公路路面设计要点的探讨

李恺

摘 要：路面是公路工程的重要组成部分，其设计质量优劣直接关系到后续公路运行的稳定性、安全性和美观性，由于涉及到公路路面结构和材料选择等诸多方面，给设计工作带来一定的难度，所以必须要进行统筹设计管理。文章以公路路面为研究对象，就路面设计一些要点问题进行重点探讨，希望从设计视角来确保公路路面设计的整体质量。

关键词：公路路面；设计要点；设计对策

中图分类号：U416.2 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）28-0090-02

Abstract： Pavement is an important part of highway engineering， the quality of its design is directly related to the stability， safety and aesthetics of the subsequent highway operation， because it involves the highway pavement structure and material selection and many other aspects and brings certain difficulty to the design work， so we must carry on the overall plan design management. The paper takes the highway pavement as the research object， carries on the key discussion to the pavement design some key questions， hoping to guarantee the overall quality of highway pavement design from the angle of view of design.

Keywords： highway pavement； key points of design； design countermeasures

为了满足社会经济发展过程中日益增多的交通运输需求，国内交通运输网络日益完善，公路工程不断增多。路面作为公路工程的重要组成部分，也是公路设计中最为薄弱的环节，容易因路面结构设计不合理或材料设计选择不恰当等因素影响了公路路面的质量。因此，为了确保公路路面的整体质量，必须要重视路面的高质量设计。

1 公路路面类型设计

首先必须要先对公路路面等级进行确定，结合公路等級、设计年限等来合理确定。根据路面等级的高低，可以分成高级、次高级、中级和低级四个路面等级，其中等级越高，相应的设计年限也就越长。高级路面的面层类型可以分成沥青混凝土和水泥混凝土等类型，相应的设计使用年限为12～30年左右，主要适用于二级公路、一级公路和高速公路。次高级路面的面层类型可以分为乳化沥青碎石混合料和热拌沥青碎石混合料等类型，相应的设计使用年限主要为8～10年，其中热拌沥青碎石混合料主要适用于二级公路，乳化沥青碎石混合料主要适用于三级公路；中级路面的面层类型主要包括半整齐石块路面、级配碎石和水结碎石等类型，相应设计年限主要为5年，且主要适用于三级公路。低级路面的面层类型主要包括粒料改善土，相应设计年限主要为5年，且主要适用于四级公路，详见表1。

由表1可知，不同等级公路的路面等级及所对应的路面面层类型各不相同，且相应功能上也存在差异。因此，在实际的公路路面设计过程中，为了确保所选结构形式及材料的合理性，需要结合公路等级及路面等级以及要求等来合理确定路面类型。以沥青路面结构为例，主要包括排水式沥青路面结构、橡胶路面结构和改性沥青SMA结构等，它们各有各自的优势和劣势，实际应用中需要结合公路建设环境条件等实际条件来进行合理确定。此外，要注意合理确定沥青路面结构混合料中粗细骨料、沥青和矿物颗粒等配比的合理性，确保粗细骨料合理性来弥补施工材料内部的间隙，确保可以有效提升公路路面施工强度。

2 公路路面结构层设计

如图1，公路路面主要包括面层、基层、底基层和垫层等层面所构成，相应的公路裂缝等病害也主要从公路路面面层开始，所以在公路路面设计期间要注意采用有效举措来增强公路路面面层的抗裂性和抗压性，全面提升公路设计质量，延长其使用年限。基层、底基层和垫层等是公路的支撑结构，必须要通过支撑结构设计来确保公路设计质量。

如图1所示，公路面层是车辆和公路直接接触的结构部分，所以非常容易在荷载作用下而引发裂缝等病害。基层、底基层和垫层部分结构同样属于公路基础结构层，需要承受地下环境支撑作用，在抗裂性等方面需要保持较高性能。考虑到新时期公路交通运输量持续增加，在公路路面设计期间不仅需要对当前车流量进行考虑，还要立足于长远视角来设计结构形式，确保其承载性、抗压性等基本性能可以满足设计要求。此外，在进行公路路面结构层设计期间，设计人员还要注意考虑公路项目所处的自然条件。比如，我国气温比较低的东北地区，公路路面结构设计中要做好防冻处理设计；我国雨水比较多的南方地区，公路路面结构设计中要做好结构层的水文处理设计。实践中除了需要借助规范的设计理论和方法来，对公路路面结构设计中拟定应用的建材和路面结构方案等进行力学验算外，还要注意在设计过程中引入和应用寿命周期费用分析技术等新技术来提升设计质量和效率。比如，设计人员需要对所用沥青混凝土面层及基层等的拉应力进行验算。

3 公路路面防排水结构设计

防排水结构也是非常重要的一个设计环节，其质量关系到公路使用年限以及使用性能的发挥，相应设计内容主要涉及到截水沟、边沟和排水沟等设计内容，设计人员必须要立足于生态环保、水土流失灾害防控以及经济性等设计原则进行科学合理设计，具体设计要点如下：其一，设计人员在设计排水沟时可以将水沟或沟渠开挖出的土壤用于绿化种植，避免公路路基排水沟开挖过程中出现乱堆乱放开挖土壤问题，满足排水沟设计中的生态环保原则。其二，设计人员在挖方段边沟设计时要对中央分隔带横向排水管排水要求进行综合考虑，相应的边沟底标高不可比路肩标高低0.8，同时要控制边沟纵坡值，不可使其小于0.3%。其三，如果路面上残存的水分进入到路面材料中，那么就容易损坏路面面层和基层，降低其刚性，所以在实际的路面结构设计过程中，为了降低路面水渗入所带来的危害性，可以选择三维复合排水网等一些渗透率比较低的路面排水材料来提升路面排水效果，同时这些新型路面排水材料的抗拉性能更好，可以进一步增强公路路基压实质量。其四，在设计加固泄水槽时可以采用复合土工膜，但是考虑到泄水槽主要以矩形为主，所以设计人员需要在泄水槽两侧外壁和底部位置处铺设两布一膜的复合土工膜材料，其中外壁铺设高度一般适宜确定在40cm左右，且需要在土工膜下铺设厚度为10cm的砂垫层来提升整体加固泄水槽的设计质量。此外，在设计超高路段的路面排水过程中，在设计路段外侧路面排水的形式可以设置成由内侧排水通道流入边沟的方式。

4 公路路面断面设计

公路路面断面设计主要可以分为横断面和纵断面两种类型。公路路面横断面设计的要点主要包括：其一，科学设计路基宽度。在设计公路路基宽度时，必须要充分考虑和分析公路工程所在地的交通量，结合公路等级和设计要求来合理确定。比如，在二级公路工程的设计，相应的公路设计行车速度主要确定为40km/h，路基宽度主要控制在8.5m左右。其二，科学设计公路路堑和路堤边坡坡度。以二级公路为例，相应的边坡坡度设计时要控制在1：1.5～1：1.75范围内；路堑边坡设计时要控制在1：0.5～1：0.75范围内。其三，在设计超高或加宽尺寸时，一般只要公路路线的平曲线半径不大于600m，那么公路相应路段需要设置超高，对应的渐变率需要在缓和曲线内完成，实际设计计算中需要结合公路设计规范和标准来完成。在设计公路纵断面的时候，要对公路路线位置进行综合考虑，然后进行逐桩测量地面高程，借助点绘方式来输入计算结果，确保可以平衡土石方，减少土地占用面积，优化公路工程施工方案。比如，公路工程所在地的地形地貌比较复杂，相应的凸形竖曲线大于规范值，那么要将公路路线设置成复曲线形式来确保满足汽车夜间行驶等要求。

5 结束语

总之，随着社会经济发展，公路交通重要性日益凸显。为了确保公路路面设计质量，除了需要遵从公路设计相关标准和要求外，还必须要结合公路建设实际情况，从公路路面类型、公路路面结构层、公路路面防排水结构、公路路面断面和安全设施等方面进行设计，以便全面确保公路路面设计质量。

参考文献：

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