公路路基设计中存在的问题及对策研究

张恒

（贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州贵阳 550001）

0 引言

近年来，随着各城市地区间的交流互动愈发频繁，私家车数量的急速增长，给既有公路造成极大压力，同时既有公路已无法满足现有通行需要，需结合实际情况进行公路改扩建，以此完善城市路网结构，优化公路通行服务功能。G212线贵州标段为改扩建工程，在实际设计阶段产生一些问题，需根据项目标准，采用适宜的技术手段进行优化。

1 工程概况

G212线贵州标段为二级公路标准，设计速度为40km/h，标段路线全长17.152km，其中K2+665.048—K15+420路基宽度为10m；K15+420-K15+440路基宽度渐变，由10m宽渐变为8.5m宽；K15+440—K18+126.731（终点）路基宽度为8.5m；后山支线路线全长0.19km，路基宽度23m；摇钱树支线路线全长1.5km，路基宽度为18m。G212线贵州标段为改扩建工程，需对既有部分路段进行扩宽改造，路基设计以实际调查资料及建设标准为指导，为保障设计合理性，实际调查内容于正式设计前已向相关部门核实查证。

2 公路路基设计现存问题

G212线贵州标段为改扩建工程，标段全长17.1km，其中有4.1km的老路需改造，并存在13.0km新建路基，经计算后发现，老路利用率为23.9%，新建路段占标段全长的76.1%，在该项目中，需做好新老路基衔接工作，此为该公路路基设计的第一项关键问题。G212线贵州标段在路基设计阶段面临加宽超高问题，应根据不同分段实际情况合理调节路基宽度，此为该公路改扩建项目的第二项关键问题。除上述问题外，G212线贵州标段存在特殊路基，主要表现为软弱土，给改扩建工程留下一定隐患。软弱土主要分布在沟谷低洼地段，集中在山间沟谷、槽谷区域，因周围稻田水的长期入渗补给，导致工程区域范围内表现为粉质黏土，呈软塑状态，厚度约1～2m，局部超出3m，对G212线贵州标段拟建路线产生不利影响。

3 公路路基设计原则

（1）安全稳定。G212线贵州标段设计使用年限12年，为保障路基稳定性，在路基设计期间，应以安全稳定为原则，并做好水土保持及环境保护工作，彰显环保设计理念。

（2）因地制宜。路基设计应因地制宜，且部分材料应尽可能就地取材，需引入新结构、新工艺、新技术，缩短路基建设工期，降低整体造价。路基横断面形态应遵循地方地貌特点，与周围地物、地形、地貌相互适应，且符合当地自然景观与人文特征，同时结合公路所在地地质条件与自然因素做好病害防治设计，最大限度保障公路设计效果。

（3）动态设计。G212线贵州标段路基设计实际影响较大，为确保最终路基建设质量，应采用动态设计理念，根据工程项目实际建设情况及时调整设计方案，以此确保路基建设项目顺利进行。

4 设计方案

（1）填方路基。对于填方路基多采用台阶型、倒角折线型、流线型断面形式，并根据工程地质条件、边坡高度、地形条件、力学指标等因素确定边坡坡率，根据周围情况放缓坡率，确保路基可良好融入到周围环境中。填方路基设计阶段应综合考虑挡墙支护结构，若路肩挡土墙低于10m，需采用浆砌片石进行建设，若路肩挡土墙高于10m，则需采用C20片石混凝土；而对于土质边坡，以8m为划分界限，路肩挡土墙低于8m、超出8m分别采用浆砌片石、C20片石混凝土进行建设。

（2）挖方路基。对于挖方路基，在设计时应结合岩层产状、边坡高度、岩石破碎度等参数确定横断面形式，并顺势而为、因地制宜，确保挖方路基可与周围地形地貌相协调。

（3）填料强度及压实度。在G212线贵州标段中，应以《公路土工试验规程》（JTJ 051—93）为依据，采用重型击实试验法得出路基密实度要求，同时为确保路肩稳定，要求培土路肩压实度至少为90%。表1为G212线贵州标段路基填料强度及压实度的设计要求。

表1 路基填料强度、压实度要求

5 公路路基设计问题的应对策略

5.1 新老路基拼接

在案例标段中，需对原X715部分路基进行拼宽搭接处理，因新老路基的施工时间、工艺技术存在差异，导致其沉降、地基承载力存在差异，若处理不当则易引发路基拼接处破损、裂缝、错台等问题，给车辆通行埋下隐患，因此在公路路基设计阶段，要做好新老路基的衔接处理。首先，在新老路基之间设置土工格栅，并作搭接处理，具体如图1所示。扩宽路基台阶宽至少2.0m，于台阶底部开挖成倾斜度为2%～4%向内倾斜的反坡，同时，台阶高度应以施工机械规格及路基土地性质为依据进行判断，在本次路基设计中，台阶高度为1～2m，并以10～15m为间隔设置横向临时排水沟。其次，碾压夯实台阶基底，确保上路堤压实度至少94%，下路堤压实度至少92%，基底压实度至少90%。最后，在每层台阶位置设置宽度为4m的单向土工格栅，老路基区、新路基区分别为1.5m、2.5m，在此公路项目中，采用TGDG50型土工格栅，横向搭接长度超出0.2m，搭接处受力强度至少30kN/m。

图1 新老路基搭接处理设计图 （单位：cm）

5.2 路基加宽超高

G212线贵州标段采用二级公路标准建设，为确保改扩建质量，需做好路基加宽超高设置及横断面布设。G212线贵州标段横断面组成为土路肩、硬路肩、行车道、硬路肩、土路肩，规格宽度依次为0.5m、1m、2×3.5m、1m、0.5m。按照公路路线设计规范要求，需对标段线路中平曲线半径≤250m的弯道采用内侧第二类加宽方式进行路基加宽，并结合实际地形地质情况设置宽度为3.5m的紧急停车带，有效段长度与过渡段长度分别为30m、20m。老路基经多年使用而处于稳定状态，但新加宽路基受到内外部不稳定因素影响易出现较大变形问题，在新老路基之间产生不均匀沉降，因此加宽路基的压实度应提高1%～2%，或直接采用高一级压实标准施工，以此提升新老路基整体稳定性。新建路基沉降量大于老路基沉降量，易产生差异沉降，若差异沉降过大，则会引发纵向裂缝、路基失稳、路面开裂等问题。在G212线贵州标段公路工程中，以《公路路线设计规范》（JTG D20—2017）为依据，控制公路设计速度为40km/h，平曲线半径需低于600m，于曲线位置设置超高。超高设置方式围绕中心线旋转，超高过渡段于缓和曲线内完成，若平曲线≤250m，则采用第二类加宽，超高渐变率为1/150，最大超高值设置为8%[1]。

5.3 特殊路基处理

为确保公路路基施工质量，避免路基不均匀沉降问题，应对软土路基进行处理。在G212线贵州标段公路工程中，采用换填垫层法对软弱土进行处理，运用石屑、砂石替换原有软弱土，起到提高路基稳定性效果。在公路路基设计过程中，需将区域范围内的软弱土挖除，暴露出原状土层，为后续换填作业奠定基础，同时确保换填处理效果。在该公路路基设计时，将砂砾材料作为垫层，该工程项目中砂砾垫层厚度为0.3m左右，覆盖在原土层表面，同时控制砂砾材料粒径规格处于5～50mm范围内，并保障砂砾材料粒径均匀度超出10%[2]。在软弱土特殊路基处理设计中，需明确具体施工细节，为施工过程提供指导，完成软弱土挖除并准备好垫层砂砾材料后，采用土层回填的方式展开施工，并分层碾压夯实，以此保障本次软弱土换填垫层技术应用效果，切实提高公路路基稳定性。

6 结语

综上所述，公路路基设计为道路工程的重要组成部分，为确保公路通行效果，需明确项目建设标准及设计原则，遵循施工场地实际情况，并综合考量新老路基衔接问题，做好加宽超高设计，同时针对软土路基情况展开处理，采用换填垫层技术，对软弱土部分进行换填，以此确保路基稳定性，规避路基不均匀沉降病害，提高公路路基设计质量。