市政道路工程路基路面規劃設計研究

張竟

（揚州市城市規劃設計研究院有限責任公司，江蘇揚州 225000）

1 市政道路工程路基路面設計的要點

1.1 路基設計要點

1.1.1 橫斷面設計

在橫斷面設計前，需要充分了解機動車、非機動車、公交車等交通工具的通行量，務必考慮城市經濟發展的需要，根據城市的規劃發展情況進行整體規劃設計，預測未來交通需要，滿足城市發展和經濟發展的需求。同時也需要考慮居民的感受，居民對市政道路的感受主要來自橫斷面寬高比和視覺感受。因此，需要加強對道路工程兩側的綠化，通過景觀設計提高其視覺感受，保證道路工程、道路工程景觀和附近生態環境相協調，使市政工程和附近環境相融合。同時市政工程橫斷面寬度和附近街道的寬度比，應按照綜合情況進行考量，保證兩者相協調。此外，市政工程經常面臨著和市政管線的沖突，很多施工現場下方存在大量的市政管線，且大部分管線直接填埋在橫斷面下方，工程兩側空間不足，需要在設計階段進行充分的調查。

橫斷面有多種組合形式，應根據具體情況靈活選擇。其中，單幅路具有占地面積小的優勢，施工成本較低，主要用于車流量較小的道路斷面，無須設置分隔帶，主要通過標志和標線進行機動車和非機動車的分流。雙幅路則使用隔離帶進行劃分，可以避免機動車之間互相干擾。主干路、次干路主要采用雙幅路。三幅路則需要增加公交線路，主要用于交通量大的主干道，滿足公交車停靠站的需要。四幅路占地面積最大，可容納更多的車流量，為了保證機動車安全駕駛，對三幅路機動車道進行進一步劃分形成四幅路。

1.1.2 邊坡加固

城市道路邊坡加固主要使用支擋加固和坡面防護兩種方式。坡面防護一般情況下只應用于路基邊坡穩定的工程中，用于預防坡面風化，避免受到雨水的沖刷。邊坡支擋也能改善內部應力情況，起到加固邊坡的作用。坡面防護可以采用剛性、柔性以及復合防護形式。剛性防護主要使用圬工材料進行防護；柔性防護主要使用土工織物以及化學改良法進行防護；復合防護則使用剛性和柔性結合的方法進行防護。支檔加固措施包括預應力錨桿、抗滑樁等多種防護形式，應當根據實際情況靈活選擇防護方式。

1.2 路面設計

圖1所示為路面結構層。在市政工程中最常使用的路面材料為瀝青混合料，瀝青混合料具有更強大的承受力，能夠滿足路面抗滑性能，且平整度更高，更有利于保證駕駛安全。

圖1 瀝青路面結構層圖示

路面設計需要充分考慮施工現場的水文條件，綜合評估氣候、交通流量等。結合施工經驗和當地條件進行路面結構設計。其中，瀝青混合料的厚度并非越大越好，應根據100 km/h的設計標準，使用多層彈性體系理論計算路面的拉應力、剪應力等參數。最終確定瀝青混合料的厚度。為了避免雨水滲透到路面結構內部，應使用密集配混合料。下方設置防水層以有效延長路面的使用壽命，降低路害的發生率。基層結構是承受荷載的重要結構，主要包括粗集料、瀝青以及細集料，瀝青是影響路面性能的關鍵，碎石和瀝青混合料之間存在黏附性，使用粗集料務必要就近取材，可節約交通運輸費用，降低工程成本。細集料應選擇無雜質、干凈的材料，主要包括天然砂、石屑等，其中最常見的為天然砂。

市政工程路面主要承重結構為基層，因此，基層材料務必選擇耐久性和承載能力強的材料，材料模量盡量選擇和面層模量一致的材料。若基層材料模量過小，將造成結構層承受的壓力增加，極易造成路面破損。而基層模量過大反而會出現路面結構剪應力過大，使結構形成剪切狀破壞[1]。瀝青路面基層材料的選擇應綜合評估其力學特征，選擇半剛性基層材料，主要添加粉煤灰、石灰、水泥等材料，具有較強的承載能力和穩定性，在工程中使用較為廣泛。

2 市政道路工程路基路面規劃設計案例

2.1 工程概況

以某市市政次干路工程為例，工程全長670 m，寬36 m，面積24 944 m2，是城市市政骨干線路，可有效改善交通壓力，有利于城市經濟的發展。該路段途經站點較多，為重點建設項目，施工現場有燃氣管道，無其他市政管線。該工程使用雙向4車道，需要按時交工。在規劃設計時通過全面考察工程現場的情況，了解交通走線、建筑物等情況進行路面路基的規劃設計，保證工程和各道路有序銜接，和景觀自然環境協調共處，保證線路路線科學合理[2]。需要充分掌握水文、地質等條件，避開不利因素，保證道路設計符合城市市政道路技術指標。由于工程沿線存在地鐵線路，為服務于人民預留線路，需要在地鐵站點合理規劃線路。

2.2 縱斷面設計

縱斷面設計要求嚴格控制地鐵站出入口標高，嚴格控制既有建筑標高。要準確計算道路縱斷面最小半徑和波長，詳細分析交叉口道路、路面高程。工程縱斷面受到河道橋涵、地鐵入口、建筑結構、地塊標高等影響，要將縱坡控制在0.3%~4%，設計車速為50 km/h。該工程采取雙向四車道橫斷面，總寬度為36 m，其中，人行道3.5 m，非機動車道3.5 m，機非隔離帶離1.5 m，機動車道8 m，中央綠化帶3m，車行道8 m，機非分隔帶1.5 m，非機動車道3.5 m，人行道3.5 m。

2.3 路基設計

路基設計時要求設計人員嚴格遵守以下原則：

1）要求路基穩定性、均勻性以及密實度達到要求，路基工程必須穩定可靠。一旦遇到濕度高或梅雨季節，應保證路槽底面干燥平整，路基頂面回彈模量不應低于30 MPa，非機動車道以及人行道頂面回彈模量不應低于20 MPa，需要提前到現場進行實驗模擬，模擬后根據實際測量結果決定是否提高路基強度，確保上述指標得以落實。若土基強度無法滿足上述參數，還需要額外對地基進行加固處理，以保證路基具備良好的支撐能力和穩定性，能夠滿足市政工程的要求。

2）需要使用路基填筑材料，積極選擇工業廢料或可回收材料進行施工，提高工程的環保性和經濟效益，綜合考慮材料的運送費用，盡量選擇本地填筑材料，以節約運輸費用和時間。由于道路路基對耐久性的要求高，需要長時間使用，要求材料能滿足工程的生命周期要求，提高工程整體經濟效益。路基設計也要充分遵循環保原則，注意對生態環境的保護，最大程度上減少對附近生態系統的破壞。要求作業人員務必到現場展開勘查，全面了解地下管道情況，和相關部門取得聯絡，了解地下管線的分布情況[3]。同時要充分調查地下水的情況，了解現場施工條件，以便于施工方案的設定。通過前期資料調查和現場勘驗，充分了解現場施工條件，根據現場施工條件進行路基設計，并在道路兩側設置排水設施，排水設施采取外明溝，設置雙排井點處理路面積水，提高路基的排水能力。在溝槽設計中，需要嚴格遵循行業規范，選擇使用路基壓實技術保證路基得到充分壓實。由于工程現場存在燃氣管道，在施工期間務必注意對燃氣管道的保護，盡量保證燃氣管道和排水管線交錯開，避免管線之間的相互影響。保證工程燃氣管線上部覆土厚度達到1.8 m，有效保護管線不受道路工程的影響，并且和排水管線的距離在50 m以上，僅在一處位置存在交叉。因此，工程在交叉位置使用管環注漿加固處理，加強對燃氣管道的保護，避免施工階段對燃氣管道造成破壞。

基于上述原則，工程機動車道施工中，將表層雜土清除后，預估填方高度。對于填方超過180 cm的區域，使用石料填筑100 cm，充分壓實后確保填筑高度在100 cm以上。然后鋪筑排水墊層，使用級配碎石回填20 cm。使用土工格柵充分包裹，再使用級配碎石回填60 cm至路基頂面。對于填高小于180 cm的區域，反挖至距離頂面180 cm處，按上述方案進行作業。人行道區域施工：清除表層雜土后，回填高品質素土，再回填級配碎石20 cm，最后使用級配碎石分層填筑，至路基頂面。

2.4 路面設計

目前，路面面層主要使用瀝青和水泥混凝土材料，工程路面材料主要使用瀝青混凝土。這兩種材料各具優勢，施工期間還需要根據詳細情況進行分析，選擇合適的材料。考慮到工程附近存在住宅區，市政工程和地鐵線路并行，人流量較大，需要提高路面的舒適度，降低路面駕駛噪聲。因此，工程選擇瀝青混凝土材料，提高工程駕駛舒適度[4]。根據實踐經驗，市政工程路面極易形成裂縫，影響交通駕駛舒適度和安全性，因此，路面設計需要嚴格控制路面裂縫，優先選擇穩定性好、收縮性小的材料作為基層材料，同時需要進行塑性指標以及含水量的控制。采購材料后需進行實驗測試，了解塑性指標，達到質量要求后才能用于施工。

工程機動車道路面采取細粒式SBS改性瀝青（4 cm）+改性乳化瀝青作為灑布黏層油+中粒式瀝青（6 cm）+灑布黏層油+橡膠瀝青作為吸收層（1 cm）+透油層（乳化瀝青）+穩定碎石（17 cm，壓實度達到98%以上，嚴格執行7 d養護，抗壓強度在3.5 MPa以上）+路基分層碾壓，設計參數見表1。人行道的路面方案：紐西蘭磚（6 cm）+水泥砂漿M10（3 cm）+水泥混凝土C20（15 cm）+級配碎石（10 cm）+路基分層碾壓（要求壓實度達到92%以上，回彈模量在25 MPa以上）。

表1 機動車道路面設計參數

3 結語

綜上所述，進行市政工程路基路面設計，務必進行現場調查，充分了解工程現場的水文條件、氣候特征、管線分布、交通線路、車流量等條件，綜合進行市政工程的設計，以滿足交通功能，符合城市發展的需要。設計后還需要根據現場實驗了解材料的性能，提高市政工程整體質量，延長道路工程使用壽命，保證支持城市經濟的穩定發展。