公路路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化分析

黎 翔

（景德鎮(zhèn)市公路管理所，江西景德鎮(zhèn) 333000）

隨著社會經(jīng)濟迅猛增長，基建工程的規(guī)模不斷擴大，交通道路網(wǎng)絡(luò)不斷完善。公路作為社會大眾出行的重要途徑之一，為大眾提供巨大便利，在一定程度上促進我國的社會經(jīng)濟增長。公路路基、路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計效果會對社會穩(wěn)定以及社會經(jīng)濟的增長產(chǎn)生顯著影響。

1 工程概況

某省道位于降雨量較多的區(qū)域，區(qū)域內(nèi)的大部分地形為臺地與殘丘。高速設(shè)計時應(yīng)結(jié)合地區(qū)的環(huán)境氣候、地形條件以及行車需求對路基、路面結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。

省道的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)如表1所示。

表1 省道的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù) 單位：MPa

2 設(shè)計原則

（1）滿足荷載要求。

為了保證路面結(jié)構(gòu)可以承受行車過程中產(chǎn)生的荷載，必須合理設(shè)計路面結(jié)構(gòu)的強度與剛度，按照路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范分析，路面結(jié)構(gòu)的強度與剛度應(yīng)自上而下逐漸縮減，對路面結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時可以分層進行。

（2）合理選擇材料。

為了確保瀝青路面的水穩(wěn)定性符合設(shè)計及規(guī)范要求，應(yīng)選擇防水性能較高的材料作為路面結(jié)構(gòu)基層。

（3）滿足各結(jié)構(gòu)層的功能需求。

國省干線的面層結(jié)構(gòu)由多個不同的功能層組成，為了確保路面結(jié)構(gòu)各個功能層之間的連續(xù)性，在設(shè)計過程中應(yīng)重視各個層之間的連接緊密性。

3 路基設(shè)計

3.1 填方路基

項目路基部分的填方原則：土方回填的高度未超過10 m的路段，設(shè)置一級邊坡，坡比控制為1.0∶1.5；土方回填高度超過10 m的路段，按照8 m的間隔設(shè)置邊坡，設(shè)置2 m寬工作平臺，坡比控制為1.0∶1.5。路基回填土方后，必須分層進行碾壓，確保路基密實、均勻、穩(wěn)定。

3.2 挖方路基

路基段土方開挖的坡比設(shè)置應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場的土質(zhì)、巖土類別、地形狀況。在實際施工的過程中，若基槽開挖的深度超過8 m、邊坡高度超過8 m或存在不良土質(zhì)的邊坡，應(yīng)進行專項設(shè)計[1-2]。

路塹部分的挖方應(yīng)挖深至上路床（路槽下部30 cm），上路床表面必須使用壓路機碾壓，壓實度不得低于95%。

工程路段位于貴州地區(qū)，土質(zhì)大部分為紅黏土，土體含水量較高。實際開挖的過程中，需要將路塹路床80 cm內(nèi)的紅黏土全部挖出，使用滲透性較強的碎石土或礫砂換填。路床底部的土體壓實度不得低于93%。

石質(zhì)路塹路段的挖方應(yīng)開挖至路槽底，邊坡設(shè)置應(yīng)與路面持平。

3.3 路基填挖交界處理

（1）路基換填以及挖方區(qū)應(yīng)符合《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTG D30—2015）相關(guān)規(guī)定。

（2）針對半填半挖路基，挖方路段為土質(zhì)時，回填材料應(yīng)優(yōu)先選擇透水性比較強的材料進行換填，使用壓路機進行碾壓；挖方路段為巖石時，應(yīng)選擇石塊作為回填材料。

（3）縱向回填與開挖交界處應(yīng)設(shè)置過渡段，土質(zhì)路段的過渡段應(yīng)使用級配合理的礫土、無機料進行回填[3-5]。

（4）地下水位過高時，開挖與回填時應(yīng)設(shè)置滲溝。

3.4 路基頂設(shè)計回彈模量

路基頂部的回彈模量數(shù)值的控制標(biāo)準(zhǔn)：主干道與快速路的標(biāo)準(zhǔn)值為30 MPa，次干道與支路的標(biāo)準(zhǔn)值為20 MPa。全面權(quán)衡后，該項目的路基頂部回彈系數(shù)設(shè)置為36 MPa。

3.5 路基防護

（1）回填邊坡高度未超過4 m時，選擇噴播綠化草種的方式進行防護。

（2）回填邊坡高度超過4 m且未超過8 m時，使用掛三維網(wǎng)的方式進行防護。

（3）回填邊坡高度超過8 m時，超過8 m的部分使用掛網(wǎng)進行防護，8 m以內(nèi)的部分使用漿砌片石骨架進行防護。

（4）針對放坡難度較大的分部，可以使用衡重式擋土墻進行防護。

（5）路塹邊坡的防護方式較多，如掛三維網(wǎng)、噴播草種、噴播有機材料等，實際選擇時應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場的施工情況進行確定。

（6）項目內(nèi)的防護措施均是為了保證邊坡的穩(wěn)定性，設(shè)置淺層防護。

3.6 路基面層裂縫

處理路基、路面結(jié)構(gòu)的裂縫時，必須保證基層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與收縮性。在實際施工的過程中，應(yīng)探索裂縫出現(xiàn)的具體原因。結(jié)合以往的實踐案例分析，原材料出現(xiàn)收縮的原因主要為材料自身出現(xiàn)裂縫，原材料收縮的表現(xiàn)形式主要為溫縮、干縮。材料收縮主要受材料自身的含水量與塑性系數(shù)影響。施工前應(yīng)對材料的整體性能進行檢測，各項檢測指標(biāo)均合格以后，才能夠進入施工現(xiàn)場[6-8]。

4 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

路面結(jié)構(gòu)必須具備較強的承載能力，可以承受車輛行駛過程中產(chǎn)生的荷載，為汽車提供穩(wěn)定、舒適的行車環(huán)境。面層結(jié)構(gòu)需要滿足剛度、強度要求，具備抗高溫、抗水損、抗裂的性能。

4.1 機動車道路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

選擇路面結(jié)構(gòu)中的墊層、基層材料時，結(jié)合項目所在地的原材料供應(yīng)能力確定，為了降低運輸成本，該項目使用時級配碎石與水泥穩(wěn)定碎石，面層使用瀝青混凝土。路面使用年限設(shè)計值為15年。

路面結(jié)構(gòu)設(shè)計如表2所示。

表2 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

4.2 人行道路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

過村鎮(zhèn)人行過道使用透水磚進行滿鋪，人行道路面結(jié)構(gòu)為透水磚（6 cm）+水泥砂漿找平層（2 cm）+C20商品混凝土（10 cm）+碎石墊層（10 cm）。

4.3 路緣石

人行道與車行道之間使用路緣石進行分隔，路緣石的規(guī)范要求參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。

4.4 路基路面排水設(shè)計

路基內(nèi)存在大量的積水時，會降低路基的穩(wěn)定性，導(dǎo)致路基失穩(wěn)。實踐案例中，路基病害常由水侵蝕造成，設(shè)計人員必須要做好路基排水設(shè)計工作。在設(shè)計路基排水時，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)嘏潘到y(tǒng)的布局進行合理規(guī)劃。

項目的路基排水系統(tǒng)較為簡單，主要由雨水口、邊坡、排水溝等組成，地下排水設(shè)計應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況合理設(shè)置滲溝。項目設(shè)計的路基排水、路面排水均屬于永久性構(gòu)筑物，必須保證構(gòu)筑物的施工質(zhì)量。路基材料使用土石方，土體的強度與其自身的水含量存在緊密關(guān)聯(lián)性。對路基進行設(shè)計時，必須著重關(guān)注排水設(shè)計，應(yīng)對施工現(xiàn)場進行全面了解，清晰掌握項目所在地的水文地質(zhì)情況，合理做好設(shè)計方案，利用現(xiàn)有的排水系統(tǒng)，使用高性能的防水材料。

（1）地面排水。

急流槽是排水系統(tǒng)中最基礎(chǔ)、常見的設(shè)施，公路等級較高時，通常需要鋪砌防護，現(xiàn)階段使用較頻繁的方式為漿砌片石加固。

（2）路面排水。

路面水應(yīng)及時排出，避免積水深入路面結(jié)構(gòu)，設(shè)計路面排水的目的是避免邊坡被水沖刷，路面排水最常用的方式為分散排水或集中式排水。項目西北地區(qū)的地勢較為平坦，常使用分散式排水，需要對路肩邊坡與路肩進行加固，還應(yīng)兼顧邊坡下方生長的植物是否會影響排水效率。

（3）地下排水。

路基排水的表現(xiàn)形式主要包括滲井、滲溝、暗溝等，滲透式排水的使用頻率相對較高。地下水流量較大時，可以使用滲溝進行排水。傳統(tǒng)的礫砂料反濾層具備過濾土工材料的功能，地下排水一般使用加勁軟式管材。

5 結(jié)語

在經(jīng)濟快速增長的大環(huán)境下，交通運輸業(yè)獲得了良好發(fā)展，對我國的社會經(jīng)濟增長有巨大的促進作用。路基與里面的設(shè)計作為整個道路工程施工質(zhì)量的重要前提依據(jù)，會對后續(xù)交付使用效果產(chǎn)生顯著影響。設(shè)計單位必須嚴(yán)格遵守規(guī)范設(shè)計的基本原則，重視路基與路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計，增加路面、路基的強度與剛度，確保設(shè)計工程的合理性。