城市道路路基设计的方法与要点及实例分析

城市道路路基设计的方法与要点及实例分析

路基是按照道路路线和横断面要求修筑的带状结构物，是路面结构的基础，路基要承受路面结构的自重以及行车、行人与非机动的重量，还需要承受气候变化、地表及地下水位变化所造成的水温影响。路基设计时，必须使路基具有足够的强度、整体稳定性及耐久性。以下结合芜湖市长江南路阐述城市道路路基设计要点。

1、工程概况

长江南路为芜湖市区通往三山区、芜湖长江大桥开发区新区的一条南北向城市主干道，工程南起临江工业园区的华电大道交叉口，北至峨山路交叉口，总长17.87Km。道路红线宽度为60米，设计时速为设计时速：70Km/h，双向8车道。道路主要穿过农田、沟塘路段，存在大量软土路基。

2、路基设计原则

在城市道路工程的路基设计工作中，要确保设计工作符合工程建设规范，就必须按照一定的基础原则开展相关的规划。其一，城市中的道路不仅要确保交通的安全与顺畅，还要考虑到城市的美化以及整体观赏性，这是城市发展中文化进步和市容改进的客观要求，所以在路基的规划布局中就要从基础上保证道路外貌的呈现，能够反映出一座城市的文化风貌和特性品格，要突出特色设计要点，并且要遵守环保这一基本原则，保护好城市的生态环境，让道路的存在使得城市更加美丽，人们出行更加便捷。其二，要确保道路符合城市规划和各区域发展产生的需求，满足城市交通的基本条件，对于路基的强度、厚度等各项指标进行分析与研究，根据城市道路的通行标准来设置相应的指标参数。要充分的利用城市有限的土地资源，尽量避免耗费过多的土地资源，从城市整体布局的大局处着眼，用长远的发展眼光来看待路基设计工作中的各项要求和出现的问题。所以设计人员要切实遵循实用性与科学性的原则。其三，城市道路建设也要遵循当地市场发

展的客观规律，要与当地的经济和社会发展水平相适应，遵循市场化的相关原则，确保交通道路的多元化用途，为其他市政建设留下空间和余地，实现最大化的社会发展效益以及市场经济效益。

3、城市建设道路中路基设计策略分析

3.1、路基基础处理的方案设计

城市基础具有很多软弱地层，在这些地层上建设道路，需要关注路基基础的特性。以软土为例，软土路基的力学性能差，如果没有经过处理或者处理不当，对施工过程以及整个道路的运营阶段都有很大的安全威胁。首先，软土路基的孔隙率高、压缩性强，使得路基基础产生永久性的塑性变形，以及很大的不均匀沉降，很容易造成路面施工及运营过程中的局部塌陷问题;其次，软土路基的流变和触动性大，使得路基结构在车辆荷载，特别是重载车流作用下出现局部破坏和凹凸等问题;最后，软土路基的承载性能差，在施工中很容易失去承载力，对施工人员的安全造成很大的威胁，特别是高路基结构的施工。软弱路基的上述问题，使得设计阶段就应该考虑相应的处置方案，处置方案的制訂需要根据软土路基的分布特点、范围及风险程度进行选择。

3.2、填方路基的设计

当路堤边坡高度H≤10.0m时，其边坡坡率采用1∶1.5;当路堤边坡高度10m

3.3、挖方路基的设计

挖方路堑边坡坡度根据地形、岩土性质、构造发育情况、水文地

质条件、边坡高度等因素，结合工程地质类比法综合设计，其设计原则如下：①坡率：弱风化至微风化层采用1∶0.5～1∶0.75，强风化层1∶0.75～1∶1，全风化岩石、土质及碎石土层则采用1∶1～1∶1.5;②边坡高度一般按10m分级，坡脚碎落台及平台碎落台宽2.0m。直接用作路基填筑的填料，其液限应≤50，塑性指数≤26。填方路基应分层碾压，每层虚方厚度≤30cm。桥涵台背和挡土墙墙背应选用透水性填料，如砂砾、石渣等。

3.4、软土路基的设计

长江南路路线较长，跨越地质条件差异较大，软基处理是设计的重点、难点。（1）沿线对于填土压实度能满足规范要求或地基承载力≥100kPa的土质较好的填筑土路段，对表层清除50cm后即可进行碾压回填;若达不到要求，则进行换填处理。（2）杂填土、素填土的路段，采用原土翻压回填或借土回填，地下水位较高的路段底部加设50cm石渣或开山石垫层;地基为淤泥质粘土、软塑状粉质粘土的路段，采用借土碾压回填，地下水位较高的路段底部加设50cm石渣或开山石垫层。（3）沿线借土换填材料可选用土质较好的砂性土;当使用石屑时，要求过0.075筛孔的质量百分率不大于10%。（4）池塘、河流、沟渠等路段，按设计设置围堰进行排水后施工。围堰采用内装粘土的编织袋填筑而成，围堰顶面应比施工期间可能出现的最高水位高70cm，堰顶宽为1m，堰外边坡为1∶0.5;堰内边坡为1∶0.2;坡脚与基坑边缘距离应据池塘土质和基坑深度而定，且不得小于1m。（5）回填的土层采用机械振动碾压法碾压，压实度须达到95%以上（重型击实标准），当为桥头或涵底路段时，可结合重锤夯实法进行处理。

（2）土路床预压及补充碾压：

路基处理完毕后，为完成施工期沉降、减小工后沉降，设计要求对于软基处理段（陆地片石处理、沟塘片石处理、水泥搅拌桩）进行堆载预压：

①、基准期及容许工后沉降

基准期采用柔性路面，设计使用年限15年，即从开放交通之日

起至路面设计使用年限末所发生的总沉降视为工后沉降。其容许值对于一般路段取30 cm，涵洞处取20cm，桥台与路堤相邻处取10cm。

②、加载速率

为了确保路堤填土的安全，防止地基失稳，加载填土的施工速率应由施工单位根据地质条件和地基强度增长情况，以及观测路堤坡变形，分析地基土的塑性变形产生失稳的状态等综合考虑确定。设计采用的平均速率：水泥搅拌桩处理路段及填高小于4m的路段取15cm/d，同时考虑每月填土高度小于等于1m，施工中可根据路堤稳定观测的结果予以适当调整。

③、预压期

软基路段预压期采用180天。

④、预压高度

软基路段的预压方式为等载预压，预压高度=路面设计高度+预压期沉降量+20cm（路面结构层荷载换算为压实后的土柱高度时增加的土柱高度）。

预压期沉降量当填筑高度≤1.8m按10cm控制，填筑高度每增加0.5m，预压期沉降量按10cm递增控制。

若因工期要求，不能进行堆载预压，设计要求在软基处理段（陆地片石处理、沟塘片石处理、水泥搅拌桩）的机动车道范围采用冲击式压实机进行路床顶面补充碾压。碾压方法为横向错轮碾压（路基横断面两侧边缘约0.5m部分不压），碾压遍数不小于5遍，并注意做好碾压前后的沉降量记录。冲击式压实机碾压结束后，需用重型钢轮压路机将表面不平整的地方压平，继续观察沉降，待沉降稳定后，再进行下步施工。施工时可先选取100m长的试验路段施工，试验段施工过程中，应通知设计人员到场查看冲压效果，以作必要的调整。

（3）施工观测

施工观测是控制路堤稳定的有效方法，是验证设计的重要手段;同时观测的沉降量也是计量支付的依据、推算路面铺筑时间一的基础资料。施工观测项目包括沉降观测和稳定观测两项。建议观测工作由