道路路基與路面設(shè)計技巧探討

魏 彬

（河北省衡水市公路勘測設(shè)計所，河北 衡水 053000）

1 工程概況

該項目全線采用一級公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度80km/h。武邑國道106至衡水市區(qū)118立交橋段，該段全長13.59km，始建于1968年，路面寬7m，1992年在西側(cè)新建汽車專用公路，路面橫坡為雙向1.5%，專用車道路面寬8m，路面結(jié)構(gòu)為上面層3cm細(xì)粒式瀝青混凝土，下面層4cm中粒式瀝青混凝土，基層為12cm石灰粉煤灰級配碎石，底基層為25cm石灰土。于2003～2005年對東側(cè)慢車道進(jìn)行大修，路面加寬至9m，路面橫坡為單向1.5%。路面結(jié)構(gòu)為上面層3cm細(xì)粒式瀝青混凝土，下面層4cm中粒式瀝青混凝土，基層為15cm石灰粉煤灰級配碎石，底基層為30cm石灰土。本段升級改造為路基寬24.5m的一級公路斷面：中央分隔帶寬2.0m，路面寬2m×10.5m，土路肩寬2m×0.75m，車道寬4m×3.75m，左側(cè)路緣帶寬0.5m，非機(jī)動車道寬2.5m，行車道橫坡單向1.5%，土路肩橫坡2.5%。

2 設(shè)計原則

對于公路路基及其路面設(shè)計來說，應(yīng)當(dāng)堅持因地制宜、就地取材的原則，采取經(jīng)濟(jì)有效的措施，保證公路路基具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。路基設(shè)計根據(jù)沿線自然條件、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，考慮到平原區(qū)的特點，參照本地其他工程設(shè)計、施工的成功經(jīng)驗，選擇合理的路基橫斷面結(jié)構(gòu)形式及邊坡坡率，采取經(jīng)濟(jì)有效的排水工程和病害防治措施，防止或減緩各種不利因素對路基造成的危害，確保路基具有整體強(qiáng)度的穩(wěn)定性、耐久性以及路容的美觀性，并盡量減少工程實施對沿線環(huán)境及自然景觀造成的破壞。

考慮到區(qū)內(nèi)筑路用土資源豐富，砂礫、石灰缺乏，該區(qū)交通便利，筑路用塊片石、碎石、石灰、砂礫及水泥、鋼材、木材、瀝青均可遠(yuǎn)運(yùn)解決。對該項目的路基填土設(shè)計考慮，路線經(jīng)過區(qū)為平原地段，地少人多，人口密度大，土地資源緊張，應(yīng)合理安排取土用地。取土首先考慮選擇耕作條件差、產(chǎn)量低的耕地或廢棄地塊集中取土。利用舊路段大部分用土采用買土的形式，選擇一些高地或非耕地作為取土場，采用機(jī)械挖裝，汽車運(yùn)輸方式解決，運(yùn)距一般不超過3km。對所采用的碎石，本項目面層石料建議采用石灰?guī)r及玄武巖，碎石材料可從石家莊鹿泉市或邢臺臨城縣獲得。塊、片石選取采用邢臺市隆堯縣山口石料廠生產(chǎn)石灰?guī)r碎石，儲量豐富、規(guī)格齊全、石質(zhì)致密、強(qiáng)度高，可用于路面面層、基層、防護(hù)排水及構(gòu)造物用石料。鹿泉市石井山有縣辦及民辦石灰?guī)r采石場，曹坊、頭泉有民辦采石場，儲量豐富、石質(zhì)良好、運(yùn)輸方便，可用作路面集料、防護(hù)排水及構(gòu)造物用石料。塊石、片石生產(chǎn)可根據(jù)工程需要調(diào)整來滿足供應(yīng)。

3 公路排水設(shè)計

水土保持措施應(yīng)當(dāng)與公路主體工程統(tǒng)一安排實施，及時實施公路邊坡防護(hù)、排水和綠化工程。取土場地首先考慮選擇耕作條件差、產(chǎn)量低的耕地或廢棄地塊集中取土。采用大面積臨時占地取土?xí)r，將表面腐殖土層挖出暫堆一旁，取土后回填復(fù)耕或復(fù)綠，結(jié)合取土規(guī)模和地形條件采取臨時攔擋措施，完善取土場排水系統(tǒng)，以防水土流失。路基、路面排水系統(tǒng)設(shè)計充分考慮水土保持。路面、路面排水采用邊溝排水，過村鎮(zhèn)段采用街道化治理。汛期施工時，施工生產(chǎn)生活區(qū)應(yīng)做好攔擋、排水等臨時措施，減少水土流失。施工便道結(jié)束使用后及時進(jìn)行平整土地、復(fù)耕。

4 公路棄土及節(jié)約用地

路線位于河北平原區(qū)，沿線地形平坦，路基取土困難。結(jié)合項目特點擬定路基取土原則：a）盡量選擇符合公路用土標(biāo)準(zhǔn)的荒地及土壤貧瘠的土地作為取土場，既滿足了公路建設(shè)用土，也減少了破壞耕地；b）取土位置、取土深度、范圍等在滿足數(shù)量需求的同時，充分考慮與附近農(nóng)田、水利、養(yǎng)殖、環(huán)保、水保等方面的需求和要求，采取復(fù)耕、恢復(fù)河道（溝渠）、建設(shè)魚塘、綠化等措施，達(dá)到保護(hù)耕地、節(jié)約資源和投資的目的。

5 公路路面設(shè)計

5.1 方案設(shè)計依據(jù)和原則

通過綜合考慮道路現(xiàn)狀和現(xiàn)行規(guī)范的有關(guān)要求，在“因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)、節(jié)約投資”的總原則的基礎(chǔ)上，結(jié)合以往衡水市高等級公路建設(shè)經(jīng)驗，研究確定設(shè)計的原則和目標(biāo)，進(jìn)行路面設(shè)計方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合比較，選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、有利于工廠化、機(jī)械化施工的路面方案。

5.2 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計指標(biāo)

對公路瀝青路面設(shè)計采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論，以設(shè)計彎沉值作為路面整體剛度的設(shè)計指標(biāo)，計算路面結(jié)構(gòu)厚度。瀝青混凝土路面設(shè)計采用雙輪組單軸軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)荷載。該項目所屬自然區(qū)劃屬于Ⅱ4太行山山前平原區(qū)。

舊路右幅車道路面寬8m左右，路面結(jié)構(gòu)為上面層3cm細(xì)粒式瀝青混凝土，下面層4cm中粒式瀝青混凝土，基層為12cm石灰粉煤灰級配碎石，底基層為25cm石灰土，道路橫坡為雙向1.5%。舊路左幅路面寬9m，道路橫坡單向1.5%，路面結(jié)構(gòu)為上面層3cm細(xì)粒式瀝青混凝土，下面層4cm中粒式瀝青混凝土，基層為15cm石灰粉煤灰級配碎石，底基層為30cm石灰土。快慢車道均進(jìn)行過中修罩面。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，道路右幅路面狀況較好，左幅部分路段出現(xiàn)大面積路基沉陷、路面網(wǎng)裂病害，左右兩幅采用不同的路面結(jié)構(gòu)方案。

采取舊路瀝青路面冷再生底基層方式，就地冷再生為舊路瀝青面層和二灰碎石基層冷再生方式，采用水泥作為再生結(jié)合料，處理深度20cm。根據(jù)我市近幾年來冷再生施工的經(jīng)驗，冷再生水泥用量一般為6%～7%。冷再生施工過程中材料質(zhì)量控制應(yīng)符合《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG F41—2008）中相關(guān)的技術(shù)要求。

如對本項目東側(cè)慢車道。東側(cè)慢車道破壞嚴(yán)重：一般路段挖除舊路油面后對原有15cm二灰碎石基層進(jìn)行現(xiàn)場冷再生，加入部分新料，冷再生至18cm，上面鋪筑18cm水泥穩(wěn)定碎石，利用現(xiàn)有的舊油面整幅鋪筑8cm乳化瀝青廠拌冷再生做下面層、上面加鋪5cm細(xì)粒式瀝青混凝土做上面層，破壞嚴(yán)重路段需對舊路底基層進(jìn)行挖補(bǔ)；滏陽新河大堤內(nèi)對舊路瀝青面層進(jìn)行12cm泡沫冷再生處理后再鋪筑10cm瀝青混凝土面層；加寬部分新建，面層結(jié)構(gòu)同舊路部分；起終點、橋頭兩側(cè)等受限無法抬高路段考慮挖除新建，是對高速公路快車道的處理。根據(jù)病害情況，對一級公路的一般路段對舊路瀝青混凝土面層進(jìn)行泡沫冷再生處理然后鋪筑10cm瀝青混凝土，加寬部分新建；起終點、橋頭兩側(cè)等受限無法抬高路段考慮挖除新建。具體路面結(jié)構(gòu)如表1所示，路線右幅雙向坡通過冷再生基層調(diào)整為單向坡。

表1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計情況

6 結(jié)語

本文結(jié)合一級公路的實例，從比選合理的路線方案考慮出發(fā)，詳細(xì)分析了一級公路在總體設(shè)計、路基設(shè)計等方面對土地的集約節(jié)約利用，充分印證和詮釋了一級公路設(shè)計和建設(shè)過程中如何實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理、及其因地制宜的公路設(shè)計方法。一級公路與土地集約節(jié)約利用的研究，將對我國未來的公路建設(shè)起到一定的指導(dǎo)作用。

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