道路路基与路面设计技巧探讨

2013-11-20魏彬

交通运输研究 2013年3期

魏彬

（河北省衡水市公路勘测设计所，河北衡水 053000）

1 工程概况

该项目全线采用一级公路标准，设计速度80km/h。武邑国道106至衡水市区118立交桥段，该段全长13.59km，始建于1968年，路面宽7m，1992年在西侧新建汽车专用公路，路面横坡为双向1.5%，专用车道路面宽8m，路面结构为上面层3cm细粒式沥青混凝土，下面层4cm中粒式沥青混凝土，基层为12cm石灰粉煤灰级配碎石，底基层为25cm石灰土。于2003～2005年对东侧慢车道进行大修，路面加宽至9m，路面横坡为单向1.5%。路面结构为上面层3cm细粒式沥青混凝土，下面层4cm中粒式沥青混凝土，基层为15cm石灰粉煤灰级配碎石，底基层为30cm石灰土。本段升级改造为路基宽24.5m的一级公路断面：中央分隔带宽2.0m，路面宽2m×10.5m，土路肩宽2m×0.75m，车道宽4m×3.75m，左侧路缘带宽0.5m，非机动车道宽2.5m，行车道横坡单向1.5%，土路肩横坡2.5%。

2 设计原则

对于公路路基及其路面设计来说，应当坚持因地制宜、就地取材的原则，采取经济有效的措施，保证公路路基具有足够的强度和稳定性。路基设计根据沿线自然条件、工程地质、水文地质条件，考虑到平原区的特点，参照本地其他工程设计、施工的成功经验，选择合理的路基横断面结构形式及边坡坡率，采取经济有效的排水工程和病害防治措施，防止或减缓各种不利因素对路基造成的危害，确保路基具有整体强度的稳定性、耐久性以及路容的美观性，并尽量减少工程实施对沿线环境及自然景观造成的破坏。

考虑到区内筑路用土资源丰富，砂砾、石灰缺乏，该区交通便利，筑路用块片石、碎石、石灰、砂砾及水泥、钢材、木材、沥青均可远运解决。对该项目的路基填土设计考虑，路线经过区为平原地段，地少人多，人口密度大，土地资源紧张，应合理安排取土用地。取土首先考虑选择耕作条件差、产量低的耕地或废弃地块集中取土。利用旧路段大部分用土采用买土的形式，选择一些高地或非耕地作为取土场，采用机械挖装，汽车运输方式解决，运距一般不超过3km。对所采用的碎石，本项目面层石料建议采用石灰岩及玄武岩，碎石材料可从石家庄鹿泉市或邢台临城县获得。块、片石选取采用邢台市隆尧县山口石料厂生产石灰岩碎石，储量丰富、规格齐全、石质致密、强度高，可用于路面面层、基层、防护排水及构造物用石料。鹿泉市石井山有县办及民办石灰岩采石场，曹坊、头泉有民办采石场，储量丰富、石质良好、运输方便，可用作路面集料、防护排水及构造物用石料。块石、片石生产可根据工程需要调整来满足供应。

3 公路排水设计

水土保持措施应当与公路主体工程统一安排实施，及时实施公路边坡防护、排水和绿化工程。取土场地首先考虑选择耕作条件差、产量低的耕地或废弃地块集中取土。采用大面积临时占地取土时，将表面腐殖土层挖出暂堆一旁，取土后回填复耕或复绿，结合取土规模和地形条件采取临时拦挡措施，完善取土场排水系统，以防水土流失。路基、路面排水系统设计充分考虑水土保持。路面、路面排水采用边沟排水，过村镇段采用街道化治理。汛期施工时，施工生产生活区应做好拦挡、排水等临时措施，减少水土流失。施工便道结束使用后及时进行平整土地、复耕。

4 公路弃土及节约用地

路线位于河北平原区，沿线地形平坦，路基取土困难。结合项目特点拟定路基取土原则：a）尽量选择符合公路用土标准的荒地及土壤贫瘠的土地作为取土场，既满足了公路建设用土，也减少了破坏耕地；b）取土位置、取土深度、范围等在满足数量需求的同时，充分考虑与附近农田、水利、养殖、环保、水保等方面的需求和要求，采取复耕、恢复河道（沟渠）、建设鱼塘、绿化等措施，达到保护耕地、节约资源和投资的目的。

5 公路路面设计

5.1 方案设计依据和原则

通过综合考虑道路现状和现行规范的有关要求，在“因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资”的总原则的基础上，结合以往衡水市高等级公路建设经验，研究确定设计的原则和目标，进行路面设计方案的经济技术综合比较，选择技术先进、经济合理、安全可靠、有利于工厂化、机械化施工的路面方案。

5.2 路面结构设计指标

对公路沥青路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉值作为路面整体刚度的设计指标，计算路面结构厚度。沥青混凝土路面设计采用双轮组单轴轴载100kN为标准荷载。该项目所属自然区划属于Ⅱ4太行山山前平原区。

旧路右幅车道路面宽8m左右，路面结构为上面层3cm细粒式沥青混凝土，下面层4cm中粒式沥青混凝土，基层为12cm石灰粉煤灰级配碎石，底基层为25cm石灰土，道路横坡为双向1.5%。旧路左幅路面宽9m，道路横坡单向1.5%，路面结构为上面层3cm细粒式沥青混凝土，下面层4cm中粒式沥青混凝土，基层为15cm石灰粉煤灰级配碎石，底基层为30cm石灰土。快慢车道均进行过中修罩面。经现场调查，道路右幅路面状况较好，左幅部分路段出现大面积路基沉陷、路面网裂病害，左右两幅采用不同的路面结构方案。

采取旧路沥青路面冷再生底基层方式，就地冷再生为旧路沥青面层和二灰碎石基层冷再生方式，采用水泥作为再生结合料，处理深度20cm。根据我市近几年来冷再生施工的经验，冷再生水泥用量一般为6%～7%。冷再生施工过程中材料质量控制应符合《公路沥青路面再生技术规范》（JTG F41—2008）中相关的技术要求。

如对本项目东侧慢车道。东侧慢车道破坏严重：一般路段挖除旧路油面后对原有15cm二灰碎石基层进行现场冷再生，加入部分新料，冷再生至18cm，上面铺筑18cm水泥稳定碎石，利用现有的旧油面整幅铺筑8cm乳化沥青厂拌冷再生做下面层、上面加铺5cm细粒式沥青混凝土做上面层，破坏严重路段需对旧路底基层进行挖补；滏阳新河大堤内对旧路沥青面层进行12cm泡沫冷再生处理后再铺筑10cm沥青混凝土面层；加宽部分新建，面层结构同旧路部分；起终点、桥头两侧等受限无法抬高路段考虑挖除新建，是对高速公路快车道的处理。根据病害情况，对一级公路的一般路段对旧路沥青混凝土面层进行泡沫冷再生处理然后铺筑10cm沥青混凝土，加宽部分新建；起终点、桥头两侧等受限无法抬高路段考虑挖除新建。具体路面结构如表1所示，路线右幅双向坡通过冷再生基层调整为单向坡。