道路路基與路面設計技巧探討

魏 彬

（河北省衡水市公路勘測設計所，河北 衡水 053000）

1 工程概況

該項目全線采用一級公路標準，設計速度80km/h。武邑國道106至衡水市區(qū)118立交橋段，該段全長13.59km，始建于1968年，路面寬7m，1992年在西側新建汽車專用公路，路面橫坡為雙向1.5%，專用車道路面寬8m，路面結構為上面層3cm細粒式瀝青混凝土，下面層4cm中粒式瀝青混凝土，基層為12cm石灰粉煤灰級配碎石，底基層為25cm石灰土。于2003～2005年對東側慢車道進行大修，路面加寬至9m，路面橫坡為單向1.5%。路面結構為上面層3cm細粒式瀝青混凝土，下面層4cm中粒式瀝青混凝土，基層為15cm石灰粉煤灰級配碎石，底基層為30cm石灰土。本段升級改造為路基寬24.5m的一級公路斷面：中央分隔帶寬2.0m，路面寬2m×10.5m，土路肩寬2m×0.75m，車道寬4m×3.75m，左側路緣帶寬0.5m，非機動車道寬2.5m，行車道橫坡單向1.5%，土路肩橫坡2.5%。

2 設計原則

對于公路路基及其路面設計來說，應當堅持因地制宜、就地取材的原則，采取經濟有效的措施，保證公路路基具有足夠的強度和穩(wěn)定性。路基設計根據沿線自然條件、工程地質、水文地質條件，考慮到平原區(qū)的特點，參照本地其他工程設計、施工的成功經驗，選擇合理的路基橫斷面結構形式及邊坡坡率，采取經濟有效的排水工程和病害防治措施，防止或減緩各種不利因素對路基造成的危害，確保路基具有整體強度的穩(wěn)定性、耐久性以及路容的美觀性，并盡量減少工程實施對沿線環(huán)境及自然景觀造成的破壞。

考慮到區(qū)內筑路用土資源豐富，砂礫、石灰缺乏，該區(qū)交通便利，筑路用塊片石、碎石、石灰、砂礫及水泥、鋼材、木材、瀝青均可遠運解決。對該項目的路基填土設計考慮，路線經過區(qū)為平原地段，地少人多，人口密度大，土地資源緊張，應合理安排取土用地。取土首先考慮選擇耕作條件差、產量低的耕地或廢棄地塊集中取土。利用舊路段大部分用土采用買土的形式，選擇一些高地或非耕地作為取土場，采用機械挖裝，汽車運輸方式解決，運距一般不超過3km。對所采用的碎石，本項目面層石料建議采用石灰?guī)r及玄武巖，碎石材料可從石家莊鹿泉市或邢臺臨城縣獲得。塊、片石選取采用邢臺市隆堯縣山口石料廠生產石灰?guī)r碎石，儲量豐富、規(guī)格齊全、石質致密、強度高，可用于路面面層、基層、防護排水及構造物用石料。鹿泉市石井山有縣辦及民辦石灰?guī)r采石場，曹坊、頭泉有民辦采石場，儲量豐富、石質良好、運輸方便，可用作路面集料、防護排水及構造物用石料。塊石、片石生產可根據工程需要調整來滿足供應。

3 公路排水設計

水土保持措施應當與公路主體工程統(tǒng)一安排實施，及時實施公路邊坡防護、排水和綠化工程。取土場地首先考慮選擇耕作條件差、產量低的耕地或廢棄地塊集中取土。采用大面積臨時占地取土時，將表面腐殖土層挖出暫堆一旁，取土后回填復耕或復綠，結合取土規(guī)模和地形條件采取臨時攔擋措施，完善取土場排水系統(tǒng)，以防水土流失。路基、路面排水系統(tǒng)設計充分考慮水土保持。路面、路面排水采用邊溝排水，過村鎮(zhèn)段采用街道化治理。汛期施工時，施工生產生活區(qū)應做好攔擋、排水等臨時措施，減少水土流失。施工便道結束使用后及時進行平整土地、復耕。

4 公路棄土及節(jié)約用地

路線位于河北平原區(qū)，沿線地形平坦，路基取土困難。結合項目特點擬定路基取土原則：a）盡量選擇符合公路用土標準的荒地及土壤貧瘠的土地作為取土場，既滿足了公路建設用土，也減少了破壞耕地；b）取土位置、取土深度、范圍等在滿足數量需求的同時，充分考慮與附近農田、水利、養(yǎng)殖、環(huán)保、水保等方面的需求和要求，采取復耕、恢復河道（溝渠）、建設魚塘、綠化等措施，達到保護耕地、節(jié)約資源和投資的目的。

5 公路路面設計

5.1 方案設計依據和原則

通過綜合考慮道路現狀和現行規(guī)范的有關要求，在“因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護、節(jié)約投資”的總原則的基礎上，結合以往衡水市高等級公路建設經驗，研究確定設計的原則和目標，進行路面設計方案的經濟技術綜合比較，選擇技術先進、經濟合理、安全可靠、有利于工廠化、機械化施工的路面方案。

5.2 路面結構設計指標

對公路瀝青路面設計采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論，以設計彎沉值作為路面整體剛度的設計指標，計算路面結構厚度。瀝青混凝土路面設計采用雙輪組單軸軸載100kN為標準荷載。該項目所屬自然區(qū)劃屬于Ⅱ4太行山山前平原區(qū)。

舊路右幅車道路面寬8m左右，路面結構為上面層3cm細粒式瀝青混凝土，下面層4cm中粒式瀝青混凝土，基層為12cm石灰粉煤灰級配碎石，底基層為25cm石灰土，道路橫坡為雙向1.5%。舊路左幅路面寬9m，道路橫坡單向1.5%，路面結構為上面層3cm細粒式瀝青混凝土，下面層4cm中粒式瀝青混凝土，基層為15cm石灰粉煤灰級配碎石，底基層為30cm石灰土?？炻嚨谰M行過中修罩面。經現場調查，道路右幅路面狀況較好，左幅部分路段出現大面積路基沉陷、路面網裂病害，左右兩幅采用不同的路面結構方案。

采取舊路瀝青路面冷再生底基層方式，就地冷再生為舊路瀝青面層和二灰碎石基層冷再生方式，采用水泥作為再生結合料，處理深度20cm。根據我市近幾年來冷再生施工的經驗，冷再生水泥用量一般為6%～7%。冷再生施工過程中材料質量控制應符合《公路瀝青路面再生技術規(guī)范》（JTG F41—2008）中相關的技術要求。

如對本項目東側慢車道。東側慢車道破壞嚴重：一般路段挖除舊路油面后對原有15cm二灰碎石基層進行現場冷再生，加入部分新料，冷再生至18cm，上面鋪筑18cm水泥穩(wěn)定碎石，利用現有的舊油面整幅鋪筑8cm乳化瀝青廠拌冷再生做下面層、上面加鋪5cm細粒式瀝青混凝土做上面層，破壞嚴重路段需對舊路底基層進行挖補；滏陽新河大堤內對舊路瀝青面層進行12cm泡沫冷再生處理后再鋪筑10cm瀝青混凝土面層；加寬部分新建，面層結構同舊路部分；起終點、橋頭兩側等受限無法抬高路段考慮挖除新建，是對高速公路快車道的處理。根據病害情況，對一級公路的一般路段對舊路瀝青混凝土面層進行泡沫冷再生處理然后鋪筑10cm瀝青混凝土，加寬部分新建；起終點、橋頭兩側等受限無法抬高路段考慮挖除新建。具體路面結構如表1所示，路線右幅雙向坡通過冷再生基層調整為單向坡。

表1 路面結構設計情況

6 結語

本文結合一級公路的實例，從比選合理的路線方案考慮出發(fā)，詳細分析了一級公路在總體設計、路基設計等方面對土地的集約節(jié)約利用，充分印證和詮釋了一級公路設計和建設過程中如何實現經濟合理、及其因地制宜的公路設計方法。一級公路與土地集約節(jié)約利用的研究，將對我國未來的公路建設起到一定的指導作用。

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