公路工程路基路面的規(guī)劃設(shè)計(jì)研究

孟令洲

（周口市公路勘察設(shè)計(jì)院，河南 周口 466002）

公路是交通運(yùn)輸業(yè)的主要基礎(chǔ)設(shè)施，不僅能夠?yàn)槿嗣袢罕娞峁┛旖莸某鲂蟹?wù)，還可以推動(dòng)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。公路作為中國(guó)交通行業(yè)的重要組成部分，公路工程建設(shè)質(zhì)量對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展會(huì)產(chǎn)生直接影響，質(zhì)量低會(huì)對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全形成威脅。所以，為保證人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，建設(shè)單位需做好公路工程的路基路面的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，制定出完善的施工方案，充分保證公路工程的安全性、耐久性和穩(wěn)定性，使公路工程發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值，進(jìn)而推動(dòng)中國(guó)公路工程良好發(fā)展。

1 公路工程路基路面規(guī)劃設(shè)計(jì)的意義

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人民群眾整體生活水平不斷提高，中國(guó)的各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施也正在不斷完善，公路工程規(guī)模也不斷擴(kuò)大。

在當(dāng)前時(shí)代背景下，建設(shè)行業(yè)的市政競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，對(duì)公路工程的質(zhì)量要求也越來越高，建設(shè)單位需對(duì)公路工程路基路面進(jìn)行合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高施工水平，保證公路工程質(zhì)量的同時(shí)促進(jìn)中國(guó)公路工程良好發(fā)展[1]。從實(shí)際情況看，公路工程的整體質(zhì)量主要取決于公路工程路基路面的設(shè)計(jì)，在建設(shè)公路時(shí)，因公路的路面和路基通常會(huì)暴露在大氣中，公路路面和路基的穩(wěn)定性會(huì)受該地區(qū)氣候、環(huán)境等因素的影響，除此之外，人為因素也是影響公路工程質(zhì)量的原因之一。當(dāng)公路投入使用后，在規(guī)定的使用期限內(nèi)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)路面破損的現(xiàn)象，嚴(yán)重阻礙了中國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)的良好發(fā)展。因此，需重視公路工程路面路基的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，充分保證公路工程路面路基設(shè)計(jì)的合理性，杜絕因不合理的設(shè)計(jì)而導(dǎo)致路面路基出現(xiàn)沉陷等質(zhì)量問題。

2 公路路基路面規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

2.1 避免出現(xiàn)裂縫

在公路路面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不同程度的裂縫，因此，規(guī)劃路基路面時(shí)必須從根本上避免此現(xiàn)象發(fā)生。裂縫大多由收縮現(xiàn)象引發(fā)，與材料含水量、塑性有很大的聯(lián)系，選擇材料時(shí)必須進(jìn)行綜合考慮，對(duì)材料性能進(jìn)行測(cè)試，確保其符合公路設(shè)計(jì)要求。施工時(shí)使用堿水等材料，可減少裂縫的產(chǎn)生。

2.2 掌握基層平整度

路基穩(wěn)定性對(duì)公路安全有直接影響，規(guī)劃設(shè)計(jì)路基路面時(shí)，必須積極采用有效措施提高路面平整度，保證道路通暢，滿足人們的出行需求。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，市場(chǎng)上涌現(xiàn)了許多種類的建筑材料，穩(wěn)定材料的接頭較多，會(huì)影響路面的平整性。施工時(shí)應(yīng)盡量采用緩凝性物質(zhì)，加強(qiáng)對(duì)攤鋪尺寸的控制。布料器轉(zhuǎn)速較快，會(huì)影響公路的平整度，因此必須了解影響公路平整度的各個(gè)要素，做好路堤壓實(shí)工作，避免公路出現(xiàn)下沉。在碾壓公路前，安排專人對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)不符合要求的環(huán)節(jié)，及時(shí)解決控制，防止問題嚴(yán)重化。

2.3 處理軟土地基

實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，軟土地基路段會(huì)因?yàn)榈鼗两党霈F(xiàn)跳車現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)鉆探的布控比較少，導(dǎo)致很難發(fā)現(xiàn)軟土地基；另一方面工作人員對(duì)其缺乏了解，計(jì)算方式不統(tǒng)一，參數(shù)不確定，與實(shí)際情況存在比較大的差異。如果不及時(shí)處理就會(huì)導(dǎo)致材料流失，公路強(qiáng)度也會(huì)因此降低。處理軟土地基時(shí)，必須從實(shí)際出發(fā)，比如公路工程標(biāo)段為2 km，淤泥質(zhì)泥土分布較為廣泛，屬于軟土地基，周圍魚塘數(shù)量較多，處理路基時(shí)可以采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓方式，在表面鋪設(shè)砂墊層，減少地基含水量，與排水管道形成壓差，有效加固土體。

2.4 做好路基路面排水

路基受水資源影響會(huì)出現(xiàn)各種病害，施工單位必須提高對(duì)其的重視程度，做好排水工作，進(jìn)行地面排水設(shè)計(jì)。一般設(shè)置急流槽排水，高速公路中需要鋪砌防護(hù)，其中應(yīng)用最廣泛的方式是預(yù)制板塊加固。進(jìn)行路面排水設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意各個(gè)影響因素，盡快排干水分，避免其深入路基。路面排水方式可以分為分散排水和集中排水，分散排水適合用于地段長(zhǎng)、平坦的路面，應(yīng)用這一排水方式時(shí)，需特別注意對(duì)路面植物的保護(hù)；集中排水則需要設(shè)置混凝土預(yù)制塊，形成一個(gè)三角形集水槽，可以達(dá)到良好的排水效果。

3 公路工程路基設(shè)計(jì)的應(yīng)用

路基是公路路面施工的基礎(chǔ)條件，是決定公路工程質(zhì)量的重要因素之一。為保證公路路基的穩(wěn)定性，進(jìn)行公路路基設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)察看并了解以往路面的狀態(tài)，進(jìn)而設(shè)計(jì)出合理的路基。從實(shí)際情況來看，路基需要承擔(dān)其交通工具的承載質(zhì)量，還要承擔(dān)其路面的質(zhì)量，路基的壓力也因此進(jìn)一步增加[2]。由此可見，需科學(xué)設(shè)計(jì)路基，提高路基的承載能力，在保證公路工程質(zhì)量的情況下加強(qiáng)路基的耐久性和穩(wěn)定性，促進(jìn)中國(guó)公路工程迅速發(fā)展。

3.1 路基的作用

公路不僅需要承擔(dān)交通工具的質(zhì)量，而且多種自然因素也會(huì)對(duì)公路造成影響。因各個(gè)地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境、水文變化不同，往往會(huì)直接影響公路的路基質(zhì)量。路基作為公路的組成部分之一，是公路路面的基礎(chǔ)，是經(jīng)過開挖或填筑而形成的土工構(gòu)筑物，必須嚴(yán)格按照公路區(qū)域進(jìn)行路基的設(shè)計(jì)，根據(jù)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行路基的施工工作，確保路基能夠承載路面的荷載，從而對(duì)路基的穩(wěn)定性、耐久性及安全性進(jìn)行充分保證[3]。在對(duì)公路工程路基進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分了解施工區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境和水文變化，并仔細(xì)進(jìn)行分析和研究。

3.2 路基的設(shè)計(jì)

3.2.1 路基的形式

路塹、路堤和半填半挖作為路基的主要形式，通常情況下，1.5%為路堤路拱橫坡度，3%為土路肩坡度。在填土路堤上設(shè)置路側(cè)取土坑時(shí)，如果取土坑與路基邊緣的高度差距超過6 m時(shí)，需要設(shè)置2 m寬的護(hù)坡道。如果地面橫坡為1∶5時(shí)，需在路堤基底進(jìn)行臺(tái)階開挖，在開挖之前需清理掉表面的雜物。如果臺(tái)階寬度小于1 m時(shí)，要在臺(tái)階底部設(shè)置2%向內(nèi)傾斜的縱坡。

3.2.2 路基邊坡

從實(shí)際情況看，路基邊坡坡度合理與否會(huì)對(duì)路基的穩(wěn)定性造成直接影響，確定路基邊坡的坡度也成為了路基設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。除此之外，地質(zhì)環(huán)境、水文變化以及邊坡的土質(zhì)也會(huì)對(duì)路基的邊坡坡度造成影響，需根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)來確定路基邊坡的坡度。而路堤邊坡的坡度則需要按照邊坡高度和填料類型確定，并設(shè)計(jì)高路堤邊坡的坡度，然后選擇砌石來實(shí)施陡坡路基的填方工作。路塹邊坡的坡度需根據(jù)土質(zhì)、地下水、邊坡高度以及巖石特點(diǎn)來進(jìn)行確定。

3.2.3 路基寬度

路基寬度是行車道路面及其兩側(cè)路肩寬度之和。應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行路基寬度的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)路基寬度時(shí)，需將路基寬度中的多種車道計(jì)入路基寬度，根據(jù)該地區(qū)的交通量設(shè)計(jì)路面的寬度，確保路基寬度不會(huì)影響路面正常行車。

3.2.4 路基高度

在設(shè)計(jì)路基的高度時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)路基狀態(tài)等因素進(jìn)行充分研究和分析，在設(shè)計(jì)路線縱斷面時(shí)對(duì)路基填挖的高度進(jìn)行確定。路基上方的土層為中度濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)可保證路基的安全性和穩(wěn)定性。在確定路基最小的填土高度時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)公路的排水情況以及路線狀況來確定最終的路基高度。

4 公路工程路面設(shè)計(jì)的應(yīng)用

在社會(huì)高度發(fā)展的今天，公路工程已然成為中國(guó)發(fā)展建設(shè)的一部分部分，而公路工程的質(zhì)量主要取決于路面設(shè)計(jì)合理與否。在設(shè)計(jì)公路工程路面時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循規(guī)定的要求和標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量，從而對(duì)公路工程的整體質(zhì)量進(jìn)行充分保證。需對(duì)當(dāng)前的設(shè)計(jì)體系進(jìn)行完善，使公路工程設(shè)計(jì)工作的效率得到進(jìn)一步提高，推動(dòng)中國(guó)公路工程良好發(fā)展。

4.1 面層的類型

從目前來看，公路工程中的路面承擔(dān)著交通工具的荷載，然后抵抗交通工具所產(chǎn)生的磨耗。路面類型主要分為以下幾種。

4.1.1 柔性路面

柔性路面的剛度較小，主要依靠抗剪強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度抵抗行車的荷載，在行車重復(fù)荷載作用時(shí)產(chǎn)生彎沉變形的路面，柔性路面因自身抗彎強(qiáng)度較小，會(huì)將荷載傳送至路基，路基承受的荷載就會(huì)進(jìn)一步增加。

4.1.2 剛性路面

剛性路面即水泥混凝土路面，該路面的剛度較大，而且抗彎拉強(qiáng)度也相對(duì)較高，與其他路面相比，剛性路面在行車荷載作用下，水泥混凝土結(jié)構(gòu)層會(huì)處于板體的工作狀態(tài)，而且豎向彎沉也相對(duì)較小。研究顯示，水泥混凝土的抗彎拉強(qiáng)度就是路面承受行車荷載的主要力，如果板體出現(xiàn)分布或擴(kuò)散，傳送至路基的壓力就會(huì)相對(duì)較少[4]。

4.1.3 半剛性路面

半剛性路面指使用石灰、水泥等無機(jī)結(jié)合料處置的土或碎石以及含有水硬性結(jié)合料的工業(yè)廢渣修筑而成的基層，前期具有柔性路面的力學(xué)性質(zhì)，而后期剛度和強(qiáng)度又會(huì)幅度增加，但最終的剛度和強(qiáng)度仍不會(huì)超過水泥混凝土[5]。

4.2 瀝青路面的設(shè)計(jì)

面層、基層和底基層均是路面結(jié)構(gòu)層的組成部分，而墊層可歸為路基處置層或功能層。路面面層是承受行車反復(fù)荷載的部分，因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需保證充分發(fā)揮路面面層的功能。在進(jìn)行路面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定的施工要求確定面層的層數(shù)，面層層數(shù)通常分為3層。為保障路面行車安全，需保證面層的密實(shí)度較高，還要具有較高的耐磨能力和穩(wěn)定性。在路面結(jié)構(gòu)層中，路面基層是主要的承重層，所以，較高的穩(wěn)定性和承載能力是路面基層需具備的重要特質(zhì)，在對(duì)基層進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮基層物理力學(xué)的性能指標(biāo)。除此之外，路面的墊層是土基和底基層之間的結(jié)構(gòu)層，可對(duì)排水等提供幫助，還能夠降低半剛性底基層的拉應(yīng)力，最大程度減少層間的模量比。

4.3 路面材料及最小厚度的確定

如果選擇雙層式的面層，那么上面層材料就可以選擇細(xì)粒式的瀝青混凝土，而下面層材料就可以選擇粗粒式的瀝青混凝土。在選擇基層的材料時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)施工區(qū)域的材料情況進(jìn)行充分了解，并根據(jù)施工地區(qū)交通量的多少來選擇最為恰當(dāng)?shù)牟牧稀?/p>

5 結(jié)束語

綜上所述，路基路面作為公路工程施工的關(guān)鍵內(nèi)容，可直接對(duì)行車安全造成影響，嚴(yán)重情況下還會(huì)威脅到社會(huì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。所以，建設(shè)單位需要按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行路基路面的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，并充分保證公路工程的整體質(zhì)量，進(jìn)而推動(dòng)中國(guó)公路工程良好發(fā)展。