来自美国高速路的启示--道路工程--工程技术--论文--路桥网

　当了解到美国高速公路的发展历史现状及先进的工程和管理技术之后，我们应对我国高速公路建设状况进行反思。进而提出了一些应注意的问题。

美国高速公路发展过程

　　美国的第一条高速公路为位于西部的洛杉矶至帕萨迪纳的旱河谷中的旅游公路，全长6公里，于1940年通车。该公路同时还是防洪工程中的一部分，主要起渠化旱河水流作用。

　　二次世界大战后，为了增强战争时期调动部队和输送战争物资的快速反应能力，美国政府构思要在全美范围内的大都市间修建高速公路网，于1944年，由国家公路委员会提出，在全美大约要建设54700公里高速公路来连接所有超过30万人口的县城、连接80％人口在5万以上的县城。后来公路联合执行委员会建议将高速公路网总里程增加至64400公里，但因资金短缺，没有被通过。当时所规划的只有局部建成，其中有很多的原来双向2车道的干线公路改扩建成单向2车道，这些公路设计采用二十世纪四十年代的技术标准。因为当时经验非常有限，这些公路在七、八十年代因为路基横断面和路线几何设计等方面的缺陷进行重建。

　　美国高速公路建设过程中，积累了许多经验和教训。美国四、五十年代所修建的高速公路出现了不少问题，这个时期的高速公路后来成为美国二十世纪六十年代中期研究的对象和总结的资源。这为修改美国四、五十年代规范提供了宝贵的经验，六十年代中期以后，便出现不计其数的学术论文或设计文献的修订本，这从一个侧面反映出美国对四、五十年代高速公路的研究总结取得了成功。

长远的规划和严格的组织计划

　　美国的经济完全根据市场需求来调，但美国人做事却非常有计划，政府部门更是如此，一项工程的实施，通常是5～10年或是更长时间前就计划好了，在制定计划时需通过充分论证，广泛征求纳税人的意见，一旦通过，那么这项计划就具有法律效力，不会因为人事的变动而改变，表现在各项政策上都具有良好的延续性。从1940年美国的第一条高速公路的建成到二十世纪七十年代早期，美国的州际高速公路网的形成，用了近30年的时间。经历了罗斯福、艾森豪威尔和尼克松几任总统，每任都是按照早已规划好了的路网组织实施。

　　美国在公路设计和建设中坚持长远的观点，例如美国的高速公路中间带通常设计的较宽，1956年国家州际公路和国防公路几何设计标准中规定城区高速公路中间带宽4.9米，乡村区的高速公路中间带宽11米；1967年出版的AASHTO规范中推荐的最小中间带宽18～24米，靠近城区的中间带宽7～9米。较宽的中间带有利于中央分隔带排水、管线的布设和交通安全等设施的设置，同时还有利于行车的安全，减少交通事故。更便于将来扩宽道路及车道的翻新。

　　我国高速公路建设起步较晚，全国国道主干线系统规划也才是二十世纪九十年代初开始研究，直到九十年代中期才确定下来。在这以前，全国各地已有些高速公路建设项目，这些项目大多是国家国道主干线系统的组成部分，每个省(市、区)结合国省干线公路网和自己的实际情况制定公路发展计划，作好项目的合理安排。

　　8年国家采取扩大内需的方针和实施积极的财政政策，在交通上加大投资，一些省的公路规划做的充分，在国家投资落实后，能够迅速按计划开展工作；相反规划项目少的省份，不能合理利用国家投资，有些项目仓促上马，不能保障合理的设计和施工周期，留下许多工程隐患和遗憾。

　　有的高速公路通车不到5年，交通量饱和，不得不进行道路扩建，而原设计没有考虑后续的扩建问题，造成资金浪费。

　　我国高速公路力争到2010年提前10年基本形成国道网主骨架系统，该系统的好坏直接影响到公路网整体效益的发挥，进一步搞好新的阶段建设项目准备工作，另一方面在按计划搞好高速公路的建设的同时还要着手高速公路的维修养护规划研究工作。

合理的技术规范

　　美国各州公路工作者协会颁布了一系列的公路协会规范(AASHTO)和一些具有规范性质的设计手册，这些规范或手册内容详尽，规定明确，而这些规范对各州而言，起着指导性作用，各州根据本州的实际情况对不适合本州的部分进行调整，使其成为本州的技术规范。该规范依据于美国各州公路工作者协会二十世纪六十年代的道路试验结果，尽管由这些试验所得的数据和关系有其适用范围，但GDOT在路面设计时能非常成功的运用这些关系，这一点由整个乔治亚州的非常好的路面状态可得到证实。路线设计中常遇到平面曲线间夹直线长度和纵断面最大纵坡及坡长的限制等问题。关于长直线问题，美国在全国做了一项调查，结果表明交通事故有60％～70％发生在曲线上，高速公路上由于车流量化，同时还要超车或与前面车辆保持安全距离，纵断面上的视距的变化也可吸引司机的注意力，因而一般不会引起司机的疲劳，长直线对行车安全影响不大。美国的高速公路上较长直线(3～10公里)也有时出现，但为了避免线形的呆板，长直线路段上力求在纵断面上和公路两旁的景观方面作些变化，还可设置一些提醒设施。美国高速公路行车道两侧的路缘带上设置有规律的坑槽，一旦车辆偏离车道驶入路缘带时，就会出现震动和刺耳的噪音，用以提醒驾驶员注意行车安全。公路线形的设计重要的是路线与地形相协调，线形本身的连续性是保证行车安全的关键因素，相邻的曲线参数相差不能太大，长直线两端不要接小半径的曲线。直线和曲线的采用应该结合地形和周围的环境合理选用。能曲就曲，该直就直，不要过于追求直线和曲线的某一比例值。美国各州根据各自的地形条件对高速公路的最大纵坡有不同规定，山区最大纵坡达7％，连续坡长有的超过3公里，这与其汽车性能较好有很大关系。

公路工程的环境保护

　　二十世纪四十年代美国自然环境一度受到人为因素的破坏，但环境问题很快受到美国政府的高度重视，大规模地在全国范围内进行植树种草及水土流失的综合治理，到现在美国环境得到很大改善，而且制定了相关的法律和环境保护的长期计划。1969年美国环境政策局(NEPA)开始环境评估及减少对环境不利影响的研究，NEPA建议联帮政府采用切实的办法来加强对较好环境的保护；1970年联邦辅助公路法案对公路交通噪音作出了规定。

　　美国公路设计中，尽量避免高填深挖，减少对原地形、地貌的影晌，对可能出现大挖、大填的地段或采用较大纵坡减少开挖深度及填方高度，或是采用隧道或桥梁。路基横断面布置非常灵活，根据地形采用整体式，有时采用分离式，力求路线与环境相协惆，不过分追求最为短捷的线路，以减少对自然环境的破坏。州际高速公路边坡坡度一般很缓，土质挖方边坡一般为1：1．25～1：3，填方边坡为1：3～1：6。边坡防护大多为植树、种草或采用草杆、废旧轮胎加工成的絮状物等覆盖物将边坡坡面覆盖，除了在桥台前的边坡用圬工铺砌和局部路段的混凝土（加筋）挖土墙外，边坡几乎全用生态防护。美国公路的排水设计非常注重环境保护，其边沟表面上看基本都是坦三角形或浅蝶形，边沟内并不用圬工铺砌，而是土工织物种草，真正的排水系统还在下面，由于公路两边的植被非常好，滞留系数大，水流缓慢，雨水通过边坡漫流至边沟，再渗至边沟下面的暗沟里，然后由地下排水系统排除。即使下大雨也很准看到两面边沟哗哗的流水，地表径流对边坡冲蚀力很小。对没有地下排水系统的一般公路边沟，采取在沟内铺碎石和天然石头，以减慢水流速度，防止水土流失。公路对坏境的影晌，还包括空气污染和噪声污染，美国公路在重点路段两边设有监测系统，对空气质量适时监测。对噪声超标地段设置减噪设施。

　　公路施工过程中，美国政府对承包商在环境保护方面的要求非常严格，施工时尽量减少对原有土壤的扰动，开始施工前首先根据原有地青表径流并结合设计的永久排水设施的设置做好临时排水系统，对周围环境有较大影响的路段重点防范。

　　国内有些项目施工过程中的临时排水设施设置很少，对有限的临时排水设置也没有系统地进行设计，使得很多地表水直冲路基边坡，而坡面亦没做临时的防护，挖方时也不按规范的操作程序进行，出现陡坡深挖、掏挖诱发了很多工程滑坡、边坡坍塌、侵蚀等问题，还有的在施工过程中污染了地下水、灌溉用水和生活用水。

　　我们可以借鉴美国在公路环保上的成功经验，规划现阶段公路建设项目对环境的影响程度及公路与环境的相容性；设计中注意路线线形与周围环境相协调，应根据实际情况在防护中多采用生态防护，排水设计应结合防护工程做好水土流失的防治，在高填深挖地段，对桥梁、隧道方案进行比较时，不仅要从考虑经济的角度，还应考虑土地资源、环境影响，长远效益综合比较，有时环境因素还应是主要控制因素；施工过程中应注意施工组织与环境的相容性；运营阶段要对公路两侧的环境（空气、噪声、水土流失）进行监测，以及道路上的人为丢弃物清理等。

先进的管理　严谨务实的工作态度

　　美国的经济强盛与其良好的市场机制、先进的管理技术和美国人严谨务实的工作作风是分不开的。美国健全的法制为管理的规范化提供了法律基础，科学技术为管理提供了先进的手段，脚踏实地的工作作风为管理的实施提供了保障。

　　我国的高速公路和美国的高速公路主要差距并非在工程技术上，很大程度在管理上。我国公路建设中的很多问题根源往往由于管理上出了问题，有些问题是因为管理不规范、职责不分造成的，有些是因为管理手段落后，管理水平有限造成的。前者是机制的问题，后者是技术问题。在交通管理方面，美国各州建立了各自的地理信息系统（GIS），公路GIS是根据GPS测量、人工调查采集道路基础数据，如道路中线的里程桩号及坐标，路基宽度及横断面组成，路面结构类型，路面厚度，涵洞尺寸、结构形式和位置，桥梁所在位置、跨径、上下部结构形式、洪水位，桥面铺装类型和该公路实际交通量等。乔治亚州交通部（GDOT）的GIS系统还有该州所有县、镇的地图及乔治亚州的交通图、公路网、交通运输图的电子图形。GIS程序允许GDOT更有效操作管理，为州政府提供全州范围内的交通方面的图形和数据以供决策参考。GIS有助于管理、分析和提供一个安全高效的交通系统，有助于对施工项目的管理，便于查看和分析铁路和航空的统计数据，能为维修养护工人提供一条有效路径（最短捷或最快速），还可为超大尺寸或超重的车辆提供线路，标明眼载桥梁。GIS系统通过Internet网络与授权者共享，这个庞大的数据库每年更新一次，对改扩建工程及时更新。为管理者提供决策依据。路面状况评价系统也是该州正在研究的一个课题，该系统主要用于路面养护管理上，根据路面破坏特征、裂缝性质等根据专家系统分析裂缝产生的原因，并有专家系统提出养护方案。路面管理过程中积极推广货车称重站，限制超重车辆对路面的破坏。

　　我国高速公路建设起步较晚，高速公路设计和施工的直接经验较少，原来有很多并不适合高速公路的低等级公路设计和施工经验被用于高速公路建设中，一些安全系数有的仍是采用原低等级公路的安全系数，施工也没有按照高速公路所要求的进行，路面材料配合比有些与实际不符，造成公路刚通车不久就出现路基边坡失稳，防护工程跨蹋，路面出现坑槽及裂缝。迄今为止，我国已进行了10余年的高速公路建设，已通车的里程达到1．6万公里，应本着严谨求实的态度对已建高速公路进行认真总结，对成功经验加以推广，并找出现行规范中不适当的地方加以修正，以便于指导今后的高速公路设计和施工。

　　我国与美国在国情上有很多不同之处，美国在高速公路设计及施工上的很多经验不能照搬照抄，必须根据我国实际情况进行调整。但美国健全的法制，良好的市场机制，工程中求真务实的态度，严格的管理程序和先进高效的管理手等方面值得我们学习和借鉴