甘肅某中低等級新建道路一般路基設計研究

張向宇

（甘肅省公路局，甘肅 蘭州730000）

0 引言

路基是軌道或者路面的基礎，是經過開挖或填筑而形成的土工構筑物[1-3]。在進行道路建設時，需要充分考慮所在的地質情況，如果是特殊路基，就需要特殊處理。只有這樣，才能為其上行駛的各種各樣的汽車、火車或者軌道車提供必要的條件，為其順利通過打好基礎，同時將荷載向地基深處傳遞與擴散[4,5]。在進行每一條道路的縱斷面設計時，需要考慮道路的高程問題，在平面設計時，同時還需要做到與其上方的立交橋、隧道或者軌道組成貫通的線路[6-8]。在進行一條道路的修建時，其路基中的土方數量、位置以及經濟成本都需要充分考慮[9]。甘肅各地氣候類型多樣，不同的地區需要根據氣候的類型進行調整。本文綜合國內外路基設計規范，結合甘肅地區的氣候特點，針對中低等級道路的建設，提出常用的一般路基類型、布置方法以及排水設計等問題，為該地區的中低等級道路的路基處理提供一定的技術參考。

1 路基類型

路基類型有很多種分類方法，路基有一般路基和特殊路基之分。本文主要介紹一般路基在設計時的按照斷面形式劃分的四種類型。分為：路堤、路塹、填挖結合路基、零填零挖路基四種。

（1）路堤型：通常指的是比原來的道路路面高的填方路基，如圖1所示。根據路堤的結構形式，分成地上路堤和地下路堤兩種，路面底面以下0.80～1.50 m范圍內的填方部分稱為上路堤，反之則為下路堤。

圖1 路堤型路基圖

圖2 路塹型路堤

（2）路塹型：通常指的是不高于原來路面的挖方路基，如圖2所示。根據規范要求，路塹包括兩種類型：土質類型和巖質類型。土質路塹主要指砂類土路塹，比如自然界分布比較廣泛的黏質土、砂性土，碎石類土路塹則是指的顆粒尺寸比較大的土質路塹，比如碎石、礫石，而巖石路塹，則是指的是那些巖石類型的路塹等[11]。

（3）半填半挖型：由上述兩種類型的路基組合而成[12]，如圖3所示。該種類型的路基在開挖的過程中，經常會出現沉降現象，產生裂縫，在路表面產生拉應力，進而導致路面開裂，所以針對此種類型的路基，需要做好防護措施。

圖3 半填半挖型路堤

2 路基布置原則

2.1 橫斷面設計

根據參考文獻[13]，假設設計三級公路，設計時速為40 km/h，路基寬度為8.5 m，其中路面跨度為7.0 m，無須設置中央分隔帶，土路肩寬度為0.75×2=1.5 m路面橫坡為2%，土路肩橫坡為3%[14]。

2.2 路基填料

填方路基由于其容易產生沉降現象，所以在進行填方施工時，適宜選擇粒徑尺寸較大、級配良好的粗粒土充當填料。路床部分所使用的填料，應優選砂類土，在路基底部承載能力比較低，可以選擇一些土質差一些的土質填滿，需要明確的是，不同的填筑路基，需要分層進行施工，形同水平的采用相同填料，不同類型的則采用不同的填料。

2.3 路基的邊坡設置

路基邊坡設計，根據參考文獻[15]，路基各個參數如表1所示。

表1 路基參數表

2.4 路基壓實度

本項目地處黃土地區，在施工時應保證路基壓實度，嚴禁用粉砂土及淤泥填筑路基，路基壓實時應使路基填土達到最佳含水量。根據公路工程相關的技術標準，路基填料的各項參數必須符合《規范》要求，如表2所示。

表2 路基填料最小強度、最大粒徑及壓實度（重型）

2.5 路基防護

對道路而言，雖然不能直接觀察到，但是路基的質量好壞直接影響著一條道路的使用壽命。當路基屬于填方路基時，則需要根據路基的填土高度進行評價，當高度不超過3 m的時候，為了避免雨天沖刷路面，從土路肩開始哺乳一定深度的草坪進行防護。當高度H超過3 m時，采用砂漿與毛石料砌筑襯砌拱防護，當3＜H＜4 m時，則設置單層襯砌拱，當4＜H≤6 m時，設置雙層襯砌拱，拱內鋪設草坪網為保證路面水或坡面水不沖刷護坡道，相應于襯砌拱拱柱部分的護坡道也做鋪砌[15]。路線經過河塘地段時，采用漿砌片石滿鋪防護，并設置勺形基礎，漿砌片石護坡厚30 cm，下設10 cm砂墊層，基礎埋深60 cm，底寬80 cm，個別小的河塘全部填土。路塹路段邊坡為1:0.5，按規范采用漿砌片石防護。

3 路基排水設計

（1）邊溝：是設在挖方路段的路肩以外，或者低矮路堤的坡腳以外，主要是匯積和把流向路基的少許地面水排除。本項目所有路段的地勢都較為平坦，所以設置了矩形邊溝，設置的邊溝都為左右邊溝。

（2）排水溝：是把路基附近低處的集水以及邊溝水、截水溝水或其它水流，匯積起來并排出的人工渠道，形成整個的排水系統。本設計中采用了梯形排水溝。

（3）涵洞選用原則:設置涵洞的目的是為了盡快排泄地面水流，而涵洞的設置類型主要受制于地形、地質等體檢的影響，按照實用、經濟、安全和美觀的原則進行設計。涵洞按結構型式不同可分為管涵、蓋板涵、拱涵、箱涵。順溝設涵，路線縱坡凹處設涵，旁山內側截水溝及路基排水溝出口處設涵，陡坡急轉彎處，路線偏角大于90o，平曲線半徑小要設涵，并溝設涵。不同路線根據走向，設置涵洞或者不設置涵洞。

4 優化路基設計

除了道路路面以外，公路工程還包括對路基的修建。相對公路路面設計而言，路基設計工作較為復雜。

4.1 加寬路基的質量控制

加寬地基施工時，加寬路基的填料與老路基填料要盡量保持一致，若受限于施工條件，可選擇沉降量小、透水性高的碎石土、砂礫土、粉煤灰等路基填料，以提高路基強度。填筑完成后的路基必須進行加固處理，利用排水固結法和強夯法提高其承載力與穩固性，有效預防沉降現象。

4.2 路基的加寬拼接設計

拼接通常指的是新舊路的結合，尤其是新舊路基的拼接，關系到整條道路的服務質量。目前，我國公路路基改擴建主要有兩種形式，即單側路基加寬和雙側路基加寬[16]。加寬新舊路基時，如果設計不合理，就容易造成新舊路基加寬處出現沉降、縱向裂縫等問題，給公路交通安全通行帶來隱患。因此，路基加寬拼接方案必須保證其科學性、合理性、有效性。優化新舊路基拼接處理時，首先考慮在拼接處挖設臺階。施工人員需要以臺階狀的形式對原有路基的邊坡進行開挖施工，合理把控臺階寬度，正常情況下，臺階寬度需要大于2 m；受地形地勢條件限制，臺階寬度達不到2 m時，寬度應至少保持在1 m。為了不影響后期的施工進度計劃，在進行開挖的時候，需要保持一定的傾斜度，在每一步的底部鋪設土工格柵，以減少新舊路基沉降差，也可在新路基完全填滿后，在路基接縫部分的頂部鋪設土工格柵[17,18]。

4.3 優化排水設計

隨著城市生產生活用水量的增加，加上自然降水的變化，原有公路排水設計不能滿足現階段排水需求，公路路面與路基因排水不暢而產生的病害不斷增加。所以無論是新建的道路還是改擴建道路路基設計，排水都是必不可少的一項。為優化排水設計，首先應摸清施工地段周圍的水文情況，根據數值計算，對原有公路排水邊溝尺寸進行調整，對其他原有排水設施進行優化，提高排水能力。另外，為有效緩解因雨水長期沖刷對路基的沖擊，可在符合改擴建要求的前提下，在公路排水邊溝內側鋪設實心的六棱磚，這種六棱磚能夠增強原有邊溝的受沖擊力，提高公路路基外部對雨水沖刷的抵抗力[19]。

5 結語

路基是一條道路基礎，基礎質量的優劣直接影響著整條道路質量。本文根據甘肅的氣候特點，提出中低等級新建道路的路基處理相關問題，總結了施工過程中的路基類型，同時提出路基一般的布置原則；路基排水是路基設計中非常重要的環節，需要做好排水處理防護；從加寬路基的質量控制、路基的加寬拼接設計和排水設計三個方面對道路的路基進行優化處理，以期達到更好的效果。