關(guān)于公路路基路面設(shè)計(jì)實(shí)踐的研究

孫中才，左順磊，魏鳳娟

（襄陽(yáng)市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，湖北 襄陽(yáng) 441000）

關(guān)于公路路基路面設(shè)計(jì)實(shí)踐的研究

孫中才，左順磊，魏鳳娟

（襄陽(yáng)市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，湖北 襄陽(yáng) 441000）

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，公路建設(shè)獲得了廣泛重視。近幾年的公路工程數(shù)量不斷增多，在客觀上增加了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，促使交通更加便利，對(duì)社會(huì)穩(wěn)定產(chǎn)生了較大的積極作用。公路路基及路面設(shè)計(jì)中，因結(jié)合區(qū)域的特殊地質(zhì)條件，選擇合理的設(shè)計(jì)方案，從而多方面提高了公路的穩(wěn)定性和服務(wù)年限，提高了公路設(shè)計(jì)水平。

公路；路基；路面；設(shè)計(jì)

0　引　言

公路工程是國(guó)家的基礎(chǔ)建設(shè)工程，其在很多方面都將直接影響到經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定和社會(huì)穩(wěn)定，而路基、路面設(shè)計(jì)是公路工程的最基礎(chǔ)部分，這兩方面的設(shè)計(jì)工作必須符合實(shí)際的情況，不能過(guò)分追求工作指標(biāo)上的提升。值得注意的是，有很多公路工程的路基、路面設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)天氣、突發(fā)事件的考慮不足，導(dǎo)致公路工程設(shè)計(jì)陷入了惡性循環(huán)，這需要在今后的工作中引起高度的注意。在此，本文主要對(duì)公路路基及路面設(shè)計(jì)展開(kāi)討論。

1　工程概況

襄陽(yáng)市南漳縣城至冷坡埡公路采用雙向兩車(chē)道二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度為40 km/h，采用整體式路基。行車(chē)道和硬路肩采用2%的路拱橫坡，土路肩橫坡一般為4%。路線中心線為平面設(shè)計(jì)線，超高采用繞路線中心線旋轉(zhuǎn)的方式。山區(qū)公路中在我國(guó)的分布是比較普遍的，從該工程的概況來(lái)分析，工程代表性較強(qiáng)。

2　路基、路面排水設(shè)計(jì)

公路工程在建設(shè)過(guò)程中，排水工作將對(duì)質(zhì)量、施工效率造成最直接的影響，尤其是在我國(guó)的一些雨水豐沛地區(qū)，在雨季來(lái)臨時(shí)，將會(huì)對(duì)工程造成極大的威脅[1]。路基、路面排水設(shè)計(jì)，必須要結(jié)合地區(qū)的實(shí)際情況，根據(jù)工程本身的建設(shè)目標(biāo)和施工特點(diǎn)，合理的設(shè)計(jì)出良好的排水方案，減少水害的發(fā)生。

（1）路基排水設(shè)計(jì)

路基是公路工程的基礎(chǔ)部分，其排水設(shè)計(jì)的原則包括以下幾點(diǎn)：第一，路基排水系統(tǒng)必須要健全。從客觀的角度來(lái)分析，路基排水系統(tǒng)必須包括邊溝、截水溝、排水溝、急流槽等等，要考慮到長(zhǎng)期的降雨影響和大范圍短期的暴雨影響等。第二，路基的排水設(shè)計(jì)當(dāng)中，要形成一個(gè)良性運(yùn)作的體系。以往的很多路基排水設(shè)計(jì)雖然在指標(biāo)上突出，但對(duì)周邊環(huán)境造成了極大的影響，這是現(xiàn)階段非常不提倡的。路基排水的設(shè)計(jì)，必須保持與農(nóng)田灌溉、水塘、魚(yú)池的協(xié)調(diào)。第三，路基排水設(shè)計(jì)要考慮到眾多因素的影響，包括地區(qū)的水文特點(diǎn)、暴雨強(qiáng)度、地表水滯留系數(shù)等等，這些數(shù)據(jù)既要參照以往的標(biāo)準(zhǔn)，也要結(jié)合當(dāng)下的情況來(lái)完成[2]。

本文認(rèn)為，案例工程在全國(guó)范圍內(nèi)具有較強(qiáng)的代表性，路基排水設(shè)計(jì)應(yīng)從以下工作出發(fā)：首先，在邊溝的處理當(dāng)中，選擇0.5 m×0.5 m的標(biāo)準(zhǔn)矩形來(lái)設(shè)定，利用M7.5漿砌片石進(jìn)行加固處理，見(jiàn)圖1。其次，在邊溝的溝底設(shè)計(jì)當(dāng)中，建議保持縱坡與路線縱坡的相同，但總體上不能小于0.3%，以此來(lái)確保排水的效果。第三，路基排水設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還考慮到了當(dāng)?shù)氐乃臈l件、地形條件的影響，部分挖方路段在設(shè)計(jì)方面，其坡口如果大于5 m，將設(shè)置截水溝，以此來(lái)更好的緩解路塹邊溝的排水壓力。

（2）路面排水設(shè)計(jì)

公路工程的排水設(shè)計(jì)當(dāng)中，路面排水也是非常重要的組成部分。對(duì)于公路而言，其在日常的運(yùn)營(yíng)當(dāng)中，如果路面出現(xiàn)了嚴(yán)重的積水，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致行人和車(chē)輛出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故，造成財(cái)產(chǎn)損失、生命損失[3]。本案例在路面排水的設(shè)計(jì)當(dāng)中，主要是通過(guò)以下幾項(xiàng)措施來(lái)完成。首先，路面的排水方式選擇橫向漫流的方法。該方法的設(shè)計(jì)實(shí)施，能夠促使路面的積水順著路面的橫坡、縱坡，不斷的漫流而下，最終流到排水溝當(dāng)中，從而減少積水造成的不利影響。其次，為確保公路工程能夠在暴雨天氣更好的排水，針對(duì)工程的填方段，采用了分散排水、集中排水兩種方式來(lái)完成。倘若填土的高度小于4 m，建議應(yīng)用分散排水的方法；倘若填土的高度超過(guò)了4 m，建議應(yīng)用集中排水的方式，促使公路運(yùn)營(yíng)更加的穩(wěn)定。

圖1　路基排水

3　路基邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)的公路所出現(xiàn)的安全隱患，其中邊坡防護(hù)隱患占有很大一部分，引起了社會(huì)上的高度關(guān)注。邊坡防護(hù)是針對(duì)公路工程的有效保護(hù)措施，如果出現(xiàn)了嚴(yán)重的損壞，公路工程則失去了較強(qiáng)的外部保障，從而導(dǎo)致安全隱患突出。外界的任何一項(xiàng)影響因素落實(shí)，都將造成極為嚴(yán)重的安全事故[4]。所以，在公路路基的設(shè)計(jì)當(dāng)中，邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)絕對(duì)不能忽視，反而要將其作為重點(diǎn)工作來(lái)完成。

（1）填方邊坡設(shè)計(jì)

公路工程的建設(shè)不斷變得規(guī)范化，邊坡防護(hù)的設(shè)計(jì)也被劃分為不同的模塊來(lái)完成。填方邊坡設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)的組成部分[5]。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)下的施工標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為在填方邊坡設(shè)計(jì)方面，可通過(guò)以下方法來(lái)完成。首先，針對(duì)一般性質(zhì)的填方邊坡，填方的高度在10 m以下的時(shí)候，建議應(yīng)用鋪草皮防護(hù)來(lái)處理，不僅表現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，同時(shí)防護(hù)效果突出。當(dāng)填方的高度在10 m以上的時(shí)候，建議應(yīng)用骨架護(hù)坡和植草綠化的方法來(lái)處理，該方法的特點(diǎn)在于能夠強(qiáng)化防護(hù)效果，且植草綠化實(shí)現(xiàn)了鞏固土體和環(huán)保的效果。其次，邊坡防護(hù)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，必須充分考慮到對(duì)周邊環(huán)境的影響。本文案例在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了更好的減少對(duì)河道的占用，決定在路段的左側(cè)位置，有效的設(shè)置擋墻支護(hù)，這樣做的好處在于，減少了坡腳的影響，邊坡防護(hù)突出，見(jiàn)圖2。

圖2　路基邊坡防護(hù)

（2）挖方邊坡防護(hù)采用分級(jí)多樣化設(shè)計(jì)

公路路基的挖方邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)工作，應(yīng)尋求多元化的設(shè)計(jì)方法，針對(duì)不同的情況選擇針對(duì)性的手段來(lái)完成，這樣才能在客觀上取得較大的進(jìn)步[6]。第一，針對(duì)石質(zhì)特性的挖方邊坡，防護(hù)設(shè)計(jì)需充分考慮到巖石性質(zhì)的影響、風(fēng)化程度的影響，確定合理的坡率進(jìn)行設(shè)計(jì)。倘若在考察過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)邊坡是比較穩(wěn)定的巖質(zhì)特性的邊坡，則可以通過(guò)生物措施、客土噴播植草的方法來(lái)進(jìn)行處理，這樣在公路運(yùn)營(yíng)當(dāng)中，就可以實(shí)現(xiàn)坡面的綠化效果，在多方面提高了抗沖刷的水平。第二，施工過(guò)程中，如果遇到了風(fēng)化比較嚴(yán)重的巖質(zhì)特性邊坡，處理工作將會(huì)更加復(fù)雜一些。例如，單純的放緩邊坡處理，將直接導(dǎo)致廢方的增加，并且會(huì)造成嚴(yán)重的剝蝕山體情況。為此，建議從陡坡率出發(fā)，強(qiáng)化支護(hù)方案的可行性。根據(jù)坡面的穩(wěn)定性程度、土體的天然情況等，采用植草綠化的方案為基礎(chǔ)，配合挖方襯砌骨架護(hù)坡，更好的完成邊坡防護(hù)處理。多元化設(shè)計(jì)方案的使用，在于將各種復(fù)雜情況有效處理，從而避免造成公路工程施工的各類(lèi)麻煩事件。

4　公路路面設(shè)計(jì)

現(xiàn)階段的公路工程與以往有很大的不同，其各項(xiàng)規(guī)范和硬性條件都比較健全，且隨著時(shí)間推移，國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)進(jìn)一步的增加。公路路面是最終行人和車(chē)輛通過(guò)的地方，無(wú)論是在表面的設(shè)計(jì)上還是在實(shí)質(zhì)的技術(shù)上，都要達(dá)到較高的水平[7]。本文認(rèn)為，在公路路面的設(shè)計(jì)當(dāng)中，必須注意以下問(wèn)題：第一，路面設(shè)計(jì)要符合公路的整體設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不可過(guò)于追求單一的指標(biāo)，應(yīng)注意公路工程的協(xié)調(diào)性。第二，路面設(shè)計(jì)前后，必須要開(kāi)展實(shí)地調(diào)研工作，要考慮到公路的長(zhǎng)久、穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，減少日常維護(hù)，提高安全性。第三，路面設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要針對(duì)突發(fā)狀況進(jìn)行分析，要做好萬(wàn)全的準(zhǔn)備，減少對(duì)公路工程的破壞。

路面結(jié)構(gòu)方案的選擇是根據(jù)路段所處的區(qū)域水文地質(zhì)條件、交通量預(yù)測(cè)、沿線筑路材料分布以及當(dāng)?shù)氐某晒?jīng)驗(yàn)，綜合考慮確定。本公路路面類(lèi)型選取水泥混凝土路面，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為水泥混凝土路面20 a，標(biāo)準(zhǔn)軸載為BZZ－100，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)為1.098×106次，水泥混凝土路面設(shè)計(jì)抗彎拉強(qiáng)度為4.5 MPa。

經(jīng)研究考慮，本項(xiàng)目采用水泥混凝土面層，考慮到混凝土結(jié)構(gòu)的溫度收縮特性，面板均需按一定間距設(shè)縱、橫向接縫。面層采取26cm水泥混凝土，0.6 cm乳化瀝青稀漿封層＋瀝青透層，基層采用18 cm水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石，底基層采用18 cm水泥穩(wěn)定碎石。水泥混凝土路面需要設(shè)置各種類(lèi)型的接縫，以減少伸縮變形和翹曲變形受到約束產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，提高水泥路面的壽命和質(zhì)量。混凝土面板的接縫嚴(yán)格按照《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/TF30-2014）的規(guī)定設(shè)置。本項(xiàng)目水泥混凝土路面采用4.5 m×3.5 m的板塊。

5　關(guān)于公路路基及路面設(shè)計(jì)實(shí)踐的討論

隨著人口數(shù)量的增多和對(duì)物質(zhì)需求的提升，公路路基及路面設(shè)計(jì)成為了當(dāng)前的主要工作。國(guó)內(nèi)雖然有多條公路都獲得了較大的提升，且對(duì)行業(yè)產(chǎn)生了標(biāo)桿作用。但從整體情況來(lái)看，我國(guó)的偏遠(yuǎn)地區(qū)公路、待發(fā)展地區(qū)的公路，在路基及路面設(shè)計(jì)上，仍然需要進(jìn)一步的提升。單純?cè)趥€(gè)體區(qū)域上努力設(shè)計(jì)，并不能獲得整體的進(jìn)步。建議在今后的公路工程設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)加強(qiáng)區(qū)域的公路路段合作設(shè)計(jì)，將路基、路面設(shè)計(jì)進(jìn)行共享，國(guó)家、當(dāng)?shù)卣枰暂^大的支持，以此來(lái)促使公路長(zhǎng)度提升的同時(shí)，質(zhì)量也獲得提升。值得注意的是，在我國(guó)的南北方差異較大，公路建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)不同，路基、路面設(shè)計(jì)所要面對(duì)的挑戰(zhàn)也存在差異，允許互相借鑒，但絕對(duì)不能照抄、照搬，否則勢(shì)必會(huì)造成設(shè)計(jì)與實(shí)際情況不符，最終造成嚴(yán)重的安全隱患。

6　結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)公路路基及路面設(shè)計(jì)實(shí)踐展開(kāi)討論，在公路路基及路面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)區(qū)域的特殊地質(zhì)條件、建設(shè)目的、運(yùn)營(yíng)目標(biāo)，合理設(shè)計(jì)路基、路面，多方面完善公路的組成部分，協(xié)調(diào)施工，以此來(lái)獲得更好水平的公路工程，推動(dòng)國(guó)家和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

[1]王星茹.城市砌塊路面設(shè)計(jì)分析[J].山西建筑,2015(34):40-41.

[2]朱有國(guó).山區(qū)公路塊體路面設(shè)計(jì)與施工 [J].黑龍江交通科技, 2013(6):55-56.

[3]廖勇剛.高速公路加寬工程路面設(shè)計(jì)探討[J].山西建筑,2010(14): 30-31.

[4]韓星雨,陳云勇.某山區(qū)高速公路路面設(shè)計(jì)與施工[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2010(10):45-46.

[5]崔永利.壽命周期成本分析在公路路面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技,2010(7):50-51.

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U416

B

1009-7716（2016）04-0029-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.04.009

2015-12-29

孫中才(1982-)，男，河南南陽(yáng)人，工程師，從事公路工程勘察設(shè)計(jì)工作。