结合实例分析公路路基设计要点及注意问题

结合实例分析公路路基设计要点及注意问题

结合实例分析公路路基设计要点及注意问题

摘要：近年来，公路路基病害经常发生，已经成为人们日益关注的焦点。文章结合笔者在某公路建设项目路基设计实践与经验，着重针对公路路基设计过程中的相关要点进行了分析，提出了路基设计中应注意问题，旨在提升公路设计人员的设计水平及保证路基的设计质量和使用安全。

关键词：路基设计；防护设计；路基处理

目前，在公路工程建设过程中，经常会出现各种各样的问题。譬如，对于不同级别要求的公路，必然会在某段路段中出现软土地基，这就需要对该路段进行特别设计与施工，加固出现的软土地基，以保证该路段在使用过程中不会发生破坏，能够满足日常交通的需要。此外，在现代的交通中，车辆的速度正在不断的提高，发生交通事故的概率也在不断的攀升，因此做好公路路基设计、防护设计以及处理好特殊路基和软基路段等工作对于减少交通事故，降低交通事故发生率有很大的帮助。下面结合工程实践，就公路路基设计中相关要点进行论述。

一、工程概况

某一级公路，采用双向四车道，设计速度采用80km/h，路基宽度采用21.5m，其中硬化土路肩0.4m、路缘石0.1m，硬路肩2.0m、行车道2×3.75m、中间带宽1.5m，其中左侧路缘带0.5m，中央分隔带宽0.5m，采用混凝土护栏。

二、公路路基设计

（1）路基的设计原则

对于公路路基设计原则应当根据沿线地形、地貌、地质、水文、气象等自然条件，贯彻因地制宜、就地取材的原则，设计完善的排水设施和防护工程，采取经济有效的病害防治措施。

（2）路基标准横断面

通过结合《公路工程技术标准》的规定，本项目采用双向四车道

一级公路标准，设计速度为80km/h，路基宽度为21.5m，行车道宽

4×3.75m。路基中心设0.5m分隔带，分隔带两侧为0.5m路缘带，分隔带采用混凝土护栏。其中土路肩横坡为3.0%。

（3）路基设计标高

路基高度的设计，使路肩边缘高出路基两侧地面积水高度，同时要考虑地下水、毛细水和冰冻的作用，不致影响路基的强度和稳定性。同时路基高度还受到旧路高程、路线交叉、桥涵等构造物高度要求的限制。除满足以上要求外，路基高度还应该尽可能满足路基压实度要求的最小高度的要求。本项目路基的设计压实度及填料的最小强度（CBR）值要求如表1所示。

表1 公路路基压实度及其填料设计要求

填挖类型路面底面及其深度范围压实度（%）填料最小强度（CBR）（%）

零填及挖方路基上路床 0～30cm ≥96 8

下路床 30～80cm ≥96 5

上路堤 80～150cm ≥94 4

下路堤>150cm ≥93 3

（4）路基各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值

路面设计采用标准轴载为双轮组单轴100kN（BZZ-100），设计年限内一个车道上累计当量轴次269.6万次。设计基准期：沥青混凝土路面为15年。路基各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值采取上面层弯沉值≤30.3mm；下面层弯沉值≤33.1mm；基层弯沉值≤41.5mm；底基层弯沉值≤95.6mm；土基弯沉值≤291.1mm。

三、路基防护设计

边坡防护以边坡设计坡率为依据，本着稳定、方便施工、经济、美观的基本原则，在满足路基边坡稳定的前提下，路基防护应充分考虑环保和景观的要求，以植物防护为主、工程防护为辅进行设计。

（1）一般填方路堤边坡防护

边坡坡率：当路堤边坡高度H≤12.0 m时，其边坡坡率采用1：1.5；当路堤边坡高度12.0 m

（2）一般挖方路堑边坡防护

边坡坡率：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：弱风化至微风化层采用1：0.5～1：0.75，强化风层1：0.75～1：1，全风化岩土、土质及碎石土层则采用1：1～1：1.5。当挖方深度大于8m时，设计采用多级边坡形式，一般每8m设一级边坡，每级边坡之间设2m宽平台，以2%坡度外倾，便于施工、排水、养护等，同时边坡平台设计了0.3×0.3m浆砌片石排水沟，与边坡防护工程的急流槽形成良好的排水系统。

四、特殊路基处理

特殊路基主要为填方高度>20m的高填方路堤，挖方高度>30m的路堑边坡及地质条件复杂的路堑边坡，路堤基底湿软或软土地基处理。

（1）高填方段路基处理原则

结合本段的路堤基底及填料情况，路基填土高度按20m左右控制，路堤上部8.0 m高范围内边坡坡率采用1：1.5，下部12m采用1：1.75台阶状边坡，每级间设2.0 m宽平台，边坡采用M7.5浆砌片石衬砌拱防护。特殊地质路段路基需做专项设计。

（2）深挖方段路基处理原则

本段最大挖方边坡高度控制在30m左右，根据本段边坡地质条件，深挖路堑坡型高度按8m分级，每级间设一道宽2m平台，边坡率根据规范边坡坡度表及山区高速公路施工经验确定，土质、碎石及全风化岩石边坡应进行稳定性验算。

五、软基处理设计

线地质条件主要为第四系冲洪积层，根据其组成成份、物理力学性质及其埋深差异可分为淤泥～淤泥质土、粉质粘土、中粗砂等亚层。其中淤泥～淤泥质土亚层以流动～流塑的淤泥为主，厚约10～15m。软基处理范围包括桥头、涵洞、挡墙及路基，处理对象以淤泥、淤泥质土、淤泥质砂为主，兼顾低密度人工填土层、种植土、杂填土等。

（1）软基处理技术要求

①公路路床交工面回弹模量E≥30Mpa，一般路段及管线基础地

基承载力不小于120KPa，挡土墙和涵洞基础地基承载力不小于

140KPa。

②公路设计荷载等级为：公路-Ⅰ级。

③一般路基和管线基础，其工后沉降不超过0.2m；涵洞、箱形通道及与它们相邻20m范围内的路基，其工后沉降不超过0.15m；与桥台相邻30m范围内的路基工后沉降不超过0.1m。沉降差异的容许纵坡差小于0.5%。

（2）软基处理设计方案

具体方案的提出结合公路、桥梁、排水涵洞的平面布置，从技术、经济和施工进度等方面综合考虑，本着“安全可靠，经济合理，施工方便”的设计指导思想，提出相应的处理方案。

①表层软弱土主要采用换填碎石、抛石挤淤、清淤换填素土等处理方法处理，根据软弱土厚度决定处理的深度。

②深层软弱土主要采用深层水泥搅拌桩处理，初步设计桩长15m；如详细公路地质勘察揭露存在淤泥层厚度超过15m，则改用其他桩型进行软基处理如：碎石桩或塑料套管混凝土桩等。局部位置如高压线塔下或高架桥下软土路基处理改用高压旋喷桩处理。

③为减少半填半挖路基的不均匀沉降，在半填半挖处对挖方区路床0.8m范围内土体进行超挖回填碾压，并在路床范围内沿路线横断面方向铺设二层单向土工格栅。为减少填挖交界路基的不均匀沉降，在交界处以下沿纵断面方向的土体进行超挖回填碾压，超挖长度为10m（短边），在路床范围内沿路线纵断面方向铺设二层单向土工格栅。填挖交界及半填半挖路段，在铺设土工格栅前使用冲击压实机具碾压。

六、结语

总之，公路路基的质量好差直接影响到人们的生命安全及财产的损失。因此，在公路设计过程中，应充分地引起重视。公路路基设计不仅要从施工地的实际出发，符合环境保护的要求，而且必须将安全理念贯穿于公路路基设计的始终。只有通过不断提高公路路基设计的科学性和合理性，采用先进的地基处理技术，减少路基开挖对环境的破坏程度，从中提升路基的总体质量，保证人们出行的人身安全。