路基工程設計思路探討

高 林

（河北省衡水市公路勘測設計所，河北 衡水 053000）

0 引言

路基的強度與穩定性，取決于土的性質和當地的自然因素，并與填土的高度和施工技術有關。路基是公路工程的重要組成部分，是路面的基礎，它和路面共同承擔著行車作用傳遞來的荷載，沒有堅固、穩定的路基，就沒有穩固的路面。因而保證路基強度和穩定性是保證路面強度和穩定性以及增強公路整體強度的前提，反之，只有穩固的路基，沒有結構合理、密實、穩定的路面也是不行的。理論和試驗及工程實踐證明：技術方面的主要措施是對路基進行必要的碾壓和技術處理，使其達到要求的密實度，路基的強度和穩定性就有了可靠的保證，在這種路基上修筑路面就不會因路基而破壞，然后，對路面的礦料級配、路面的種類等加以比較選擇、精心施工，才能使公路整體強度增加，整體穩定達到設計要求及實現其社會效益。

1 路基強度和穩定性分析

車輛是通過車輪把荷載傳給路面，由路面傳給路基的。如果路基的強度不夠或抗變形能力不足以抵抗這些應力、應變及位移，路面會出現斷裂，路基路面結構會出現沉陷。因此要求路基路面結構整體及各組成部分都具有與行車荷載相適應的承載能力。

在天然地表面建造的道路結構物改變了自然的平衡，在達到新的平衡之前，道路結構物處于暫時的不穩定狀態。新建的路基路面結構在大氣中，經常受到氣候、降雨與濕度變化的影響，結構物的物理、力學性質將隨之改變，處于另外一種不穩定狀態。路基路面的穩定性與以下因素有關：公路沿線的地形、地貌和海拔高度等地理地質條件、氣溫、降水和濕度等氣候條件；地表排水、常水位、有無地表積水和積水時期的長短等水文條件以及土的類別等。

2 路基填土的選擇

填方路基應優先選用級配較好的礫類土、砂類土等粗粒土作為填料，填料最大粒徑應小于150mm。泥炭、淤泥、凍土、強膨脹土、有機土及易溶鹽超過允許含量的土等，不得直接用于填筑路基。冰凍地區的路床及浸水部分的路堤不應直接采用粉質土填筑。液限大于50%、塑性指數大于26的細粒土，不得直接作為路堤填料。浸水路堤應選用滲水性良好的材料填筑。當采用細砂、粉砂作填料時，應考慮振動液化的影響。橋涵臺背和擋土墻墻背應優先選用滲水性良好的填料。在滲水材料缺乏的地區，采用細粒土填筑時，宜用石灰、水泥、粉煤灰等無機結合料進行處治。

本設計填方路基采用土石混合料等填筑，優先采用強度高、粒徑小、透水性良好的材料進行填筑。填筑時分層填筑。透水性較小的土壤填于下層，透水性較好的土壤填于上層，以利于排水和路基分層壓實穩定，以避免出現土壤雜亂填筑所導致的水囊與滑動現象。路基的強度與穩定性，取決于土的性質和當地的自然因素。并與填土的高度和施工技術有關。在填土時應綜合考慮，據《公路路基設計規范》（JTG D30—2004）可知，路基填料最小強度和最大粒徑如表1所示。

表1 路堤填料最小強度要求

對于公路路床填料應均勻、密實，符合表1要求。同時要求路床填料最大粒徑應小于100mm，路床頂面橫坡與路拱橫坡一致。路床加固應根據土質、降水量、地下水類型及埋藏深度、加固材料來源等采取相應加固措施。路床土最小強度和壓實度要求見表2。

表2 路床土最小強度和壓實度要求

3 路基設計的基本要求

設有中央分隔帶的高速公路,路基設計標高應為中央分隔帶的外側邊緣標高。在設置超高加寬路段，則為設置超高加寬前的路基邊緣高度。路基應根據其使用要求和當地的自然條件，并結合施工方案進行設計，既有足夠的強度和穩定性，又要經濟合理。影響路基強度和穩定的地面水和地下水，必須采取攔截或排出路基以外的措施，做好綜合排水設計，形成完整的排水系統。

4 路基邊坡防護

坡面防護，主要是保護路基邊坡表面免受雨水沖刷，減緩溫差及濕度變化的影響，防止和延緩軟弱巖土表面的風化、碎裂、剝蝕演變進程，從而保護路基邊坡的整體穩定性，在一定程度上還可以兼顧路基美化和協調自然環境。邊坡防護設施不承受外力作用，必須要求坡面巖土整體穩定牢固，但護面墻可用于極限穩定邊坡。對于土路堤的坡面鋪砌防護工程，最好待填土沉實或夯實后再施工，并根據填料的性質及分層情況決定防護方式。鋪砌的坡面應預先整平，坑洼處應填平夯實。常用的坡面防護設施有植物防護和工程防護兩大類。

4.1 植物防護

植物防護就是在邊坡上種植草叢或樹木或兩者兼有，以減緩邊坡的水流速度，利用植物根系固著邊坡表層土壤以減輕沖刷，調節邊坡土的濕溫，起到固結和穩定邊坡的作用。植物防護還可以綠化環境，美化路容，易于和周圍景觀協調。它可視為有生命防護，這對于坡高不大，邊坡比較平緩且適合種植的土質邊坡都是應當首先選用的防護設施，其方法有種草、鋪草皮和植樹。土質邊坡防護也可采用拉伸網草皮、固定草種布和網格固定撒種，用土工合成材料進行土質邊坡防護的邊坡坡度宜在1:1.0～1:2.0之間。邊坡防護工程應在穩定的邊坡上設置。在適宜植物生長的土質邊坡上，應優先采用種草、鋪草皮和植樹等植物防護設施。由于本設計路段以粘性土為主，且路堤邊坡為1∶1.5，坡度較緩，因此在本設計中，對于一般路堤，植物防護設施主要采用種草和鋪草皮。

4.2 工程防護

對不適宜植物生長的土質填挖方邊坡或風化嚴重、節理發育的巖石路基邊坡，以及碎（礫）石上的挖方邊坡等，可采用工程防護措施即設置人工構造物防護。工程防護的形式有砂漿抹面、勾縫或噴涂以及石砌護坡或護面墻等。它屬于無機物防護，以石質路塹邊坡為主。本設計工程防護設施主要采用護面墻。

護面墻是采用漿砌片石結構，用于封閉各種軟質巖層和較破碎的挖方邊坡，使之免受大氣影響而修建的墻體，以防止坡面繼續風化。在本設計中，部分路段因挖方邊坡為風化嚴重、節理發育的巖石邊坡，故采用漿砌片石護面墻進行防護。上述路段均采用M7.5漿砌片石護面墻。面墻除自重外，不承受其它荷載，也不承擔墻后的土壓力，因此護面墻所建地段挖方邊坡自身保持穩定。縱向每10m設一條伸縮縫或沉降縫，縫寬3cm，采用瀝青麻絮填塞，深入10~20cm，并每隔2～3m設直徑為10cm的泄水孔。

5 結語

文章結合公路路基設計實踐經驗，對公路中路基設計進行了實例分析，提出路基設計中各個環節的考慮要點及其相關設計思路，可為道路路基設計提供實際參考。

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