高速公路路面設計要點及降低造價措施

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，我國的交通基礎工程建設在不斷加快進程，公路交通網絡在逐步完善。在高速公路工程的建設中，路面工程是非常重要的一部分，而且這一部分的造價在工程整體造價中占據較大的比例，對高速公路的路面進行合理的設計，掌握設計要點，并且在滿足公路使用功能的基礎上有效降低造價，對高速公路工程建設有十分重要的意義。鑒于此，本文主要以某高速公路為例，分析路面設計要點以及降低造價的措施，以供參考。

關鍵詞：路面設計要點;高速公路;降低造價

中圖分類號：U415.13 文獻標識碼：A

0 引言

由于我國交通基礎工程建設的不斷開展，高速公路網絡建設在逐步完善，以更好的滿足人們的出行需求。而在高速公路工程的建設中，路面工程是非常重要的一環，對整個工程項目有較大的影響，路面工程的造價在整個工程項目中占比較大，路面設計的成效會影響工程的造價，所以，掌握高速公路路面設計的要點，合理制定設計方案，有效降低造價對高速公路建設有重要作用。

1 工程概況

以某高速公路建設為例，該高速公路路線的總建設里程達到39.2 km，設計行車速度為120 km/h，4車道，路面寬度10.5 m，路基寬12.5 m，路基土石方量為142萬立方米，排水、防護大概5.3萬立方米，各種大中小型橋共11座，其中小橋2座，一共含有4座隧道，共長45.4 km，其中包括3座特長隧道和1座中長隧道。該高速公路設有服務區1處、立體交叉1處、交通樞紐1處、主線收費站1處。根據該高速公路具體情況以及所處地理環境進行綜合分析，合理的制定路面設計體系。

2 交通量分析

關于交通量的計算主要依據對該工程項目的可研究報告，在設計年限內各個時段的交通量增長率為：2020-2025年為8.9%，2025-2030年為5.1%，2030-2035年為3.8%[1]。

2.1 彎沉值計算

彎沉值主要是指在路基路面受到荷載作用后，所產生的形變大小，其中計算單位為1/100 mm。在對彎沉值進行計算時，主要是根據在某一路段20 m間距范圍內，使用一定軸載的車輛作用于路基路面，對形成的殘余變形量計算加權平均值。有關彎沉值的計算和路面設計的強度有較大的關聯，彎沉值小則強度高。高速公路在完成建設后，通過彎沉測量，能夠檢驗路面施工建設是否滿足設計的強度要求。在該工程項目中，路表設計彎沉值計算結果為0.229 mm。

2.2 軸載換算

根據有關的標準規范，我國在高速公路路面的設計中，標準軸載主要是依照雙輪單軸載100 kN計算，在設計過程中，以不同的交通量作為基礎數據，并且明確掌握年累積當量軸次和彎沉值等有關參數，從而確定設計路面結構的厚度，再對結構層拉應力進行計算。經過計算，設計年限內累計標準軸載作用次數為1 240.6萬次，累積當量軸次數為943.77萬次，路面交通荷載等級為中等。

3 路面設計要點

3.1 主線路面結構設計

依照上述計算的交通量，根據該高速公路工程建設的實際要求，在設計主線路面結構時，結構面層主要使用三層瀝青層，兩層水穩基層。具體來講，瀝青瑪蹄脂碎石

3.5 cm、中粒式改性瀝青混凝土5 cm、粗粒式普通瀝青混凝土7 cm，還有廠拌水泥穩定碎石20 cm、廠拌水泥穩定碎石15 cm級配碎石[2]。路面結構設計的總體厚度為70.5 cm，

能夠達到公路的抗凍性要求。路面瀝青設計使用SBS改性瀝青和石油瀝青，表面層的集料成分主要為玄武巖，中面層以及下面層的集料成分主要為石灰巖。為了能夠使工程建設的造價得到有效的降低，基于該工程中互通立交的交通量相對較小，所以樞紐立交外的互通立交匝道都采取兩層瀝青層設計。其路面結構設計為：瀝青瑪蹄脂碎石3.5 cm，

中粒式改性瀝青混凝土7 cm，廠拌水泥穩定碎石20 cm，廠拌水泥穩定碎石20 cm級配碎石[3]。總體厚度仍然保持一樣，將匝道的路面結構設計進行調整后，工程總體的造價降低大概240萬元。另外，高速公路緊急停車帶的設置主要是在應急通行時使用，一般來講所承受的荷載較低，所以在該工程中，緊急停車帶的外側2 m區域內表面層不滿鋪，以有效減少造價。但在超高高側區段，為了能夠達到路面排水的標準要求，緊急停車帶采取滿鋪設計。

3.2 橋面和隧道路面設計

高速公路立交橋面的結構建設主要包含水泥混凝土和瀝青混凝土，兩層結構之間通過防水層進行連接，其中防水層的建設質量和橋面鋪設質量有較大的關聯。根據對有關的高速公路橋面問題研究得知，瀝青混凝土面層出現較大損壞的原因大都是由于防水層出現損壞，并且對水泥混凝土的修復需要有一定時間的養護期，需要阻斷交通的時間較長，對交通產生不利的影響。在該工程設計中，橋面結構的設計方案主要分兩種情況。如果橋梁長度在300 m以下，橋面結構設計為：改性瀝青混凝土5 cm，改性瀝青馬蹄脂碎石混合料5 cm，在對瀝青混凝土進行鋪設時，需要先通過鑿毛、噴砂以及銑刨等操作處理好混凝土，等到滿足構造深度要求且清理塵灰完成后，在開始建設SBS改性瀝青防水層，設計的具體用量為1.0 L/m2[4]。如果橋梁長度超過300 m，橋面結構設計為：300 m內的橋面結構設計改性瀝青混凝土5 cm，改性瀝青馬蹄脂碎石混合料5 cm，300 m以外的橋面結構設計改性瀝青馬蹄脂碎石混合料防水層2 cm，2層改性瀝青馬蹄脂碎石混合料3.5 cm。由于改性瀝青馬蹄脂碎石混合料在孔隙率、油石比以及粒徑方面具有良好的表現，防水性能較好且有一定的承載能力，能夠提升橋面結構的耐久性，防止橋面水泥混凝土面層發生損壞。另外，隧道路面的結構設計和橋面一樣，需要注意在設計時結構中要加入一定量的阻燃劑和溫拌劑，以有效降低后續工程建設過程中的有害氣體排放。

3.3 特殊路段路面結構設計

該工程項目建設所在的地區坡度路段相對較多，具有較大的地勢起伏，氣候變化較大，在較小的交通量情況下也容易出現車轍病害，所以，在該工程設計中，針對路線縱坡3%以上的上坡路段，路面設計為下面層使用改性瀝青，以此有效防止發生車轍損害，并且能夠優化路面低溫下的性能。在該高速公路的收費站區段路面中，常規結構主要是水泥混凝土路面，但是容易產生較大的揚塵和噪音，而且行車體驗較差、需要的養護成本較大，由于受氣候條件的影響，路面也容易出現多種形式的損壞。該工程設計中為了有效延長路面的使用年限，設計方案主要是在常規水泥混凝土結構的前提下增加改性瀝青混凝土5 cm，改性瀝青馬蹄脂碎石混合料3.5 cm，同時在水泥混凝土面層頂面設計防水層，以構建復合式的路面結構，這樣路面的承載能力和使用性能都能得到較好的提升，后期養護的成本費用也得到一定的節約，車輛通行的舒適度也有所提升。

3.4 路面排水和附屬結構設計

路面排水結構的設計需要注重預防和排水相互結合，高速公路路面的排水主要是集中式排水，以有效預防公路兩側邊坡水土流失。在超高路段中，排水系統設計主要為大小集水井，而且有縱向的排水管和混凝土橫向排水管，其中排水管的出口設計在超高低側的邊坡泄水槽或者挖方邊溝處，路基邊溝的設計需要注意邊溝底部的標高問題，如果是需要進行挖方的路段，要符合超高排水的要求。集水井以及橫向排水管主要設計使用C50高強抗凍抗鹽腐蝕混凝土，混凝土的混合中需要加入適量的硅粉，使排水設施更加可靠。此外，為了降低因路面空隙滲水造成路面基層損壞，在土路肩位置設計鋪設碎石盲溝，同時保證瀝青面層的底部和盲溝底部高程一致，這樣路面結構中的水可以及時排出，不會對路面基層產生影響[5]。再者，為了能夠有效降低對高速公路中分帶綠化維護的成本，設計不采用以往的綠植種植方案，而是采取鋪設級配碎石同時設置中央防眩板的設計方案。在中分帶的底部設計滲溝和橫向排水出口，這樣雨水就不會通過中分帶進入路基路面中。

4 降低造價的措施

在高速公路的路面設計中，為了能夠有效降低造價，對設計環節需要充分重視，對以往落后的工程建設觀念進行改變，尤其設計人員在對工程項目進行設計時，需要全面協調好工程質量和進度、造價之間的關系，設計時注重造價合理管控思想，在保證工程質量的基礎上最大化的減少工程建設成本。在開展高速公路路面設計工作時，設計人員需要提前一定的時間進行現場調查，尤其工程建設地區處在較復雜的環境中，設計工作開始前，設計團隊以及工程建設團隊都要到現場進行實地勘查，對工程設計和建設中可能存在的問題進行全面預測，綜合考慮所有的影響因素，完善制定預案，對設計方案進行多角度對比，避免出現設計方案和實際建設不相符的情況。高速公路項目建設時，對于設計團隊需要進行良好的選擇，確保設計的整體水平過硬，使工程設計方案能夠保證科學合理，對工程造價也能進行良好的控制。高速公路工程建設中，路面結構的造價占比較大，對這部分造價的有效控制，需要在設計時做出多個設計方案，并對其進行多次比較驗證，最后選擇出能夠在符合工程建設質量要求的前提下造價最低的方案。

5 結束語

總而言之，在高速公路工程的建設中，路面結構設計是非常關鍵的環節，路面結構設計的水平直接影響工程整體建設質量，而且路面工程的造價在整個高速公路工程中占據的比例較大，設計的科學合理性會對造價有較大的影響。所以，在高速公路的路面結構設計中，需要綜合考慮各方面因素，比如交通量、地理環境、行駛車輛的主要類型等，對路面結構的設計要點進行全面掌握，設計方案要保證符合工程質量要求的基礎上達到造價最低，這樣高速公路工程建設才能長久健康發展。

參考文獻：

[1]郭少華.高速公路路面設計要點及降低造價措施簡析[J].黑龍江科技信息，2018（36）：122-123.

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[3]張黎明.對高速公路路基路面工程造價問題的幾點探討[J].建筑工程技術與設計，2018（35）：1250.

[4]馬翔.高速公路瀝青路面設計要點探討[J].華東公路，

2020（1）：71-72.

[5]胡媛.如何加強高速公路造價的控制與管理[J].四川建材，2017（2）：211-212.

作者簡介：全中鵬（1987-），男，河北石家莊人，本科，助理工程師，從事高速公路養護工作。