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摘 要：近年来国内公路工程建设事业快速发展，虽然在服务社会经济发展方面起到了非常重要的作用，但是公路设计与施工过程中依然存在问题与不足，本文对此进行研究，以供参考。
关键词：公路工程；项目设计；施工；问题；对策
中图分类号：U412.36 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0160-02
公路是带状的三维空间结构，跨环境要素以及地域要素非常显著，在公路工程项目设计以及施工过程中应当立足实际，不断改进和创新公路设计与施工思路，以此来确保公路工程质量。
1 公路设计与施工过程中的常见问题及其原因
1.1 曲线桥梁与路基的放样存在误差的原因分析
在曲线桥的施工放样时，往往会发现所放桩位与路基上的有较大的误差，这就会造成桥的两端与路基的连接不顺。造成这种误差的原因为：缓和曲线坐标计算公式中的极数展开取项项数的不同所造成的误差。因为在路线设计图纸上未明确说明该极数展开取几项的情况下，原设计计算取用的项数、施工单位路线复测计算所用的项数、桥梁施工放样计算所用的项数（一般情况下施工单位的路基施工队伍与桥梁施工队伍是相互独立的，各有各的计算程序及测量仪器）这三者之间的不同，就造成了计算坐标的误差，尤其是在偏角较大而曲线半径较小的情况下，误差尤为突出。因此，建议在路线设计图纸及桥梁设计图纸上应注明缓和曲线坐标计算公式中的极数展开项的项数，即可消除这种误差（仪器和测量者造成的系统误差除外）。
1.2 钻孔摩擦桩改挖孔摩擦桩需加長桩长的原因分析
钻孔摩擦桩桩身于土体接合较紧密，产生的摩擦力也较大。钻孔改挖孔后，为保证挖孔人员的安全和预防坍孔，孔中需做混凝土护壁，在护壁的施工时由于：①护壁的体积较小，当其为半流体时对外沿土体的侧压力较钻孔桩灌桩时的混凝土对外沿土体的侧压力小，从而导致护壁与土体的接合没有钻孔桩体与土体的接合紧密；②护壁施工时混凝土的振捣主要用人工进行，由于振捣的不密实亦会造成护壁与外沿土体接合的紧密度及护壁的强度。而桩则是通过护壁和土体接合，因上述原因，必将导致桩的承载力的减少，故为保证桩的承载力，就必须加长桩长。
1.3 目前部分薄壁桥台开裂的原因分析
部分薄壁桥台，当台背填土完成后，台身有不同程度的开裂。在设计无误的前提下，其主要原因为：①台背填土时振动碾压，强大的激振力使台身的变形超过容许直而开裂；②同一侧台背填土左右不对称，当台身较宽时，台背左右两侧填土高差较大时，两侧受力不均会造成台身的受扭而产生裂纹；③未按设计要求在台背填土前将梁（板）吊装就位，而是在台背填土填了一定高度或填完后在吊梁（板），由于没有梁（板）所产生的摩擦力的阻碍，造成台身在台背土压力的作用下变形教大而开裂；④由于桥台放样或梁（板）预制时误差较大，梁（板）吊装就位后桥台处的伸缩缝宽度远小于设计要求或几乎没有，当台背填土时，台身作为柔性结构所允许的变形位移受到限制，在梁（板）顶端抵死在桥台背墙上所形成的反作用力的弯矩作用下，亦会产生裂纹；⑤由于台身、承台的或桩基的质量未达到设计要求，强度和刚度不满足设计要求而产生裂纹。
1.4 部分较高的重力式U型桥台产生台帽与胸墙连接处45度角的裂纹的原因分析
产生这种裂纹的主要原因为：①桥台放样或梁（板）预制误差较大，当梁（板）吊装就位后，桥台处的伸缩缝宽度远小于设计要求，当桥台前墙在梁（板）重量，较大的台身自重和活载的作用下，产生微小的沉降，就会使桥台胸墙产生较大的前倾位移，从而造成梁（板）端抵死在胸墙上形较大推力而开裂；②桥台基底承在力不满足设计要求，桥台前墙基础就会产生较大的沉降，使得桥台胸墙比较大的前倾位移，既使桥台处伸缩缝宽度满足设计要求，亦会产生梁（板）顶端抵死胸墙的情况，进而产生裂纹。
2 公路设计与施工过程中的注意事项
2.1 跨径较大的桥梁的梁、板预拱度施工要点
在设计时，桥梁的梁、板都有预拱度，理论上讲当梁、板架好并运营后，该预拱度会慢慢消除，当事实上绝大部分桥梁（主要是简支梁）的预拱度几乎就不会消除。这种情况下墩、台处的支座标高仍按理论设计施工，就会造成跨中的桥面标高高于设计高，若要保证桥面标高，则跨中的桥面铺装层厚度就无法保证。否则，桥面纵面就会形成波浪形，高低起伏，影响行车的舒适。因此，在实际施工中，往往采用将墩、台处的支座标高比设计压低梁、板的预拱度高度，最后在用桥面铺装层来调整桥面标高，这既能保证铺装层厚度不低于设计厚度，又能保证桥面标高和桥面的平顺。
2.2 挖（钻）孔桩挖（钻）时的实际地质情况的记录与及时反馈给设计代表
在施工图设计时，由于受测设成本等因素的限制，不可能桥梁的每一棵桩基础都搞地质钻探，只是有代表性的钻探一部分，而桥梁的桩基设计就只能以这代表性的地质为基础进行设计。但是，在地质变化较大的地方（尤其是在岩溶较发达的石灰岩地带），往往有一部分桩基的地质情况和设计的不一样，这就影响到桩的承载力。所以，桩基挖（钻）孔时施工人员应认真记录孔的实际地质情况，若发现地质与设计不相符的要及时反映给设计代表，以便根据实际地质及时调整桩长，以免造成隐患或浪费。
2.3 软基浅层处理时应用片石垫层与低矮灌木防护边坡
软基多数情况下是由于土壤含水量较高或地下水丰富所造成，由于碎石层是一个松散体，碾压时整体变形较大，在软基上无法形成一个稳定的持力层。而片石垫层，由于其体积较大，碾压后部分嵌进土里，挤压土体后能形成一个较强且稳定的持力层，而且片石垫层比碎石垫层经济。若地下水位较高，则可在片石垫层之上设一定厚度的碎石垫层，以隔绝毛细水浸蚀之上的填土。目前的绿化防护多用植草的办法，但该方法尚有一些不足之处，其主要为：①草根伸入土内较浅，对边坡仅较浅的表层防护。②部分土石边坡由于地表水分较少，草无法存活或存活较少（有时需人工浇水才能存活）。就云南而言，有很多根系较发达、耐寒且耐旱的底矮灌木（如：小黄连），它们的根能够扎得很深，比草更容易在各类边坡上生长，而且可用其种子大面积培育。因此，不论从边坡防护程度，还是从后期的养护而言，该种灌木防护均优于植草。 2.4 土质边坡防护应充分考虑坡面水的组织与排除
土质边坡一般情况下都是坡比较缓的，雨水较容易渗入地下，饱水后就会形成滑坍。因此，对此类边坡不论采用何种防护方式，除设置坡顶截水外，均应将坡面划分为小块单元，每个单元都要考虑排水措施，且所有的单元水均应分段汇总后排除到坡面外。这样才能保证土质边坡的稳定。
2.5 高、缓且具有一定透水性的土质边坡的挖方路基的隔、排水处理
由于挖方边坡高、缓且具有透水性，雨季部分坡面水会渗入路基内，使路基软化。为了充分隔绝此渗透水，一般采用在路基边沟下设置复式盲沟（土工布包裹的碎石，靠路基一测的土工布需涂沥青作隔水处理），路槽下设一层片碎石垫层，且盲沟沟底标高应低于片碎石垫层底面标高，从而使盲沟和片碎石垫层连成一个大的盲沟系统，即可将该渗透水隔绝并排出。
2.6 地下水位较高的一般路基的隔、排水处理
常用的方法为：①路基所在地方的地下水在一定深度可以从别的地方排出，则可在路槽下设置纵横向盲沟，将地下水排出，然后在地下水位线及盲沟以上设一片碎石隔毛细水层（振动压实该层亦能增强路基强度）即可。②当路基所在地方的地下水无法排出，则只能用在路基底部设一厚层的片石垫层并振动压实，使其成为一个带水工作的较稳定的持力层，其顶面标高应高于地下水位，之上再设一定厚度的碎石层嵌缝并隔绝毛细水，这样即可路基的稳定和不受地下水的浸蚀。
2.7 桥台、涵洞或挡墙的圬工扩大基础的软基浅层处理
①当地基不太软时，只需将基底加深后设一片石垫层（片石垫层厚度视地基的软弱程度而定）并振动压实即可；②当地基较软时，可在基底先用片石作抛石挤压，基本稳定后在设一片石垫层（片石垫层厚度视地基的软弱程度而定）并振动压实，同时将原设计的圬工基础改为片石混凝土或单层的钢筋混凝土基础（用片石混凝土或钢筋混凝土视基础将来可能沉降的大小而定）即可。
2.8 下穿道路净空受限时可采用人车分流的错台路基
高速公路在经过城镇或村庄时，总会有一些行车和人行并用的地方道路与之立交，但由于工程造价等原因，往往出现桥下地方道路的净空高度预留小于规范要求。这就要求将地方路下挖以达到净空要求。在地势较平坦的地方，下挖改地方所形成的凹形竖曲线两侧的纵坡比较大，自行车和畜力车上坡较困难。另外，该凹曲线底部一般较难排出路面水，下雨天经常会积水，造成小型汽车，自行车和行人等没法通过。因此，在桥下净宽满足时，改地方路宜采用错台路基，将地方路路基分为两台，较低的一台主要作为车辆通行用（车行道），其净空需不小于相应的规范要求；较高的一台主要供行人、自行车及畜力车通行（人行道），宽度不小于2.5m，净空高度只需2.5m，由于人行道的净空要求较小，改地方路所形成的纵坡也不会太大，下雨天的积水影响较小，不会阻碍行人，自行车及畜力车的通行。同时，由于车行道积水较深时，大车仍然能过，无法通过的小型汽车则可从人行道通过。
2.9 关于高液限粘土地段高速公路路基土石方设计
①利用方為高液限粘土且其中含孤石较多，应考虑将孤石解小和高液限粘土掺配作土石混填，这比将高液限粘土全部丢弃而重新借土填方经济。②利用方为高液限粘土且其中含石较少，当就近能借着含石量较多的碎石土时，应考虑将碎石土与之掺配填筑；当就近能借好土（含石较少）填筑时，应作将高液限粘土全部丢弃并就近借土填筑的方案和到远处借部分碎石土来和高液限粘土掺配使用的方案进行经济比较，谁经济用谁。③高液限粘土地段的石方全部利用一般情况下是不可能的，往往有20～30%的设计利用石方不得不丢弃。因为丢弃高液限土时，土石无法完全分离，必然有小部分石头会随高液限土一起被丢弃。另外，部分较大的孤石解小较困难，亦被迫丢弃。④高液限粘土段挖方路槽底需考虑换填一定厚度的好填料，否则土基强度达不到设计要求。
3 结束语
总而言之，公路工程设计与施工过程中涉及到很多方面的影响因素，实践中应当加强重视，做好各个环节的技术要点控制，这样才能确保公路工程施工质量，同时这也是实现公路工程建设经济与社会效益的有效路径。
参考文献
[1]赵天明，曹永潇.基于生态环保理念的生态公路设计研究[J].公路交通科技（应用技术版），2015（04）.
[2]郑忠影.基于环保理念的生态公路设计研究[J].科学技术创新，2018（01）.
[3]喻仕君.公路建设的生态影响与生态公路建设分析[J].交通世界，2017（15）.
[4]白晓峰.我国生态公路的建设及展望[J].内蒙古科技与经济，2016（03）.
[5]李世勇.公路建设的生态影响与生态公路建设[J].四川水泥，2016（09）.
收稿日期：2018-5-14
作者简介：郑朝林（1971-），男，高级工程师，本科，主要从事道桥勘测设计工作。
关键词：公路工程；项目设计；施工；问题；对策
中图分类号：U412.36 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0160-02
公路是带状的三维空间结构，跨环境要素以及地域要素非常显著，在公路工程项目设计以及施工过程中应当立足实际，不断改进和创新公路设计与施工思路，以此来确保公路工程质量。
1 公路设计与施工过程中的常见问题及其原因
1.1 曲线桥梁与路基的放样存在误差的原因分析
在曲线桥的施工放样时，往往会发现所放桩位与路基上的有较大的误差，这就会造成桥的两端与路基的连接不顺。造成这种误差的原因为：缓和曲线坐标计算公式中的极数展开取项项数的不同所造成的误差。因为在路线设计图纸上未明确说明该极数展开取几项的情况下，原设计计算取用的项数、施工单位路线复测计算所用的项数、桥梁施工放样计算所用的项数（一般情况下施工单位的路基施工队伍与桥梁施工队伍是相互独立的，各有各的计算程序及测量仪器）这三者之间的不同，就造成了计算坐标的误差，尤其是在偏角较大而曲线半径较小的情况下，误差尤为突出。因此，建议在路线设计图纸及桥梁设计图纸上应注明缓和曲线坐标计算公式中的极数展开项的项数，即可消除这种误差（仪器和测量者造成的系统误差除外）。
1.2 钻孔摩擦桩改挖孔摩擦桩需加長桩长的原因分析
钻孔摩擦桩桩身于土体接合较紧密，产生的摩擦力也较大。钻孔改挖孔后，为保证挖孔人员的安全和预防坍孔，孔中需做混凝土护壁，在护壁的施工时由于：①护壁的体积较小，当其为半流体时对外沿土体的侧压力较钻孔桩灌桩时的混凝土对外沿土体的侧压力小，从而导致护壁与土体的接合没有钻孔桩体与土体的接合紧密；②护壁施工时混凝土的振捣主要用人工进行，由于振捣的不密实亦会造成护壁与外沿土体接合的紧密度及护壁的强度。而桩则是通过护壁和土体接合，因上述原因，必将导致桩的承载力的减少，故为保证桩的承载力，就必须加长桩长。
1.3 目前部分薄壁桥台开裂的原因分析
部分薄壁桥台，当台背填土完成后，台身有不同程度的开裂。在设计无误的前提下，其主要原因为：①台背填土时振动碾压，强大的激振力使台身的变形超过容许直而开裂；②同一侧台背填土左右不对称，当台身较宽时，台背左右两侧填土高差较大时，两侧受力不均会造成台身的受扭而产生裂纹；③未按设计要求在台背填土前将梁（板）吊装就位，而是在台背填土填了一定高度或填完后在吊梁（板），由于没有梁（板）所产生的摩擦力的阻碍，造成台身在台背土压力的作用下变形教大而开裂；④由于桥台放样或梁（板）预制时误差较大，梁（板）吊装就位后桥台处的伸缩缝宽度远小于设计要求或几乎没有，当台背填土时，台身作为柔性结构所允许的变形位移受到限制，在梁（板）顶端抵死在桥台背墙上所形成的反作用力的弯矩作用下，亦会产生裂纹；⑤由于台身、承台的或桩基的质量未达到设计要求，强度和刚度不满足设计要求而产生裂纹。
1.4 部分较高的重力式U型桥台产生台帽与胸墙连接处45度角的裂纹的原因分析
产生这种裂纹的主要原因为：①桥台放样或梁（板）预制误差较大，当梁（板）吊装就位后，桥台处的伸缩缝宽度远小于设计要求，当桥台前墙在梁（板）重量，较大的台身自重和活载的作用下，产生微小的沉降，就会使桥台胸墙产生较大的前倾位移，从而造成梁（板）端抵死在胸墙上形较大推力而开裂；②桥台基底承在力不满足设计要求，桥台前墙基础就会产生较大的沉降，使得桥台胸墙比较大的前倾位移，既使桥台处伸缩缝宽度满足设计要求，亦会产生梁（板）顶端抵死胸墙的情况，进而产生裂纹。
2 公路设计与施工过程中的注意事项
2.1 跨径较大的桥梁的梁、板预拱度施工要点
在设计时，桥梁的梁、板都有预拱度，理论上讲当梁、板架好并运营后，该预拱度会慢慢消除，当事实上绝大部分桥梁（主要是简支梁）的预拱度几乎就不会消除。这种情况下墩、台处的支座标高仍按理论设计施工，就会造成跨中的桥面标高高于设计高，若要保证桥面标高，则跨中的桥面铺装层厚度就无法保证。否则，桥面纵面就会形成波浪形，高低起伏，影响行车的舒适。因此，在实际施工中，往往采用将墩、台处的支座标高比设计压低梁、板的预拱度高度，最后在用桥面铺装层来调整桥面标高，这既能保证铺装层厚度不低于设计厚度，又能保证桥面标高和桥面的平顺。
2.2 挖（钻）孔桩挖（钻）时的实际地质情况的记录与及时反馈给设计代表
在施工图设计时，由于受测设成本等因素的限制，不可能桥梁的每一棵桩基础都搞地质钻探，只是有代表性的钻探一部分，而桥梁的桩基设计就只能以这代表性的地质为基础进行设计。但是，在地质变化较大的地方（尤其是在岩溶较发达的石灰岩地带），往往有一部分桩基的地质情况和设计的不一样，这就影响到桩的承载力。所以，桩基挖（钻）孔时施工人员应认真记录孔的实际地质情况，若发现地质与设计不相符的要及时反映给设计代表，以便根据实际地质及时调整桩长，以免造成隐患或浪费。
2.3 软基浅层处理时应用片石垫层与低矮灌木防护边坡
软基多数情况下是由于土壤含水量较高或地下水丰富所造成，由于碎石层是一个松散体，碾压时整体变形较大，在软基上无法形成一个稳定的持力层。而片石垫层，由于其体积较大，碾压后部分嵌进土里，挤压土体后能形成一个较强且稳定的持力层，而且片石垫层比碎石垫层经济。若地下水位较高，则可在片石垫层之上设一定厚度的碎石垫层，以隔绝毛细水浸蚀之上的填土。目前的绿化防护多用植草的办法，但该方法尚有一些不足之处，其主要为：①草根伸入土内较浅，对边坡仅较浅的表层防护。②部分土石边坡由于地表水分较少，草无法存活或存活较少（有时需人工浇水才能存活）。就云南而言，有很多根系较发达、耐寒且耐旱的底矮灌木（如：小黄连），它们的根能够扎得很深，比草更容易在各类边坡上生长，而且可用其种子大面积培育。因此，不论从边坡防护程度，还是从后期的养护而言，该种灌木防护均优于植草。 2.4 土质边坡防护应充分考虑坡面水的组织与排除
土质边坡一般情况下都是坡比较缓的，雨水较容易渗入地下，饱水后就会形成滑坍。因此，对此类边坡不论采用何种防护方式，除设置坡顶截水外，均应将坡面划分为小块单元，每个单元都要考虑排水措施，且所有的单元水均应分段汇总后排除到坡面外。这样才能保证土质边坡的稳定。
2.5 高、缓且具有一定透水性的土质边坡的挖方路基的隔、排水处理
由于挖方边坡高、缓且具有透水性，雨季部分坡面水会渗入路基内，使路基软化。为了充分隔绝此渗透水，一般采用在路基边沟下设置复式盲沟（土工布包裹的碎石，靠路基一测的土工布需涂沥青作隔水处理），路槽下设一层片碎石垫层，且盲沟沟底标高应低于片碎石垫层底面标高，从而使盲沟和片碎石垫层连成一个大的盲沟系统，即可将该渗透水隔绝并排出。
2.6 地下水位较高的一般路基的隔、排水处理
常用的方法为：①路基所在地方的地下水在一定深度可以从别的地方排出，则可在路槽下设置纵横向盲沟，将地下水排出，然后在地下水位线及盲沟以上设一片碎石隔毛细水层（振动压实该层亦能增强路基强度）即可。②当路基所在地方的地下水无法排出，则只能用在路基底部设一厚层的片石垫层并振动压实，使其成为一个带水工作的较稳定的持力层，其顶面标高应高于地下水位，之上再设一定厚度的碎石层嵌缝并隔绝毛细水，这样即可路基的稳定和不受地下水的浸蚀。
2.7 桥台、涵洞或挡墙的圬工扩大基础的软基浅层处理
①当地基不太软时，只需将基底加深后设一片石垫层（片石垫层厚度视地基的软弱程度而定）并振动压实即可；②当地基较软时，可在基底先用片石作抛石挤压，基本稳定后在设一片石垫层（片石垫层厚度视地基的软弱程度而定）并振动压实，同时将原设计的圬工基础改为片石混凝土或单层的钢筋混凝土基础（用片石混凝土或钢筋混凝土视基础将来可能沉降的大小而定）即可。
2.8 下穿道路净空受限时可采用人车分流的错台路基
高速公路在经过城镇或村庄时，总会有一些行车和人行并用的地方道路与之立交，但由于工程造价等原因，往往出现桥下地方道路的净空高度预留小于规范要求。这就要求将地方路下挖以达到净空要求。在地势较平坦的地方，下挖改地方所形成的凹形竖曲线两侧的纵坡比较大，自行车和畜力车上坡较困难。另外，该凹曲线底部一般较难排出路面水，下雨天经常会积水，造成小型汽车，自行车和行人等没法通过。因此，在桥下净宽满足时，改地方路宜采用错台路基，将地方路路基分为两台，较低的一台主要作为车辆通行用（车行道），其净空需不小于相应的规范要求；较高的一台主要供行人、自行车及畜力车通行（人行道），宽度不小于2.5m，净空高度只需2.5m，由于人行道的净空要求较小，改地方路所形成的纵坡也不会太大，下雨天的积水影响较小，不会阻碍行人，自行车及畜力车的通行。同时，由于车行道积水较深时，大车仍然能过，无法通过的小型汽车则可从人行道通过。
2.9 关于高液限粘土地段高速公路路基土石方设计
①利用方為高液限粘土且其中含孤石较多，应考虑将孤石解小和高液限粘土掺配作土石混填，这比将高液限粘土全部丢弃而重新借土填方经济。②利用方为高液限粘土且其中含石较少，当就近能借着含石量较多的碎石土时，应考虑将碎石土与之掺配填筑；当就近能借好土（含石较少）填筑时，应作将高液限粘土全部丢弃并就近借土填筑的方案和到远处借部分碎石土来和高液限粘土掺配使用的方案进行经济比较，谁经济用谁。③高液限粘土地段的石方全部利用一般情况下是不可能的，往往有20～30%的设计利用石方不得不丢弃。因为丢弃高液限土时，土石无法完全分离，必然有小部分石头会随高液限土一起被丢弃。另外，部分较大的孤石解小较困难，亦被迫丢弃。④高液限粘土段挖方路槽底需考虑换填一定厚度的好填料，否则土基强度达不到设计要求。
3 结束语
总而言之，公路工程设计与施工过程中涉及到很多方面的影响因素，实践中应当加强重视，做好各个环节的技术要点控制，这样才能确保公路工程施工质量，同时这也是实现公路工程建设经济与社会效益的有效路径。
参考文献
[1]赵天明，曹永潇.基于生态环保理念的生态公路设计研究[J].公路交通科技（应用技术版），2015（04）.
[2]郑忠影.基于环保理念的生态公路设计研究[J].科学技术创新，2018（01）.
[3]喻仕君.公路建设的生态影响与生态公路建设分析[J].交通世界，2017（15）.
[4]白晓峰.我国生态公路的建设及展望[J].内蒙古科技与经济，2016（03）.
[5]李世勇.公路建设的生态影响与生态公路建设[J].四川水泥，2016（09）.
收稿日期：2018-5-14
作者简介：郑朝林（1971-），男，高级工程师，本科，主要从事道桥勘测设计工作。