市政道路工程路基路面的規(guī)劃設計探究

滕龍

（貴陽建筑勘察設計有限公司，貴州貴陽 550000）

0 引言

市政道路工程是我國建設工程的重要組成部分，研究市政道路工程的路基路面規(guī)劃設計，不僅能夠提升市政道路工程的建設水平，還能為其他各項工程建設提供參考。研究市政道路工程的路基路面規(guī)劃設計，要從路基路面的設計要求以及影響其規(guī)劃設計的因素出發(fā)。

1 市政道路工程路基路面設計的要求

對市政道路工程路基路面進行規(guī)劃設計要滿足以下3點要求：①路基路面要具備承載能力。行駛在路面上的車輛會對路基及底基層造成影響，使路面結構產(chǎn)生一定的碎裂或位移情況，造成道路條件惡化，引起交通事故和人員傷亡。因此在對路基路面進行設計規(guī)劃時要重點考慮其承載力問題。路基路面的承載能力主要包括剛度和強度兩個方面。路基路面要能承受住車輛的壓力，其自身的各層面結構也要有足夠的剛性，避免出現(xiàn)變形、碎裂等情況；②路基路面的結構要有足夠的耐久性，隨著時間變化，溫度影響及路面車輛對道路的磨損程度就會越大，路基路面的結構設計要能滿足使用時長的需求；③路基路面的設計要能滿足功能性需求。在設計路基路面時，要對經(jīng)濟性及功能性充分考慮，設計出的路基路面不僅要滿足成本需求，也要保證路面光滑、平整程度。

2 影響市政道路路基路面設計的因素

影響市政道路路基路面設計的主要因素為以下兩方面：一方面，路基路面設計要充分考慮道路穩(wěn)定性因素，包括道路周邊的地質條件、氣候和水文條件以及地基土的主要類別；另一方面，承載能力及周邊環(huán)境也是影響路基路面設計的重要因素，包括對周圍交通流量的估計、周邊車輛的種類及重量、車輛對路面所造成損害的程度、車輛軸承載力及承載效果換算、此條道路的使用時長以及周圍交通情況等。這兩方面因素共同影響著市政道路路基路面的規(guī)劃設計。

3 市政道路路基路面具體規(guī)劃設計研究

3.1 路基規(guī)劃設計

路基主要是由路基本體與其相關設施所構成，其中路基本體指的是路基斷面中需要挖填的那部分，而路基設施是指與路基相關的工程設計建設，主要為了保障路基的穩(wěn)定性，如防護欄、排水溝、加固設施等。市政道路，多為主高速公路或支線高速公路，路基作為路面的基礎部分，是整個道路建設的承重主體，承載著路面結構及路面上面車輛的重量。根據(jù)我國的《公路路基設計規(guī)范》所規(guī)定，路基的壓實工作要在含水量至少2%的環(huán)境下進行，以潮濕環(huán)境為宜。在進行實際壓實工作時，要測試潮濕環(huán)境下的CBR值，再依據(jù)此處路面的土質，可在公路的每1km處進行1～2次的CBR實驗，如果此處道路的土質類型變化不大，就可以選擇此段公路的平均CBR值來作為此條公路路面的設計值[1]。以貴遵復線為例，其周邊地形多為山嶺，基于此種地形，在設計路基高度時，要將路堤設計在2.6m以上，以方面進行后續(xù)的通道設計工作。保持路基的穩(wěn)定性和干燥程度，可避免其受到地表水及地下水的影響。設計方面加入擋土墻能夠減少建設公路占用耕地及農(nóng)田的面積，挖掘方式上多采用半填半挖方式。據(jù)調查，建設此條高速公路需要面對最大的不良地質就是軟土，可以采取換填土、碎石加墊、塑料排水裝置等處理方式來解決。此條高速公路的總排水工程為103729m3、片石護坡工程總體積為456718m3、網(wǎng)格植被坡總工程體積為327819m3、噴錨式護坡總體積為928173m3、其中不良地段共有2456m，占用了7892.2畝土地。

3.2 路面規(guī)劃設計

如圖1所示，市政道路工程建設的路面結構由墊層、基層以及面層所構成。墊層在整個路面的最下方，其功能是防凍、隔水以及排水，可以在一定程度上改善基層的環(huán)境條件；基層位于墊層以上，是主要負責承載路面上車輛重量的結構，其在承載重量的同時，也能夠將重量分散到墊層之中，因此屬于路面結構當中最重要的部分。基層需要有較好的穩(wěn)定性和強度，能夠承受大型車輛的重量；面層作為路面最頂上的一層需要平整和光滑，也要能夠經(jīng)受車輛的摩擦，同時要有良好的溫度穩(wěn)定性和不透水性，以避免積水侵入地下對基層和墊層造成損害。路面各個結構的厚度及建設選材要根據(jù)路上交通量、車輛重量以及具體的功能要求來設計，路面各結構層最小厚度如表1所示。

圖1 市政道路路面結構

表1 路面各結構層最小厚度

3.2.1 混凝土路面

混凝土路面設計方面。由于混凝土結構延展性差，土板較堅硬，在長期使用中，路面上車輛會對路面造成損傷，其損傷形式包括錯臺、擠壓導致路面混凝土塊碎裂以及斷裂等[2]。因此在進行混凝土路面設計時要設計焊接縫，以路面在經(jīng)過高溫及車輛長期摩擦產(chǎn)生的損害為主要損害方式，在設計標準規(guī)定及交通規(guī)定范圍內，車輛的承載力以及路面溫度影響的綜合應該不超過混凝土路邊能夠承受的壓力強度，基于此將某段市政道路的使用期限定為20年，穩(wěn)定性概率定為80%，而穩(wěn)定性指標定為0.86，其路面承受等級分別為中級以及高級?；炷谅访娴木唧w結構設計要包含以下5方面內容：①混凝土路面設計要依據(jù)穩(wěn)定性概率及穩(wěn)定性指標來建設；②調查此條公路附近的交通情況，通過調查確定此條公路建成后每日的車輛承載次數(shù)，以此確定交通等級，基于此對路面的具體結構厚度及材料情況進行設計，初步擬定數(shù)值；③選擇這一路段使用混凝土材料的最低拉彎程度的標準值，通過一定次數(shù)的測試確定整體混凝土路面的拉彎性程度，再與墊層及基層的材料確定所有使用材料的回彈標準值，以進行配比來完成設計；④根據(jù)整個公路所在的區(qū)域及路基土類型來確定路床頂部的回彈標準值，通過回彈標準值來計算路基層頂部的回彈模量值；⑤計算隨時間變化車輛對路面的磨損程度以及溫度對路邊的損傷程度，以此判斷設計方案是否能夠滿足混凝土路面建設的功能性需求，若滿足，就可開展施工建設，若不滿足，則要對路基各部分結構厚度重新進行計算，此處需要注意，在設計市政道路工程建設時，要將道路路基的防凍厚度放入設計考慮之中。

3.2.2 瀝青路面

瀝青路面相較于混凝土路面來說結構相對較軟，其對變形的適應能力也更強。設計瀝青路面的方式多以經(jīng)驗法及力學法為主，而我國多采用力學方法進行瀝青路面設計。一般情況下，瀝青路面設計多為非線性，其路面結構是一種多層的體系，由不同材料的土基及結構層所構成，車輛對路面產(chǎn)生的變形作用會隨著時間的變化而變化。車輛在瀝青路面上多為瞬間性作用，在路面結構中產(chǎn)生的應力可以看做是一個彈性體，通過應用彈性層狀體系的相關理論來進行路面設計。瀝青路面設計的結構層由底基、基層和面層所組成[3]。在設計過程中，要根據(jù)公路的具體功能性需求，選取當?shù)乇容^充足的材料，以分期施工的設計原則，建設成既能發(fā)揮各結構層材料的最大效能，又能承載住路面上的車輛的合理結構體系。瀝青路面的厚度設計包括以下5部分：①計算該公路一個車道內的車輛累積標準量，若是雙向道路，就要在計算的基礎上乘以0.6～0.8之間的系數(shù)來加以調節(jié)。再根據(jù)土塊的類型及路基斷面的形式來確定此路段路基的回彈標準值，其計算公式為ld=600Ne-0.2AcAb，其中：ld-這條公路設計的彎沉值；Ac-這條公路的等級系數(shù)，一般高速公路取1.4；而Ab-基層的系數(shù)值，一般柔性路面系數(shù)值設置為1.7；②根據(jù)計算出的數(shù)值來初步設計路面的結構方案，再對各個結構材料的抗壓性回彈指數(shù)及剛性強度進行試驗，計算拉力范圍，以此確定各個結構層的設計參數(shù)；③計算底層的拉力范圍以及路基表面的回彈彎沉度；④在計算完拉力范圍及回彈彎沉標準值后檢驗是否滿足此段道路的功能性要求，若不滿足，就要改變路面結構層及材料設計，重新進行計算；⑤比較幾種設計方案的技術要求及施工成本，選擇性價比最高的一種方案確定路面的結構設計。

4 結論

綜上所述，在進行路基規(guī)劃設計時，壓實作業(yè)最好要在潮濕的環(huán)境下進行；在對具有較強剛性度的混凝土路面進行設計時，要充分考慮其各部分結構的穩(wěn)定指數(shù)；對瀝青路面進行設計時，要注意拉力范圍及回彈彎沉的標準值，若設計出的結構不滿足功能性需求，還要對各結構層厚度進行重新規(guī)劃。