公路路基設計分析

努爾買買提·木合塔爾

（新疆維吾爾自治區交通規劃勘察設計研究院，新疆 烏魯木齊830006）

1 公路路基設計思路

路基承受行車荷載作用，試驗結果表明，路基的主要作用深度一般在路基頂面以下0.8m 以內。此部分路基按其作用可視為路面結構的路床，其強度與穩定性要求，可根據路基路面綜合設計的原則確定。鑒于天然地面的高低起伏、高程不同，路基設計需根據路線平、縱、橫設計，精心布置，確定高程，為路面結構提供具有足夠寬度的平順基面。

為了確保路基的強度與穩定性，使路基在外界因素作用下，不致產生不允許的變形，在路基的整體結構中還必需包括各項附屬設施，其中有路基排水、路基防護等。鑒于在實際路基設計中，路基高程與原地面高程有差異，且各路段巖土性質變化，各處附屬設施布置不盡相同，因此各路段的路基橫斷面形狀差別很大。一般路基通常是指在正常的地質與水文等條件下，填方高度和挖方深度小于規范規定高度和深度的路基。通常認為一般路基可以結合當地的地形、地質情況，直接選用典型斷面或設計規定，不必進行個別論證和驗算。對于超過規范規定的高填、深挖路基，以及地質和水文等條件特殊的路基，為確保其具有足夠的強度與穩定性，需要進行個別設計和驗算。

2 路基設計原則

（1）對于路基橫斷面形式，一級設計參數應當針對不同地形地質條件作合理的調整。根據公路沿線工程地質條件，參照高速公路路基設計和施工經驗，路基設計應當本著因地制宜、就地取材的原則，選擇合理的路基橫斷面形式和邊坡坡率，并結合設計完善的排水設施、防護工程，采取切實有效的地基處理和病害防治措施，避免各種不利因素對路基的危害，確保路基具有足夠的強度、穩定性和耐久性。

（2）原則同意對淺層軟土路段采用清除換填，對深層軟土路段采用礫石樁及加鋪砂礫墊層，鹽漬土路段采用換填礫類土及設置隔斷層的處治方案。結合工程地質勘察成果，深化處治方案，確保路基穩定。對特殊性巖土及不良地質路段的地質勘察，投入多種先進儀器設備，加大勘察廣度和力度，確保地質資料的準確性和典型性，為設計方案提供詳實的勘察資料；設計中，深入研究上述不良地質路段的地質類型、水文特點、氣候特征，廣泛利用成熟先進、有針對性的處理措施，多方比選、多點論證，確保該段落內路基的穩定、工程的安全、行車的舒適、景觀的和諧。

（3）低填淺挖路基設計。為了提高路床的壓實度，當清除表土之后路基填土高度仍小于路面和路床總厚度時，對路床0～50cm范圍內地基土進行超挖并分層回填碾壓，對路床50～80cm 范圍內地基土進行翻松碾壓，最終使0～80cm路床范圍內地基土壓實度達到設計規定值。

（4）挖臺階處理設計。對于縱向或橫向地面自然坡度陡于1∶5的路段，對原地面開挖臺階，分層臺階寬度不小于2m，并設向內傾3%的橫坡。

（5）橋頭路基設計。橋頭路基的處理主要是解決橋頭跳車病害。高速公路橋頭跳車主要是由于路基填料質量不合格、路基壓實度不夠、剛柔路面突變產生振動作用促使路基塑性變形過大、臺后填料受滲水侵蝕變形等引起橋臺與臺后路基過大的差異沉降。據此，采用以下綜合措施預防（或減小）橋頭過大差異沉降的產生。橋頭一定范圍內地基和路基填土必須分層夯實，其壓實度不應小于96%，并切實做好臺背填土防護工程，防止受水流侵蝕和沖刷。重型壓路機壓不到的地方要求用小型機具分層夯實。橋頭路基路床范圍壓實度（重型擊實試驗法）不得小于97%。在橋頭設置搭板（搭板長不小于6m），使橋頭路基頂面處剛度漸變過渡。臺背回填應采用透水性好的材料，不得采用含有泥草、腐殖物或凍土塊的土。明涵兩側各設置水泥穩定砂礫（加厚）作為剛柔過渡段，以防止跳車。對橋涵臺背回填處，縱向挖臺階，臺階寬度不小于1m，并設向內傾3%橫坡。

3 工程實例

本標段路線全線甩開老路（G314線），另辟新線，老路作為輔道利用。老路于1997～2004 年分別通過實施路網工程和改建工程達到了目前的二級公路標準，設計車速為80km/h，路基寬度12.00m，路面寬度11.50m，行車道寬度2×4.50m，硬化路肩寬度2×1.25m，土路肩寬度2×0.25m。

3.1 橫斷面布置

全線主線采用整體式路基，路基寬度28.00m=0.75m（土路肩）+3.50m（硬路肩）+2×3.75m（行車道）+0.75m（路緣帶）+3.00m（中央分隔帶）+0.75m（路緣帶）+2×3.75m（行車道）+3.50m（硬路肩）+0.75m（土路肩）。橋涵與路基同寬。

3.2 路基設計高程及路拱橫坡

設計高程為中央分隔帶外側邊緣路面高程。行車道、硬路肩橫坡采用1.5%，土路肩采用3.0%。

3.3 路基超高和加寬

主線按高速公路標準設計，設計速度為120km/h，當平曲線半徑小于5500m 時，設置超高緩和曲線，路基超高繞中央分隔帶邊緣線旋轉；其余互通式立體交叉和分離式立體交叉匝道、被交線及改移老路段等，根據不同的設計速度及平曲線半徑，對應采取不同的超高值。設置超高路段路拱橫坡從-1.5%～1.5%的超高漸變率均大于1/330，最大超高值采用非冰凍地區8%。當平曲線半徑小于250m時，按照《公路路線設計規范》（JTG D20—2006）第7.6和第11.3.6條的相關要求，對平曲線進行加寬。

3.4 特殊路基設計

（1）鹽漬土

針對本工程沿線局部路段分布有鹽漬土，土體含硫酸鹽、亞硫酸鹽、氯化物及亞氯化物，呈弱～過鹽漬土，土質成分有角礫、粉土、粉質黏土、細砂等，設計中根據鹽漬化情況采取了清除表層鹽漬土、挖除鹽漬土地基換填非鹽漬土、全斷面設置復合土工布做隔斷層等處理方案。對于清除表層鹽漬土后，路床頂面以下一定范圍內（礫類土地基為0～80cm，粉黏土地基為0～100cm）地基土仍為鹽漬土的路段，挖除該范圍內的鹽漬土換填非鹽漬土；對于鹽漬化較嚴重的路段，按以上原則清除表土或挖除換填后全斷面設置復合土工布做隔斷層。根據路基填挖及地基土情況，復合土工布在填方路段分別鋪設在路基設計高程以下120cm和150cm處，挖方路段鋪設在路床頂面以下80cm 處，為保證路基內部排水，土工布鋪設坡度應外傾不小于1.5%或同路拱橫坡。

設置復合土工布的鹽漬土路基處理填方路段，當復合土工布距路基坡腳高度小于40cm 時，路基坡腳需開挖加深邊溝，使復合土工布高出路基坡腳或加深邊溝流水位20cm 以上，在迎水面一側設擋水埝；設置復合土工布的鹽漬土路基處理挖方路段，路基兩側設置邊溝，排除路面水流，對于滲入路基內的小部分水流，采取設置盲溝的方式，將水流沿縱向排除。

（2）濕陷性土

在路線經過洪積平原的低洼路段，地基為粉土及粉質黏土，一般呈濕陷性，濕陷等級為輕微～嚴重。其中K1271+920～K1272+820段為自重濕陷性，濕陷性等級為嚴重（Ⅲ），地基土孔隙比較大（一般皆大于1.0），承載能力也較低（100～110kPa），且3.0m以下存在飽和軟弱土層，針對該路段設計中采取強夯置換措施加固地基，強夯整平后設置0.60m厚排水砂礫墊層，其上設置一層復合土工布，用礫類土填筑路基，并在路基兩側設置蒸發溝。針對其余濕陷地基路段設計，采取先清除表土（如清除表土后路床頂面以下0～100cm范圍內仍有濕陷性土的應予以清除），對清除表土后的地基進行沖擊碾壓，設置復合土工布防滲（同時路基兩側坡腳設置隔水槽，路基上游或路基兩側設置護坡道），再用礫類土填筑路基的處理措施。隔水槽利用礫類土填筑，護坡道利用挖除的粉黏土填筑（壓實度不應小于93%），土工布鋪設坡度應外傾不小于1.5%或同路拱橫坡。

5 結語

堅固的路基，不僅是路面強度與穩定性的重要保證，而且能為延長路面使用壽命創造有利條件，應當結合不同的地質水文條件等對其進行合理設計。

[1] 何向寧，李慧勛.淺談公路軟土地基路基設計[J].山西建筑，2013（4）：30-31.

[2] 馬超. 談林牡公路施工中的路基設計分析[J]. 黑龍江科技信息，2010（7）：128.

[3] 沈世鑫. 淺談公路路基設計的問題及創新[J]. 中國新技術新產品，2011（3）：33-34.

[4] 郭建軍，牛璽榮. 沙漠公路路基設計淺論[J]. 山西建筑，2007（1）：98-99.

[5] 韓曉娟. 沙漠地區公路路基橫斷面設計[J].青海交通科技，2007（2）：27-28.