公路路面設(shè)計(jì)要點(diǎn)的探討

李愷

摘 要：路面是公路工程的重要組成部分，其設(shè)計(jì)質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接關(guān)系到后續(xù)公路運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和美觀性，由于涉及到公路路面結(jié)構(gòu)和材料選擇等諸多方面，給設(shè)計(jì)工作帶來一定的難度，所以必須要進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)管理。文章以公路路面為研究對(duì)象，就路面設(shè)計(jì)一些要點(diǎn)問題進(jìn)行重點(diǎn)探討，希望從設(shè)計(jì)視角來確保公路路面設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：公路路面；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；設(shè)計(jì)對(duì)策

中圖分類號(hào)：U416.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）28-0090-02

Abstract： Pavement is an important part of highway engineering， the quality of its design is directly related to the stability， safety and aesthetics of the subsequent highway operation， because it involves the highway pavement structure and material selection and many other aspects and brings certain difficulty to the design work， so we must carry on the overall plan design management. The paper takes the highway pavement as the research object， carries on the key discussion to the pavement design some key questions， hoping to guarantee the overall quality of highway pavement design from the angle of view of design.

Keywords： highway pavement； key points of design； design countermeasures

為了滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中日益增多的交通運(yùn)輸需求，國內(nèi)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)日益完善，公路工程不斷增多。路面作為公路工程的重要組成部分，也是公路設(shè)計(jì)中最為薄弱的環(huán)節(jié)，容易因路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或材料設(shè)計(jì)選擇不恰當(dāng)?shù)纫蛩赜绊懥斯仿访娴馁|(zhì)量。因此，為了確保公路路面的整體質(zhì)量，必須要重視路面的高質(zhì)量設(shè)計(jì)。

1 公路路面類型設(shè)計(jì)

首先必須要先對(duì)公路路面等級(jí)進(jìn)行確定，結(jié)合公路等級(jí)、設(shè)計(jì)年限等來合理確定。根據(jù)路面等級(jí)的高低，可以分成高級(jí)、次高級(jí)、中級(jí)和低級(jí)四個(gè)路面等級(jí)，其中等級(jí)越高，相應(yīng)的設(shè)計(jì)年限也就越長(zhǎng)。高級(jí)路面的面層類型可以分成瀝青混凝土和水泥混凝土等類型，相應(yīng)的設(shè)計(jì)使用年限為12～30年左右，主要適用于二級(jí)公路、一級(jí)公路和高速公路。次高級(jí)路面的面層類型可以分為乳化瀝青碎石混合料和熱拌瀝青碎石混合料等類型，相應(yīng)的設(shè)計(jì)使用年限主要為8～10年，其中熱拌瀝青碎石混合料主要適用于二級(jí)公路，乳化瀝青碎石混合料主要適用于三級(jí)公路；中級(jí)路面的面層類型主要包括半整齊石塊路面、級(jí)配碎石和水結(jié)碎石等類型，相應(yīng)設(shè)計(jì)年限主要為5年，且主要適用于三級(jí)公路。低級(jí)路面的面層類型主要包括粒料改善土，相應(yīng)設(shè)計(jì)年限主要為5年，且主要適用于四級(jí)公路，詳見表1。

由表1可知，不同等級(jí)公路的路面等級(jí)及所對(duì)應(yīng)的路面面層類型各不相同，且相應(yīng)功能上也存在差異。因此，在實(shí)際的公路路面設(shè)計(jì)過程中，為了確保所選結(jié)構(gòu)形式及材料的合理性，需要結(jié)合公路等級(jí)及路面等級(jí)以及要求等來合理確定路面類型。以瀝青路面結(jié)構(gòu)為例，主要包括排水式瀝青路面結(jié)構(gòu)、橡膠路面結(jié)構(gòu)和改性瀝青SMA結(jié)構(gòu)等，它們各有各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，實(shí)際應(yīng)用中需要結(jié)合公路建設(shè)環(huán)境條件等實(shí)際條件來進(jìn)行合理確定。此外，要注意合理確定瀝青路面結(jié)構(gòu)混合料中粗細(xì)骨料、瀝青和礦物顆粒等配比的合理性，確保粗細(xì)骨料合理性來彌補(bǔ)施工材料內(nèi)部的間隙，確?？梢杂行嵘仿访媸┕?qiáng)度。

2 公路路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)

如圖1，公路路面主要包括面層、基層、底基層和墊層等層面所構(gòu)成，相應(yīng)的公路裂縫等病害也主要從公路路面面層開始，所以在公路路面設(shè)計(jì)期間要注意采用有效舉措來增強(qiáng)公路路面面層的抗裂性和抗壓性，全面提升公路設(shè)計(jì)質(zhì)量，延長(zhǎng)其使用年限?；鶎?、底基層和墊層等是公路的支撐結(jié)構(gòu)，必須要通過支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來確保公路設(shè)計(jì)質(zhì)量。

如圖1所示，公路面層是車輛和公路直接接觸的結(jié)構(gòu)部分，所以非常容易在荷載作用下而引發(fā)裂縫等病害?；鶎?、底基層和墊層部分結(jié)構(gòu)同樣屬于公路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層，需要承受地下環(huán)境支撐作用，在抗裂性等方面需要保持較高性能。考慮到新時(shí)期公路交通運(yùn)輸量持續(xù)增加，在公路路面設(shè)計(jì)期間不僅需要對(duì)當(dāng)前車流量進(jìn)行考慮，還要立足于長(zhǎng)遠(yuǎn)視角來設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式，確保其承載性、抗壓性等基本性能可以滿足設(shè)計(jì)要求。此外，在進(jìn)行公路路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)人員還要注意考慮公路項(xiàng)目所處的自然條件。比如，我國氣溫比較低的東北地區(qū)，公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要做好防凍處理設(shè)計(jì)；我國雨水比較多的南方地區(qū)，公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要做好結(jié)構(gòu)層的水文處理設(shè)計(jì)。實(shí)踐中除了需要借助規(guī)范的設(shè)計(jì)理論和方法來，對(duì)公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中擬定應(yīng)用的建材和路面結(jié)構(gòu)方案等進(jìn)行力學(xué)驗(yàn)算外，還要注意在設(shè)計(jì)過程中引入和應(yīng)用壽命周期費(fèi)用分析技術(shù)等新技術(shù)來提升設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。比如，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)所用瀝青混凝土面層及基層等的拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算。

3 公路路面防排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

防排水結(jié)構(gòu)也是非常重要的一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，其質(zhì)量關(guān)系到公路使用年限以及使用性能的發(fā)揮，相應(yīng)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要涉及到截水溝、邊溝和排水溝等設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)人員必須要立足于生態(tài)環(huán)保、水土流失災(zāi)害防控以及經(jīng)濟(jì)性等設(shè)計(jì)原則進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：其一，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)排水溝時(shí)可以將水溝或溝渠開挖出的土壤用于綠化種植，避免公路路基排水溝開挖過程中出現(xiàn)亂堆亂放開挖土壤問題，滿足排水溝設(shè)計(jì)中的生態(tài)環(huán)保原則。其二，設(shè)計(jì)人員在挖方段邊溝設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)中央分隔帶橫向排水管排水要求進(jìn)行綜合考慮，相應(yīng)的邊溝底標(biāo)高不可比路肩標(biāo)高低0.8，同時(shí)要控制邊溝縱坡值，不可使其小于0.3%。其三，如果路面上殘存的水分進(jìn)入到路面材料中，那么就容易損壞路面面層和基層，降低其剛性，所以在實(shí)際的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，為了降低路面水滲入所帶來的危害性，可以選擇三維復(fù)合排水網(wǎng)等一些滲透率比較低的路面排水材料來提升路面排水效果，同時(shí)這些新型路面排水材料的抗拉性能更好，可以進(jìn)一步增強(qiáng)公路路基壓實(shí)質(zhì)量。其四，在設(shè)計(jì)加固泄水槽時(shí)可以采用復(fù)合土工膜，但是考慮到泄水槽主要以矩形為主，所以設(shè)計(jì)人員需要在泄水槽兩側(cè)外壁和底部位置處鋪設(shè)兩布一膜的復(fù)合土工膜材料，其中外壁鋪設(shè)高度一般適宜確定在40cm左右，且需要在土工膜下鋪設(shè)厚度為10cm的砂墊層來提升整體加固泄水槽的設(shè)計(jì)質(zhì)量。此外，在設(shè)計(jì)超高路段的路面排水過程中，在設(shè)計(jì)路段外側(cè)路面排水的形式可以設(shè)置成由內(nèi)側(cè)排水通道流入邊溝的方式。

4 公路路面斷面設(shè)計(jì)

公路路面斷面設(shè)計(jì)主要可以分為橫斷面和縱斷面兩種類型。公路路面橫斷面設(shè)計(jì)的要點(diǎn)主要包括：其一，科學(xué)設(shè)計(jì)路基寬度。在設(shè)計(jì)公路路基寬度時(shí)，必須要充分考慮和分析公路工程所在地的交通量，結(jié)合公路等級(jí)和設(shè)計(jì)要求來合理確定。比如，在二級(jí)公路工程的設(shè)計(jì)，相應(yīng)的公路設(shè)計(jì)行車速度主要確定為40km/h，路基寬度主要控制在8.5m左右。其二，科學(xué)設(shè)計(jì)公路路塹和路堤邊坡坡度。以二級(jí)公路為例，相應(yīng)的邊坡坡度設(shè)計(jì)時(shí)要控制在1：1.5～1：1.75范圍內(nèi)；路塹邊坡設(shè)計(jì)時(shí)要控制在1：0.5～1：0.75范圍內(nèi)。其三，在設(shè)計(jì)超高或加寬尺寸時(shí)，一般只要公路路線的平曲線半徑不大于600m，那么公路相應(yīng)路段需要設(shè)置超高，對(duì)應(yīng)的漸變率需要在緩和曲線內(nèi)完成，實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算中需要結(jié)合公路設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來完成。在設(shè)計(jì)公路縱斷面的時(shí)候，要對(duì)公路路線位置進(jìn)行綜合考慮，然后進(jìn)行逐樁測(cè)量地面高程，借助點(diǎn)繪方式來輸入計(jì)算結(jié)果，確?？梢云胶馔潦剑瑴p少土地占用面積，優(yōu)化公路工程施工方案。比如，公路工程所在地的地形地貌比較復(fù)雜，相應(yīng)的凸形豎曲線大于規(guī)范值，那么要將公路路線設(shè)置成復(fù)曲線形式來確保滿足汽車夜間行駛等要求。

5 結(jié)束語

總之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，公路交通重要性日益凸顯。為了確保公路路面設(shè)計(jì)質(zhì)量，除了需要遵從公路設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求外，還必須要結(jié)合公路建設(shè)實(shí)際情況，從公路路面類型、公路路面結(jié)構(gòu)層、公路路面防排水結(jié)構(gòu)、公路路面斷面和安全設(shè)施等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便全面確保公路路面設(shè)計(jì)質(zhì)量。

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