關于公路路基路面設計實踐的研究

孫中才，左順磊，魏鳳娟

（襄陽市交通規(guī)劃設計院，湖北 襄陽 441000）

關于公路路基路面設計實踐的研究

孫中才，左順磊，魏鳳娟

（襄陽市交通規(guī)劃設計院，湖北 襄陽 441000）

隨著國家經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，公路建設獲得了廣泛重視。近幾年的公路工程數(shù)量不斷增多，在客觀上增加了經(jīng)濟和社會效益，促使交通更加便利，對社會穩(wěn)定產(chǎn)生了較大的積極作用。公路路基及路面設計中，因結合區(qū)域的特殊地質條件，選擇合理的設計方案，從而多方面提高了公路的穩(wěn)定性和服務年限，提高了公路設計水平。

公路；路基；路面；設計

0　引　言

公路工程是國家的基礎建設工程，其在很多方面都將直接影響到經(jīng)濟穩(wěn)定和社會穩(wěn)定，而路基、路面設計是公路工程的最基礎部分，這兩方面的設計工作必須符合實際的情況，不能過分追求工作指標上的提升。值得注意的是，有很多公路工程的路基、路面設計當中，對天氣、突發(fā)事件的考慮不足，導致公路工程設計陷入了惡性循環(huán)，這需要在今后的工作中引起高度的注意。在此，本文主要對公路路基及路面設計展開討論。

1　工程概況

襄陽市南漳縣城至冷坡埡公路采用雙向兩車道二級公路標準，設計速度為40 km/h，采用整體式路基。行車道和硬路肩采用2%的路拱橫坡，土路肩橫坡一般為4%。路線中心線為平面設計線，超高采用繞路線中心線旋轉的方式。山區(qū)公路中在我國的分布是比較普遍的，從該工程的概況來分析，工程代表性較強。

2　路基、路面排水設計

公路工程在建設過程中，排水工作將對質量、施工效率造成最直接的影響，尤其是在我國的一些雨水豐沛地區(qū)，在雨季來臨時，將會對工程造成極大的威脅[1]。路基、路面排水設計，必須要結合地區(qū)的實際情況，根據(jù)工程本身的建設目標和施工特點，合理的設計出良好的排水方案，減少水害的發(fā)生。

（1）路基排水設計

路基是公路工程的基礎部分，其排水設計的原則包括以下幾點：第一，路基排水系統(tǒng)必須要健全。從客觀的角度來分析，路基排水系統(tǒng)必須包括邊溝、截水溝、排水溝、急流槽等等，要考慮到長期的降雨影響和大范圍短期的暴雨影響等。第二，路基的排水設計當中，要形成一個良性運作的體系。以往的很多路基排水設計雖然在指標上突出，但對周邊環(huán)境造成了極大的影響，這是現(xiàn)階段非常不提倡的。路基排水的設計，必須保持與農(nóng)田灌溉、水塘、魚池的協(xié)調。第三，路基排水設計要考慮到眾多因素的影響，包括地區(qū)的水文特點、暴雨強度、地表水滯留系數(shù)等等，這些數(shù)據(jù)既要參照以往的標準，也要結合當下的情況來完成[2]。

本文認為，案例工程在全國范圍內(nèi)具有較強的代表性，路基排水設計應從以下工作出發(fā)：首先，在邊溝的處理當中，選擇0.5 m×0.5 m的標準矩形來設定，利用M7.5漿砌片石進行加固處理，見圖1。其次，在邊溝的溝底設計當中，建議保持縱坡與路線縱坡的相同，但總體上不能小于0.3%，以此來確保排水的效果。第三，路基排水設計的過程中，還考慮到了當?shù)氐乃臈l件、地形條件的影響，部分挖方路段在設計方面，其坡口如果大于5 m，將設置截水溝，以此來更好的緩解路塹邊溝的排水壓力。

（2）路面排水設計

公路工程的排水設計當中，路面排水也是非常重要的組成部分。對于公路而言，其在日常的運營當中，如果路面出現(xiàn)了嚴重的積水，勢必會導致行人和車輛出現(xiàn)嚴重的安全事故，造成財產(chǎn)損失、生命損失[3]。本案例在路面排水的設計當中，主要是通過以下幾項措施來完成。首先，路面的排水方式選擇橫向漫流的方法。該方法的設計實施，能夠促使路面的積水順著路面的橫坡、縱坡，不斷的漫流而下，最終流到排水溝當中，從而減少積水造成的不利影響。其次，為確保公路工程能夠在暴雨天氣更好的排水，針對工程的填方段，采用了分散排水、集中排水兩種方式來完成。倘若填土的高度小于4 m，建議應用分散排水的方法；倘若填土的高度超過了4 m，建議應用集中排水的方式，促使公路運營更加的穩(wěn)定。

圖1　路基排水

3　路基邊坡防護設計

當前，國內(nèi)的公路所出現(xiàn)的安全隱患，其中邊坡防護隱患占有很大一部分，引起了社會上的高度關注。邊坡防護是針對公路工程的有效保護措施，如果出現(xiàn)了嚴重的損壞，公路工程則失去了較強的外部保障，從而導致安全隱患突出。外界的任何一項影響因素落實，都將造成極為嚴重的安全事故[4]。所以，在公路路基的設計當中，邊坡防護設計絕對不能忽視，反而要將其作為重點工作來完成。

（1）填方邊坡設計

公路工程的建設不斷變得規(guī)范化，邊坡防護的設計也被劃分為不同的模塊來完成。填方邊坡設計是基礎的組成部分[5]。結合以往的工作經(jīng)驗和當下的施工標準，認為在填方邊坡設計方面，可通過以下方法來完成。首先，針對一般性質的填方邊坡，填方的高度在10 m以下的時候，建議應用鋪草皮防護來處理，不僅表現(xiàn)出經(jīng)濟的特點，同時防護效果突出。當填方的高度在10 m以上的時候，建議應用骨架護坡和植草綠化的方法來處理，該方法的特點在于能夠強化防護效果，且植草綠化實現(xiàn)了鞏固土體和環(huán)保的效果。其次，邊坡防護的設計當中，必須充分考慮到對周邊環(huán)境的影響。本文案例在設計過程中，為了更好的減少對河道的占用，決定在路段的左側位置，有效的設置擋墻支護，這樣做的好處在于，減少了坡腳的影響，邊坡防護突出，見圖2。

圖2　路基邊坡防護

（2）挖方邊坡防護采用分級多樣化設計

公路路基的挖方邊坡防護設計工作，應尋求多元化的設計方法，針對不同的情況選擇針對性的手段來完成，這樣才能在客觀上取得較大的進步[6]。第一，針對石質特性的挖方邊坡，防護設計需充分考慮到巖石性質的影響、風化程度的影響，確定合理的坡率進行設計。倘若在考察過程中，發(fā)現(xiàn)邊坡是比較穩(wěn)定的巖質特性的邊坡，則可以通過生物措施、客土噴播植草的方法來進行處理，這樣在公路運營當中，就可以實現(xiàn)坡面的綠化效果，在多方面提高了抗沖刷的水平。第二，施工過程中，如果遇到了風化比較嚴重的巖質特性邊坡，處理工作將會更加復雜一些。例如，單純的放緩邊坡處理，將直接導致廢方的增加，并且會造成嚴重的剝蝕山體情況。為此，建議從陡坡率出發(fā)，強化支護方案的可行性。根據(jù)坡面的穩(wěn)定性程度、土體的天然情況等，采用植草綠化的方案為基礎，配合挖方襯砌骨架護坡，更好的完成邊坡防護處理。多元化設計方案的使用，在于將各種復雜情況有效處理，從而避免造成公路工程施工的各類麻煩事件。

4　公路路面設計

現(xiàn)階段的公路工程與以往有很大的不同，其各項規(guī)范和硬性條件都比較健全，且隨著時間推移，國家的標準將會進一步的增加。公路路面是最終行人和車輛通過的地方，無論是在表面的設計上還是在實質的技術上，都要達到較高的水平[7]。本文認為，在公路路面的設計當中，必須注意以下問題：第一，路面設計要符合公路的整體設計標準，不可過于追求單一的指標，應注意公路工程的協(xié)調性。第二，路面設計前后，必須要開展實地調研工作，要考慮到公路的長久、穩(wěn)定運營，減少日常維護，提高安全性。第三，路面設計過程中，必須要針對突發(fā)狀況進行分析，要做好萬全的準備，減少對公路工程的破壞。

路面結構方案的選擇是根據(jù)路段所處的區(qū)域水文地質條件、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 a，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1.098×106次，水泥混凝土路面設計抗彎拉強度為4.5 MPa。

經(jīng)研究考慮，本項目采用水泥混凝土面層，考慮到混凝土結構的溫度收縮特性，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，0.6 cm乳化瀝青稀漿封層＋瀝青透層，基層采用18 cm水泥穩(wěn)定級配碎石，底基層采用18 cm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量?；炷撩姘宓慕涌p嚴格按照《公路水泥混凝土路面施工技術細則》（JTG/TF30-2014）的規(guī)定設置。本項目水泥混凝土路面采用4.5 m×3.5 m的板塊。

5　關于公路路基及路面設計實踐的討論

隨著人口數(shù)量的增多和對物質需求的提升，公路路基及路面設計成為了當前的主要工作。國內(nèi)雖然有多條公路都獲得了較大的提升，且對行業(yè)產(chǎn)生了標桿作用。但從整體情況來看，我國的偏遠地區(qū)公路、待發(fā)展地區(qū)的公路，在路基及路面設計上，仍然需要進一步的提升。單純在個體區(qū)域上努力設計，并不能獲得整體的進步。建議在今后的公路工程設計當中，應加強區(qū)域的公路路段合作設計，將路基、路面設計進行共享，國家、當?shù)卣枰暂^大的支持，以此來促使公路長度提升的同時，質量也獲得提升。值得注意的是，在我國的南北方差異較大，公路建設的標準不同，路基、路面設計所要面對的挑戰(zhàn)也存在差異，允許互相借鑒，但絕對不能照抄、照搬，否則勢必會造成設計與實際情況不符，最終造成嚴重的安全隱患。

6　結語

本文對公路路基及路面設計實踐展開討論，在公路路基及路面設計時，應根據(jù)區(qū)域的特殊地質條件、建設目的、運營目標，合理設計路基、路面，多方面完善公路的組成部分，協(xié)調施工，以此來獲得更好水平的公路工程，推動國家和社會的經(jīng)濟發(fā)展。

[1]王星茹.城市砌塊路面設計分析[J].山西建筑,2015(34):40-41.

[2]朱有國.山區(qū)公路塊體路面設計與施工 [J].黑龍江交通科技, 2013(6):55-56.

[3]廖勇剛.高速公路加寬工程路面設計探討[J].山西建筑,2010(14): 30-31.

[4]韓星雨,陳云勇.某山區(qū)高速公路路面設計與施工[J].科技創(chuàng)新導報,2010(10):45-46.

[5]崔永利.壽命周期成本分析在公路路面設計中的應用[J].黑龍江交通科技,2010(7):50-51.

[6]李杰.路面設計方案多指標關聯(lián)分析評判方法的研究[J].武漢城市建設學院學報,2012(1):65-66.

[7]徐世法.路面設計的可靠性分析——介紹一種新的路面設計思想[J].北京建筑工程學院學報,2012(1):70-75.

U416

B

1009-7716（2016）04-0029-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.04.009

2015-12-29

孫中才(1982-)，男，河南南陽人，工程師，從事公路工程勘察設計工作。