公路路面設計要點的探討

李愷

摘 要：路面是公路工程的重要組成部分，其設計質(zhì)量優(yōu)劣直接關系到后續(xù)公路運行的穩(wěn)定性、安全性和美觀性，由于涉及到公路路面結(jié)構(gòu)和材料選擇等諸多方面，給設計工作帶來一定的難度，所以必須要進行統(tǒng)籌設計管理。文章以公路路面為研究對象，就路面設計一些要點問題進行重點探討，希望從設計視角來確保公路路面設計的整體質(zhì)量。

關鍵詞：公路路面；設計要點；設計對策

中圖分類號：U416.2 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）28-0090-02

Abstract： Pavement is an important part of highway engineering， the quality of its design is directly related to the stability， safety and aesthetics of the subsequent highway operation， because it involves the highway pavement structure and material selection and many other aspects and brings certain difficulty to the design work， so we must carry on the overall plan design management. The paper takes the highway pavement as the research object， carries on the key discussion to the pavement design some key questions， hoping to guarantee the overall quality of highway pavement design from the angle of view of design.

Keywords： highway pavement； key points of design； design countermeasures

為了滿足社會經(jīng)濟發(fā)展過程中日益增多的交通運輸需求，國內(nèi)交通運輸網(wǎng)絡日益完善，公路工程不斷增多。路面作為公路工程的重要組成部分，也是公路設計中最為薄弱的環(huán)節(jié)，容易因路面結(jié)構(gòu)設計不合理或材料設計選擇不恰當?shù)纫蛩赜绊懥斯仿访娴馁|(zhì)量。因此，為了確保公路路面的整體質(zhì)量，必須要重視路面的高質(zhì)量設計。

1 公路路面類型設計

首先必須要先對公路路面等級進行確定，結(jié)合公路等級、設計年限等來合理確定。根據(jù)路面等級的高低，可以分成高級、次高級、中級和低級四個路面等級，其中等級越高，相應的設計年限也就越長。高級路面的面層類型可以分成瀝青混凝土和水泥混凝土等類型，相應的設計使用年限為12～30年左右，主要適用于二級公路、一級公路和高速公路。次高級路面的面層類型可以分為乳化瀝青碎石混合料和熱拌瀝青碎石混合料等類型，相應的設計使用年限主要為8～10年，其中熱拌瀝青碎石混合料主要適用于二級公路，乳化瀝青碎石混合料主要適用于三級公路；中級路面的面層類型主要包括半整齊石塊路面、級配碎石和水結(jié)碎石等類型，相應設計年限主要為5年，且主要適用于三級公路。低級路面的面層類型主要包括粒料改善土，相應設計年限主要為5年，且主要適用于四級公路，詳見表1。

由表1可知，不同等級公路的路面等級及所對應的路面面層類型各不相同，且相應功能上也存在差異。因此，在實際的公路路面設計過程中，為了確保所選結(jié)構(gòu)形式及材料的合理性，需要結(jié)合公路等級及路面等級以及要求等來合理確定路面類型。以瀝青路面結(jié)構(gòu)為例，主要包括排水式瀝青路面結(jié)構(gòu)、橡膠路面結(jié)構(gòu)和改性瀝青SMA結(jié)構(gòu)等，它們各有各自的優(yōu)勢和劣勢，實際應用中需要結(jié)合公路建設環(huán)境條件等實際條件來進行合理確定。此外，要注意合理確定瀝青路面結(jié)構(gòu)混合料中粗細骨料、瀝青和礦物顆粒等配比的合理性，確保粗細骨料合理性來彌補施工材料內(nèi)部的間隙，確保可以有效提升公路路面施工強度。

2 公路路面結(jié)構(gòu)層設計

如圖1，公路路面主要包括面層、基層、底基層和墊層等層面所構(gòu)成，相應的公路裂縫等病害也主要從公路路面面層開始，所以在公路路面設計期間要注意采用有效舉措來增強公路路面面層的抗裂性和抗壓性，全面提升公路設計質(zhì)量，延長其使用年限。基層、底基層和墊層等是公路的支撐結(jié)構(gòu)，必須要通過支撐結(jié)構(gòu)設計來確保公路設計質(zhì)量。

如圖1所示，公路面層是車輛和公路直接接觸的結(jié)構(gòu)部分，所以非常容易在荷載作用下而引發(fā)裂縫等病害。基層、底基層和墊層部分結(jié)構(gòu)同樣屬于公路基礎結(jié)構(gòu)層，需要承受地下環(huán)境支撐作用，在抗裂性等方面需要保持較高性能。考慮到新時期公路交通運輸量持續(xù)增加，在公路路面設計期間不僅需要對當前車流量進行考慮，還要立足于長遠視角來設計結(jié)構(gòu)形式，確保其承載性、抗壓性等基本性能可以滿足設計要求。此外，在進行公路路面結(jié)構(gòu)層設計期間，設計人員還要注意考慮公路項目所處的自然條件。比如，我國氣溫比較低的東北地區(qū)，公路路面結(jié)構(gòu)設計中要做好防凍處理設計；我國雨水比較多的南方地區(qū)，公路路面結(jié)構(gòu)設計中要做好結(jié)構(gòu)層的水文處理設計。實踐中除了需要借助規(guī)范的設計理論和方法來，對公路路面結(jié)構(gòu)設計中擬定應用的建材和路面結(jié)構(gòu)方案等進行力學驗算外，還要注意在設計過程中引入和應用壽命周期費用分析技術(shù)等新技術(shù)來提升設計質(zhì)量和效率。比如，設計人員需要對所用瀝青混凝土面層及基層等的拉應力進行驗算。

3 公路路面防排水結(jié)構(gòu)設計

防排水結(jié)構(gòu)也是非常重要的一個設計環(huán)節(jié)，其質(zhì)量關系到公路使用年限以及使用性能的發(fā)揮，相應設計內(nèi)容主要涉及到截水溝、邊溝和排水溝等設計內(nèi)容，設計人員必須要立足于生態(tài)環(huán)保、水土流失災害防控以及經(jīng)濟性等設計原則進行科學合理設計，具體設計要點如下：其一，設計人員在設計排水溝時可以將水溝或溝渠開挖出的土壤用于綠化種植，避免公路路基排水溝開挖過程中出現(xiàn)亂堆亂放開挖土壤問題，滿足排水溝設計中的生態(tài)環(huán)保原則。其二，設計人員在挖方段邊溝設計時要對中央分隔帶橫向排水管排水要求進行綜合考慮，相應的邊溝底標高不可比路肩標高低0.8，同時要控制邊溝縱坡值，不可使其小于0.3%。其三，如果路面上殘存的水分進入到路面材料中，那么就容易損壞路面面層和基層，降低其剛性，所以在實際的路面結(jié)構(gòu)設計過程中，為了降低路面水滲入所帶來的危害性，可以選擇三維復合排水網(wǎng)等一些滲透率比較低的路面排水材料來提升路面排水效果，同時這些新型路面排水材料的抗拉性能更好，可以進一步增強公路路基壓實質(zhì)量。其四，在設計加固泄水槽時可以采用復合土工膜，但是考慮到泄水槽主要以矩形為主，所以設計人員需要在泄水槽兩側(cè)外壁和底部位置處鋪設兩布一膜的復合土工膜材料，其中外壁鋪設高度一般適宜確定在40cm左右，且需要在土工膜下鋪設厚度為10cm的砂墊層來提升整體加固泄水槽的設計質(zhì)量。此外，在設計超高路段的路面排水過程中，在設計路段外側(cè)路面排水的形式可以設置成由內(nèi)側(cè)排水通道流入邊溝的方式。

4 公路路面斷面設計

公路路面斷面設計主要可以分為橫斷面和縱斷面兩種類型。公路路面橫斷面設計的要點主要包括：其一，科學設計路基寬度。在設計公路路基寬度時，必須要充分考慮和分析公路工程所在地的交通量，結(jié)合公路等級和設計要求來合理確定。比如，在二級公路工程的設計，相應的公路設計行車速度主要確定為40km/h，路基寬度主要控制在8.5m左右。其二，科學設計公路路塹和路堤邊坡坡度。以二級公路為例，相應的邊坡坡度設計時要控制在1：1.5～1：1.75范圍內(nèi)；路塹邊坡設計時要控制在1：0.5～1：0.75范圍內(nèi)。其三，在設計超高或加寬尺寸時，一般只要公路路線的平曲線半徑不大于600m，那么公路相應路段需要設置超高，對應的漸變率需要在緩和曲線內(nèi)完成，實際設計計算中需要結(jié)合公路設計規(guī)范和標準來完成。在設計公路縱斷面的時候，要對公路路線位置進行綜合考慮，然后進行逐樁測量地面高程，借助點繪方式來輸入計算結(jié)果，確保可以平衡土石方，減少土地占用面積，優(yōu)化公路工程施工方案。比如，公路工程所在地的地形地貌比較復雜，相應的凸形豎曲線大于規(guī)范值，那么要將公路路線設置成復曲線形式來確保滿足汽車夜間行駛等要求。

5 結(jié)束語

總之，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，公路交通重要性日益凸顯。為了確保公路路面設計質(zhì)量，除了需要遵從公路設計相關標準和要求外，還必須要結(jié)合公路建設實際情況，從公路路面類型、公路路面結(jié)構(gòu)層、公路路面防排水結(jié)構(gòu)、公路路面斷面和安全設施等方面進行設計，以便全面確保公路路面設計質(zhì)量。

參考文獻：

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