三级公路路面设计要点及施工技术研究

高虹虹

（晋中市新奥交通设计所有限公司,山西 晋中 030600）

0 引言

三级公路是连接城乡和农村地区的重要道路。随着我国社会经济的快速发展，三级公路建设越来越受到重视，其路面设计与施工技术的质量，直接关系到公路的可靠性和使用寿命。通过对三级公路路面设计与施工技术的深入研究，可为三级公路路面设计与施工提供科学依据，促进我国公路网络的发展和建设。因此，对三级公路路面设计与施工技术的研究和探讨具有重要意义。

1 三级公路概述

1.1 三级公路概念

公路等级按照功能型等级划分，我国将公路划分为5个等级，即为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路及四级公路。其中三级公路是指连接县城和乡镇之间、城乡接合部和农村地区的公路。三级公路在我国公路网中占据重要地位，是连接城乡的“毛细血管”，对促进农村经济的发展、促进城乡交流和改善农村居民的生产生活条件具有重要意义。

1.2 三级公路建设的重要性

三级公路是连接城乡的基础设施之一，对促进农村经济的发展、促进城乡交流、改善农村居民的生产生活条件具有重要意义。一是促进农村经济发展。三级公路的建设有助于改善农村交通条件，缩短城乡间的距离，提高农产品的流通效率，促进农村经济的发展。农村经济是我国经济发展的重要组成部分，三级公路建设可推动农村经济快速发展，提高农民的生产和生活水平。二是改善农村居民生产生活条件。三级公路的建设可改善农村居民的出行条件，方便前往城市和周边地区就医、上学和购物等。此外，三级公路建设还可方便农村居民进行农业生产、运输和销售等活动，提高他们的经济水平。三是促进城乡交流和互动。三级公路的建设可缩短城乡间距离，增强城乡之间的联系和交流，有助于城乡经济的互动和协调。同时，三级公路的建设能方便城市居民到乡村游览、休闲和度假，促进城市和农村之间的文化交流和旅游业的发展，加强城乡之间的相互了解和沟通。

2 三级公路路面设计原则及要点

2.1 三级公路路面设计原则

三级公路路面设计应以安全、经济、耐久、环保和适用为基本原则，以满足道路使用需求，提高道路的使用寿命，减少维修和更新成本，尽可能减少对环境的影响[1]。

一是安全性原则。三级公路路面设计的基本原则是以安全性为核心，综合考虑路面的承载力、稳定性、交通安全性和长期使用性等因素，采用合适的设计标准和参数，确保道路在正常使用条件下具有足够的安全性，能够保障车辆和行人的安全。二是耐久性原则。在具体实施过程中，需根据不同地区的气候、交通量和使用条件等因素，采用合理的设计和施工技术，确保路面耐久性和抗老化能力，减少后期维修和更新的频率和费用。三是经济性原则。在三级公路路面设计中，除满足安全性、舒适性和使用寿命等基本要求外，还需兼顾经济性。在保证道路正常使用的前提下，尽可能减少投资和运营成本，从而实现设计的经济效益和社会效益最大化。四是环保原则。在当前环保意识日益提高的背景下，在三级公路路面设计中，应尽可能采取环保措施，如选用环保材料和优化设计方案等，减少对自然环境的负面影响。五是适用性原则。在道路路面设计时，需根据不同路段的特点和使用需求确定适合的路面结构和材料，确保道路的正常使用。例如，对于车流量较大的路段，选择具有较高强度和耐磨损性能的路面材料，如沥青混凝土路面。对于车流量较小的路段，则可选择使用较为经济实用的路面材料，如水泥混凝土路面或碎石路面。

2.2 三级公路路面设计要点

三级公路路面设计要点包括路面结构、路面材料和路面排水等多个方面。

2.2.1 选择适当的路面结构

三级公路路面设计需综合考虑道路的使用状况、交通流量、气候条件以及材料的可获得性等多种因素。除需承载重载货车等交通工具的区域，较多地采用水泥混凝土路面结构外，通常三级公路路面采用沥青混凝土路面结构，其由面层、基层和垫层等组成。面层作为路面最上层结构，给道路提供平整、耐久和舒适的行车表面，厚度一般为5~10 cm。同时，面层直接承受行车荷载及外界环境因素影响，因此需具有良好的平整度、抗滑性、耐久性、抗老化能力以及防水性。基层包括上基层和底基层，其厚度一般约40 cm左右，主要作用是分散荷载，将面层承受的荷载转移至地基，并提供平整的路面基础。因此，基层应具有足够的强度、刚度及平整度，同时为避免基层遭受雨水侵蚀，应具备良好的排水性能[2]。垫层位于基层与路基之间，厚度一般为10~20 cm，其主要作用是平衡基层和面层之间的变形，减少应力集中，增强路面结构的承载能力和稳定性。为承受车辆荷载并平衡基层和面层之间的应力，垫层应具有较好的稳定性、较高的强度和较好的耐久性。

2.2.2 选择合适的路面材料

路面材料是指用于路面构筑的材料，包括沥青混凝土、水泥混凝土和碎石等。对于三级公路路面的材料选择，应根据路段的使用情况和地理条件等，综合考虑路面材料的强度、耐久性和耐寒性等因素，选择合适的路面材料，以确保道路的使用寿命和安全性[3]。此外，路面材料选择还应考虑其可持续性和环保性，尽可能选用环保、可循环再利用的材料。

2.2.3 路面排水设计

路面排水是三级公路路面设计中的重要内容，直接关系到道路使用的安全和顺畅。为保证路面排水系统的正常使用，设计时需综合考虑道路地形和气候条件等因素，确保排水设施畅通和有效，延长道路的使用寿命。路面排水分为表层排水和结构内部排水两种类型，因此路面排水设计时，应分两方面进行考虑。

路面表层排水包括路面表层的排水系统和排水设施。在设计表层排水方案时，需考虑路面纵向和横向坡度、横向坡度的长度、交叉口和桥梁等路面特殊部位的排水问题。通常，横向坡度的长度应当不小于路面宽度的1/6，以保证表层排水的畅通。路面结构内部排水包括路面结构内部的排水系统和排水设施，主要用于排出路面内部积水。结构内部排水设计需考虑路面结构层数、各层之间的结合性能、路面结构厚度和路面结构渗透系数等因素。在结构内部排水设计方案中，一般采用加设排水层或通过改变路面结构设计来解决排水问题[4]。

3 三级公路路面施工现状及解决措施

3.1 施工工艺不规范

在三级公路路面施工中，施工工艺不规范是导致路面质量不佳的主要原因之一。在施工过程中，若施工人员操作不当或工艺不规范，会导致路面结构不稳定，出现开裂、龟裂和坑洼等问题。此外，施工工艺不规范还会影响路面的密实度和平整度，进而影响路面的使用寿命。为解决施工工艺不规范问题，施工人员应严格按照设计要求和施工规范进行操作。在施工前，认真检查施工设备和材料，确保其符合规范要求。在施工过程中，注意保持施工速度稳定，避免过快或过慢，进而导致路面结构不稳定。此外，还需根据实际情况对施工工艺进行调整，确保路面施工质量达到标准要求。

3.2 路面厚度不足

三级公路路面厚度不足将导致路面寿命短和易损坏。若路面厚度不足，会导致路面抗压能力不足，进而出现路面坑洼和龟裂等问题。此外，路面厚度不足还会影响路面的排水能力和稳定性，给道路使用带来不必要的风险。为解决路面厚度不足问题，需在设计阶段充分考虑，确定合理的路面厚度。在施工阶段，对路面厚度进行严格监控和控制，确保施工质量符合规范要求。此外，需在施工前对基础进行充分加固，提高路面承载能力，避免因路面厚度不足而导致的问题。

3.3 路面平整度不佳

路面平整度是保证行车舒适性和行车安全的重要因素，但在施工过程中，常出现路面平整度不佳问题。这可能是由施工工艺不规范、压实不足和材料质量差等原因导致的。为解决该问题，需从源头把控施工质量。在施工前，制定合适的施工方案和施工工艺，明确每道工序的要求和标准。在施工过程中，采用适当的设备和工艺进行压实，确保路面平整度达到设计要求。同时，在施工场进行质量监控和验收，发现问题及时整改，避免出现质量问题。

3.4 施工材料不合格

施工材料不合格也是三级公路路面常见问题之一，其也是导致路面质量不达标的主要原因之一。因此，在施工过程中，需对材料进行严格检验，确保其质量符合要求。对于出现材料不合格的情况，及时采取措施进行处理，以保证施工质量。

4 三级公路路面施工技术研究

三级公路路面施工技术是保证路面质量和使用寿命的重要因素。论文以某三级公路路面施工为例，围绕三级公路路面的施工技术和质量控制等方面展开研究。

4.1 工程概况

某县三级公路，起点为某县城，终点为连接该县城和周边乡镇的一个集散地，全长约100 km，道路主要为单向两车道，路基宽度为15 m，设计车速为60 km/h。该道路穿过山区和平原，地形复杂，其中山区路段海拔高差较大，道路纵坡较陡。该三级公路路面结构如图1所示。

图1 某三级公路路面结构示意图（cm）

4.2 基层施工

该三级公路基层包括底基层和基层，总厚度40 cm。其主要施工步骤包括混合料拌合生产、运输、摊铺、碾压和养生[5]。在基层施工中，需使用适当的设备和工艺进行压实，确保基层密实度和强度符合设计要求。其中底基层压实度不小于95%以上，7 d无侧限抗压强度不小于2.0 MPa。基层压实度不小于97%，7 d无侧限抗压强度不小于3.0 MPa。同时，在基层施工过程中，需保证上、下基层间的粘结性，以保证整个路面结构的稳定性。水泥稳定碎石施工工艺具体如图2所示。

图2 水泥稳定碎石基层施工工艺流程

4.3 面层施工

该三级公路沥青路面面层包括上、下面层，分别为4 cm细粒式沥青混凝土和6 cm中粒式沥青混凝土。沥青混凝土面层施工包括沥青混合料的生产、运输、摊铺、碾压及养护等。在面层施工过程中，需注意沥青混合料搅拌、摊铺温度、碾压遍数和施工厚度，以保证路面的耐久性和使用寿命。

4.4 透层、黏层施工

在三级公路沥青路面施工中，透层和黏层是路面结构中不可或缺的部分，具有增强路面结构稳定性和耐久性的重要作用。透层和黏层一般采用乳化沥青材料。在进行透层和黏层施工前，需对乳化沥青材料进行配置及质量检测，确保满足质量要求，同时对喷洒面进行清洁和检查，确保表面平整、无明显裂缝和油污等污染物。施工时，做到喷洒均匀，避免出现喷洒不均匀或漏喷现象。喷洒后，及时进行压实，确保其与喷洒层的紧密黏结和稳定性

5 结语

综上所述，三级公路作为连接城乡的基础设施之一，其路面设计与施工技术对公路的安全性、舒适性和耐久性具有重要影响。随着我国公路网络不断完善，三级公路建设将面临更严峻的挑战。因此，相关建设者需要不断加强对三级公路路面设计与施工技术的研究和探讨，不断提高路面质量和使用寿命，推动我国公路网络的发展和建设。基于此，论文对三级公路路面设计要点及施工技术展开研究，并提出相关建议，对推动我国三级公路高质量建设具有重要意义。