公路路基及路面設計實踐分析

李 軍

（河北承德交通勘察設計院有限公司，河北 承德 067000）

1 工程概況

某公路某標段采用雙向四車道高速公路標準，設計速度為100km／h，分為整體式路基和分離式路基。行車道和硬路肩采用2%的路拱橫坡，土路肩橫坡一般為4%。對于整體式路基，路線中心線為平面設計線，超高采用繞中央分隔帶外邊緣（即距路線中心線1m處）旋轉(zhuǎn)的方式。對于分離式路基，平面設計線距路線前進方向左側(cè)土路肩邊緣1m處，平面設計線、超高旋轉(zhuǎn)軸、高程設計線均在同一位置?，F(xiàn)針對該公路標段的公路排水及其防護問題進行深入探討。

2 路基、路面排水設計

2.1路基排水設計

路基路面排水設計應當充分考慮現(xiàn)狀，尤其是沿線地形、氣象、水文地質(zhì)等條件，結(jié)合路基的填挖情況，合理的選擇排水形式，使路基排水與沿線橋涵以及自然溝渠形成較完善的綜合排水系統(tǒng)，以確保排水通暢，防止路面水沖刷路基邊坡和地面徑流沖蝕路基，并防止路面積水影響行車安全。

路基排水系統(tǒng)由邊溝、截水溝、排水溝、急流槽、跌水和天然河溝等組成。路基排水自成體系，原則上不與農(nóng)田灌溉、水塘魚池相干擾。根據(jù)沿線地形、地貌、氣象、水文、地質(zhì)等條件，結(jié)合沿線橋涵、排洪溝渠、天然溝谷分布和設置情況，依據(jù)本地區(qū)水文特點、暴雨強度、地表滯留系數(shù)，經(jīng)水文計算，分析比較，合理確定排水構(gòu)造物斷面形式和尺寸。

對本項目的一般路段，邊溝均采用0.5m×0.5m的矩形，采用M7.5漿砌片石加固；溝底縱坡與路線縱坡相同，但不應小于0.3%。對設置擋土墻及護腳路段均采用0.8m×0.5m的漿砌片石矩形邊溝。路線經(jīng)過村鎮(zhèn)時，邊溝均采用鋼筋混凝土蓋板邊溝。同時考慮到遠期預設邊溝路段，為了保證遠期的排水需求，現(xiàn)在道路右側(cè)硬路肩外側(cè)加設0.5m×0.5m蓋板邊溝，并每隔50m設置一道橫向排水管。在挖方路段設置排水盲溝，利用“碎石盲溝＋透水管”的方式將路基水排出，保證路基穩(wěn)定性。同時設計時考慮到為攔截坡面水，防止邊坡沖刷破壞，在邊坡平臺上設置了平臺截水溝，采用M7.5漿砌片石加固。根據(jù)地形水文條件，部分挖方路段距坡口不小于5m處設置截水溝，以減輕路塹邊溝的排水壓力，降低水流對路塹邊坡或路基坡腳的沖刷。截水溝采用漿砌片石矩形斷面，尺寸采用0.5m×0.5m。在截水溝和邊溝的出水口設置急流槽，采用M7.5漿砌片石加固。

2.2 路面排水設計

本項目一般路段行車道橫坡采用1.5%，土路肩橫坡采用3.0%。路面排水采用橫向漫流式。路面水順著路面橫坡及縱坡組成的合成坡度將路面水沿路肩漫流而下，排至路基排水溝中。對于一般挖方路段，挖方路段采用分散排水和集中排水兩種方式，路面水通過邊溝排至填方路段排水溝內(nèi)；當挖方較大，雨水通過山坡截水溝、平臺截水溝、急流槽、邊溝等，集中排至路基排水溝中。

對于一般填方段，采用分散排水和集中排水兩種方式。當填土高度不超過4m時，采用分散排水；當填土高度超過4m時，采用集中排水方式，即通過設置急流槽將路面水排至路基排水溝中。同時對于農(nóng)田段路基、路面水不得排入農(nóng)田，而應通過排水溝排入最近的橋涵構(gòu)造物及河溝中。施工時可根據(jù)實際地形調(diào)整邊溝縱坡，但必須保證邊溝縱向坡度滿足施工規(guī)范要求。

3 路基邊坡防護設計

路基邊坡防護設計應當依據(jù)《公路路基設計規(guī)范》（JTG D30—2004）執(zhí)行，同時設計時應當綜合考慮工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、邊坡高度、本地區(qū)氣候環(huán)境條件、施工條件和工期等因素，對路基穩(wěn)定性不足和存在不良地質(zhì)路段，進行防護與支擋加固的綜合設計。使防護方案經(jīng)濟、適用、美觀，保護生態(tài)環(huán)境，防止水土流失，以達到保護邊坡的目的。

3.1 填方邊坡設計

對一般填方邊坡，填方高度小于10m時，采用鋪草皮防護；邊坡高度超過10m時，采用骨架護坡并植草綠化。對高填方邊坡，尤其是對占地不敏感、前后路段有條件放坡的路段，采用放緩邊坡、骨架防護及綠化自穩(wěn)的方案，以減少投資。對韶關(guān)核電廠廠區(qū)高填方路段（填方高度10～14m），采用分級放緩邊坡，人字形骨架及鋪草皮防護，并設置3m寬的硬化平臺及人行踏步（兼急流槽）。而本項目為減少占用河道，在該路段左側(cè)設置擋墻支護，以收縮坡腳。白沙村路堤由于該段河床較深、較陡且易受沖刷，本段左側(cè)設置樁基擋墻防護，擋墻頂端設置于土路肩范圍內(nèi)。浸水路堤及受水流沖刷的路基，設漿砌片石護坡，鋪砌高度在設計水位以上0.5m。

3.2 挖方邊坡防護采用分級多樣化設計

對石質(zhì)挖方邊坡設計，應當根據(jù)巖石的性質(zhì)和風化程度選取適當坡率，對一般較穩(wěn)定巖質(zhì)邊坡，分別采用生物或客土噴播植草，以達到坡面綠化及抗沖刷的目的。對風化較嚴重巖質(zhì)邊坡，如放緩邊坡將大大增加廢方，同時造成大面積剝蝕山體，環(huán)境、水土遭到破壞嚴重，可采用陡坡率、強加固的支護方案。土質(zhì)挖方邊坡、全風化石質(zhì)邊坡，根據(jù)坡面的整體穩(wěn)定和土體的天然強度，在保證穩(wěn)定的前提下，采用植草綠化或挖方襯砌骨架護坡并植草綠化。較淺的挖方路段，高度小于4m時采用普通噴播植草，大于4m且小于6m時采用三維網(wǎng)植草。本項目對于臨江路段，鑒于本段地形較復雜，道路右側(cè)山坡由于山體巖質(zhì)風化較嚴重，多處出現(xiàn)滑坡，對道路影響較大，對該路段風化較嚴重深挖邊坡采用人字形漿砌片石骨架防護、錨桿框架防護、護面墻結(jié)合客土噴播植草或三維網(wǎng)植草防護。

4 公路路面設計

路面結(jié)構(gòu)方案的選擇是根據(jù)路段所處的區(qū)域水文地質(zhì)條件、交通量預測、沿線筑路材料分布以及當?shù)氐某晒?jīng)驗，綜合考慮確定。本公路路面類型選取水泥混凝土路面，設計基準期為水泥混凝土路面20年，標準軸載為BZZ—100，設計基準期內(nèi)設計車道標準軸載累計作用次數(shù)為8.146×106次，水泥混凝土路面設計抗彎拉強度為5.0MPa。

經(jīng)研究考慮，本項目采用水泥混凝土面層，考慮到混凝土結(jié)構(gòu)的溫度收縮特性，面板均需按一定間距設縱、橫向接縫。面層采取26cm水泥混凝土，0.6cm乳化瀝青稀漿封層＋瀝青透層，基層采用20cm水泥穩(wěn)定級配碎石，底基層采用20cm水泥穩(wěn)定碎石。水泥混凝土路面需要設置各種類型的接縫，以減少伸縮變形和翹曲變形受到約束產(chǎn)生的內(nèi)應力，提高水泥路面的壽命和質(zhì)量。混凝土面板的接縫嚴格按照《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F30—2003）的規(guī)定設置。本項目水泥混凝土路面采用5m×4.5m的板塊。

對路面脹縫一般設置在橋涵相接處、凹型曲線底部或和公路交叉口的地方，或根據(jù)施工溫度設置，并采用補強鋼筋支架。脹縫填料采用瀝青橡膠（或改性瀝青），接縫板采用泡沫橡膠板。一般路段根據(jù)施工進度每隔約500m設置一道脹縫。在平交加鋪轉(zhuǎn)角的交叉口起終點和橋梁兩端均設置橫向脹縫。橫向縮縫采用設傳力桿的假縫，傳力桿采用φ32的光圓鋼筋，長45cm，間距30cm設置。縮縫（假縫）用二次鋸切形成，第一次用薄鋸片進行鋸切，第二次用厚鋸片淺鋸加寬縫隙上部，清除雜物后填以瀝青橡膠或改性瀝青等填縫料。對公路路面的橫向施工縫應盡可能少設置，必須設置時應設置在縮縫或脹縫處，如每日施工結(jié)束或因臨時原因中斷時，則必須設置橫向施工縫，其位置設在脹縫或縮縫處，設在縮縫處的施工縫采用加傳力桿的平縫形式，設在脹縫處的施工縫構(gòu)造與脹縫相同?？v向施工縫采用平縫，并在板厚中央設置拉桿，以防止接縫張開和板的上下錯動。

5 結(jié)語

本文結(jié)合公路設計實例，重點對公路路基、路面排水、路基防護及其路面設計進行詳細闡述，同時提出對路基路面排水設計應當充分考慮現(xiàn)狀，尤其是沿線地形、氣象、水文地質(zhì)等條件，結(jié)合路基的填挖情況，合理選擇排水形式及其排水系統(tǒng)，對路基防護根據(jù)不同工程地質(zhì)條件、填挖情況及邊坡高度分別處理。

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