新建高速公路一般路段路基設計

收稿日期：2024-01-12

作者簡介：李為（1990—），男，碩士研究生，工程師，研究方向：公路邊坡穩定性與防護。

摘要 新建高速公路一般路段路基設計的好壞，關系到后續施工和營運質量。以某新建高速公路為例，給出了一般路段路基的橫斷面布置形式，并對路基填土基本控制要素如填土高度等進行了詳細論述。結合該高速公路一般路段基本情況，提出了低填淺挖處理和路床處理、陡坡、縱向填挖交界，以及半填半挖處理的控制要求，最后對填方路基和一般挖方路基的坡率進行了控制。

關鍵詞 高速公路；一般路基設計；路基處理；坡率控制

中圖分類號 U416.1文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）09-0095-03

0 引言

新建高速公路一般路段路基橫斷面的設計[1]常常與主線的主要技術指標息息相關。路基橫斷面可采用整體式路基和分離式路基[2]，整體式路基有中間帶，而分離式路基無中間帶。中央分隔帶不同形式的采用，通常結合具體高速公路的周邊環境、施工方法等，經綜合對比后進行確定。低填淺挖處理[3]和路床處理、陡坡、縱向填挖交界，以及半填半挖處理[4]也是一般路段路基設計的重要內容。此外，一般填方[5]和挖方路段邊坡的坡率選用，也關系到路基工程量。因此，可結合工程地質情況確定合適的坡率，在保證邊坡穩定性基礎上，減少開挖工程量和填方量[6]。

1 項目概況

以某高速公路為項目背景，全線采用設計速度

100 km/h的高速公路標準，為雙向四車道，路基寬26 m。主線的主要技術指標見表1所示。

2 路基橫斷面布置

2.1 橫斷面布置

全線采用雙向四車道的高速公路標準建設，設計速度100 km/h，整體式路基寬為26 m，分離式路基寬為13 m。高速公路整體式路基的設計線位于中間帶中心，分離式路基的設計線位于路基左側邊緣（前進方向）。路基橫斷面相關技術指標見表2所示。

整體式路基采用中央分隔帶外側邊緣處的標高，分離式路基的設計標高位于左側土路肩邊緣內1.25 m處，對應整體式路基中心線兩側各1.5 m處的標高。

2.2 中央分隔帶

高速公路中的中央分隔帶一般具有以下四種形式，其優缺點如下：

（1）凸起式中央分隔帶的視線引導效果較好。缺點是緣石會高出路面，對行車造成一定影響。

（2）平齊式中央分隔帶的緣石不會高出路面，能防止小型車輛的車輪沖撞緣石后引起的彈跳翻車，綠化后具有較好的景觀效果。缺點是視線引導效果不好，部分雨水流經路面，對行車造成一定影響且對路面造成一定污染。

（3）淺碟式中央分隔帶具有美觀、視覺效果好等優點，但占地面積較大。

（4）新澤西中央分隔帶的路面滿鋪，在路中設置混凝土護欄，其優點是能增加路面的側向余寬，對公路行車安全有利。缺點是路中無綠化設施，從左、右幅分隔看上去效果稍差。

綜合比較，推薦采用平齊式中央分隔帶，同時采用一定的綠化手段，使得中央分隔帶景觀效果更佳。此外，為增加中央分隔帶的排水能力，可在分隔帶下面鋪設排水管。

中央分隔帶應設置開口，開口最小間距一般不小于2 km，開口端部為子彈頭形，開口長度為36 m。

3 路基填土的控制要素

路基最小填土高度：填土高度除受洪水位控制的路段外，還應考慮地下水位的影響。通過沿線地下水位調查，該地區地下水埋深較大，一般大于5 m，對路基基本無影響。考慮排水的需要及路面橫坡的影響，路基最小填土高度應為2 m；若無其他因素控制，路基填方高度應盡量大于該值；當受其他因素限制、路基填高較小時，可通過設置縱向盲溝降低地下水位、路面底基層采用級配碎石排水等措施，盡量減少零填路基的出現。

路基最大填土高度：對于地質條件好的丘陵區地段，設計最大填土高度一般不大于20 m。局部路段為回填棄方、節約造價并避免堆放棄方破壞環境，采用了高填路基方案。

對于起伏較大的路線地面，路線縱面設計原則應避免過多大填、大挖對自然坡體的破壞，將工程造價控制在合理范圍，做到填挖相對平衡，以減少水土流失和棄土造成的地質災害。此外，路基填料、邊坡和基底處理等關鍵要素應進行以下控制：

3.1 路基填料

填方利用路基挖方的巖石作為填料，粉砂質泥巖、泥質粉砂巖等軟質巖可直接作為填料。

有機質的耕植土和濕度過大的黏土等Ⅰ類土、冰水堆積土等不能用作填料，可用于邊坡生態防護的植被恢復工程。

3.2 填方邊坡

當路堤填筑高度＜8 m時，邊坡坡度采用1∶1.5；當填筑高度＞8 m時，則在其高度6～8 m處設置不小于2.0 m寬度的邊坡平臺。第一級邊坡坡度采用1∶1.5，第二級邊坡坡度采用1∶1.75，第三級邊坡坡度采用1∶2.0。

填方邊坡坡腳與邊溝之間設置1.0 m寬護坡道，護坡道設3%的外傾橫坡。

3.3 基底處理

路堤填筑前應清除腐質土及耕植土，清除厚度一般為0.2～0.3 m，并采用路基填料予以回填和壓實，該部分工程量計入路基土石方數量。

4 一般路基處理

4.1 低填淺挖處理及路床處理

凡填方高度小于2.0 m的路段視為低填路基，必須認真處理路床范圍（即路面底面以下0～120 cm）的填料或表土。當土層最小強度CBR滿足規范要求且含水量適度時，可采取翻挖后壓實處理；當土層含水量較大時，可通過換填砂礫石或碎礫石進行處理。處理后的壓實度不得小于96%。

當挖方路基路床強度指標CBR不符合要求或路床含水量過大不能達到規定壓實度時，必須對路面結構層以下土基進行處理，處理方式及壓實度、填料最小強度要求和零填路堤保持一致。對于地下水較為豐富的土質路塹，則需查明地下水狀況進行防排水設計，如設置必要的縱向或橫向截排水滲溝。

對于路面結構層底部至地面高程小于120 cm的路基，應進行個別處置。當最小強度CBR不能滿足要求時，則應采用換填加固進行處理。

4.1.1 一般填方路段

當一般填方路段的路堤高出路面總結構厚度的1.2 m時，可先壓實后進行路基填筑。

4.1.2 低填路段

當H＜（120+A）時，土質路塹路床下120 cm可采用換填砂礫石等透水性材料。

式中，H——路堤填筑高度；A——路面結構層厚度。

4.1.3 淺挖路段或土質挖方路段

淺挖路段先挖至路面底標高（含碎石墊層）后，路床頂面以下0～120 cm則采用砂礫石進行換填壓實。

淺挖或土質路塹地段，應根據地下水埋藏深度對路床的影響、路塹邊坡的防護難易程度等，對挖方深度進行控制。

4.2 陡坡、縱向填挖交界及半填半挖處理

該高速公路填挖頻繁，沿線存在較多的陡坡路基。因此，針對陡坡和縱向填挖交界及半填半挖路段的處理（如圖1所示），應滿足以下要求：

（1）在縱向填挖交界處，應對挖方區的路床部分進行超挖處理，土質地段超挖長度（短邊）不小于10 m，且應超挖過坡積層，石質地段的超挖長度（短邊）不小于4 m。半填半挖路基，應對挖方區路床部分進行超挖處理，土質地段超挖至邊溝內側，石質地段超挖寬度不小于第二層土工格柵在挖方區的鋪設長度。

（2）對于陡坡、縱向填挖交界處以及半填半挖路段的排水問題，首先應每30 m設置一道橫向排水管，然后通過三通管將橫向排水管與縱向盲溝中的多孔排水管進行連接。填方區邊坡高度大于8 m時，對于縱向填挖交界處的過渡段及半填半挖路基的填方部分，宜采用沖擊壓實或大噸位壓路機進行增強補壓，以消減路基填挖間的差異變形。

（3）除了要設置上述排水設施外，為進一步提高上述路基強度和干濕度，可在填挖交界處增設滲溝、盲溝等設施，將交界處的積水、滲水等排至道路范圍外。

圖1 土質填挖交界路基挖方段處理（cm）

5 路基坡率控制

5.1 填方路基

填方路段的邊坡坡率如表3所示。

5.2 一般挖方路基

對于挖方路基，需結合工程地質情況，在合理設計邊坡坡率的條件下，以防護為主、少加固或不加固的原則設計[7]。而針對不良地質路段，可參照該地區其他公路挖方的邊坡坡率及邊坡形式，按以下原則設計：

（1）邊坡設一級或多級平臺，各級邊坡高度一般為8～10 m。

（2）每級之間設平臺，其寬度一般為2.0 m。碎落臺寬度為1.0 m。

（3）邊坡坡率：對于土質挖方邊坡，邊坡坡率取1∶1～1∶1.25；對于坡積層較厚或巖石裂隙發育、強度低且爆破后多呈碎石土狀的全風化層，一般采用1∶1～1∶1.25；強風化的巖石挖方邊坡坡率選用1∶0.75～1∶1，破碎程度較嚴重時采用1∶1。對于邊坡穩定性較差路段，通過安全穩定性分析計算以及工程類比方法，綜合確定其坡率。

挖方路段根據巖土性質、構造特征、裂隙發育程度、水文地質條件等，對不同巖性、高度采用不同的挖方邊坡坡率，見表4所示。

6 結語

以某高速公路為例，探究了一般路段路基橫斷面的布置形式，并對路基填土基本控制要素如填土高度等進行了詳細論述。結合該高速公路一般路段基本情況，提出了低填淺挖處理和路床處理、陡坡、縱向填挖交界，以及半填半挖處理的控制要求，最后對填方路基和一般挖方路基的坡率進行了控制。

參考文獻

[1]李建康. 河南省平原區高速公路路基設計探究[J]. 低碳世界， 2023（5）： 160-162.

[2]王安輝. 雷榕高速公路中分離式路基設計研究[J]. 交通世界， 2021（24）： 94-95.

[3]任涵. 高速公路填方路基設計關鍵要點[J]. 交通世界， 2023（14）： 116-118.

[4]李建偉. 山區高速公路高填方路基設計分析[J]. 工程技術研究， 2022（21）： 176-178.

[5]胡晨霞. 高速公路填方路基邊坡設計[J]. 交通世界， 2022（11）： 62-63.

[6]崔曉如. 山區高速公路高填方路基設計探討[J]. 交通世界， 2021（35）： 24-25.

[7]張馳. 高速公路路基邊坡防護設計問題研究[J]. 交通科技與管理， 2023（3）： 71-73.