桥梁不满足要求的,应结合路线布设、施工条件进行重新设计,在满足功能、通行能力前提下,尽量采用标准跨径、技术成熟的桥型结构。如图4,某农村公路过村镇既有桥梁跨径为3×13m 空心板桥,桥宽6m,既有桥梁已运行10 年,技术状况良好,但通行能力不足,设计采用3×13m 预应力空心板桥单侧拼宽设计。

图4 桥梁拼宽设计图

2.5.2 涵洞设计。农村公路沿线因水利、农田灌溉的需要,设置众多的涵洞,甚至个别路段密集布设,涵洞孔径及结构形式参差不齐,为降低建设成本,按照因地制宜、就地取材、便于施工和养护的原则,必须实地对涵洞进行调查,充分考虑农田水利及自然水系排灌与周围灌溉系统衔接,并与当地水利部门及沿线乡镇政府部门沟通协商,对涵洞数量进行减少或合并处理。

2.6 交通安全设施设计

农村公路改建工程交通安全设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用,交通安全设施设计应坚持以人为本、安全发展的理念,以完善设施、促进安全、保障畅通、提升效率为目标,按照安全、有效、经济、实用的原则,结合改建后的路线线形、路面类型、地形地貌等条件,通过完善和加强交通标志、标线和护栏等设置,增强工程的整体性和系统性,全面提升公路交通安全保障水平。

3 农村公路设计注意事项

3.1 树立农村公路设计全寿命周期成本理念,不仅要考虑公路建设的初期成本,还要考虑运营、养护等后期成本,通过合理设计,降低对社会、环境的影响,延长公路使用寿命,提供公路的综合服务能力。

3.2 重视对原有公路地质调查,尤其对地质不良的路段调查,对农村公路设计深度起到至关重要的影响,避免后期建设出现设计变更或诱发新的地质灾害。

3.3 农村公路主要功能是通行能力,平面线形以沿旧路布设、节约成本为原则,结合纵、横断面综合比较设计,对部分受限路段,在完善交通安全设施前提下,灵活应用标准,适当降低技术指标。

3.4 加强新旧路基结合部（包括横向、纵向衔接）处理设计,明确处理措施及技术要求。

3.5 完善排水系统设施,避免内涝、冲刷边坡、影响灌溉等,提高公路抗灾、救灾的能力。

3.6 路面结构层设计考虑本地区气候特点及实践经验,并充分考虑施工条件和养护条件以及路面与环境的影响进行多方案比较。

4 结论

农村发展是未来发展的必然趋势,近几年随着农村经济和基础设施的不断发展和完善以及国家对美丽乡村建设的不断投入,给农村公路带来难得的发展机遇,同时也给勘察设计工作带来压力和挑战。在农村公路设计过程中,应当把质量和安全摆在首位,加强设计过程每个环节的有效控制,提高设计质量,确保农村公路发挥出更好的综合效益,为广大农民群众生活提供便利,为农村经济建设发展铺平道路。