干线公路工程设计论文

【摘要】社会发展，公路交通量迅速增加，为公路养护带来了新的课题，公路养护大中修工程的设计，在养护管理中处于举足轻重的位置，本人就最常见的路面中修、路面大修工程的设计方面的问题进行探讨。阐述了大中修工程设计的内容、步骤、方案特点及注意问题，为公路养护工程管理提供一定借鉴。以下是小编精心整理的《干线公路工程设计论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

干线公路工程设计论文 篇1：

公路交通安全工程技术

【摘要】随着交通运输业地位的日益凸显，我国公路工程规模不断扩大。公路工程设计是影响公路工程质量的重要环节，而建筑信息模型（BIM）是优化公路工程设计的新工具。随着信息技术的飞速发展，BIM技术在公路工程设计中的应用越来越广泛，有助于提高工程质量。因此，本文首先论述了BIM技术特点，然后分析了我国公路工程设计中的BIM技术应用现状，最后提出公路工程中的BIM技术应用要点，以期提高我国公路工程质量，保障公路运输安全。

【关键词】BIM技术;公路工程设计;质量;运输安全

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.19.152

信息时代，信息技术逐渐影响公路工程设计，而充分利用先进信息技术，能够有效提高公路工程设计的科学性、准确性与可行性，保障公路工程顺利施工。近年来，我国大力开展公路工程，但是影响公路工程设计水平的因素较多，设计质量要求高。因此，公路工程设计要合理利用BIM技术，降低各种不确定因素的影响，不断修改与完善方案，保证方案质量[1]。

1、BIM技术的概念及特点

1.1概念

BIM技术通常指的是建筑信息模型，设计人员通过多种方式获取工程数据信息，然后结合工程项目实际条件，建立具有相关真实信息的模型。最早运用BIM技术的是建筑工程，随着BIM技术在建筑工程中的作用越来越明显，其逐渐推广并应用于其他领域。BIM技术以真实、有效的数据信息为基础，因此数据信息收集是否准确是影响BIM技术应用效果的关键因素。

1.2特点

目前，BIM技术在公路工程中的应用仍处于探索阶段。人们要研究BIM技术特点，优化BIM技术的相关软件应用，为我国公路工程科学、可靠的设计提供技术支持，加快我国公路建设进度。从整体来看，BIM技术具有可视性、协同性、准确性和模拟性。

1.2.1可视性

BIM技术具有可视性，能够实现工程周边环境状况和公路路面路基设计的可视化展现，清晰地呈现公路工程的三维情况和立体模型，将公路工程施工各环节展示出来。三维模型的呈现能够让设计人员在立体模型中寻找设计灵感。

1.2.2协同性。公路工程设计涉及的环节众多，需要各部门加强沟通，尤其是设计单位、施工单位之间的沟通与交流。BIM具有协同作用，能够提供协同服务，为相关单位提供信息，使信息得到共享，使工程相关的各个主体准确表达需求，减少因沟通不畅造成的失误，有效节约设计成本，避免设计人员为了得到数据信息而重复工作，提高设计方案的实效性[2]。

1.2.3准确性

BIM技术利用获取的数据作为参数，直观地展示公路工程三维立体模型。通过大数据分析，设计人员可以快速计算出工程现有曲面及设计曲面之间的土方量，并生成土方调配表，确定工程挖填量、土方堆放位置及移动方向等数据，进而明确工程材料需求量。各项数据信息的精准计算减少了工程施工的误差率。

1.2.4模拟性

不同于其他技术，BIM技术能够实现可视化模拟。设计人员可以利用计算机技术的分析能力和筛选能力，有效获取相关参数，并建立公路工程三维立体模型，优化设计方案。在公路工程中，设计人员运用BIM技术，能够快速确定公路的坡度、线型、交互式平面交叉路口模型等，由于施工图和标注始终处于最新状态，设计人员可以集中精力优化设计[3]。

2、我国公路工程设计中BIM技术的应用现状

在我国，BIM技术已经应用于建筑、港口等行业。目前，BIM技术在建筑、港口中的应用能够贯穿“建管养运”整个过程，取得了良好效果。与建筑、港口工程相比，公路工程設计和施工本身的影响因素较多，尤其是前期设计，需要考虑的影响因素更多，专业性更强。因此，人们要系统地研究、了解与学习BIM技术，并做好运用与推广。目前，我国设计人员对BIM技术在公路工程中的应用了解较为片面，不够深入，BIM技术应用较为单一，以构建CAD三维模型为主，没有充分发挥自身优势。

3、公路工程设计中的BIM技术应用要点

公路工程设计是建设单位建设目的及建设要求的集中体现，是施工单位能否保质保量如期完成公路工程施工的重要指南。科学、合理的公路工程设计方案在整个公路工程中起着关键性作用，直接决定公路工程质量。因此，研究公路工程设计中的BIM技术应用要点，具有现实性和必要性。

3.1利用BIM技术进行环境模型处理

3.1.1建立环境模型的必要性

公路工程设计阶段，应用BIM技术的关键步骤是以获取的数据作为参数，建立公路工程环境模型。建立环境模型是公路工程结构模型设计的基础，能够有效保障后期设计的正常进行，环境模型涉及的参数是科学预测公路工程量的依据，能够为工程量测算提供数据参考。同时，环境模型的建立能够保障后期公路施工的顺利进行。

3.1.2建立环境模型的要点

公路工程设计阶段要建立环境模型，其间主要利用计算机技术取得三维点云数据，再根据CAD地形图的矢量化特点，进行测算和数据分析，以确保其符合公路工程地面情况，在此基础上建立三角网格地形模型[4]。然后，要借助航拍及卫星等手段，对比航拍照片、卫星照片与三角网格地形模型，以达到重叠为止，这样能够充分保证地面状况、地质地况真实、清晰，根据实际需要，为环境模型添加相关内容，完善环境模型板块，尤其是地面实际分布的铁路、公路以及已有规划区。

3.2利用BIM技术进行工程模型处理公路工程设计阶段，人们要合理利用BIM技术进行工程模型处理。

3.2.1构建三维路线模型

当前，部分公路工程设计单位仍主要运用二维线路设计，较少使用三维路线模型。这是因为二维线路设计可以有效地对公路工程相关设计内容进行匹配，比较灵活，局限较少。但是，当路线平纵发生变化时，二维路线设计往往不能及时感应，不利于设计方案的及时调整与优化。利用BIM技术构建公路工程三维路线模型，可以实现路线平纵设计功能，并实时对路线平纵进行调整，减少追踪路线平纵变化的时间消耗，提高了这一环节的设计效率。

3.2.2构建路基路面模型

构建公路工程路基路面模型的主要方法是定制横断面模板。公路工程设计阶段，横断面模板主要考虑的因素是道路绿化带位置、路面结构、挡墙位置、人行道宽度与线型、路面边坡、道路两边边坡和排水沟等，根据各个因素的要求尺寸，定制横断面模板，以确保后期施工条件的实现。另外，对于具体涉及的各部分工程量，可在模型中根据各计算公式得到具体的数据。

结语：

公路工程设计充分利用BIM技术，有助于提高公路工程设计水平和施工质量，方便后期养护管理。在公路工程中，BIM技术应用主要通过设计、施工、运行和维护等方面体现。

参考文献：

[1]祝龙.辽宁省普通干线公路安全风险防控技术对策研究[J].北方交通，2020（12）：86-88.

[2]李晨阳.城市公路交通工程安全设施施工技术研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2020（12）：182-183.

[3]鲁淑华.关于公路交通安全设施工程施工技术的分析[J].中华建设，2020（11）：130-131.

[4]边磊.公路交通安全设施工程施工质量检测技术研究[J].工程建设与设计，2020（19）：254-256.

作者：张乐

干线公路工程设计论文 篇2：

公路养护大中修工程设计研究

【摘 要】社会发展，公路交通量迅速增加，为公路养护带来了新的课题，公路养护大中修工程的设计，在养护管理中处于举足轻重的位置，本人就最常见的路面中修、路面大修工程的设计方面的问题进行探讨。阐述了大中修工程设计的内容、步骤、方案特点及注意问题，为公路养护工程管理提供一定借鉴。

【关键词】公路养护；大中修工程；设计

随着社会蓬勃发展，公路交通量增加，超重车辆的增多，严重缩短了公路的使用寿命，加固、改建、大修养护工程也给公路人提出了更高的要求。如何使养护大中修工程适应交通事业又好又快发展，是摆在公路建设者面前的一道课题。首当其冲的就是公路养护大中修工程的设计问题，在公路的建设、养护、管理中，公路养护大中修工程的设计在养护管理中处于举足轻重的位置。

公路养护工程按其性质、技术复杂程度和规模大小，一般分为小修保养、中修工程、大修工程、改建工程四类。但有的把水毁工程、应急工程、安保工程、防灾工程也纳入了公路养护工程的范畴。相对应的工程设计分为小修保养工程设计、中修工程设计、大修工程设计、改建工程设计。以及水毁工程设计、安保工程设计等等。

小修保养是对公路及沿线设施经常进行维护保养和修补其轻微损坏部分的作业；改建工程是对公路及其沿线设施进行全线或逐段提高技术等级指标，显著提高其通行能力的较大工程项目。小修保养一般不需要有设计资质的企业进行设计，和改建工程不在公路养护大中修工程的范畴。下面本人结合工程实际，对公路养护工作中，最常见的路面中修、路面大修工程的设计进行探讨。

一、中修工程设计

中修工程是对公路及其沿线设施的一般性损坏部分进行定期的修理加固，已恢复公路原有技术状况的工程。省局的公路养护工程管理办法有规定：五年一中修、八年一大修。

1 中修工程设计的内容

1）路面设计

首先，按现行《公路技术状况评定标准》（JTG H20）评定，对照以下情况采取中修养护对策：①当高速公路及一级公路的路面损坏状况指数评价为中及中以下，或者二级及二级以下公路的路面损坏状况指数评价为次及次以下时，应采取中修罩面措施；②当高速公路及一级公路的路面行驶质量指数评价为中及中以下，或者二级及二级以下公路的路面行驶质量指数评价为次及次以下时，应采取罩面等措施改善路面的平整度；③高速公路及一级公路的抗滑能力不足（SFC<40）的路段，或二级及二级以下公路抗滑能力不足（SFC<35.5）的路段，应采取加铺罩面层等措施提高路表面的抗滑能力。

其次，中修工程路面设计中，常采用的措施为罩面。

罩面是在原有路面上加铺一层水泥砼或沥青砼面层，以恢复路面磨耗及表层轻度破损的措施。对于沥青路面来说目前常用的稀浆封层、微表处、同步碎石封层、雾封层、开普封层、超薄磨耗层均属于罩面。

罩面按其功能划分为普通型罩面（简称罩面）、防水型罩面（简称封层）和抗滑层罩面（简称抗滑层）三种。罩面主要适用于消除破损、完全或部分恢复原有路面平整度、改善路面性能的修复工作；封层主要适用于提高原有路面的防水性能、平整度和抗滑性能的修复工作；抗滑层主要适用于提高路面抗滑性能的修复工作。

在高速公路上，常用罩面作为预防性养护的手段；但在普通国省干线公路上，由于资金的问题，很少用罩面作为预防性养护的手段，而更多的是采用组合设计用于中修工程，比如：浅铣刨+上封层+4cmAC-13细粒式沥青混凝土面层。上封层为防水型罩面、4cmAC-13细粒式沥青混凝土为普通罩面，这样的设计组合常常用到。2014年宿州市S201K60～K80段中修工程、S329K0～K18+500段中修工程都是采用这样的方案。

罩面结构类型和厚度，可根据公路等级、交通量、当地经济条件和已有经验，通过设计确定。

2）排水设计

中修工程排水设计，根据调查老路原排水设施使用状况、雨后路面积水情况、穿集镇排水设施设置情况，有针对的采取合理处治措施。

①原有泄水槽及路基排水沟被垃圾、土堆等堵塞不畅的，进行清淤、疏通处理；

②路面长期积水路段，进行增设排水沟或泄水槽；

③穿集镇段，已设置矩形盖板边沟的，清除边沟中垃圾、淤泥及杂物保持通畅。长度不足的予以接长；需要增设矩形盖板边沟的路段予以增设，确保排水系统完整、工作良好。

3）标志、标线及渠划设计

主要是对老路原有标志标线等沿线设施修补、完善，结合安全保障工程的设计理念，最大限度的为车辆行驶提供一个科学、合理且人性化的安全、舒适的通行环境。

①原有标志标牌版面损坏、老化不清晰的进行更换版面，立柱等锈蚀的进行除锈防锈处理；

②新增路口增设路口标志或道口柱，大型路口需补充渠划设计，主要道路交通量较大的次要道路增设停车让行标志及停车线；

③根据路面的宽度和等级合理设计标线；

④深沟及高路堤段，增设波形梁护栏或堤坝标志等等。

2 中修工程设计的步骤

1）老路资料调查与评定

中修工程中，对老路病害进行详细调查，按《公路技术状况评定标准》（JTG H20）的要求，以1000m路段长度作为评定单元经行评定，在路面类型、交通量、路面宽度和管养单位变化处，评定单元路段长度不应超过2000m。列表记录沥青路面21种路面损坏类型的面积，依据对应的权重ω计算路面破损率DR，再计算该单元的PCI。公式为：

对于高速公路及一级公路的路面损坏状况指数评价为中及中以下，或者二级及二级以下公路的路面损坏状况指数评价为次及次以下的路段均应中修处理。

2）方案设计。普通干线公路路面中修常采用的方案：病害处治+浅铣刨+沥青封层+5cm沥青混凝土（AC-16）。

路况较好时，粘层+4cm（AC-16）沥青混凝土。

沿线设施主要完善道口标柱、路口顺接、修缮标牌，增设护栏等；补划标线、停车让行线、渠划线、人行横道线等。

3）图表及说明。主要表格有：主要技术经济指标表、沥青路面破损调查表、沥青路面状况指数计算表（PCI），路面工程数量表、安全设施汇总表等等、病害处治一览表。主要设计图：路线平面图、路基标准横断面图、路面病害示意图、各类病害处治图、路面结构图、标线一般设计图等等。说明主要有：总说明、方案设计说明、各种施工工艺说明等等。

4）出图。参照交通部2007年《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》，根据养护工程设计特点，增加“老路技术状况评定”、“设计方案”等篇章。

二、大修工程设计

大修工程是对公路及其沿线设施的较大损坏进行周期性的综合修理，以全面恢复公路原有技术状况。

1 大修工程设计的内容

1）路面设计。首先，进行公路技术状况评定，按以下情况采取大修养护对策：当高速公路及一级公路的路面损坏状况指数评价为次及次以下，或者二级及二级以下公路的路面损坏状况指数评价为差时，对路面结构强度指标抽样单独计算与评定。在强度不能满足要求时，就应采取大修补强措施以提高其承载能力。其次，大修工程路面设计中，常采用的措施主要有：换填和补强。

（1）换填。换填一般采用与原路面同结构为原则，面层采取密级配沥青混合料。对于弯沉较小，路面病害主要集中在面层，并且基层完整、路面整体强度满足要求的路段，需更换面层。①如面积小，可采用小型机械或人工翻挖。②对面积较大，宜采用铣刨机进行铣刨。当基层出现连续的疲劳裂缝（网裂、龟裂）、基层松散或块状裂缝成片、纵横向裂缝密集等严重病害时，均需换填基层、重铺面层。当沥青路面的病害与路基沉陷有关时，则需要对路基进行处理。

（2）补强。在现有公路等级不变的情况下，沥青路面因损坏严重、路面结构强度指数（PSSI）不符合要求，应进行路面补强。应注意以下问题：①公路路拱不符合规范要求，应结合补强设计进行调拱。②补强前应调查原路面的病害，并进行处治。③路面补强路段内若有桥涵等构造物，应注意与桥涵良好衔接。④补强设计应重新设计路线纵坡。⑤路面补强结构形式一般宜采用半刚性基层加沥青混合料面层的补强结构形式。 2）排水设计（同中修工程）。3）标志、标线及渠划设计（与中修工程相同，不再赘述）。4）桥梁、涵洞大修工程中，由于需要重新拉坡，进行纵断面设计。桥梁、涵洞常常要做一定的调整、接长和抬高。①涵洞由于路面加铺基层及面层而变得长度不足，需要接长。②梁桥，处于大修路段时，加铺路面结构时，增加桥梁恒载与桥梁承载不利；如不加铺路面结构则在桥上形成下凹，纵坡不順适。解决这一难题，通常有两种成功做法：a、加铺п形板，调坡的同时少增加恒载；b、整桥顶升，顶升梁板后在墩台盖梁上增加垫块，效果最好。③拱桥，一般用轻质路面结构材料，直接加铺。

2 大修工程设计的步骤。与中修工程基本相同。只是路面大修工程要做纵断面设计，需要做控制测量、平面图、纵断面图等等。

结束语

公路养护大中修工程是高速公路、国省干线公路综合管理的重要组成部分，熟悉其设计的特点、内容、步骤对提高公路管理水平，做好本职工作有重要的现实意义。我们每一位公路人都有责任在公路建成通车后采取科学、合理养护维修措施，保持公路及其沿线设施的完好状态，维护公路正常的使用功能，消除公路使用中出现的病害、隐患，延长其使用寿命，为人们提高一个畅、安、舒、美的车辆运行环境。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准，公路沥青路面设计规范（JTGD50-2006）[S].北京：人民交通出版社.2006

[2]交通部公路科学研究院.微表处和稀浆封层技术指南[M]].北京：人民交通出版社.2006.

[3]中华人民共和国行业标准，公路沥青路面施工技术规范（JTG-F40）[S]].北京：人民交通出版社.2004

作者：魏肖玮

干线公路工程设计论文 篇3：

高速公路通信管道工程设计要点探讨

[摘要]文章针对高速公路通信管道工程的特点进行了分析，并探析了高速公路通信管道工程的设计要点，旨在为高速公路通信管道工程设计和施工人员提供一定的参考。

[关键词]高速公路 通信管道工程 设计要点

一、前言

现阶段，我国高速公路发展非常快速，高速公路通信管道能够为沿线企事业单位、国防部以及工信部提供缆线通道，并且通信管道工程位于地下，具有隐蔽性和安全性特点，同时还能够有效的提高土地利用率，具有非常高的社会效益。因此，文章针对高速公路通信管道工程设计要点的研究具有非常重要的现实意义。

二、高速公路通信管道工程的特点分析

在进行高速公路通信管道工程设计时，设计人员必须充分、全面的了解通信管道工程的特点，具体包括以下几个方面：其一，隐蔽性，通信管道工程通常埋设于地下，属于隐蔽工程，埋设后不占用地表资源和空间，并且不会对地表设备产生影响，因此隐蔽性是通信管道工程最显著的特点；其二，引导性，通行管道铺设并不是随意设计的，通常需要根据现场的实际状况，合理的选择路由，在进行路由选择时需要考虑众多因素，如安全性、合理性、经济性、施工难易程度、沿线构造物状况以及路由线型等，确定路由后，由路由对光缆敷设进行引导，因此通信管道工程具有绝对的引导性；其三，安全性，由于通信管道工程的隐蔽性，埋设于地下，外部条件对通信管道工程的影响较小，具有非常高的安全性，同时，为了防止管道内的光缆受到机械损伤，需要对通信管道进行保护，能够有效的提高通信管道工程的安全性。

三、高速公路通信管道工程的设计要点分析

1、高速公路勘察技巧及方法。在进行高速公路通信管道工程设计之前，需要对高速公路现场的实际状况进行勘察，根据已经批准的初步设计文件中所需要确定的技术要求、设计方案以及线路修建原则等资料，有目的、有针对性的对高速公路地质勘察工作，这样能够为高速公路通信管道工程路线的确定、施工图设计文件的编制以及工程构造物位置的拟定等提供完整、准确、真实的工程地质资料。

2、通信管道材料选择。由于高速公路通信管道工程对安全性的要求相对较高，如果采用传统管道，在线缆被挤压时会对通信质量造成不良影响，这就要求必须对管材进行合理的选择，硅芯管是符合国家标准的高密度聚乙烯挤塑树脂，硅芯管的优点主要包括以下几个方面：良好的耐冲性能；脆化温度相对较低；冷弯半径超过40cm；最大牵引负荷超过8kN；断裂伸长率超过350%；拉伸强度超过21MPa；内壁熔结非常紧密，不会出现开脱，尤其是在吹缆施工时不会产生吹爆管壁的问题；截面没有裂痕和气泡；内外壁光滑、均匀、平整，没有杂质、撕裂痕迹、以及塌陷等问题，能够为吹缆施工提供很大的便利；按照顺序将硅芯管缠绕在盘架上，每一盘硅芯管的长度都是2km，不仅运输和施工方便，而且敷设距离相对较长，正是由于硅芯管的上述优点，逐渐的取代传统的通信管道，现阶段，我国高速公路通信管道工程最常采用的硅芯管为φ40/33HDPE。

3、合理选择管道路由。通过对高速公路现场的实际状况进行分析，合理的选择通信管道路由以及埋设位置，例如路面结构、管道远期是否进行扩容、当地地质和气候条件、是否需要分期和分幅修建等。现阶段，我国高速公路通信管道工程路由的埋设位置主要包括护坡道下、土路肩下以及中央分隔带内等，在新建高速公路通信管道路由埋设位置选择时，应该优先选择中央分隔带内，并且根据现场的实际状况采用走双边或者走单边的敷设方式。

4、通信管道工程设计。高速公路通信管道工程设计主要包括以下几个方面：

1）干线通信管道设计。在进行高速公路通信管道主线管道设计时，需要考虑路网地位、车流量以及车道数目等，通常采用18、12孔φ40/33HDPE，分离式路基段干线通信管道，通常采用对整体式路基段管道进行平均拆分的方式，将其敷设在两侧。同时，还需要考虑隧道环网的实际需求，在实际敷设施工时，需要敷设1或者2孔管道。

2）分歧通信管道设计。分歧管道主要指的是干线管道到互动区匝道之间、从干线管道到预留分歧管道和通信站分歧管道的通信管道，在进行分歧通信管道设计时需要注意以下几个方面：其一，在互通区路肩转角人孔和收费广场路肩人孔之间，需要采用6孔φ40/33HDPE；其二，在干线中央分歧人孔和互通区横穿锅炉管道之间，需要应用4孔φ40/33HDPE；其三，在路测监控外场设备和干线中央分歧人孔之间，需要采用2孔φ40/33HDPE。

结束语：综上所述，通信管道工程是高速公路建设项目的重要组成部分，在进行高速公路通信管道工程设计时，需要进行全面考虑，严格的控制各个设计要点，以此保证通信管道工程的质量，为高速公路网络通信提供更加方便、快捷的通信通道。

作者：刘勇　沙巍