关于公路路基路面设计实践的研究

孙中才，左顺磊，魏凤娟

（襄阳市交通规划设计院，湖北 襄阳 441000）

关于公路路基路面设计实践的研究

孙中才，左顺磊，魏凤娟

（襄阳市交通规划设计院，湖北 襄阳 441000）

随着国家经济建设的快速发展，公路建设获得了广泛重视。近几年的公路工程数量不断增多，在客观上增加了经济和社会效益，促使交通更加便利，对社会稳定产生了较大的积极作用。公路路基及路面设计中，因结合区域的特殊地质条件，选择合理的设计方案，从而多方面提高了公路的稳定性和服务年限，提高了公路设计水平。

公路；路基；路面；设计

0　引　言

公路工程是国家的基础建设工程，其在很多方面都将直接影响到经济稳定和社会稳定，而路基、路面设计是公路工程的最基础部分，这两方面的设计工作必须符合实际的情况，不能过分追求工作指标上的提升。值得注意的是，有很多公路工程的路基、路面设计当中，对天气、突发事件的考虑不足，导致公路工程设计陷入了恶性循环，这需要在今后的工作中引起高度的注意。在此，本文主要对公路路基及路面设计展开讨论。

1　工程概况

襄阳市南漳县城至冷坡垭公路采用双向两车道二级公路标准，设计速度为40 km/h，采用整体式路基。行车道和硬路肩采用2%的路拱横坡，土路肩横坡一般为4%。路线中心线为平面设计线，超高采用绕路线中心线旋转的方式。山区公路中在我国的分布是比较普遍的，从该工程的概况来分析，工程代表性较强。

2　路基、路面排水设计

公路工程在建设过程中，排水工作将对质量、施工效率造成最直接的影响，尤其是在我国的一些雨水丰沛地区，在雨季来临时，将会对工程造成极大的威胁[1]。路基、路面排水设计，必须要结合地区的实际情况，根据工程本身的建设目标和施工特点，合理的设计出良好的排水方案，减少水害的发生。

（1）路基排水设计

路基是公路工程的基础部分，其排水设计的原则包括以下几点：第一，路基排水系统必须要健全。从客观的角度来分析，路基排水系统必须包括边沟、截水沟、排水沟、急流槽等等，要考虑到长期的降雨影响和大范围短期的暴雨影响等。第二，路基的排水设计当中，要形成一个良性运作的体系。以往的很多路基排水设计虽然在指标上突出，但对周边环境造成了极大的影响，这是现阶段非常不提倡的。路基排水的设计，必须保持与农田灌溉、水塘、鱼池的协调。第三，路基排水设计要考虑到众多因素的影响，包括地区的水文特点、暴雨强度、地表水滞留系数等等，这些数据既要参照以往的标准，也要结合当下的情况来完成[2]。

本文认为，案例工程在全国范围内具有较强的代表性，路基排水设计应从以下工作出发：首先，在边沟的处理当中，选择0.5 m×0.5 m的标准矩形来设定，利用M7.5浆砌片石进行加固处理，见图1。其次，在边沟的沟底设计当中，建议保持纵坡与路线纵坡的相同，但总体上不能小于0.3%，以此来确保排水的效果。第三，路基排水设计的过程中，还考虑到了当地的水文条件、地形条件的影响，部分挖方路段在设计方面，其坡口如果大于5 m，将设置截水沟，以此来更好的缓解路堑边沟的排水压力。

（2）路面排水设计

公路工程的排水设计当中，路面排水也是非常重要的组成部分。对于公路而言，其在日常的运营当中，如果路面出现了严重的积水，势必会导致行人和车辆出现严重的安全事故，造成财产损失、生命损失[3]。本案例在路面排水的设计当中，主要是通过以下几项措施来完成。首先，路面的排水方式选择横向漫流的方法。该方法的设计实施，能够促使路面的积水顺着路面的横坡、纵坡，不断的漫流而下，最终流到排水沟当中，从而减少积水造成的不利影响。其次，为确保公路工程能够在暴雨天气更好的排水，针对工程的填方段，采用了分散排水、集中排水两种方式来完成。倘若填土的高度小于4 m，建议应用分散排水的方法；倘若填土的高度超过了4 m，建议应用集中排水的方式，促使公路运营更加的稳定。

图1　路基排水

3　路基边坡防护设计

当前，国内的公路所出现的安全隐患，其中边坡防护隐患占有很大一部分，引起了社会上的高度关注。边坡防护是针对公路工程的有效保护措施，如果出现了严重的损坏，公路工程则失去了较强的外部保障，从而导致安全隐患突出。外界的任何一项影响因素落实，都将造成极为严重的安全事故[4]。所以，在公路路基的设计当中，边坡防护设计绝对不能忽视，反而要将其作为重点工作来完成。

（1）填方边坡设计

公路工程的建设不断变得规范化，边坡防护的设计也被划分为不同的模块来完成。填方边坡设计是基础的组成部分[5]。结合以往的工作经验和当下的施工标准，认为在填方边坡设计方面，可通过以下方法来完成。首先，针对一般性质的填方边坡，填方的高度在10 m以下的时候，建议应用铺草皮防护来处理，不仅表现出经济的特点，同时防护效果突出。当填方的高度在10 m以上的时候，建议应用骨架护坡和植草绿化的方法来处理，该方法的特点在于能够强化防护效果，且植草绿化实现了巩固土体和环保的效果。其次，边坡防护的设计当中，必须充分考虑到对周边环境的影响。本文案例在设计过程中，为了更好的减少对河道的占用，决定在路段的左侧位置，有效的设置挡墙支护，这样做的好处在于，减少了坡脚的影响，边坡防护突出，见图2。

图2　路基边坡防护

（2）挖方边坡防护采用分级多样化设计

公路路基的挖方边坡防护设计工作，应寻求多元化的设计方法，针对不同的情况选择针对性的手段来完成，这样才能在客观上取得较大的进步[6]。第一，针对石质特性的挖方边坡，防护设计需充分考虑到岩石性质的影响、风化程度的影响，确定合理的坡率进行设计。倘若在考察过程中，发现边坡是比较稳定的岩质特性的边坡，则可以通过生物措施、客土喷播植草的方法来进行处理，这样在公路运营当中，就可以实现坡面的绿化效果，在多方面提高了抗冲刷的水平。第二，施工过程中，如果遇到了风化比较严重的岩质特性边坡，处理工作将会更加复杂一些。例如，单纯的放缓边坡处理，将直接导致废方的增加，并且会造成严重的剥蚀山体情况。为此，建议从陡坡率出发，强化支护方案的可行性。根据坡面的稳定性程度、土体的天然情况等，采用植草绿化的方案为基础，配合挖方衬砌骨架护坡，更好的完成边坡防护处理。多元化设计方案的使用，在于将各种复杂情况有效处理，从而避免造成公路工程施工的各类麻烦事件。

4　公路路面设计

现阶段的公路工程与以往有很大的不同，其各项规范和硬性条件都比较健全，且随着时间推移，国家的标准将会进一步的增加。公路路面是最终行人和车辆通过的地方，无论是在表面的设计上还是在实质的技术上，都要达到较高的水平[7]。本文认为，在公路路面的设计当中，必须注意以下问题：第一，路面设计要符合公路的整体设计标准，不可过于追求单一的指标，应注意公路工程的协调性。第二，路面设计前后，必须要开展实地调研工作，要考虑到公路的长久、稳定运营，减少日常维护，提高安全性。第三，路面设计过程中，必须要针对突发状况进行分析，要做好万全的准备，减少对公路工程的破坏。

路面结构方案的选择是根据路段所处的区域水文地质条件、交通量预测、沿线筑路材料分布以及当地的成功经验，综合考虑确定。本公路路面类型选取水泥混凝土路面，设计基准期为水泥混凝土路面20 a，标准轴载为BZZ－100，设计基准期内设计车道标准轴载累计作用次数为1.098×106次，水泥混凝土路面设计抗弯拉强度为4.5 MPa。

经研究考虑，本项目采用水泥混凝土面层，考虑到混凝土结构的温度收缩特性，面板均需按一定间距设纵、横向接缝。面层采取26cm水泥混凝土，0.6 cm乳化沥青稀浆封层＋沥青透层，基层采用18 cm水泥稳定级配碎石，底基层采用18 cm水泥稳定碎石。水泥混凝土路面需要设置各种类型的接缝，以减少伸缩变形和翘曲变形受到约束产生的内应力，提高水泥路面的寿命和质量。混凝土面板的接缝严格按照《公路水泥混凝土路面施工技术细则》（JTG/TF30-2014）的规定设置。本项目水泥混凝土路面采用4.5 m×3.5 m的板块。

5　关于公路路基及路面设计实践的讨论

随着人口数量的增多和对物质需求的提升，公路路基及路面设计成为了当前的主要工作。国内虽然有多条公路都获得了较大的提升，且对行业产生了标杆作用。但从整体情况来看，我国的偏远地区公路、待发展地区的公路，在路基及路面设计上，仍然需要进一步的提升。单纯在个体区域上努力设计，并不能获得整体的进步。建议在今后的公路工程设计当中，应加强区域的公路路段合作设计，将路基、路面设计进行共享，国家、当地政府予以较大的支持，以此来促使公路长度提升的同时，质量也获得提升。值得注意的是，在我国的南北方差异较大，公路建设的标准不同，路基、路面设计所要面对的挑战也存在差异，允许互相借鉴，但绝对不能照抄、照搬，否则势必会造成设计与实际情况不符，最终造成严重的安全隐患。

6　结语

本文对公路路基及路面设计实践展开讨论，在公路路基及路面设计时，应根据区域的特殊地质条件、建设目的、运营目标，合理设计路基、路面，多方面完善公路的组成部分，协调施工，以此来获得更好水平的公路工程，推动国家和社会的经济发展。

[1]王星茹.城市砌块路面设计分析[J].山西建筑,2015(34):40-41.

[2]朱有国.山区公路块体路面设计与施工 [J].黑龙江交通科技, 2013(6):55-56.

[3]廖勇刚.高速公路加宽工程路面设计探讨[J].山西建筑,2010(14): 30-31.

[4]韩星雨,陈云勇.某山区高速公路路面设计与施工[J].科技创新导报,2010(10):45-46.

[5]崔永利.寿命周期成本分析在公路路面设计中的应用[J].黑龙江交通科技,2010(7):50-51.

[6]李杰.路面设计方案多指标关联分析评判方法的研究[J].武汉城市建设学院学报,2012(1):65-66.

[7]徐世法.路面设计的可靠性分析——介绍一种新的路面设计思想[J].北京建筑工程学院学报,2012(1):70-75.

U416

B

1009-7716（2016）04-0029-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.04.009

2015-12-29

孙中才(1982-)，男，河南南阳人，工程师，从事公路工程勘察设计工作。