城市道路的路基设计方法及实例研究

赵 磊

（商洛市交通设计院，陕西 商洛 726000）

从城市的发展进程上看，早先建设的城市道路设计不合理，技术不先进，施工不优化，出现了施工问题，影响到了交通出行，在实际应用过程中，施工质量不够，各种道路病害问题制约了城市的发展，影响到了社会的发展。最为多见的病害主要是路面裂缝、路基塌陷和路面沉降等。要想解决好这些问题，则要投入大量的时间成本与人力成本，影响城市的发展与建设，后期的养护代价极高。只有做好优化设计，才能更好地实现安全交通目标，减少运营期间病害，进一步增强城市道路行车质量，保证延长道路的寿命，提升城市发展经济效益。

1 城市道路路基设计方法

1.1 路基基础处理的方案设计

路基是道路的基础，要不断优化设计方案，找到最为合理的设计思路，才能建设高质量的工程项目。在城市发展过程中，不同的城市存在不同的自然条件，很多城市依水而建，其地下基础不同。一些城市存在很多软弱地层，要想在这样的地质条件下建设高品质道路，就要通过优化设计，利用技术创新力来解决。关注地层特性是道路路基设计的基础。软土层是最为薄弱的基础，软土路基力学性能差，通过技术措施解决软层地基，在此基础上进行路面建设，才能确保稳定性、安全性。如果没有经过处理或者处理不当，则会影响到整体质量与安全，对施工过程及整个道路运营阶段均存有很大安全威胁。软土路基自身孔隙率高、压缩性强。容易塑性变形，在这样的地质下修长道路，会出现不均匀沉降的问题，时间久了很容易造成路面运营过程局部塌陷，不利于交通运输安全；软土路基流变和触动性过大，往往会呈现不规则的结构，在这上面建设路基结构，如果道路车辆荷载加大，特别是重载车流作用下，很容易就会出现局部破坏和凹凸的质量问题，不利于通行安全。软土路基承载性能不好由于施工过程中会使用大型车辆运载，控制不当就会出现生产事故，威胁到施工人员与机械设备的安全，对于高路基结构施工影响更大，造成的后果更加严重。为了提高软弱路基承载力，保证施工使用安全，需要科学设计，拿出优质的处置方案计划，根据软土路基在施工区域以及周边的分布特点、范围及风险，科学设计施工的流程，严格选择施工技术工艺。一般而言，软弱路基要加固才能进行施工，加固的方法分为浅层加固和整体加固2 种，根据不同的施工路段做好固化处理。浅层加固是最为直接的处理方法，通过对软弱路基层直接处理，做好表层的施工，一般有垫层施工法、表面排水法、铺洒添加剂法和表层排水固结法等方式，根据不同的地质情况，做好技术选择，保证成本的同时，提高工程安全系数与质量。深层加固就是对施工区域的处理，通过外来手段对软弱路基和整体地基做好处置，对整体的路基结构做好加固，提高路基基础受力结构，避免出现路基变形，一般是加固桩法、化学加固法、灌浆加固法和强夯法等方式。

1.2 路基分层填筑压实工艺设计

路基施工中的填筑压实作为重点环节，要做好设计，以此保证路基施工核心环节的质量，这一施工流程中包括填料摊铺和路基碾压两个工序。充分重视该工序对路基的重要性，设计阶段就要考虑到技术工艺，通过合理的技术工艺设计，保证施工的顺利开展。摊铺对于路基建设来讲，是一个复杂的过程，要做好流程过程控制，选择合适的机械设备施工，过程中由自卸车运输材料至填方路段，根据不同的区域，做好每层松散厚度卸料，要随时跟进过程，每卸料完成一层就做好摊铺和平整工作，保证施工快速及时。要检查流程是否符合施工的要求，如果摊铺不均匀不但会影响到施工的进度，更会埋下质量隐患，对后续施工工艺和时间产生影响。碾压设备要保证性能稳定，做到一次性施工完成，在施工中采用专用机械，推土机初始做好路基的平整，利用推土机自重做好初始碾压，通过初步压实后再做好静力压实和振动压实，保证压实的质量，要对全过程监管，确保压路机行驶速度保持均匀。根据路基施工的具体条件，做好分层填筑压实设计，提取科学合理的方式，做好流程设计，使各种设备达到标准组合，发挥出设备的功能，控制好厚度、估算好含水率，及时提取各部分施工的参数。根据参数变化，调整好施工进度，确保摊铺压实作业的品质，使填土或填石作业全面满足后期的施工质量要求。

1.3 路基边坡的防护设计

对于城市交通的施工而言，道路路基填高均不大，没有高边坡失稳问题，道路较为安全稳定，但在实施建设的过程中，为了保证安全质量，也需要对边坡进行必要防护设计，一方面更加美观，另一方面也保证了周边的稳定。城市道路对于边坡防护处理较为简单，不需要复杂的设计，只要做好表层防护就能够确保周边的稳定安全，表层防护是最为主要的方式，在防护设计时，还要充分考虑到配合城市市容市貌，不能过于突出，达到边坡防护的目标就可以。一般城市道路的防护为植物防护和截排水2 种。植物防护就是充分利用种草、铺设草皮或树木做好对道路边坡的覆盖，植物根系发达能够对路基进行加固，保证了长期的防护效果。同时，植物也能够提高城市的环境质量，与城市规划整体更加和谐。一般对植物防护选择时，要选择根系发达的植物进行种植，保证存活率，便于后期的养护。通过植物防护，既保证了环境美观度，又能吸收公路车辆尾气，净化环境避免污染。边坡截水和排水防护主要目标是防止水浸，科学计算边坡坡度，拿出具体的整治方案，减少雨水浸入边坡，不影响周边的稳定性。一般情况下，可以在边坡顶部设置截水沟，将多余的水流引出边坡范围外，减少浸泡时长，坡面和坡底设置排水沟也是一种有效的方法。

2 城市道路路基设计主要方面

2.1 路基基础处理方案设计

道路的路基施工中，会遇到各种各样的情况，要了解当地的具体情况，做好方案规划设计，路基基层设计是关键，要充分明晰周边的情况，有效做好路基基层设计，提高路基稳定性。要对周边的土层地质、地下环境等进行充分调研，做好环境分析，掌握当地的真实信息，特别是对于重点路段的涉及区域，要合理分析、科学梳理，对难以处理的软土层要选择正确的工艺做好处理，提高软土地层的强度，提升整体稳定性。

2.2 路基分层填筑压实工艺设计

路基设计中的填筑和压实是重点环节，要掌握工艺技术流程，重视这个流程的施工效果，如果其中哪个环节出现问题，就会影响到整体的地基稳定性，不利于后期通行。根据现场的情况，科学设计，使每一个流程的工艺都符合施工要求，控制压实度，保证每层合理的分层厚度，使施工碾压效果更好。

2.3 路基边坡的防护设计

随着技术的不断创新与发展，各种先进的技术得以在实践中应用，也取得了良好的应用效果。我国目前城市道路路基设计不断完善，特别是对于细节的处理更加科学，从边坡情况看，边坡处理更加慎重，能够使用的方式方法也较多，不论是哪一种方法，都能够很好地解决边坡问题，避免了边坡失衡问题。边坡设计时，要在保证基本稳定的同时，考虑到美观性，根据相关的标准规范做好设计选择，同时还要结合当地的特征，合理使用植被防护和截排水防护，发挥出其综合作用。

3 城市道路路基设计要点

3.1 路基断面形式的选择

路基断面可有多种选择方式，选择时需要计算出所需要的路基宽度和高度，根据垂直线路中心路基断面的具体要求，做横断面的基本设计。断面设计一定要考虑周全，保证综合性因素得以控制，车道宽度需要保证最终的使用功能，一般为3.5 m 以上。每个车道宽度计算精准以后，再根据实际的使用情况，预留好施工区与缓冲区，根据技术等级标准，适当做好整体的道路宽度提升，这样就能够提高道路的畅通性，保证以后的通行效果与质量，避免出现交通拥堵。路基断面的选择决定了后期的施工预留，通过科学的参数分析，保证形式符合整体要求，如果断面选择不合理、不科学，则会影响到宽度与高度。

3.2 路基填料选择

路基的建设要保证稳定安全，周边填料至关重要，要根据属地原则，做好材料的选择，保证质量减少成本，如果填料不符合要求，则会影响到整个路基综合质量比。填料要有综合性的考虑，以路基实际的要求为准，结合地形、地质、环境和水文等条件，保证材料符合施工要求。对一些路基软土路段要做好处理，对于无法快速处理，达不到整体效果的，需要根据需求做好更换，使当地的条件符合施工标准要求。选择的地基填料须满足道路建设整体承载力要求。只有保证路基填料的质量，才能确保路基质量。要检测所选择的填料性能，做好科学地检测，满足整体设计需求后才能使用，密实度检验是对填料最根本性能的呈现。

3.3 边坡形状和坡度

城市道路的形状不同，决定了路基的形状，要针对不同的路基进行形状修正，路基的边坡要依据所选择填料的不同，了解整体性能，以形状和坡度控制为基础，做好整体上的修正。路基设计要保证符合地貌和地质要求，根据当地的路况特点入手，以提高稳定性为原则，提升坡度设计水平。要做好差异化的设计，不同路基边坡形状有一定差异，须根据边坡特点、土质水文等要求，调整边坡的宽度与高度，保证路基的稳定性，要明确认识和了解周边的具体情况，才能提高质量与安全性。施工单位是路基修建的主体，需要做好与设备人员组织协调，对边坡坡度进行整体的测量，及时向设计单位反馈。挖方施工中，需要根据周边植被和山体破坏情况，确定好合理的高度，避免滑坡和崩塌等安全责任事故的发生。

3.4 路基高度及宽度

路基宽度指路基两边缘间宽度，这部分也包括了绿化带宽度和行车道宽度，要想做好路基宽度确定，就要以现场的情况为准，按照实际的行车做好实际测量，保证路基稳定。路基填筑高度和路堑开挖前，需要做好标高和地面标高的认定，根据标高的不同，设计出路基的总宽度、总高度。路床部位填筑是重中之重，需要掌握每层填筑的压实度，控制各个施工的细节，保证整体压实效果，要对压实效果检测，保证符合设计标准要求，通常填筑都是机械结合人工共同进行，反复进行不断碾压，才能保证平整效果。

3.5 路基压实

路基压实作业能够保证路基干密度符合要求，一般路基和基层压实需要8 次压实施工，才能保证压实效果。石料铺筑层为10 次压实，沥青混合料保证10 次以上压实，这就需要根据不同的基层材料决定压实的次数，达到压实效果。填土工程最主要的指标就是路基压实度，要做好过程测量，在保证次数的基础上，提高压实质量，确保路基具备良好的耐久性和稳定性。

3.6 路基附属设施设计

考虑到后期使用的效果，做好路基附属设施设计，包括人行道、错车道和交叉口等多种附属施工，在施工前就需要综合考虑，这样就能在施工中做好充分的准备，保证后期施工的顺利开展，只有合理设计才能保证发挥附属设施作用。

3.7 路基排水设计

城市道路会受到季节性影响与地下水位的影响，产生积水的情况。要想延长道路的使用寿命，则需要在施工设计时，做好路基排水设计。路基排水与其他的排水不同，要以路段特点为基础，做好排水的设计，不同的地段排水的特点不同，一般情况，采用城市道路管道排水方式是最主要的方式，也就是说，要合理利用管道安装引导水流走向，避免道路积水现象的出现。管道安装要对现场进行了解，施工时对管道本身的走向进行设计，使用优质的管道材料，避免出现本身裂缝问题，影响排水效果。管道安装接口处需要做好质量检测，避免出现漏洞，提升管道通畅度。进行闭水实验，对管道进行质量检测，保证管道密封性，使城市道路积水能够及时快速排放。

4 工程案例分析

4.1 工程概述

为了更好地说明路基的设计，假设某城市的一段路基建设，这是一段城市的主干线，规划红线60 m，设计时速50 km/h，总长10 km，是一处双向六车道的软土路基施工段。整体看，道路周围地势为低平的丘陵冲积平原，设计宗旨为推动城市一体化建设与发展，实现全新的环保建设理念。

4.2 局部软土路基的处理方案设计

从实际的情况看，路基修筑全长范围内软土基础范围不宽，要想改建的地方较窄，但是，需要施工的区域复杂，软基性能差，承载力弱，要想达到路基建设要求，则施工难度就非常大，深度大的区域不利于加固处理，只有提高路基承载力，才能有效规避运营后的软基安全风险。根据现场的调研情况可知，这部分路段需要使用水泥喷粉桩做好软基的加固处理，水泥喷粉桩桩径50 cm，掺灰10%，桩长7 m，间距为1.5～2.0 m。粉喷桩试验研究提取到了相关的技术参数，包括压力、粉喷量、钻进速度和提升速度等的变化情况。施工时，控制喷粉标高和停喷标高，不能中途停止施工，否则会影响到喷粉的效果，要充分保证桩体长度，才能做好钻杆的提升；地面下1/2～1/3 桩长大于5 m 范围须重复做好搅拌固化，确保地基用料均匀；做好水泥瞬喷入量，控制好重复搅拌量以及下沉速度。

4.3 路基施工与边坡防护方案

挖方路堑排水要做好，设计截水沟保证流水畅通，避免地表水和地下水积压，路堑线路保持纵向坡度符合要求，路堑开挖用通道纵挖法，使用机械作业。填方路堤要避免使用淤泥、沼泽土、有机土、含草皮土、生活垃圾和树根腐朽土。填料性能控制在液限50、塑性指数26 的土，避免大量含水。边坡为植草，边坡底部截水沟保证路基稳定。

5 结束语

综上所述，道路路基施工关系到交通的质量与安全，要做好各项设计，在保证施工质量基础上，进一步降低施工造价，通过技术管理与现场控制，建设出优质的路基工程，提高道路的通行及运输能力，提升城市外在良好形象，促进城市经济全面快速发展。