一级公路路基路面设计实例探析

一级公路路基路面设计实例探析（盐城市交通规划设计院，江苏盐城224001 ）摘要：路基路面是一级公路设计的重要组成部分，路基路面设计的优劣直接关系着一级公路的质量，因此，路基路面的设计问题势必成为我们公路设计的重点。

本文笔者将结合具体的一级公路设计实例简要探讨路基路面设计的要点，希望能对类似工程起到借鉴作用。

关键词：路基路面；一级公路；公路设计；路面设计1.引言随着我国经济的发展，一级公路建设工程不断增多。

一级公路是以城市为中心，不断向着农村和山区发展。

目前我国的一级公路工程实现了跨越式发展，无论是从施工材料、施工要求、施工条件还是施工技术都发生了翻天覆地的改变，在设计、建设、施工等方面取得了巨大的进步，同时，最前沿的勘查技术、测量方法也为公路路基路面的设计提供了可靠保证和技术资料。

为了保证一级公路的高速发展，路基路面的设计显得尤为重要，路面路基设计是我国现阶段公共交通保持持续稳定发展需要解决的关键问题。

1.工程概况本工程为某一级公路，沥青混凝土路面设计年限15年，水泥混凝土路面设计基准期为30年，交通量年平均增长5%，车道系数η=0.45，该路段处于中国公路自然区划IV2区，路面宽度设计为B=18m，行车道为四车道2×7.5m。

全境为平原地貌，西北部和东南部高，中部和东北部低洼，大部分地区海拔不足5米，最大相对高度不足8米。

分为3个平原区：黄淮平原区、里下河平原区和滨海平原区。

黄淮平原区位于苏北灌溉总渠以北，其地势大致以废黄河为中轴，向东北、东南逐步低落。

废黄河海拔最高处达8.5米，东南侧的射阳河沿岸最低处仅1米左右。

里下河平原区位于苏北灌溉总渠以南，串场河以西，属里下河平原的一部分，总面积4000多平方公里，该平原区四周高、中间低，海拔最低处仅0.7米。

滨海平原区位于灌溉总渠以南，串场河以东，总面积为7000多平方公里，约占全市总面积的一半，该平原区大致从东南向西北缓缓倾斜。

东台境内地势较高，一般海拔为约4米-5米间，向北逐渐低落，到射阳河处为1米-1.5米。

表1 在最不利季节调查的双向四车道平均日交通量2.路基设计2.1路基的类型与构造路基是在天然地表面按照道路的设计线形(位置)和设计横断面(几何尺寸)的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。

根据填挖情况可分为路堑、路堤和半填半挖等类型。

路基是铺路前对地表进行碾压处理而成，起承托路面的作用。

为避免车行路面出现开裂等问题，要求碾实路基，达到一定的压实系数，通常为0.93。

单纯的人行路下只需素土夯实，无须做碾实的路基。

当路基设计标高比天然地面标高高时，这种情况下需要进行填筑，这种需要进行填筑的形式称为路堤；由于需要填筑的高度不近相同，可以将其划分为三个等级，将填土高德路堤称为高路堤，填土低的路堤称为爱路堤，位于两者中间的称为一般路堤，同时，需要在路堤的两侧设置边沟，当外侧没有足够多的空间进行放坡时，这是可以在合理的位置设置挡土墙，用挡土墙来平衡来自路基的水土压力和路面上的车辆荷载。

为了防止坡面被雨水冲刷，对于高路需要进行坡面加固处理，保证坡面符合安全使用年限。

当路基的设计标高比天然地面的标高低时，这时需要对其进行挖方处理，一般将这种路基形式称为路堑。

对于这种路基形式，当对其进行放坡处理时，需要在边坡低端设置排水沟，以便水能更好的排出，同时，需要在坡顶设计截水沟，这样可以更好的防止雨水冲刷坡面，对坡面产生影响。

半挖半填路基同时具备路堤和路堑的特点，上述情况对于半挖半填路基来说需要同时满足。

2.2 路基设计的一般要求路基应根据其使用要求和当地自然条件（包括地质条件、水文条件和材料的供应情况等）并结合施工方案进行设计，既应有足够的强度和稳定性，又要在其基础上做到经济合理；影响路基强度和稳定性的因素很多，其中地面水和地下水又是重中之重，因此，必须采取拦截或者排出路基以外的措施，并结合路面排水，做好综合排水设计，形成完整稳定的排水系统；秀足路基取土和弃土时，应符合环保的要求，将取土坑、弃土堆加以处理，减少弃土侵占耕地，防止水土流失和淤塞河道；通过特殊地质、水文条件地带的路基，应根据调查情况，具体问题具体对待，并结合当地的实践经验，进行特别设计。

2.3 路基土方的开挖与填筑土方开挖：开挖前先作好排水设施，保证土石方工程排水顺畅；挖土应由边到中，分层循序进行。

当开挖至接近路基设计顶面时，应根据土质情况注意预留碾压沉落高度，其数值可通过试验确定；路基的尺寸和高程必须符合图纸要求，不得超挖，同时应根据施工需要增加工作面宽度；整个施工期间，始终对所有挖方和路堤的工程边坡、路拱和排水沟进行修筑，并予以养护来保证满足排水的要求。

土方填筑：填方材料使用现场内开挖的材料，并保证其在规定的含水量状态下能被压实到设计规定的密实度；填筑前要对路基、台背等进行基底清理，保证施工场地能按设计要求进行平整压实；填土路基必须根据设计断面分层填筑压实，其分层填筑厚度必须与压实机具相适应，一般每层松土填土厚度不应超过30cm；路基填筑压实宽度不得小于设计宽度，以便最后削坡，严禁贴坡；碾压时，应遵循先轻后重、先稳后振、先慢后快、先边后中、先高后低以及轮迹要叠的原则；每层填筑时，保证填方材料在路堤全宽很好成形。

出现不规则或凹陷表面时，采用挖松。

3. 路面的结构设计3..1 路面结构设计的组成路面的结构主要由面层、垫层、基层、底基层组成。

面层是路面的最表层，其直接承受来自车轮荷载的反复作用和自然环境的影响，包括雨水的冲刷、阳光的照射、风的腐蚀等等。

其可由一至三层组成。

其，每一层的选取需要根据所建公路的等级、本地区的自然条件，以及本层的特点等来选取。

基层一般设置在面层下面，并与面层一起将车轮荷载的反复作用传布到底基层、垫层、土基，起主要作用的层次。

基层的材料强度需要满足一定的要求；底基层设置在基层之下，并与面层、基层一起承受车轮荷载的反复作用，起次要承重作用的层次。

底基层材料强度的强度指标要求比基层材料的强度指标要求偏低。

基层、底基层视公路等级或交通量的要求可设置为一层或者两层，当基层或者底基层较厚需要分为两层施工时，可以分别称其为上基层、下基层，或者上底基层、下底基层、垫层一般设置在底基层的下面，土基的上面，它的主要作用主要表现为排水、隔水、防冻、防污等等，同时，它将底基层的荷载再传给土基。

3.2 路面类型的选取沥青路面按其强度构成原则分为嵌挤锁结式和级配密实式两类。

嵌锁式沥青路面用沥青表面处治、沥青贯人式和沥青碎石铺筑，属于次高级路面。

密实式沥青路面采用各类沥青混凝土，沥青玛蹄脂碎石等铺筑，其密实度大、孔隙小，是强度和稳定性最高的沥青路面，属高级路面。

沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。

这种路面与砂石路面相比，其和强度稳定性都大大提高。

与水泥混凝土路面相比，沥青路面表面平整无接缝，行车振动小，噪音低，开放交通快，养护简便，适宜于路面分期修建，是我国路面的重要结构形式。

沥青路面的缺点是温度敏感性较高。

夏季强度下降，若控制不好会使路面发软泛油或推移剪裂破坏乳化沥青。

低温时沥青材料变脆可能引起路面开裂。

从路面质量比较：沥青路面平整，驾驶舒适性高；水泥路面的平整性相对差，但采用现代水泥路面摊铺设备施工，可以保证较高的水泥路面平整度，也能铺筑高质量路面的高速公路。

从路面寿命比较：沥青路面有老化、耐水性差的缺点，设计寿命15年；水泥路面设计寿命30年。

我国目前两种路面的设计寿命均难实现，一两年内就需要开始维修的状况非常普遍，与建造质量不高和超重现象普遍有关。

对于重载交通、坡度较大的公路，水泥路面的优势比较明显。

从道路维修比较：沥青路面维修方便，维修完成后，可马上开放交通；混凝土路面维修比较麻烦，不能马上开放交通。

从造价比较：现在，石油价格居高不下，对于高等级公路（II级以上），两种路面造价差别不大。

但从造价/寿命比（寿命成本），水泥路面占优势，但在中国‘寿命成本’目前还没有用于设计决策。

目前状况：高等级公路以沥青路面为主，约占九成。

在中国，低等级公路以水泥路面为主，这与中国水泥产量高、当地水泥资源丰富、水泥价格低有较大关系。

就本公路工程而言，一方面由于沥青路面的缺陷性，其会使得本地区的土地、地下水污染严重，同时其造价较高，如果采用水泥路面不仅能促进当地经济的发展，解决当地人们的就业问题，同时也提升当地水泥的质量和知名度，所以该工程选择修建水泥路面。

结合本公路工程路面设计的实践，笔者总结出本公路工程水泥砼路面结构图，如图1所示。

图1 水泥砼路面结构图4.结语从公路后期投入使用的运营情况来看，随着交通量的日益增加，路基路面设计显得相当重要，路面路基设计是我国现阶段公共交通保持持续稳定发展需要解决的关键环节。

在公路设计中，路基路面的设计占据着举足轻重的地位。

本文介绍了路基的类型，路面结构设计的组成，系统地探讨了路面类型的选取问题，同时介绍了路面设计的技术要点，旨在为同类工程起到借鉴作用。

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