公路工程前沿理论和实践探索

2.1设计新理念2.2“十五”西部交通建设项目取得的技术成果2.3高速公路拓宽改造工程路基拼接技术2.4公路路面工程发展趋势2公路前言理论和实践探索一、坚持以人为本，树立安全至上的理念。二、坚持人与自然相和谐，树立尊重自然、保护环境的理念。三、坚持可持续发展，树立节约资源的理念。四、坚持质量第一，树立让公众满意的理念。五、坚持合理选用标准，树立设计创作的理念。六、坚持系统论的思想，树立全寿命周期成本的理念。2004年9月，全国公路勘察设计工作会议提出“六个坚持，六个树立”的公路勘察设计新理念。内容如下：“六个坚持，六个树立”是新时期公路勘察设计工作的理论核心，也是“坚持以人为本，树立全面、协调、可持续的科学发展观”。其核心是仅仅围绕科学发展观的要求，通过采用合理选用技术标准和创作设计，实现“安全”、“环境优美”、“节约资源”、“质量优良”、“系统最优”。环境优美质量优良系统最优节约资源安全至上以人为本全面,协调,可持续科学发展观2.1.1设计总体理念（1）以人为本交通行业的核心价值是“用户第一，行者为本”。坚持把“用户需求置于公路工作的核心”。以往公路设计认为“建设就是发展”，而今天把“人的出行需要”作为根本出发点。在工程本身的细微之处体现对人的关爱，体现人性化服务，注重公路安全性、舒坦性、愉悦性的和谐统一，为人们提供最大的出行便利。（2）安全至上安全是公路设计和建设需考虑的首要问题。安全包括工程“实体安全”和“运行安全”两方面。“实体安全”通过精心设计施工可以保证。“运行安全”牵扯因素多，包括人、车、路、环境、和管理等多方面，其中驾驶导致的交通事故是主要因素。提高“运行安全”是一个系统工程，需要全社会，多行业的共同努力。从设计角度，则应重点消除公路本身引起的使用安全问题，尽可能的采取“主动”预防和容错措施，必要时辅以“被动”的防护措施。主动被动预防容错防护改进线形设计、提供路侧净区。设置护栏二、坚持人与自然相和谐，树立尊重自然，保护环境的理念坚持“不破坏就是最大的保护”的理念。使工程顺应自然、融入自然。（1）维持自然界“势”的延续。认识自然、生态规律，把公路建设行为限制在自然规律和生态平衡许可的范围之内，避免切割自然界势的走向和延续，保持自然景观的完整性。（2）营造公路“动”感行驶氛围。充分认识和利用自然界的信息功能和审美价值，设计以动态景观为主。公路自身线性的设计，结构物的形态、质地和色彩的设计，绿化的设计都应充分配合外部自然景观的变化进行设计。三、坚持可持续发展，树立节约资源的理念可持续发展的核心和前提就是发展，公路交通发展是社会可持续发展的重要内容，也是国民经济和社会发展的重要支撑，而资源是人类生存发展的基础，我国人均资源占有量少，就要进行节约发展。可持续发展和节约资源就是正确处理好节约资源和公路发展的关系，从长远考虑进行更合理和有效地利用资源，进行公路发展。三、坚持可持续发展，树立节约资源的理念节约资源体现在提高土地使用效率，少占耕地。第一，从规划阶段做起，通过合理规划路网、统筹利用线位资源、合理确定建设规模和方案，提高土地的集约利用程度。第二，在设计上，精打细算，以满足功能为前提，精心拟定各断面细部尺寸（排水沟、边沟、截水沟、护坡道、碎落台等），节约每一寸土地，不能为设计简单，生搬硬套，一坡到底。第三，研究发挥公路用地潜力的方法和手段，从综合利用角度出发，探索和尝试对硬路肩、边坡等进行二次开发利用的可能性。节约资源也体现在保护矿产资源和腐殖土等方面。矿产资源和腐殖土都是有限的自然资源，原则上避免压覆未开采的资源富集区，把腐殖土用于绿化中。四、坚持质量第一，树立让公众满意的理念质量是工程的生命，更是一个行业的生命。传统对质量的认识停留在“实体质量”和“功能质量”上，随着科学发展观的确立和公民纳税意思的逐渐增强，人民日益关注公路的“外观质量”和“社会质量”。实体质量功能质量外观质量社会质量路中路外传统现在四、坚持质量第一，树立让公众满意的理念外观质量不佳的原因：工艺落后、施工方法不规范、设计不精细。提高公路外观质量的基础：理解环境、和谐环境的前提下，做好公路与环境的总体配合，展现公路景观美、线形美。提高公路外观质量的途经：加强总体设计，和谐工程各细部的衔接。提高公路外观质量的手段：配合环境主旨，注重细节创作，体现建筑美、艺术美。提高公路社会质量的重要措施：提倡公众参与，增加建设项目前期工作的透明度，主动争取社会各界的积极参与、支持和认可。尽量避免征地、撤迁对沿线群众生活带来的影响提高外观质量提高社会质量五、坚持合理选用技术标准，树立设计创作的理念“灵活设计（合理选用技术标准）、创作设计”是达到“安全、环境优美、节约资源、质量优良、系统最优”的手段，也是公路勘察设计的精髓。合理选用技术标准创作设计安全至上环境优美节约资源质量优良系统最优（1）把握技术标准，灵活设计灵活设计指在全面系统地理解技术标准和设计规范的基础上，根据个性环境，灵活地运用标准、规范中的各项指标。指标分为主要指标和次要指标。主要指标：指对安全、功能有重大影响的指标，如最小圆曲线半径、最大纵坡、视距等。次要指标：指在满足安全的前提下，满足美学或舒适性的指标，如曲线间直线长度等。原始边界条件（环境）的变化为灵活运用指标提供了可能，主要指标在设计中原则上应予保证；次要指标当对环境不构成影响时，可采用较高值，当对环境存在影响时，应采用较低值，当对环境和生态影响巨大时，为了保护环境，可突破使用。五、坚持合理选用技术标准，树立设计创作的理念（2）赋予公路个性，精心创作环境个性给予公路个性并决定其品质。公路创作设计过程是一个以设计人员对环境个性的理解为基础，以对公路专业、美学、生态学、建筑学、社会学、人类文化学、历史学、心理学、地域学、风俗学等学科的综合能力为条件，对公路所处的自然和社会环境进行的一个再造和再融合的过程。理解环境特征组建设计团队和提高设计人员综合素质确定设计主题体现细节艺术公路个性设计过程（3）增强历史责任感，保证合理设计周期合理的周期是保证设计质量的前提，更是保证工程质量，降低成本的必要条件。设计过程需要特定的测设手段，需要多学科的参与合作，需要集思广益，更需要充分的时间。只有保证合理的周期，设计人员才能反复琢磨，不断优化，才能出精品。要正确处理速度与质量的关系，宁可速度慢一点，也要保证设计的合理周期，提高设计质量，保证工程品质。六、坚持系统论的思想，树立全寿命周期公路系统隶属于环境系统，要做到系统最优，就要把公路放到公路---自然---经济---社会的大系统中去考虑，不但要统筹公路内部各专业间的关系，还要统筹建设、运营、养护的关系，更要统筹公路和环境之间的关系。以往关注公路建设的初期成本，对运营、养护等后期成本关注不够。全寿命周期成本的理念，就是要从项目生命周期的全过程去看待成本，不但注重项目初期建设成本，还要注重后期维修和养护成本；不但看到项目自身成本，还要看到社会成本和环境成本。树立全寿命周期成本的理念，就是要坚持科学合理的评价方法，使公路工程确保安全、满足功能的前提下，通过提高技术含量，通过灵活设计，使得工程全寿命周期成本最优。环境系统(自然和社会)公路系统全寿命周期成本建设成本运营成本养护成本全寿命周期成本最优新概念公路设计的例子（1）路线设计理念（2）路基与环保设计理念（3）桥涵设计（4）互通立交设计验收组认为：绿色防护，水土保持设施发挥了保护水土资源、改善生态环境的作用，为开发建设项目水土保持工作发挥了较好的借鉴作用和示范效应。渝湛国道主干线高桥（粤桂省界）至遂溪（湛江）公路工程水土保持设施公路设计“显山漏水”贴近大自然，利用当地植物绿化，保持当地生态平衡。不破坏就是最大的保护新概念设计示范公路川九公路安全宽容性和动感景观设计路侧净区，矩形加盖边沟，宽容性设计川九路边坡处理、绿化防护、营造动感川主寺至九寨沟口公路（以下简称川九路）是九寨环线旅游公路的一段。川九路位于青藏高原边缘的阿坝州松潘县、九寨沟县境内，全线穿越了雪山、草原、原始森林、红叶灌木丛等多个生态区，风景十分优美。该路沿线地质为砾石土、块碎石土和岩石，表层适于植物生长的腐植土极薄，加上高寒、干旱的气候，导致生态极其脆弱，植被一旦破坏极难恢复。在这样特殊的地质、气候条件下，要建一条新理念示范公路是一个极大的挑战。按照“安全、舒适、环保、示范”的八字方针，以“保护是核心，创新是灵魂”为基本原则，最终把川九路建设成为公路与自然环境相和谐的示范工程。新概念设计示范公路川九公路线路及景观设计维持大自然势的延续、环保设计川九公路体现民族文化元素辽宁省碾三线、彰桓线公路线路设计路线顺势而弯，维持自然界势的延续，颜色渐进变化路面钢背仿木防护栏，安全提醒石标，做到与环境协调，防护栏和提醒石标是景吉林省吉延路大力推广安全宽容性设计吉林省公路建设中高度注重安全性，大力推广宽容性设计理念，让司机的错误不以付出生命为代价。例如上图：吉延路将全线梯型浆砌边沟，回填碎石，并覆盖种植土植草，改造为人性化的、安全的浅碟式生态植草边沟，既及解决了排水问题，又增加了路侧净空。驾驶人的过错不应以生命为代价吉林省松原至双辽高速公路安全放坡改造通过回填弃土将1:1.5的路堤边坡和互通区边坡改造为1:4缓边坡，取消不必要的护栏，从而大大增加了路侧净空，有效增强了公路安全性。松原至双辽高速公路边坡放缓示意图吉林省环长白山旅游公路生态保护环长路修建护栏保护路侧重点树木环长路施工中挂牌保护重点树木把生态保护贯穿于公路规划、设计、施工、管理等各阶段，创新设计，精心施工，强化管理。例如：吉林省环长白山旅游公路路线设计时充分旧有林道，最大限度地减少新占林地；施工阶段又创新性地提出“环保绿线”的概念，并进行严格的实施；即通过划定“环保绿线”，实施“二次清表”技术保留了边坡坡脚至征地界之间的大量植被（图4）；通过挂牌、修护栏、砌石墙、根部培土等措施，很好地保护了路侧的重点植物（图5、6）。吉林省环长白山旅游公路融入自然最小程度的破坏，最大限度的保护，最大程度的恢复环长白山旅游公路的路线布设就充分体现了“充分利用、保护自然”的思想，路线选择充分与地形、地势相拟合，结合地质条件以低填浅挖路基为主，充分利用现有林道布线；通过合理设计、严格管理、精细施工，实现对原生植被的妥善保护；主体工程合理、灵活地运用技术标准，为沿线自然景点留有通透的空间，实现借景自然；路线随弯就势、自然流畅，使沿线景观得到充分展现（左图）；坡面柔化平顺、棱角弧化，实现贴近自然；防护绿化充分发挥长白山植被自然恢复能力强的特点，不引入外来物种，完全以乡土植物自然恢复为主，最终成功实现了借景公路融入自然的效果（右图）。环长白山旅游公路线形环长白山路采用柳条防护边坡吉林省环长白山旅游公路融入自然环长白山旅游公路不仅仅是一个交通通道，还是一个大公园——“原生态的森林公园”。游人行驶在行车的过程就属于长白山旅游的一部分；可随意停车观赏长白山美景，享受“天然大氧吧”；可在观景台欣赏远处的山、亲近那清澈的水、品尝长白山独特的越橘果。环长路观景台——观马鞍山环长路观景台——观秃尾巴河湖北省神宜路设计充分体现地域文化神宜路路侧观景台神宜路路侧观景台随着社会的发展，公路不仅仅要满足交通功能，还成为一个展现当地地域文化、民俗风情的窗口。湖北神宜路聘请了环境艺术、景观设计、民俗文化等专家，充分挖掘地域文化特色，将神农架“野人”设计成雕塑，置于路侧观景台中，成为了游客去神农架旅游途中的一个旅游景点，形成了公路文化景观独特的亮点；此外，神宜路还结合当地民俗传说，为每座桥梁起一个景观名称刻于景石上，让游客能透过这些桥名感受当地的风土人情。吉林省吉延路设计充分体现地域文化吉林省吉延路聘请了当地文化家、书法家、篆刻家、剪纸艺术家，深入挖掘长白山文化，创作了一些优美的诗句、篆刻和剪纸图案；并将其刻于当地石材上置于服务区内，形成了一个供游人了解当地文化、旅游特色的景点。吉延路体现地域文化的景观石吉延路体现地域文化的景观石吉林省营松路服务区景观体现地域文化营松路辉南服务区—体现辉南古城特色营松路