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绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇公路设计论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
1．1模拟计算方式
所谓的模拟计算法就是针对建设地实际情况以及公路建设方案进行模拟计算，合理规划公路建设的相关指标和具体数据，在选择公路建设方案时选取与模拟结果最为接近的方案。容耀华（2006）在对某高填方软土路基特殊路段处治方案进行比选时，借助于数值模拟手段，对路堤与江堤并行特殊路段的处治方案进行模拟，重点研究了路堤施工过程路基的变形及其对江堤安全的影响。通过对不同设计方案计算结果的分析，从安全可行及经济的角度进行了方案的比选，从而确定了最终设计方案。通过模拟计算能够有效分析高速公路建设过程中所遇到的技术问题，简化了设计的难度，保证建设质量。
1．2优缺点对比分析方式
不同的环境下不同设计方案都有各自的优点和缺点，优缺点对比分析法就是针对特定的环境下不同方案所产生的优缺点进行对比分析，从而选择优点较多的设计方案。康华刚（2007）在研究西康高速公路秦岭终南山特长隧道消防设计方案比选时，采用优缺点列举对比分析法对灭火设施组合、消防干管布置、消防水源选择等关键性方案进行了比选。
1．3价值工程法
针对公路建设方案应该建立相应的价值评定指标体系，从而判断各个方案的工程价值，确定方案选择。而价值工程法就是在这一基础上构建起来的。在公路建设过程中通过结合实际条件客观的评价不同工程的机制，通过分析指标权重来选择公路设计方案。秦志斌（2011）在研究山区公路对自然环境的影响多目标评价时，首先构建了三级评价指标体系，然后运用主观赋权法（层次分析法AHP）和客观赋权法（熵值法）结合起来确定评价指标的权重，根据各评价指标的权重大小来确定其对于目标的重要性和对实际问题（山区公路路线对环境的影响）的作用大小。
2对不同公路线路设计方案比选方式的评析
在公路线路设计过程中选择不同的比选方式会对设计方案有较大影响，上文所介绍的四种设计方案对比方式在实际工程建设过程中是比较常用的，但是不同的对比方式具有不同的特点，具有一定的优势和缺陷，接下来就对这四种方式进行深入分析，从而在实际公路建设过程中可以选择更适合的方式来进行方案对比分析，提高公路建设质量。
2.1五种对比方式优点
五种对比方式都有其不同的优点，比如多指标综合比选法通过分析公路建设方案的不同指标来判断线路方案是否适合当地的公路建设，这种方式可以利用指标来衡量建设方案质量，更加直观。而模拟计算方式可以通过模拟还原实际建设状况，使建设方案更加贴近建设环境，符合建设需要。在设计方案差别较小，而且方案较多的情况下优缺点对比分析方式可以更加客观的反映各种方案的优势和缺陷，从而根据实际需要引导建设者选择更为适当的方法。通过衡量方案价值确定选择何种公路建设线路，价值工程法能够更精确的判定线路的价值，从而全面反映不同方案的价值，为线路选择提供必要的帮助。
2．2五种对比方式缺点
不同的对比方式除了各具优势以外还存在不同的问题和缺陷。多指标综合比选法的却缺点是过分偏重于指标衡量，虽然涉及的指标较多但是仍然缺乏实践性，不能够反映方案是否真正符合实际建设需要。而模拟计算方式虽然可以通过模拟计算实际环境来确定方案的实效性，但是在计算过程中如何选择适当的指标仍然存在问题，特别是计算过程中由于计算较为复杂，所以经常存在计算错误。优缺点对比方法能够直观的反映各种方案的优缺点，但是仅仅局限在现有的方案之中，不能通过对比判断实际建设所需要的具体方案，从而影响建设质量。通过衡量方案价值尽管能够确定方案的价值，但是并没有规定何种价值的方案更符合各地建设需要，不能够具体问题具体分析，所以仍然具有局限性。
3结束语
关键词：软土地基公路路堤设计软基计算
东莞镇区联网公路总长207.7km，公路等级一级，设计车速60km/h，双向四车道或双向六车道。包含老路改造加铺沥青路面、老路拓宽、新建道路三部分。按区域划分为5个标段。本文就一标段软土地基路堤设计进行重点论述。
一、水文地质概况
东莞地处珠三角平原区，地势低平，降雨充沛，河网纵横，地下水位受河水及潮水水位的影响。一标段内主要地表水系为东江及其支流水网，纵横交错。地下水主要为孔隙潜水及基岩裂隙水，局部具微承压性。地下水位8月期间稳定水位标高介于0.33～2.43m，随潮汐波动，但年变化幅度不超过2m。
原始地貌单元为海陆混合沉积地貌。建设范围内普遍分布有软土，主要特征是：天然含水量高，孔隙比大，压缩性高，强度低，渗透系数小。软土工程性质差。
二、特殊路基处理方法
本项目主要采用了以下几种特殊路基处理方法：
1．垫层法（清淤换填）
本方法用于浅层较软弱地基，即软土深度不超过3米。其基本原理是挖除浅层软土或不良土，换填砂砾，并分层碾压夯实。该方法可以提高持力层的承载力，减少沉降量。但是如果换填厚度超过3m，从经济上来说不可取。
2．塑料排水板
本方法用于深厚软弱地基，且填土高度小于2m的路段。其基本原理是在软基表面施加大于或等于设计使用荷载，经施工期预压后，使被加固土体中的孔隙水排出，软基完成大部分或绝大部分的沉降，预压完成后卸去预压荷载，地基有些回弹，交付使用后地基承受使用荷载再次沉降，但沉降量很小（仅为卸载时的回弹量加剩余沉降量）。达到减少路基工后沉降、孔隙水排出同时，有效应力增加，土中孔隙体积减小，密实度加大，土体强度提高，地基承载力也得到提高。
本项目中采用等载预压。堆载分级施加，荷载施加按设计加载曲线进行。每200～300m设置一个检测断面，每个检测断面设置沉降板三组及边桩二组。当每天地基沉降量小于0.02mm时，可停止预压。
3．粉喷桩
本方法用于深厚软弱地基，且填土高度大于2m的路段以及桥头、涵洞等承载力要求较高的路段。其基本原理是通过施工设备将水泥与原状土的地基土充分搅拌而形成水泥土，通过水泥的水化反应及土颗粒与水泥水化物的凝硬作用、离子交换作用改变软土的性质，与桩间土形成复合地基，可以大大提高承载力，减少沉降。
三、设计计算
1．塑料排水板
本项目各层土的物理力学指标见表3-1：
各层土的物理力学指标表3-1
注：该路段地下水埋深0.79m，填土高度2m。
（1）设计
井径及间距经多次固结试算确定为：等效井径5cm，井距1m，三角形排列。本段软土层较厚，底层没有透水层，排水板的长度为穿透持力层0.5m。平均长度为13.0m。路基底部设置50cm砂垫层。并设置3%～4%的预拱度，保证砂垫层的使用质量。
（2）计算
①沉降计算
总沉降包括瞬时沉降Sd、固结沉降Sc和次固结沉降Ss三部分。瞬时沉降是在加荷初始，地基土的孔隙水压力来不及消散，土的孔隙来不及调整，由地基侧向引起的。这种沉降一般不大，不宜精确计算。固结沉降是在上覆土压力作用下，地基中的孔隙水逐渐排出，体积发生变化引起的，是地基的主要沉降。次固结沉降是指孔隙水压力消散后，在一定有效应力的作用下，土骨架由于蠕动变形引起的，这种沉降很小，持续时间很长。
本工程采用压缩模量（Es）计算主固结沉降Sc：
式中：—压缩模量；
—地基中各分层中点的附加应力增量；
—分层厚度；
由上式计算得本段软土地基的主固结沉降为Sc=0.311m，总沉降S=mSc=0.421m。
再根据，
分别计算出竣工时及基准期结束时固结度Ut1、Ut2，则基准期（15年）内残余沉降St=（Ut2-Ut1）S=0.163m<容许工后沉降0.30m.
②稳定计算
采用有效固结应力法对打排水板前后的路基滑动面进行稳定验算，比较其安全系数。
路基滑动安全系数采用下式计算：
式中：—地基土内抗剪力，，；
—路堤内抗剪力；
—当第j图条的滑裂面在路基填料内时，若该土条滑裂面与设置的屠工织物相交，则P为该层土工织物每延米宽（顺路线方向）的设计拉力；
—各土条在滑弧切线方向的下滑力的总和，；
经过计算，打排水板前后该段路基的滑动破坏最危险滑裂面安全系数分别为1.071，1.278，说明打排水板后路基才稳定。
2．粉喷桩
本项目各层土的物理力学指标见表3-2：
各层土的物理力学指标表3-2
注：该段地下水埋深1.05m，填土高度6m，为桥头路段。
（1）设计
桩径500mm；多次试算确定桩距1.2m，正方形排列；桩长须穿透持力层0.5m。桩喷粉量50kg/m（32.5R普通硅酸盐水泥），掺入比约15%。90d龄期无侧限极限抗压强度为1200Kpa。单桩容许承载力为110KN，复合地基承载力为150Kpa。
（2）计算
①单桩承载力及复合地基承载力计算
单桩承载力计算公式：；
式中：—强度折减系数，可取0.35~0.50；
—桩的截面积；
复合地基承载力计算公式：；
式中：—面积置换率；
—桩间土天然承载力标准值；
—桩间土承载力折减系数，当桩端为软土时，可取0.5~1.0；当桩端为硬土时，可取0.1~0.4；当不考虑桩间软土作用时，可取0。
根据地质资料，计算得单桩承载力，复合地基承载力。
②沉降计算
桩土复合层压缩变形按下式进行计算：
式中：—桩土复合层顶面的平均压力
—桩土复合层地面的附加应力，其值为，其中为桩土复合体的平均容重。
—桩长；
—桩土复合体的变形模量，其值为，分别为桩身灰土和桩间土的变形模量。可取（100～200）。
复合体底面以下未加固土体的压缩变形，采用分层综合法进行。
总沉降。
四、结语
软土地基在选择处理措施时，应考虑地基条件、公路条件及施工条件，尤其要考虑处理措施的特点、对地基的适用性和效果，以确定符合处理目的的处理措施。
参考文献
[1]JTJ017-96．公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S]．
通过工程实践分析，高速公路的工程质量存在诸多质量通病，当然有施工方面的原因，主要存在于设计方面的以下问题：路基土的回弹模量的计算问题：因为对土质的物理指标（含水量、密度、干密度、饱和度、饱和密度、空隙比、孔隙率、）等缺乏实地勘测试验，多以经验加估算设计，极易产生沿线路基的非均匀性沉降及其整体的CBR值准确，从而造成路面结构层的计算不符合行车轴载的实际情况。所以路基的弯沉值计算应该根据路基的干湿类型或80cm深度相对含水量确定路基的回弹模量，再以汽车荷载（附加应力）、路面结构层的恒载（自重应力）计算容许弯沉值是比较合理的，即路基允许弯沉值Lr=k9038E-0.938。式中意义：Lr——设计允许弯沉值(10-2mm)；E——路基土的回弹模量（MPa）;k——不利季节的影响路基压实度与弯沉值的控制设计问题：传统的理论认为路基分为上路基和下路基两个部分，80cm深度内的上路基属于上路基，是承受汽车轴载与路面恒载的主要受力结构层，以传统JN--150后轴重100KN为参数，按照附加应力的扩展深度80cm计算的，尚未考虑运输超载的个别因素，现在的车轮轴载已经超过该标准很多，一汽重卡或斯太尔车型一般到装载90~100t，斯太尔（191型；后三轴12轮）半挂车，普通载重100~120t，单轴重达到20t，在很多干线公路上超载一倍的车轮都在一半以上，汽车轮胎的标准气压应该是0.7MPa，但实际上已经增大到1.0MPa，以上，经过计算轴载的附加应力、路面结构层恒载的自重应力及不可避免的超载因素已经达到100cm之多，确切地说，路基压实度与弯沉值是因果关系，压实度不足会影响到弯沉值指标不满足路面结构层的承载力需要。因此；为结构层路面设计提供的技术参数偏低而且理论深度不尽全面，缺乏现场勘查理论数据的分析与计算，由于路基的整体强度薄弱也是造成路面结构层早期疲劳破坏的主要原因。对于不同干湿类型的路基，应采用不同的路基回弹模量，根据不同的路基回弹模量计算不同的路面设计弯沉值，不能狭义的以一张图纸设计代表几十公里路基设计的理论用于施工，国外的设计方法见下表1：根据计算得出的不同设计路基弯沉值，可通过路基补强或增加基层厚度取得一致的路基设计弯沉值，在此基础上通过路面结构的双层体系计算相同的路面结构层厚度。
结构层路面设计理念的改进问题
因汽车工业的技术发展与进步使轴载不断增大，而不应以大型车辆的诞生而扼杀运输能力，更说明我国路面结构层的设计的确存在理论缺陷，包括对建筑材料的质量品质以及计算理论存在不切合实际的问题，合理的建筑材料及路面结构层厚度满足路用功能是检验设计理论的标准。基层结构组合问题：尤其高速公路路面结构比较厚，一般厚度在80cm左右，基于路面结构层的低温抗裂性核高温稳定性的使用功能，设计时应该尽量将半刚性基层用做底基层，基层采用柔性基层的设计。柔性基层一般采用乳化沥青稳定大粒径碎石混合料或设计为ATB25～30做基层更为理想。柔性基层的结构特性和强度机理分析；通常采用大沥青碎石混合料做基层，使面层抵抗车辙、防止温差变形有显著作用，与传统的沥青混合料一样，其组成结构为骨架空隙结构、悬浮密实结构及骨架密实结构。骨架空隙结构属于开级配；骨架密实结构属于密级配，一般采用骨架密实结构为多，主要考虑了抗裂性能及坚固抗车辙能力。该结构特点是粗骨料充分形成石子与石子接触的骨架特征，剩余的空隙由少量的细集料、矿粉和沥青填充，因此；具备了良好的骨架稳定度，骨架稳定度指压实成型后的沥青混合料粗集料的体积密度Pcm与松堆密度Pna之比即为骨架密实度S=Pcm/Pna，骨架特性具有较大的内摩阻力和嵌挤力、骨架稳定性及强度衰减慢等特点，很好的抗高温变形能力，该结构更适用于高温或温差大以及重交通地区的基层。柔性基层的力学特点：因组成材料以粒料为主，具有较大的孔隙率，其主要特点不会因温度、湿度的变化引起收缩裂缝，相邻层次产生的裂缝也不会通过柔性基层反射到面层，具有良好的抗裂、防裂、和阻止裂缝扩展的能力。况且由于孔隙率大可及时、迅速的排除进入路面结构内的雨水，减轻沥青面层的水害影响。柔性基层的刚度小于刚性和半刚性基层，一般沥青稳定碎石的回弹模量约为1000Mpa，级配碎石的回弹模量约为500Mpa，因此，在沥青路面结构中沥青面层与柔性基层共同成为承重结构层。
结构层的路面设计原理与数学参数分析
沥青路面结构层的厚度计算公式原理与步骤：根据汽车轴载、轮胎直径与气压，采用双层体系的当量圆计算模式图1。按图解法包括路基在内将路面结构的多层体系换算成为三层体系，采用双层体系的当量圆计算模式，确定轮胎直径与气压，此次分别推算结构层厚度。以双轮组单轴载100KN为标准轴载，对不同车型轴载进行标准的轴载换算，N=∑.C1.C2.ni.(pi/p)4.35；累计当量轴次：Ne=[(1+γ)t-1×365].N.η/γ；轴载换算：N=∑.C1.C2.ni.(pi/p)8；设计弯沉值：Ld=600Ne-0.2.Ac.AS?Ab路面结构层的优化设计的宗旨是：实际弯沉值小于允许弯沉值Ls<Ld，实际弯拉应力小于允许弯拉应力σm<σR，实际剪应力小于允许剪应力τа<τR，合理造价小于最大值及大于最小值；hmin<h<hmax，路面总厚度大于冰冻厚度，H>Ht，根据不同地区气候条件分别设计。高速公路沥青混合料面层一般设计为三层结构，然而考虑到防水必须做封层，根据工程实践，将封层设计在上面层和中面层之间更为合理，一般使用1.5L/m2的改性沥青和铺撒2～3m3/Km2的碎石，粒径在5～10mm之间，通过脚轮压路机稳定后防水效果更好。有关沥青混合料的最大粒径D同路面厚度h的关系，经过大量的工程实践研究表明；随着h/D的增大路面的疲劳耐久性提高，但车辙量增大；反之h/D的减小而车辙量也减小，但耐久性降低，特别是h/D<2时；疲劳耐久性急剧下降，因此；结构层厚度与矿料最大粒径的比值应控制在h/D≥2为宜。<<公路沥青路面施工技术规范>>（JTJF40-2004）规定，对热拌热铺密级配沥青混合料；一层压实厚度不宜小于公称最大粒径的2.5倍，对于高速公路、一级公路不宜小于公称最大粒径的3倍，对于SMA和OGFC等沥青混合料则不应小于公称最大粒径的2.5倍。同时矿料的最大粒径宜从上而下逐渐增大，与结构层的设计厚度相匹配，以保证沥青路面的压实厚度、减少矿料离析。特别提倡沥青混合料实验采用的是GTM法成型试件；提倡同时以米歇尔理论加以验证，最大限度的提高了很合理的密度及相对减少了沥青含量，对路面低温抗裂性核高温稳定性有显著技术改进。
半刚性材料基层7d无侧限强度的设计理论问题
1．1公路工程技术标准
二级公路与其他等级公路存在共同特性，也有自身特有的工程技术标准，各类等级公路均需共同的技术指标来表征公路等级特性。相比其他等级公路，二级公路为供汽车行驶的双车道公路，车道宽度根据设计时速确定，一般为8．5～12m，设置的车道宽度和车道数应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量5000～10000辆，且按15年预测交通流量设计。根据湖南的地形特点，结合交通流量和行车速度，丘陵区干线公路大多采用二级公路设计标准。当作为集散公路时，对于混合交通量较大、平面交叉间距较小的路段，二级公路设计速度宜采用60km／h；若位于地形、地质等自然条件复杂的山区，经论证，路段设计速度可采用40km／h。桥涵等结构物均采用公路－Ⅱ级荷载；平面交叉应作渠化设计。即便二级公路设计时可以依靠良好的技术标准，但设计时不能照搬标准图，而应以标准图为参考，在合理造价指导下进行优质、创新设计。
1．2二级公路设计内容
二级公路设计内容涉及面较广，涵盖总体设计、公路用地图、路线、路基、路面、桥涵、隧道、路线交叉、交通工程及沿线设施等。每篇章内容均需体现与二级公路相适应的服务水平，但选择的指标较多，指标相应指数可在小范围内变动。
2公路造价指导设计
众所周知，设计与造价并不分家。常规的公路项目一般是在设计各项工程后，根据相应计价规则并查阅图纸进行造价编制，若工程造价不合理，则修改设计方案及工程量，形成新的造价。实际上，大多数公路设计与造价总需要通过几个修改过程才能达到统一，即自我审查、组织评审及院外专家评审、修改后评审等环节，虽然经历反复修改后会提高工程设计水平，但这些修改让相关工程人员承受相当繁琐的工作，甚至出现长周期的修改，如有些公路项目反复修改过10余次。把握好公路整体造价是提升设计水平的重要方法，可避免反复修改图纸，提高设计效率。设计阶段是工程造价控制的关键阶段，对建设工期、工程造价、工程质量及建成后能否产生较好的经济效益和使用效益起着决定性的作用。但较多工程人员对二级公路造价把握不清，致使设计的公路造价太高，如同高速公路，造成资金浪费；或价格太低，致使施工招标困难。对二级公路造价的大致把握能减少设计盲区，提高设计单位的效益。
2．1公路造价的内容指导设计
公路造价可以体现公路设计结果，在每个阶段相互对应，即项目建议书与投资估算、可行性研究与投资估算、初步设计与概算、施工图设计与预算、设计变更与结算对应等（见图1）。现行公路造价由分部和分项工程组成，根据JTGB06－2007《公路工程概算预算编制办法》、JTG／TM21－2011《公路工程估算指标》，公路造价第一部分为建筑安装工程费，第二部分为设备及工具、器具购置费，第三部分为工程建设其他费用，其中第一、第三部分费用较灵活，尤其是建筑安装工程费，为公路造价主体，而公路设计主体也是由第一部分费用来表征。工程人员可通过熟悉公路造价中的工程估算指标、公路工程概算定额、公路工程预算定额及编制办法，了解每个阶段的设计内容及其工程量计量形式。以涵洞设计为例，在工程可行性研究阶段，其造价为估算，按估算指标仅需设计出多长涵洞及几个洞口的涵洞即可；在初步设计中，其造价为概算，需按概算指标设计出涵洞洞身、洞口材料用量；在施工图设计中，需作进一步详细设计，设计涵洞涵身、基础（含基础处理）、盖板、钢筋布置形式、出口形式（八字墙或一字墙）等。公路造价可反弹琵琶指导工程设计，加快设计进度，提高设计效率。但往往工程人员设计时按常规思维，先设计，后造价，从而出现仅通过初步设计却做成了施工图设计等现象，而最后还是要通过造价来修改设计。
2．2公路造价区域性指导设计
工程建设项目造价主要为人、材、机费用，工程项目所处环境区域不同，所采用的设计形式及施工工艺也会有所不同，人、材、机需求量也不尽相同，工程造价也就不相同。但同类区域的工程项目，因所处环境相同，工程造价会呈现一定的相似性，山岭重丘区和平原微丘区的各自工程造价有着相似的水平。而如今二级公路施工工艺已成熟，有的地区二级公路工程整体造价或分部分项工程造价已较为明确，部分省市也已出台相关政策针对本地区的公路整体造价进行统计。如湖南省交通运输厅出台湘交计统［2012］567号《关于湖南省公路建设项目实行限额设计的通知》，其中限额设计是指按照投资或造价的限额进行满足规范要求的设计，表1为其中部分限额设计指标。虽然表1所示限额设计指标现在已不再实施，但公路整体造价可以此为参考，加强对公路分部分项工程整体造价的研究，结合各条公路所在地区实际情况开展有效的勘察设计，通过地区造价总结，合理控制造价并最大限度地做到技术与经济统一。工程人员需加强公路造价与设计的联系，掌握区域性设计下的整体公路造价水平，以造价水映设计合格与否。公路造价的区域性不仅体现在整体部分，分部分项工程也呈现一定的统一性。如湖区的桥梁或挡土墙的单价往往较高，因为湖区的桩基础往往较长，挡土墙一般需采用砼材料。益阳市几条二级公路的部分分部分项工程单价，可供益阳市周边公路设计时参考。
3结语
设计单位应在接受建设单位的委托设计邀请后，组织拟定桥位处的现场踏勘并进行详细的地形图测量，在充分征询建设单位和相关主管部门的意见后明确桥梁的建设标准。
1.1使用年限
桥梁主要受力构件必须在正常设计、正常施工、正常使用养护的条件下，其使用年限为100年。
1.2设计洪水频率
二级公路上的大、中桥，设计洪水频率为1/100；二级公路上的小桥和三、四级公路上的大、中桥，设计洪水频率为1/50；三、四级公路上的小桥，设计洪水频率为1/25。设计洪水频率内的历史最高洪水位可通过现场调查踏勘、向附近当地村民询问了解、向相关水利部门发函等方式获得。
1.3桥下被交河流的航道等级和净空标准
应与相关航道主管部门联系，获得桥下河流的航道等级、最高通航水位、净空标准及规划等资料，如桥梁下部结构和基础在通航水域中，需设置必要的船舶航行标志、标识。
1.4桥下被交道路的等级和净空标准
应与相关道路主管部门联系，获得桥下道路的等级、净空标准及规划等资料，并设置必要的防车辆撞击设施。3.5道路等级一般来讲，农村公路的道路等级可采用二、三、四级公路标准。具体取用时，不仅要与现状相吻合，还要与规划相协调。
1.6设计荷载
一般来讲，二、三、四级公路，汽车荷载等级为公路Ⅱ级，如二级公路为干线公路且重型车辆多时，可采用公路Ⅰ级汽车荷载。
1.7设计速度和桥梁宽度
二级公路设计速度为80km/h，60km/h，其相应的桥梁宽度分别为12m，10m；三级公路设计速度为40km/h，30km/h，其相应的桥梁宽度分别为8.5m，7.5m；四级公路设计速度为20km/h，其相应的桥梁宽度为6.5m（双车道）、4.5m（单车道）。桥面宽度的具体取值不仅要与现状相吻合，还要与规划相协调。
1.8桥上及桥头引道线形
桥上及桥头引道的线形应与路线布设相协调，各项技术指标应符合路线布设的规定。桥上纵坡不宜大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%；位于市镇混合交通繁忙处的桥上和桥头引道纵坡均不得大于3%。桥头两端引道线形应与桥上线形相配合。
2桥梁的建设规模
在桥梁的建设标准明确后，桥梁的建设规模主要涉及桥梁的立面设计。桥梁立面设计的三要素为桥高、桥长、基础入土深度。
2.1桥高（指最低梁底高程）
桥高通常在做以下三项对比后确定。
（1）设计洪水频率内的历史最高洪水位加安全高度后的高程；
（2）与航道等级相对应的最高通航水位加净空高度后的高程；
（3）与道路等级相对应的最高路面高程（考虑路面加铺因素）加净空高度后的高程。
2.2桥长
梁底高程确定后再确定主孔跨径。一般来讲，在满足桥下净空宽度和泄洪要求的条件下，应尽可能采用较小的经济性跨径，降低上部结构建筑高度，减少投资。确定上部结构建筑高度后进行桥长设计时，为缩短桥长，减少投资，可按以下原则控制：
（1）可能采用较大桥梁纵坡；
（2）平原软土地基台后填土高度不宜大于4.0米，一般地基台后填土高度不宜大于6.0m，城镇人口稠密区，台后填土高度不宜大于3.0米；
（3）桥下净空断面须满足泄洪要求；
（4）桥梁基础宜尽可能避开老桥基础。
2.3基础入土深度
（1）如地基土质承载力较高且具备开挖条件时，应首选扩大基础，否则宜采用桩基础。
（2）基础入土深度须考虑河道的一般冲刷、局部冲刷以及规划河床断面的开挖情形。
3桥梁的施工图设计
在桥梁的建设标准、建设规模初步确认后，由建设单位组织召开设计方案论证会，以会议纪要方式最终确认或直接由建设单位下达设计委托函予以明确。设计单位据此与建设单位签订委托设计合同，安排桥位处地质勘探，每座桥梁布置不少于2个地质钻孔，并由设计单位提供地基承载力要求。此后，设计工作进入施工图设计阶段。为做好施工图设计，应高度重视以下设计细节。
3.1桥梁抗震设防
镇江地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震动加速度峰值为0.l0g或0.15g，除二级公路上的大桥采用8度区的抗震措施外，其余桥梁均采用7度区的抗震措施。
3.2桥面铺装
鉴于桥梁规模较小，宜采用防水险铺装。如铺装厚度计入结构计算高度，需设置不小于3cm的磨耗层。
3.3桥面护栏
桥面设置人行道时，应设置人行道栏杆扶手；桥面不设置人行道时，宜设置险墙式护栏，以减少后期养护工作量。由于农村公路为混合交通，为确保行人安全，护杆高度不应小于1.1m。
3.4桥头接线
桥头接线原则上要求与老桥两头道路衔接，平纵线形顺适，设置必要的波形防撞护栏与桥上护栏相衔接。
3.5管线事宜
原则上原有老桥上的管线在新桥设计时应予以保留，并预留未来管线位置，但须遵循下列要求：
（1）禁止天然气输送管道、输油管道利用公路桥梁跨越河流；
（2）高压线跨河塔架的轴线与桥梁的最小间距，不得小于一倍塔高。高压线与公路桥涵的交叉应符合现行《公路路线设计规范》的规定。
4结束语
车辆交通事故的原因很多，包括驾驶员自身以及车辆状况的原因，如疲劳驾驶、注意力不集中、超速、酒后驾车、车辆控件失灵等，也包括路况原因，如恶劣路况、技术指标不达标、视线不良等。如何在这些情况下最大限度的保障驾乘人员安全，达到宽容公路的设计理念，必须详细认真的收集基础数据。
1．1原路技术标准及现状
省道临么线K72+800～K76+250段公路位于临汾市翼城县境内，起点位于临么线与坪曲线的平交路口，终点位于晋侯高速翼城出口。此段公路为省道临么线过境翼城县城的重要组成部分，也是翼城县与晋侯高速的连接线，为一级公路，路基宽度为24．5m，设计速度为80km/h，全长3．45km。平面设4处平曲线，半径分别为250，800，1500，10000，平曲线最小半径为250m。纵断面最大纵坡有一处为5．932%。此段公路位于翼城县城郊，公路通过杨家庄、西王、北梁壁、西梁壁四个村庄，公路两侧房屋、商铺林立，部分路段已经街道化。该公路承担着公路运输和城市街道双重功能，以致堵车现象严重、交通事故频发。原路安保设施情况:中间带采用双黄实线进行分隔，设置了车行道边缘线以及分界线;没有任何标志、标线不全;路侧护栏设置不全，或防撞等级不够;平交路口无任何安保设施。
1．2交通量资料的调查
可以看出项目区域交通量较大，载货汽车所占比例较大，载货汽车中主要以矿石、煤炭、建筑材料运输为主。
1．3交通事故数据调查
2009年1月1日～2012年4月15日，共发生7起死亡事故，其中有6起事故是由于路中心缺少中央分隔带护栏，摩托车、电动车或行人的行驶路线不确定和随意性造成的，给群众财产和生命安全造成极大损失。
1．4运行速度数据
对因超速引起交通事故的路段重点调查，并通过实地观测获得运行速度数据。
2确定交通工程安全设施配转置等级
交通工程及沿线设施等级分为A，B，C，D四级，本项目作为集散公路的一级公路，根据JTGB01-2003公路工程技术标准应按C级标准进行配置。C级标准为:应配置较完善的标志、标线及必需的视线诱导标、隔离设施;一级公路中间带必须设置隔离设施;桥梁与高路堤路段应设置路侧护栏;平面交叉应设置预告、指路或警告、支线减速让行或停车让行等标志和配套、完善的交通安全设施，并保证视距。具体设计依据为:JTG/TD81-2006公路交通安全设施设计细则，JTGD81-2006公路交通安全设施设计规范，JTGD82-2009道路交通标志和标线设置规范。在本项目中根据项目性质以及发生事故的类型，主要以设置中央分隔带波形梁护栏和路侧波形梁护栏为主，辅以完善必要的标志、标线、突起路标、防眩网、线形诱导标、轮廓标等。
3隐患问题分析及方案设计
1)一级公路、路基宽24．5m、行车速度80km/h中间带宽为3m，不应采用双黄线进行分隔。
因为没有强制隔离，会造成汽车随意掉头和逆向车道超车，行人、自行车、摩托车横穿公路，引起重大交通事故。根据规范要求当整体式断面中间带宽度小于或等于12m时，必须设置中央分隔带护栏。设置中央分隔带开口时根据规范要求，当一级公路作为集散公路时，其平面交叉间距不应小于500m。具体设计方案如下:根据《公路交通安全设施设计规范》中路基中央分隔带护栏的设置原则，一级公路、设计速度为80km/h可能发生一般事故或重大事故。因而中央分隔带采用Gr-Am-4E波形梁护栏进行隔离。项目位于城乡结合部，为集散公路，设置中央分隔带开口时，应结合村庄以及平交路口进行设置，且开口间距不小于500m。在中央分隔带开口前设置减速标线。中央分隔带开口处设置允许掉头指示标志。若位于村庄路段还应在中央分隔带开口处设置人行横道线和人行横道标志。
2)路线的平纵线形指标引起的交通事故隐患。
根据《公路路线设计规范》，当设计速度为80km/h时，平面圆曲线半径的一般值为400m，极限值为250m;平曲线最小长度的一般值为400m，最小值为140m。此段公路中JD1平曲线半径为250采用的是极限值。由表2知，平曲线长度全部小于一般值，大于最小值。由此可以看出，平曲线线形指标均满足规范要求，但线形指标采用过低;纵断面最大纵坡为5%，最小坡长为200m。，此段公路中有2处的纵坡超过规范要求，分别为5．932%和5．305%。同时有7处的最小坡长不满足规范要求。因而存在交通事故隐患。具体设计方案如下:由于平面线形指标采用过低及纵坡数据不能完全满足设计速度80km/h的规范标准要求;且沿线商铺林立，已经街道化，存在行人和非机动车随意横穿公路现象，故在此段公路的起终点采用限速60km/h的限速标志，以降低车辆行驶速度。在JD1处设置急弯警告标志以及减速标线，并设置线形诱导标和轮廓标，以起到警告和诱导作用。下坡路段存在的主要安全隐患是车速过快或连续刹车导致车辆制动失效，易造成追尾相撞或对撞事故，可设置陡坡警告标志以及减速标线并根据路侧危险程度和事故资料，路侧设置护栏。
3)路侧险要路段护栏设置不全，或防撞等级不够。
路侧险要路段主要安全隐患一般为车辆驶出路外的事故。可采取以下措施:a．根据交通量大小、行车速度、路侧危险程度和事故资料，路侧设置护栏。本项目采用Gr-A-4E(2E)波形梁护栏或F型A级钢筋混凝土护栏进行防护。b．设置减速标线。c．设置线形诱导标和轮廓标。
4)平交路口。
平交路口存在的主要隐患是车速过快或不知道存在平交路口，易造成车辆相撞或碰撞行人事故，可采取以下措施:a．在支路设置“停车让行”标志和停车让行标线。b．主路上设置平面交叉的警告标志和减速标线。
5)过村镇路段。
其特点是道路两侧行人多，非机动车辆多，存在很多小型的出入口，存在安全隐患。设计时除考虑村庄标志外，还应结合注意非机动车辆标志、注意行人标志进行设置。同时设置减速标线。
4结语
1.1高温稳定性
常安高速公路工程项目所处地区为最高气温超过40℃的夏炎热区。在这种苛刻的环境下，必须要求路面混合料拥有极高的抗变形性能。同时，因为在这一个高速公路段，交通量较大且重载车比例高，这些都加重了公路路面负荷。此外，有部分路段为长大纵坡路段，高温条件下重载交通对长大纵坡段层间剪切滑动也产生不利影响。因此，在进行路面结构优化方案设计时，需要重点关注在高温条件下路面的抗车辙性能与抗剪性能。
1.2水稳定性
工程项目沿线年降雨量约为1500mm左右，属于年降雨量＞1000mm的潮湿区。通过对湖南地区整体高速公路使用情况的分析，可看出部分路段的早期水损害问题仍然比较严重。因而，在进行路面结构优化设计时，必须充分考虑到混合料设计、原材料指标控制等对水稳定性方面问题。
1.3低温抗裂性
常安高速公路工程项目所处地区的年极端最低气温低于－10．0℃，属于冬冷区。因此，进行优化设计时，既要保证路面拥有足够高温稳定性，又要确保其具备一定的低温抗裂性能。
1.4抗疲劳性
高速公路的交通量大，且重载车较多，极易造成沥青路面结构层疲劳破坏现象的形成，因此，需在优化方案中采取相应的措施提高其抗疲劳性能。总之，在常安高速公路路面结构优化设计方案中，需要以解决重载交通下车辙病害问题和早期水损害的问题为主要方向。通过优化路面结构、合理设计混合料、严格控制施工质量，并对特殊路段特殊处理，达到减少早期病害、提高路面耐久性、降低全寿命周期成本的目的。
2沥青结构层的优化分析
在原设计中，沥青路面结构层为:上面层为4cm改性沥青SMA－13;中面层为6cm改性沥青AC－20C;下面层为8cm普通沥青AC－25C。进行优化设计时，结合路面结构层的厚度及路用性能，对沥青路面结构层进行如下优化。
2.1沥青上面层优化
根据常安高速公路通车后的交通量预测，在初期没有太大交通量的情况下，路面荷载的影响深度主要在于中面层，因此从功能性和经济性这两方面考虑，在优化中，在上面层采用4cm厚AC－13C，沥青采用SBS改性沥青，在有效降低工程造价成本的同时，也能充分满足其功能要求。AC－13C采用石质较坚硬、耐磨耗的集料，如玄武岩和辉绿岩等，以确保抗滑磨耗表层的功能(如表1)。在此基础上，将地产的辉绿岩材料用于上面层，相比于SMA－13所需要的外购的玄武岩便宜，造价有所降低。并且，考虑到工程项目所在地为高温多雨潮湿区，在上面层采用AC－13C型沥青混凝土。
2.2沥青中、下面层优化
原施工图设计方案的中、下面层结构为:中面层6cm的AC－20C、下面层8cm的AC－25C，沥青的中面层所在层处于整个路面结构的高剪应力受力区域，在高温地区重载交通条件下，中面层应具有较好的高温稳定性，因此，中面层需要采用高温稳定性较好的沥青混合料，沥青胶结料采用SBS改性沥青。沥青的下面层主要起承重层及粘结层的作用，同时还必须具有较好的抗疲劳性能和抗水损害性能，因此需要采用50#A级道路石油沥青。在优化设计中，将原方案中面层6cm的AC－20C调整为6．0cm的Sup－20，胶结料采用改性沥青，并要求达到PG70－22级性能标准;下面层8cm的AC－25C调整为8cm的Sup－25，采用50#道路石油沥青，要求达到PG64－16级性能标准。
2.3水稳基层优化
在原路面结构设计中，由于水泥剂量用量较高，水稳易产生裂缝，1cm的石油沥青表处不能起到抗反射裂缝的作用。因此，在优化设计中，水稳基层通过降低水泥剂量的方式来控制水稳裂缝的产生，同时采取有效的工程措施来延缓沥青路面的反射裂缝。在水稳基层和沥青面层之间设置防水粘接层，以便沥青面层的应力和应变因离开应力集中的接缝或者裂缝端部而得到降低。同时，加强加铺层结构的抗拉能力与抗剪能力。其中，在防水粘接层类型的选择方面，结合高性能聚酯玻纤布、稀浆封层、橡胶沥青应力吸收层(SA-MI)等三类防水粘接层的特点分析，优先选用1cm橡胶沥青应力吸收层来延缓沥青路面的反射裂缝。
3常安高速公路路面优化设计的对比分析
3.1技术分析
传统的AC型沥青混合料采用悬浮密实型连续级配，高温稳定性较差，即使对其级配进行调整，也难以避免传统设计方法的缺陷。而传统的马歇尔设计方法采用击实成型试件，不能准确模拟路面压路机实际碾压的揉搓效果，因此导致试件油石比往往较实际路面大0．3%至0．5%。而在优化设计方案中，引入Superpave技术从施工检测及工程应用效果来看，Superpave设计的沥青混合料表面均匀、密实，高温性能有较大程度的提高，抗水损害性能良好，其各方面性能均优于传统的悬浮密实型AC混合料，能提高整体的路面性能，特别是高温抗车辙性能。
3.2路面基本建设费用分析
优化方案较原设计方案将有效提高路面性能和延长路面使用寿命。并且，通过清单报价计算，优化后的主线路面结构比原设计路面结构可节约基本建设费用2219万元。
3.3使用效果分析
目前，我国高速公路沥青路面的研究和发展方向是，延长沥青路面的使用寿命，减少早期损害，更好的体现全寿命周期成本设计理念。通过上述分析所得，常安高速公路路面结构优化将在解决原工程项目中的特点及难点问题，在保证路面优质服务功能的基础上，实现路面“耐久、节约、环保”的目标。
4结束语
1实际地勘察与调研工作
公路中小桥的设计涉及诸多因素，设计者、建设者需要对各个因素全面把握，掌握公路中小桥的具体情况，以此制订合理的设计计划，拟定正确的计划任务书。对于桥梁的规划设计而言，需要有关人员收集相关资料，对实施地点进行实地勘察，提出合理的设计建议。首先，对公路中小桥的具体指标进行调查研究，例如，调查研究通行车辆的荷载等级、人行道要求、车道数目、交通流量等，结合公路中小桥上的交通种类及其具体要求，设定桥梁承载力、宽度、走向等。其次，对桥的位置进行选定，对于中桥而言，应根据路线的总方向，并结合公路与桥梁的综合因素选择桥位。对于小桥涵而言，桥位的选定应遵循公路的路线走向，如果施工场地的水文、地质、地形条件不适合，可采取适当的施工技术，但不应改变桥涵路线。然后，调查测定施工点附近的河流水文情况，在桥梁设计时，以此为依据确定桥梁的跨径、桥面高程、基础埋深等。再者，调查测量桥位附近的地质地形情况，在此基础上绘制地形图、地址剖面图，为桥梁的设计与施工提供参考。最后，对与公路中小桥建设有关的其他情况进行调查，如附近旧桥的使用情况、当地桥梁施工材料的来源与供应情况、施工场地的运输状况、当地有关部门及群众对桥梁的要求等。通过对公路中小桥施工地点的勘测调查，收集、记录资料数据，根据资料拟定不同的桥梁设计方案。桥梁设计方案的比选、确定步骤包括:确定桥梁高程的要求、拟定桥型方案草图、详绘桥梁方案、筛选方案、编制概算、选定方案、汇总文件等，认真执行各个步骤，选定最为合理的公路中小桥设计方案。
2公路中小桥的设计
2.1中小桥平面设计
确定桥位是公路中小桥设计的首要任务，应依据公路工程设计标准的要求，在符合线路总走向的基础上确定小桥的线形与位置，在符合桥路需求、路线走向的基础上确定中桥桥位。在桥梁平面设计的过程中，应满足桥梁自身的稳定性与经济性的要求，将桥梁位置选择在河面较窄、水流稳定、冲刷较小、地质良好、河道顺直的河段上，这样不仅可防止因冲刷过大引起的桥梁倒塌现象，而且能使桥梁的造价与养护费用降低。此外，还应从整个路桥网方面着手，减少车辆绕道，使交通更加方便，同时还应尽量避免桥梁、河流的斜交，以此减少桥梁长度。对于桥梁的变速车道、平曲线变径、缓和曲线、平曲线加宽与超高设置等，均需使其符合相应的路线规定。同时，应保持桥梁桥头与线形的平顺，保证车辆平稳通过，桥梁与公路的衔接等也应严格按照路线的要求设计。
2.2桥梁横断面设计
不同桥跨结构的横断面形式与桥面宽度影响着桥梁横断面的设计，桥面的宽度直接影响行人、车辆的通行状况。因此，在公路中小桥的设计中，应确保桥梁的交通服务水平，尽量保持桥面宽度与所在路线路基宽度一致。对于城市交通的公路桥梁而言，根据城市交通的状况与工程规划要求，可适度加宽桥面宽度。对于弯道上的桥梁而言，在横断面设计时，应根据路线的具体要求，设置合适的宽度。同时，应根据车辆、行人量的需求，结合前后路线的布置，设计人行道、自行车道的横断面，并增加适当的分隔设施。一般情况下，人行道的宽度在0.75一1.0m，而未设人行道的桥梁应设置安全带。
2.3桥梁纵断面设计
影响桥梁纵断面的设计因素诸多，包括基础的埋置深度、桥道的高程、桥梁的总跨径、桥头与桥上引导的纵坡、桥梁的分孔等。对于桥梁高程的确定，应根据桥下通车净空的需要、设计水位，结合桥梁跨径、桥型因素而确定，其中自设计通航水位算起的净空高度应低于通航孔桥跨架构下缘的高程，而桥梁结构地缘的高程不应低于设计所规定的车辆净空高度。应根据水文计算确定桥梁总跨径，同时要确保洪水顺利宣泄，避免桥梁总跨度缩短而引起浅埋基础不稳定等问题。应根据地质地形情况、通航交通、技术紧急等条件确定桥梁分孔。同时，由于公路中小桥的总造价直接受桥梁分孔的影响，桥梁孔数与跨径不同，桥梁墩台与上部结构的总造价也会发生改变。例如，桥墩较高时，增加了基础工程的复杂度，工程造价增加，桥梁跨径加大。而桥梁的分孔还应满足桥下的通航要求，应在航行最方便的河流处布置中小桥的通航孔，当河流的变迁性较强时，可根据具体情况增加通航孔的数量。在一些体系中，为了加大桥梁跨径可采用悬臂施工法，因此，山区地区的公路中小桥桥梁跨度往往较大。
3公路中小桥质量加固方法
3.1上部结构的加固
加固桥梁的上部结构，常用的方法有增大截面与配筋、改变结构受力体系、增加横向联系、桥面层补强等。其中，增大截面与配筋加固法主要是通过增大构件截面面积、提高配筋率来提高钢筋混凝土的稳定度、刚度和强度，如加大桥梁侧面或梁底面的尺寸，在桥梁中增加主筋的配置，从而提高主梁截面的高度，提高其承载力。而桥面层补强加固法多在主梁刚度不够时运用，通过在桥梁顶部增加一层钢筋混凝土层，将梁顶与主梁相连接，使主梁的有效高度增加，其抗压截面的强度也随之增加。
3.2下部结构的加固
对于桥梁下部结构的加固，常用的方法有扩大基础、防治墩台和基础冲刷等。其中桥梁基础扩大底面积的方法适用于基础埋置太浅、基础承载力不足的情况，当结构基础发生不均匀沉降时，可利用扩大基础的方法进行加固。但如果在扩大部分基础时，出现地基承载力不足的问题，可通过将一定数量的桩打人扩大部分基础中的方法提高其承载力，而装桩的参数应根据地基的具体变形计算确定。
3.3质量加固的具体方法
以某公路跨河桥为例，由于该桥已建设多年，且维修较少，需要进行质量加固。对于中小桥而言，质量加固的重点是提高桥的结构承载力，并保证车辆通行顺畅，加强表面病害维修，提高桥的耐久性、使用性。首先，可进行拱肋加固，对桥梁局部开裂、锈蚀现象进行整顿维修，并借助外包混凝土增大截面加固法对拱肋进行加固，绑扎钢筋网、浇筑混凝土。其次，对于桥梁人行道部位的缺陷，可清除处理混凝土表面，用混凝土防锈浸渍剂保护钢筋，用水泥浆涂刷修补区外表面，使其结实、美观。
4结语
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