浅谈城市道路路基设计

喻骁

摘要：本文针对路面结构出现的一些问题，阐述了路基设计的基本原则，并根据这些问题提出了概括性的解决方法，然后又针对个别典型的道路路面路基设计进行科学合理的分析，探讨了其路基设计的具体解决方法。

关键字：城市道路；路基；承受力

1 前言

道路可分为公路、城市道路、厂矿道路、林区道路和乡村道路。本文主要是研究城市道路，城市道路是指建在城市范围内，供车辆及行人通行的具备一定技术条件和设施的道路。

随着城市经济的发展，城市道路的建设的重要性也越来越突出，路基作为决定道路质量的重要部分，其设计和施工也成为人们道路建设中最重要的问题之一。根据国外所做的道路试验，我们可以总结路面的一些结构行为主要包括以下几个方面：路面损坏（裂缝、坑槽、松散、构造深度变化等）；路面变形（车辙、平整度等）；材料特性（材料模量和強度等）；力学特性（弯沉、应变、应力等）。而在道路建设中，路基的设计与路面承受压力大小有直接的联系，所以直接影响到道路的质量。因此如何科学合理的设计路基以及其设计的原则就是一个非常重要的问题。

2 路基设计的主要原则

路基设计时要注意有以下几个原则：

首先，路基要有足够的稳定性，它可以防止路基结构发生整体失稳，变形或被破坏。城市道路建设的环境复杂，不同地区的地质也差别很大。对地质不好的地区，路基的修建可能会加剧原地面的不稳定状态，从而导致路基的各种破坏现象发生。

其次，路基要保证有足够的强度，以避免发生超过容许范围的变形。所谓的路基强度就是指在在行车载荷等压力下，路基抵抗变形或破坏的能力。为了避免路基在外力超过允许范围时产生变形，引起路面塌陷造成意外事故就必须要保证路基的强度。

再者，足够的水温稳定性保证路基强度在不利的水温状况下也不会显著降低这在建设路基的过程中需要做到。

最后，增加滑动面的抗滑力，改善路基基底，且可以适当选择较大颗粒填料嵌入地面从而增加基底接触面的摩擦系数。

所以，在不同的地区进行道路路基设计时要具体问题具体分析，采取因地制宜的设计措施来保证路基整体结构的稳定性。我们在下一章节就针对一些典型的路面来说明路基的设计要点。

2 针对不同的路面采用的具体的路基设计方法

3.1过湿段城市道路的路基设计

由于过湿土地往往含水量高，稳定性差，承载能力低且容易变形，因此在对过湿路段的路基设计时，要统筹考虑其地质条件。

我国《公路路基设计规范》指出，对水文及水文地质条件不良路段的进行路基设计时，其设计的最小填土高度不应小于道路床处在中湿状态的临界高度。且为了保证处理完成的土基回弹模量不低于路面设计规范的要求，则需对标高受到限制的路基进行处理。这时我们主要采用的是排水固结法，其原理是采取一定的措施尽可能排走土中的水，以减小土体的孔隙比，增加密度以提高强度。具体的措施会根据具体的路基设计进行选择，一般会对回填的土质进行考虑，常用的两种方法是生石灰浅层拌合法和改填沙砾法。一方面在进行沙砾改填时，基于砾类土的刚性扩散角的考虑，要依据路床的承载力和外荷载情况进行换填深度的综合设计。一般在路基填土5米以下，路床承载力标准值在100KPa以下时，改填80cm；在50KPa以下时，回填120～150cm。另一方面，进行生石灰拌合时，没掺入1%的生石灰可以降低路基土1%的含水量。因此，在进行路基设计时，要根据当地的土质条件进行过湿路段土质的处理，从而保证路基的强度和稳定性。

3.2 城市道路改建工程中新老路基的衔接

处理城市道路改建中工程中新老路基的良好衔接，关键在于减少新老路基间的差异沉降，以避免或减少路基在结合处产生裂缝。

国内外对路基不均匀沉降的原因进行了一些研究，在这里我们主要介绍两种处理方法用于解决道路拓宽工程。目前高速公路道路拓宽工程中常采取的处治方法主要有以下几种，接下来就分别做下简单的介绍。

3.2.1 结合处开挖台阶

在路基结合部开挖台阶（如图 3-1 所示台阶）已在改扩建工程结合处处治技术中广泛应用了，而且开挖台阶的数量也要尽可能的多，为新老路基结合处提供更多的接触表面积，更有利于新老路基的结合，从而减小不均匀沉降。要严格按照施工规范中对新老路基衔接的要求开挖台阶，一般采用分层逐步开挖的方式，以免影响路基稳定性，而且台阶的坡度不能太陡以免影响稳定性，根据以往的施工经验一般坡度都要大于 1：1.5。

图 3- 1 开挖台阶断面示意图

3.2.2 提高路基填土的压实度

新老路基结合处路基的压实度是影响道路整体稳定性的重要因素，道路通过提高结合处的路基的压实标准，可以明显改善路基的不均匀沉降。

在路基结合处采取逐步开挖的方式施工，同时做好排水与安全防护工作，严格控制新老路基结合处的压实，对新老路基结合处，要保证不论宽阔或者死角地方都要压实。必要时可采用冲击碾加强压实方法提高压实度，降低路基完工后沉降量。实践证明冲击碾压可明显提高路基的压实度，对加强新老路基的结合很有利。要求一定要在最佳含水量时碾压成型，要求压实度起码要达到95%以上。

3.2.3 铺设土工合成材料

土工合成材料处治不均匀沉降，在 20 世纪 80 年代国外就早已经采用，并取得了很好的效果，近年来在国内土工合成材料也应用越来越广泛。

土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称，是一种新型的土木工程材料，它以人工合成的聚合物，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加强以及保护土体的作用。 其功能是多方面的，可以概括为加筋作用、过滤作用、排水作用、隔离作用、防渗作用和防护作用六种功能。

土工格室属于特种土工合成材料的一种，具有蜂窝状的三维结构，一般可由土工织物、土工格栅、土工膜及条带聚合物等构成。

土工格室具有优良的工程使用性能，其参数见表 3-1。

3 总结

本文首先总结了路面结构经常出现的一些问题，并针对这些问题提出了一些概括性的解决方法，总结阐述路基设计的基本原则，最后主要针对一些特殊的路基设计，进行了其结构和地质的分析，并探讨了合理的解决方案，有效的解决不同的地基建设和设计出现的问题。

参考文献

[1]刘倩倩. 城市道路新老路基路面结合处差异沉降处治技术研究[D]. 合肥工业大学2010.

[2] 文英.城市道路拓宽改造的研究与实践[D].南京理工大学 2008.

[3] 龚晓南.复合地基理论及工程应用 [M].北京 ：中国建筑工业出版社，2004.