高速公路路基路面設計方法及要點研究

易文鋒YI Wen-feng

（中國公路工程咨詢集團有限公司，北京 100089）

0 引言

城市化發展速度加快，給高速公路建設提出了更加嚴格的要求。為了進一步優化高速公路建設，有關單位需樹立起正確的管理觀念，深入分析路基路面可能給工程整體施工所造成的影響，并確定接下來的設計目標與實踐方向。通過全方位的分析把握設計要點，規范應用更加有效的設計方法，提出更具有可行性的設計方案。以保證接下來的高速公路在完善性方案體系支撐下實現高效建設，切實提高整個路基路面的穩定性。

1 工程實例

佛清從高速公路北段第四標段，施工范圍樁號為K69+290-K103+700，主線全長為34.41km。廣樂高速以東為設計起點（K69+290），設計終點（K103+700）與已建的街北高速連接，全線共涉及清遠市和廣州市從化區。本項目對公路工程本身的運輸性能和承載負荷具有較高要求。公路標準采用雙向六車道，設計時速為120km，整體式路基寬度為34.5m，其中中央分隔帶3m，左側路緣帶2×0.75m，行車道2×3×3.75m，硬路肩2×3.0m（包括右側路緣帶2×0.5m），土路肩2×0.75m。

2 高速公路路基路面設計的重要性分析

做好路基路面設計工作至關重要。根據所掌握的數據參數明確了解路基路面的具體設計要求，以確定接下來的設計方向。優化路基路面設計，能保證高速公路的內部結構更加的安全、穩定，降低不良的風險，如沉降、坍塌等，從而優化整個公路的運輸性能[1]。使得其整體壽命得以延長的前提下，提高整體的運輸水平。最重要的是，能通過路基路面的有效設計，優化工程項目資源配置和安排，進而有效控制不良的成本損失，進一步提高經濟效益。

3 高速公路路基路面設計原則分析

3.1 因地制宜

遵循因地制宜原則，是優化路基路面設計的第一要素。全面了解項目所處的具體環境，以確定接下來的設計目標，掌握正確的設計方法和要點[2]。首先，對項目所處現場環境進行全方位、細致化精準性的調研，保證所得到的數據參數更加符合具體的環境情況。然后，根據所得到的數據信息進行統計分析，以判斷工程項目建設要求，了解路基路面的施工作業環境。在此基礎上，確定接下來的設計思路和實踐方向，保證各項設計更加的規范，與工程所處環境更加契合，避免后期施工建設期間，因為設計方案不夠規范合理而誘發不良的風險。

3.2 可持續性發展

本項目面對路基路面的設計要求，將可持續發展作為重要的指導原則，有效貫徹于工程方案設計領域當中。也就是說，要全面考量國家目前針對公路工程建設所提出的可持續戰略發展觀念。全面了解未來城市規劃的發展要求，以及在高速公路運輸體系方面的行動要求，確定好具體地涉及目標。秉承著優化高速公路性能，延長壽命，提高運輸質量的原則，對本項目的工程結構以及路基路面的施工方案進行優化設計。最重要的是，能通過方案設計，做好城市發展規劃、生態建設等各個方面的協調，從而實現真正的持續性發展。

3.3 突出地方特色

本項目秉承著突出當地特色，發掘優秀文化內涵，確定設計工作方向，探索出更加科學有效的設計路徑和策略。從而保證最終所形成的路基路面結構體系，更符合當地的文化形象發展要求。也能切實符合當地的氣候條件變化情況，保證擁有良好的工程環境，呈現出較強的適應性，避免因為不夠適應當地的人文氣候環境變化，而導致路基路面結構出現穩定性等不良問題。有關設計人員進而全面了解新時期關于高速公路所提出的全新設計思想、方針，制定出更加可行的設計方案，驅動接下來的路基路面工程得以穩定而有效地開展。

4 高速公路路基路面設計方法分析

4.1 路面設計

路面是高速公路設計的重點要務，其決定著整個工程建設質量。為了進一步優化路面工程設計，首先，設計人員要掌握具體的環境參數，對工程所在環境的地質情況、水文參數進行全方位的檢測分析。對所獲得的勘測數據和各項資料進行整理，錄入到大數據系統當中[3]。然后，借助計算機對其進行系統性分析，以判定整體的環境參數，了解當地的氣候、地下水位情況。之后，確定接下來的路面設計行動方案。結合高速公路的規模要素以及在承載負荷、使用性能等方面的具體要求，就各項參數進行細節化設計。以全面提高路面工程方案設計的規范性與可行性，也能及時發現路面設計中所存在的不良風險，并制定出更具有合理性的控制和優化方案。然后，結合大數據的分析與評估，確定好高速公路在路面方面的質量控制要求，對施工材料的選擇加以規范，全面提高整個路面結構的穩定性，避免其因為特殊環境，人為等多種因素影響而出現不良的質量問題。如瀝青路面的上中面層采用SBS 類（I-D）改性瀝青，基質瀝青選用符合道路石油瀝青技術要求的A 級70號瀝青。上面層瀝青與集料的粘附性須達到5 級；中面層、下面層瀝青與集料的粘附性應達到4 級。當粘附性達不到規定要求時，可采用的措施有：摻加高溫穩定性好的抗剝落劑，或者選用改性瀝青。改性瀝青應滿足PG76-10 性能分級要求，A 級70 號瀝青應滿足PG64-10 性能分級要求。除此之外，還針對佛清從高速公路所處的區域空間，分析工程本身應該承受的運輸承載負荷，從而不斷調節和優化具體的設計參數。以保證最終所呈現的路面工程結構更加規范，也能有效降低后期使用期間所存在的沉降、坍塌等各種風險隱患。設計人員還要遵循精細化設計原則，對斷面結構等各項要素加以優化，在調節和分析的過程中得出最優的參數。如此一來，在能切實保證在接下來的路面工程作業領域，有關人員基于所掌握的設計方案和各項參數指標，對具體的工程工藝加以優化。進而有效控制工程的作業成本，驅動整個工程項目實現高效能地開展。

4.2 路基設計

結合工程規劃要點和實踐要求，從路基這一要素著手革新設計方案，探索更有效的設計思路和方法。遵循全過程全方位原則，就路基項目有關的各項工程要素進行有效設計和規劃。從而保證所形成的設計方案更具有可參考價值，方便在接下來的工程建設領域，有關人員能切實根據所掌握的路基設計參數和其他信息，就各項工藝以及施工作業流程進行優化設計。同時，在路基設計環節當中，設計人員需重點關注邊坡這一要素的規劃設計處理[4]。通常情況下，需先全面了解項目所處的生態環境特點，了解地下水位情況。之后，對邊坡的形式和角度進行優化設計，以保證其所呈現的設計與建設效果更佳的理想。本項目填方路面邊部構造設計圖（邊坡高度4＜H≤8）如圖1 所示。除此之外，還需要從實際出發，分析路基結構內部可能存在的風險隱患。比如說，比較常見的沉降問題，并結合環境要素考量，分析造成不良風險的主要原因，調節路基的結構，從而提高其穩定性。

圖1 填方路面邊部構造設計圖（邊坡高度4＜H≤8）

4.3 排水設計

4.3.1 路面排水設計

填方路段主線及互通、服務區、停車區匝道路面邊坡高度為4m8m（植草或襯砌拱植草防護）時，要設計平路緣石于邊緣，路面水先漫流至邊坡，然后流入填方邊溝。挖方段設置平路緣石在邊緣，路面水直接排入邊溝，然后排入填方排水溝。匝道、收費廣場采用的排水方式是分散漫流式，路面水漫流過土路肩，然后經邊坡流入進排水溝中。超高段外側無需設計攔水路緣石。

4.3.2 路面結構層排水設計

主線填方段在路面邊緣路面結構內設置25cm×8cm的縱向集水盲溝、5cm 的橫向出水管組成的邊緣排水系統，滲入路面結構內的自由水，沿面層與面層或面層與基層之間的界面通過路面橫坡流入縱向集水盲溝，再由間隔一定距離設置的橫向出水管排出路基之外。主線挖方段在路面邊緣路面結構內設置由縱向集水盲溝、滲溝組成的邊緣排水系統，滲入路面結構內的自由水，沿面層與面層或面層與基層之間的界面通過路面橫坡流入縱向集水盲溝，再流入設于盲溝下的滲溝，經縱向排水管在填方段滲溝出口處匯入路基排水溝?？v向排水盲溝內回填料采用透水性較好的級配碎石，填方段5cm 橫向出水管沿縱向每隔10m 設置一道。用鍍鋅鐵絲網或格柵罩住橫向排水管的外露管口，以防被雜物堵塞。

4.3.3 超高段路面排水設計

路面超高排水方式采用集中排水法，設置縱向排水溝在超高一側，對路面水進行匯集，通過集水井、橫向排水管、急流槽將其排出路基外?；ネ⒔辉训啦辉O中央分隔帶時，超高路段路面水直接由路面匯入內側排水溝。

4.4 處理路基路面病害問題

在高速公路工程中，路基路面是比較重要的。在具體展開設計工作期間，設計人員需要全面考量可能會發生的病害問題，并形成良好的安全防范意識，采取有效的手段對病害的主要因素加以分析，制定出更加科學可行的方案[5]。以保證有關人員能依托于具體的方案為支撐和引領，更加規范有序地落實各項工程建設活動。比如說，在路基路面設計環節當中，有關人員需要全面了解其在后續工程建設期間可能會發生的裂縫問題。并基于所總結和積累的實踐經驗，分析造成裂縫的主要因素以及裂縫的主要類型表現。并在確定好裂縫的控制工作目標，發揮設計方案的支撐作用，對具體的施工作業材料加以規范。在設計環節當中，還需要從基層穩定性的角度著手進行優化設計，保證最終所呈現的強度指標更加符合要求。圖2 為瀝青混合料上面層施工工藝流程圖。

圖2 瀝青混合料上面層施工工藝流程圖

5 效益分析

佛清從高速公路北段第四標段，在針對項目展開路基路面設計期間，設計人員先確定設計目標，并做好統籌規劃，遵循城市發展規律以及經濟與生態協調發展的戰略準則，對路基路面結構進行優化設計。另外，還適當發揮先進勘測和調研設備優勢，對道路本身所處的地理環境參數進行全面調研。分析地下水位情況，掌握當地的氣候變化情況之后從路面結構、路基結構和排水系統方面進行優化設計[6]。為了保證所呈現的設計方案更加的直觀且符合真實需求，還適當借助BIM 技術載體搭建直觀工程模型。然后，錄入有關參數，通過系統分析及時發現方案設計中存在的不合理問題。之后，運用先進的設計思想和專業的技術手段，對方案的內容形式作出調整。設計人員與其他各負責人員之間的積極溝通，共同圍繞目前所形成的方案內容進行分析，及時發現風險所在，并作出調整和改進，通過綜合性、系統性的設計分析、對接、溝通，保證了最終所得到的設計方案。與原方案對比，最終的設計方案不僅更加符合高速公路建設與規劃要求，還節省費用180 萬元。

6 結語

通過分析佛清從高速公路北段項目可知，路基路面設計的規范性與實用性不僅保證了整個工程項目的綜合質量，而且還節省了建設成本。為了進一步改善高速公路項目施工，提高整體的性能和質量，有關單位務必要樹立起正確的工程設計理念，遵守正確的設計原則，探索更加科學有效的設計方法和要點。從而保證最終所形成的方案體系能夠更加規范地滿足高速公路工程的建設要求，以驅動公路工程整體實現高效能高質量地發展。