三级公路路面设计要点及施工技术研究

摘要 随着交通基础设施建设的不断完善，三级公路作为城市与农村之间的交通联系，其建设日益受到重视。文章主要针对三级公路路面设计中的关键点及施工技术进行分析，通过结合实际工程案例，研究施工工艺以及路面基层厚度对于三级公路整体性能的影响。研究结果表明：三级公路推荐的基层厚度应大于25 cm，以确保三级公路路面整体的稳定性和安全性，研究成果可为公路路面设计和施工提供参考，有助于提高我国交通基础设施的设计施工水平和质量。

关键词 三级公路；基层厚度；施工工艺；设计要点

中图分类号 U416 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）23-0067-03

0 引言

公路交通作为最基础和重要的交通方式之一，在促进经济发展和城乡沟通的过程中扮演着重要角色。三级公路作为连接城市与乡村、满足农村居民日常出行需求的重要组成部分[1]，其建设与完善对于促进农村经济发展、改善农民生活条件具有重要意义。三级公路的路面设计及施工技术作为公路建设的核心内容，直接关系到公路的使用寿命、安全性和舒适性。因此，深入研究三级公路路面设计要点及施工技术，对于提高公路交通网络的整体质量，满足人民群众日益增长的交通需求，具有重要的理论和实践意义[2]。

1 三级公路路面设计原则及要点

1.1 三级公路作用及重要性

三级公路作为主要连接城市和村镇之间以及农村居住区的公路。相较于高等公路和一级、二级公路，三级公路在规模和功能上可能较为简单，但三级公路作为连接城市和农村的桥梁，仍然是城乡之间的交通基础[3]。此外，得益于三级公路的交通作用，农副产品可以更快速地运送到城市销售；农村相关企业也可以更加便利地将产品运送到市场，促进了农村经济的蓬勃发展。合理的三级公路网络不仅可以缩短农村居民到城市的距离，同时还有助于提升通勤的便利性和舒适度，改善农村居民的生活品质。

1.2 三级公路路面设计原则及要点

1.2.1 三级公路路面设计原则

三级公路路面设计的基本核心原则主要包括以下五个方面：安全性原则、耐久性原则、经济性原则、环保性原则以及适应性原则。在安全性方面原则方面，需要确保道路在正常使用条件下具有足够的承载力、稳定性和长期使用性，保障车辆和行人的安全。在耐久性原则方面，当路面具备足够的抗老化能力以及抗磨损能力等耐久性性能后，可以降低后续因养护和路面更新造成的成本损失。经济性原则是指在保持道路正常使用的情况下减少投资和运行费用，主要分为经济效益以及社会效益。环境保护原则通过优化设计方案和选择环保材料来减少对环境的不利影响。适应性原则选择符合设计要求的特殊路面材料和结构，以保证不同路段的特殊要求。

1.2.2 三级公路路面设计要点

三级公路路面设计时须仔细结合道路的独特用途、交通流量以及环境条件等因素进行综合考量。在选择路面结构时，除了在大型卡车频繁通行的地区采用水泥混凝土路面外，三级公路路面通常采用沥青混凝土路面，路面主要由垫层、基层和面层组成。面层是路面的最上面一层，为路面提供一个平整、坚固和舒适的驾驶路面。三级公路路面厚度通常为5～10 cm，上基层和下基层共同构成路面基层结构，厚度约为40 cm，其主要用于分散荷载并传递至地基，提供平整的路面基础，同时基层应具备足够的强度、稳定性和平整度。混凝土垫层位于混凝土基础与地基土之间，且厚度一般为10～20 cm，平衡路基与路面结构之间的变形，减少应力集中，增强路面结构的承载能力和稳定性，具有较好的稳定性、强度和良好的耐久性。

1.3 三级公路路面施工问题及解决措施

1.3.1 路面厚度不足

若路面厚度不足，将会影响路面的抗压能力，降低道路的使用寿命以及安全性，增加了路面积水和车辆行驶时的风险。为了解决路面厚度不足的问题，设计时需考虑路段的交通量、车辆类型、气候条件等因素，以确定最佳的路面厚度，从而确保路面具备一定的抗压能力和稳定性。在施工前需要对路基进行充分加固，提高路面的承载能力，通过加固路基，可以有效分散车辆荷载，减轻对路面的压力，延长路面的使用寿命。

1.3.2 施工工艺不规范

在三级公路路面施工过程中，施工工艺不规范会导致三级公路路面出现大量裂缝和坑洼。为了确保路面结构的稳定性，施工人员的施工速度不能过快或过慢。施工速度过快会导致摊铺和压实不足，从而影响路面的密实度。反之，施工速度过慢则会导致冷却过早和混合料变质的情况，降低三级公路路面状况。为了保证公路路面的使用寿命和功能性，施工人员还可以根据各种环境因素修改施工方法。例如，可以根据气候条件修改基层的摊铺厚度和混凝土配合比，还可以根据实际的情况改进的压实工艺[5]。

1.3.3 路面平整度不佳

在道路建设过程中，经常会出现路面平整度不佳的情况，不仅会对行车舒适性产生显著的负面影响，还可能导致交通事故，因此确保三级公路路面的平整度对于满足道路设计和施工至关重要。路面平整度不佳可能存在多种原因，诸如施工工艺不规范以及材料不合格等问题，路面平整度不佳会对道路的整体质量和使用寿命产生重大影响。为了解决路面平整度不佳的问题，施工前需要制订详细的施工计划，对项目中的每个阶段的质量标准进行严格的布控，可以为后续整个施工阶段提供强有力的保证。其次是施工结束后，要进行严格的质量安全评估，确保公路路面整体平整度符合设计规范。对于发现的任何缺陷，都应及时进行修补从而保障路面的平整性。

1.3.4 施工材料不合格

在三级公路的施工过程中，如果使用不合格的材料，将会对三级公路的整体质量和性能造成严重影响，因此在整个施工过程中，必须严格检查和控制材料质量，确保其符合设计的要求及标准。对材料品质进行严格控制，出现不合格材料时必须立即停止施工、及时更换。

2 工程案例

2.1 工程概况

该文以山西省太原市某三级公路为研究对象，项目起点为村里的村委会，终点为县城周围的一个集市，路线呈东西走向。主线全长17.91 km，设计标准为三级公路标准，设计速度为50 km/h，道路采用单向双车道设计，路基宽8.5 m，路面为沥青混凝土路面。公路在选择线路时尽量避开山区、深谷地等障碍物，尽量经过平坦开阔的地形，以降低道路建设成本，减少对当地生态环境的影响。如图1所示给出了该三级公路结构层次图。

2.2 施工工艺

修建该三级公路主要涉及以下关键工序：施工前准备、混凝土生产、运输、摊铺、碾压和养护。为保证混凝土拌和物在拌和阶段的均匀性，原材料的质量控制和配合比设计至关重要。在整个摊铺过程中需保持恒定的厚度和密度，使用特定的运输工具和方法。为了使基础层达到所需的密实度和平整度，混合料在摊铺后需要进行碾压，厚度不小于100 mm，分段铺设，均匀摊铺，避免颗粒分离，使用粒径5～25 mm的细砂石填补空隙。洒水湿润后，小面积采用木夯或蛙式打夯机夯实不少于三遍，大面积采用压路机碾压，轮距搭接500 mm。

底基层和基层的压实度和强度是保证路面结构稳定性的关键指标。理论上基层的压实度不应小于97%，底基层的压实度不应小于95%。此外基层的7 d无侧限抗压强度不小于2.0 MPa，底基层的无侧限抗压强度不小于3.0 MPa。为了达到以上要求，需要选择合理的压实设备和工艺，并在施工过程中进行密切监控和检测。同时，在基层施工过程中，需要特别注意上、下基层间的黏结，确保两层之间有良好的黏结可以防止路面结构的剥离和开裂，从而提高路面的整体稳定性和耐久性。如图2所示，给出了路基与路面结构施工流程图。

2.3 施工参数分析

合理的公路基层厚度对于路面结构的稳定性和耐久性至关重要，基层厚度对三级公路路面的层底拉应力及路表实际弯沉值存在显著的影响。针对三级公路，需要确定合理的基层厚度，图3、图4分别给出了三级公路基层厚度对于层底拉应力及路表实际弯沉值的影响。

从图中可以观察到，随着基层厚度的增加，基层层底拉应力和路表实测弯沉值呈现逐渐下降的趋势。根据试验结果，当水泥稳定碎石基层厚度为25 cm时，路面的层底拉应力和路表实测弯沉值均能够满足相关规范要求。因此，结合该项目的实际施工参数分析，建议标准三级公路路面底基层厚度应大于25 cm。

3 结束语

文章通过设计原则及施工技术的对比分析，结合实际工程案例对三级公路的路面设计要点及施工技术的应用进行了总结。主要得出以下结论：（1）三级公路在设计阶段，应根据荷载情况及环境特征合理选用路面材料，并结合具体路段的交通流量、地质条件和环境等因素进行合理调整，最大限度地提升路面的性能和使用寿命；（2）对山西省太原市某县三级公路设计要点及施工技术的分析表明，三级公路基层厚度应大于25 cm，以确保路面的稳定性和安全性。

参考文献

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[3]谭建德，张梦炜，郑凤飞，等.基于三维图像处理技术识别高速公路路面病害的方法研究[J].波谱学杂志，2023（4）：482.

[4]赵华祥，杜飞翔，付开华，等.山区公路小半径弯道路段事故严重度影响因素及其异质性比较分析[J].交通信息与安全，2022（3）：42-50.

[5]赵仕林.山区公路交通安全设施组合方案效用研究[D].昆明：昆明理工大学，2021.