关于公路路基路面设计应用要点分析

2022-09-21何忠文

黑龙江交通科技 2022年9期

邹颖，何忠文

(黔东南州交通勘察设计院，贵州黔东南州凯里 556000)

0 前言

开展路基路面设计工作时，应结合公路工程实际建设情况，并严格按照相关规范与要求执行，与此同时，还需掌握各环节的设计方法，在此基础上，融合科学设计思路与理念，以此增强设计应用效果，在科学且可行的设计规划依托下，确保所建设的路基路面满足社会整体发展需求。

1 公路路基路面设计重要意义

当前在公路路基路面设计工作中仍体现出较多的不足，比如设计方案无法适用于实际情况、设计内容与流程不科学等。这就需要设计人员加强该项工作的重视，确保方案的可行性。此外，城市经济的高速发展增多大众对交通设施的需求，而公路路基路面也是保障通行安全的关键。且道路建设是国家基础建设的重要部分，科学的城市道路规划与设计方案可最大程度地提高城市交通建设水平与整体质量，作为道路建设中的其中一项工作，公路路基路面直接决定了道路建设进程与水平。与此同时，开展道路工程施工作业时，需要投入大量土地资源，对此，设计人员需全面分析土地优化方案对促进城市稳定发展的重要性，为公路建设工程设计工作提供可靠方案，以此加快城市化建设、发展步伐。通过上述的分析，可明确公路路基路面设计与建设的重要意义，只有可行且科学的设计方案才能够实现各项资源的合理配置与使用。而路基路面施工、公路工程建设均需在可靠设计方案的支撑下才能有序、顺利推进，并保障公路建设整体质量，促进国家经济社会良性发展。

2 公路路基面路面设计原则

2.1 稳定性原则

路基路面设计时，需始终坚持稳定性原则，这一原则与公路安全、稳定运行息息相关，要求技术人员设计期间站在多层角度分析各种内容因素与道路实际要求，确保所设计的路基路面达到公路工程整体建设标准。与此同时，还应对环境因素加以综合考量，并充分分析、判定路基路面设计问题，比如路面沉降，以此增强路基设计可靠性。

2.2 抗变形原则

路基是公路安全、稳定运行的基本保障，投入使用后需承载较大重量与压力，对此，应保证路基路面整体强度并具备抗变形性能，可为作用于路面自身上的压力提供可靠支撑，进一步稳固路基结构，促使路基稳定性得到增强。要想从根本上提高路基路面抗变形能力，就需合理选用设计施工材料，还需重视抗车辙剂等添加剂的使用，以达到强度设计预期效果。

2.3 价值性原则

路基路面工程涉及到多项施工环节，也是保证公路整体质量的根本，但建设过程中需要大量人力、财力以及物力的支持，因此，在保证施工质量的基础上节约设计施工总成本是需重点考虑的内容。始终基于工程实际视角，以建设要求与标准为依据，完成路基路面建设方案的设计，以减少施工问题造成的经济损失，重视专业技术、设计、勘测人才的投入，以保证设计方案的科学性、可行性，并符合经济发展要求。

2.4 耐久性原则

耐久性是需要设计人员重点关注与控制的基本原则，有助于路基路面的长久、稳定运行，实际设计时，需严格按照相关设计要求与规范进行，做好建设材料、设备以及技术的合理选用，确保其达到公路建设所设定的标准。此外，要求设计人员全方位勘测施工现场实际情况，结合所测结果，确定具有可行性、科学性的设计方案，以此延长路基路面使用年限。

3 公路路基路面设计应用要点

3.1 公路工程概况

某公路工程设计方案为双向两车道，路基宽度为11.5 m，公路护栏结构形式为混凝土结构。为保证建设出来的公路满足车辆通行要求，便展开路基、路面、给排水设计工作的深度分析。

3.2 公路路基设计

路基设计前，要求技术人员明确路基设计原则，主要考虑的因素有地质、地形、水文、气象等，始终坚持因地制宜、就近取材设计原则，以获得良好的防护与排水效果，同时还能满足工程在经济性方面的要求，并抵御道路病害的侵扰。

根据现场实际情况合理确定路基横断面规格。将公路设计技术标准规范作为依据，将本公路工程设计为双向四车道，各项参数如上，其中，将土路肩横坡坡度设计为3%。

依托于勘测结果与设计规格，展开路基标高的设计，将道路高程设计成道路中线结构。本工程所处的地理位置及环境较复杂，需穿过较为密集的城镇，为不破坏农作物种植田地，极大程度减少公路用地面积，因此，实际施工时，路堤两侧边缘沟外侧1 m以上均被规划到公路工程用地范围中，为避免当地居民占用，在各边界位置布设公路界碑。确定路基高度时，全面预测毛细水、地下水对路基强度与稳定性的影响，与此同时，对路面较差、旧路基高程等参数加以综合考量，并保证所设计的路基高度满足压实度最小高度的需要。

完成前期各项参数确定后，明确所应用的轴载即双轮组单轴100 kN，本公路工程累计轴次269.6万次，沥青路面设计基准期为20年。此外，还需对路基结构验收弯沉值参数加以确定，见表1所示。

表1 路基结构弯沉值参数验收标准单位：mm

3.3 路基防护设计

公路路基路面工程整体结构为亚粘土、亚砂土筑路路堤结构，所设计的内、外边率分别如下：外边坡率1∶1、内边坡率1∶1.5。开展设计工作时，作业人员对当地的地质条件加以充分考虑，并沿着主路的方向执行现场勘测工作，发现路面周边的土质为低液限黏土以及低液限粉土，当遭遇大雨、暴雨恶劣天气时，路基整体稳定性会受到严重影响。最终决定通过栽植灌木、乔木等方式实现对公路路基的有效防护，还可起到美化道路风景的作用，净化空气环境。针对高度超过3 m的路基部位，则根据现场实际情况以浆砌片石网防护的方式执行路基防护作业。

3.4 土地资源设计

本公路工程建设于丘陵地区，沿线区域的坡度起伏较大，且波动规律并不明显，尽管在开展内填方施工时，可以在土坎处进行取土，但受道路崎岖性的影响，增大取土难度，还会增多额外施工量，而周围土质也无法满足路基回填土稳定性的需求，影响最终施工效果。对此，设计人员着手于外业的调查，再根据现场实际情况，设计出两套取土方案：其一，在沿线范围内的公路两侧开挖沟渠，并取鱼塘土加以应用。结合当地整体发展情况以及水文条件，同当地的政府部门达成合作，执行鱼塘、沟渠的开挖施工，以此满足公路路基路面用土需求。这一设计方案的实施不会占用、浪费过多土地资源，且能够大幅提高取土效率。但在此期间应保证所选用的取土场需有效结合公路主线取土场。其二，在公路工程周边的取土场进行取土。沿着公路行进方向，选择易于开采的土坎，尽可能保证取土车辆的进入，也可选择非耕地或经济效益较低的区域执行取土作业。在此之前，需先清理地表30 cm厚度范围内的种植土，并将其运输至指定位置进行统一堆放，完成取土作业后，再将种植土推回至原来区域，做好复耕处理，以保证土地整体种植性能。严格控制取土深度，一般小于1.5 m。

3.5 路面材料设计

为使路基路面应用效果最大程度地发挥，就需做好施工材料的选择、设计工作，以保证选用材料达到所要求标准。实际作业时，应对材料整体的防水性能加以综合考量，并在设计期间，严格规定需遵循的标准与要求。针对设计的防水功能与无缝防水性，均需按照设计要求开展设计施工，有助于路基路面整体弹性的大幅提高，还可增加路面最大承载压力。此外，在选购路面施工材料时，应着重调查其合格率以及各项参数，降低材料质量问题对公路路基路面稳定性的影响。确定材料类型后，需安排专业人员将其运输至施工现场，做好运输路线的设计工作，还应采取可靠的防护措施，当材料抵达现场后，随机取材，送往检验部门检测材料品质。材料混合与铺设期间，均需针对不同环节设置专项监督、审查人员，避免偷工减料不良行为的发生，同时还能通过指导确保施工工序完全按照设计方案执行，以此增强施工质量。

3.6 公路路面设计

开展公路路面设计工作前，对公路交通运行量、道路等级以及路面应用情况进行分析，与此同时，还需全面考量当地综合环境，包括气候情况、水文条件，并注重对施工材料分布情况的观测，结合以往设计、建设作业总结得到的经验，将各项分析结果作为依据，最终完成路面施工设计方案的制定，确保设计方案符合当地条件，并便于后期养护工作的开展。

本工程所设计的路面面层结构为组合形式，依托于实际情况以及前期勘测所得各项参数，确定最终的面层级配类型。遵循公路工程设计与建设实际要求，制定出相应的路面面层设计方案：上面层结构为AC-13C型细粒式沥青混凝土，上层粗集料选用的是具有较高强度的抗滑石料安山岩，而细集料则为石灰岩机制砂，这种配料的使用可满足本公路工程所要求的所有性能；下面层结构设计为AC-20C型中粒式沥青混凝土，选用的集料均为石灰岩。

完成路面施工材料选择工作后，需合理确定基层。对本工程材料供应主要特点进行分析，由于基地土较为密实，但地表水、地下水会对基层造成较大影响，因此，具体设计时，先采取拦截、引排等措施将存在积水尽数排出，再使用不易风化片石、块石完成基层的设计与施工，这是因为这类材料具有较强的透水、渗水性，可保证路面整体稳定。

选择路面底基层时，需保证其满足相关技术标准，本公路工程选用的是稳定土类，这是由于设计路段的土质为低液限粉土、低液限黏土，因此，实际施工时，该结构部分区域设计成石灰土结构。确定结构厚度时，设计人员通过计算当量轴次来实现，所得到的计算结果与实际差值较小，可保证不同路段的施工不会对各结构厚度造成严重影响。

3.7 公路排水设计

公路排水设计分为两项工程即路面排水设计工程、路基排水设计工程。

对路基排水进行设计时，需站在工程全局建设角度分析，完成设计规划与布置，尽可能少的占用农田，与此同时，还需对施工现场的水文条件以及气候情况加以全面考量，做好同排灌系统之间的协调性，不得破坏当地生态环境，以规避水土流失、水资源污染问题的发生。本公路工程全程处于丘陵地带，自然坡度较大，对此，实际设计时，需重点考虑自然沟渠结构，以保证路基排水通畅性符合相关标准。

而在设计路面排水工程时，主要考虑内容包括当地降水量、地质因素、地形条件等，明确路面排水性能要求，以此为依据，展开排水工程的设计工作，以增强路面行驶安全性。此外，设计时，工作人员需保证路面建设与运行过程中，路基边坡不会受路面水的冲刷影响，尽可能使用集中排水设施。一般来说，还需在坡脚处设置泄水槽结构以及边沟(如图1所示)，以实现路面积水的有效汇集与排放。