公路工程(highway engineering),指公路構造物的勘察、測量、設計、施工、養(yǎng)護、管理等工作。 公路工程構造物包括:路基、路面、橋梁、涵洞、隧道、排水系統、安全防護設施、綠化和交通監(jiān)控設施,以及施工、養(yǎng)護和監(jiān)控使用的房屋、車間和其他服務性設施。
基本概念
公路的新建或改建任務是根據公路網規(guī)劃確定的。一個國家的公路建設,應該結合鐵路、水路、航空等運輸綜合考慮它在聯運中的作用和地位,按其政治、軍事、經濟、人民生活等需要,結合地理環(huán)境條件,制定全國按等級劃分的公路網規(guī)劃。從行政方面劃分,一般分為國道、省道、縣道、鄉(xiāng)道等四個等級。此外,重大廠礦企業(yè)和林業(yè)部門內部,必要時也有各自的道路規(guī)劃。每個國家公路等級的劃分界限和方法及其相應標準,不盡相同,中國的國道規(guī)劃由國家掌握,省以下的公路規(guī)劃由各級地方政府掌握。
規(guī)劃
公路網規(guī)劃的制定是一項繁重復雜的工作。由于各地情況的變化,例如政治、軍事等戰(zhàn)略的改變,礦藏資源的開發(fā),海岸、商埠經濟的發(fā)展,城鄉(xiāng)人民生活的改善,旅游事業(yè)的興起,其他運輸方式的改變,資金的增加等,都可能使規(guī)劃隨之變化。因此,在制定規(guī)劃時,事先應充分掌握各方面的信息,進行有充分預見性的可行性研究,避免規(guī)劃的盲目性帶來不良后果,然后有計劃按步驟地分期付諸實現。
勘察設計
擬建路線的第一步,應根據線路所經控制點,進行勘察和測量,選出距離最短、工作量最小、工程舉辦容易、造價低廉、后遺病害最少、養(yǎng)護費用最低、使用效益最大的線路。如果線路有幾種選線方案,則應進行比選,以便從中選定最優(yōu)方案。
各項新建或改建工程的設計,應本著就地取材、因材施用、利廢增益的原則,重視長遠的經濟損益分析來進行設計。公路等級一旦確定,則線形幾何標準也隨之確定。尤其是丘陵區(qū)和山嶺區(qū)的縱坡度是很難改變的。又如路基路面工程往往占造價比重最大,但可以從低級過渡到高級,分期修建。這些項目的設計,都必須充分考慮前期工程能為后期利用,而不致廢棄,造成浪費。此外,路面等級愈低,造價愈低,但公路養(yǎng)護和更新費用則愈高,行車消耗費用愈大。因此,決定路面等級不能孤立地考慮造價,而是要根據較長時間,從造價、養(yǎng)護更新費用,特別是行車消耗費用這三者進行經濟損益分析,選擇經濟合理方案。
現代的勘察設計工作已利用衛(wèi)星地圖或航測地圖,并用電子計算機分析和繪圖,用地震法探測地層地質,用γ射線量測密度含水量,用激光測距等新技術和其他新設備,使勘察設計工作縮短了作業(yè)時間,提高了作業(yè)效率和精度,降低了成本。
施工
優(yōu)質工程不僅要有良好的設計,而且在更大程度上取決于施工質量的好壞。在施工中,材料、機具、操作是保證產品質量的主要環(huán)節(jié)。一切施工都必須嚴格遵守每項施工規(guī)范。一是材料的準備,包括檢查材料品種、規(guī)格、數量、堆放場所、供應和保管工作等;二是施工機具,包括品種、型號、數量的配備及修理工作;三是操作,應精心進行,每道工序完畢須經檢查合格后方可進行下一道工序。全部工序完畢,經檢查驗收后方可交付使用。
公路工程的一些項目在使用中,會隨著時間的延續(xù)產生不可避免的損耗,如路面在行車荷載下產生輕微變形、車轍、磨損,就必須及時養(yǎng)護、整修,才能維持正常使用效能,延長使用壽命。公路工程對各個工程項目都制定有相應的養(yǎng)護規(guī)范。忽視養(yǎng)護,損壞嚴重才進行補救,造成的損失往往更大。
養(yǎng)護
早期的施工、養(yǎng)護工作,一般是用簡單的工具和人力或畜力操作。隨著機械工業(yè)的發(fā)展,蒸汽機和內燃機等動力機械廣泛應用于施工中,并出現各種單用機械和聯合操作機械。在筑路機械中,繁重、量大的工程所使用的機械,例如土石方的挖掘、運輸、壓實等使用的機械,正向著多用途、大功率的方向發(fā)展;路面鋪裝機械向著自動就地加工,提高廢舊料利用率,簡化工序,一次完成的大功率大型機械的方向發(fā)展。養(yǎng)路機械則向著一機多用和小型化的方向發(fā)展。橋梁工程用的機械趨向適用于輕型、裝配化和預制構件所需機械發(fā)展;吊裝設備則向大型機械發(fā)展。各種施工機械的發(fā)展,使以往難以進行的工序得到解決。施工機械的進步反過來又促進材料和結構物的革新。這種互相促進作用有益于提高工程質量、降低生產成本。
管理方法
公路工程管理系統和公路運輸管理系統是兩個不相統屬的系統,但又是彼此有密切關系的系統。比如,汽車運輸要開辟或加強改善某些路線的客貨運輸,必須預先調查研究沿線的客貨來源、種類、運量、地點、季節(jié)等等,為此向工程部門提出工程的要求和指標。工程部門則研究滿足這些要求的方法和措施,為運輸服務。那么,究竟是先有公路然后考慮組織運輸,還是先考慮運輸需要來修建公路呢?一般講,按后者安排為好。但有時也應根據具體情況,全面分析,決定對策。這個問題在國際公路論壇中是經常遇到的。有些國家已把運輸工程和工程經濟列為專業(yè)課程,在大學講授。這是關系到公路發(fā)展的宏觀經濟、影響全局的問題,在公路管理中值得重視。
公路工程方案在實施過程中,工程管理部門應根據需要完成項目的先后順序,編制分項工程進度表,然后根據各項進度排出總的進度表,并注意各分項工程之間不得互相干擾。如遇情況變化,應及時作相應修改。進度表是執(zhí)行計劃的指導綱領。某一環(huán)節(jié)不按計劃進行就有可能打亂局部,甚至是全局的安排。執(zhí)行計劃包括內容繁多,主要方面有:施工前需補充的測量放樣、材料供應和試驗、機具配備和維修、運輸工具的配備和維修、勞動力組織和調配、技工培訓和考核、水電供應、工地安全設施、工地應急設施、醫(yī)療衛(wèi)生、職工生活、工程定額和進度的統計分析、財務管理等等。工地既要有分項管理人員,又要有全面管理的人員。