探析公路路基路面設(shè)計(jì)

1 引言

公路路基路面工程安全設(shè)計(jì)是影響整個項(xiàng)目工程質(zhì)量安全的重要階段，也是公路建設(shè)項(xiàng)目使用價(jià)值的具體體現(xiàn)。 對公路工程項(xiàng)目來說，公路工程的施工位置、地理環(huán)境、氣候條件、社會環(huán)境、風(fēng)俗習(xí)慣等都是公路設(shè)計(jì)人員必須考慮的因素，同時公路工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員還應(yīng)將安全設(shè)計(jì)理念貫穿其中，保證公路行車安全，讓公路與周邊環(huán)境和諧共處，這就要求設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行公路設(shè)計(jì)時必須更加靈活，更具創(chuàng)造性。

2 公路路基路面的性能要求

2.1 平整度

保證公路工程的平整度是確保行車安全性、舒適性、減少能源消耗的重要途徑[1]。如果公路路基路面在建設(shè)過程中沒有嚴(yán)格按照平整度要求進(jìn)行檢查監(jiān)督， 其產(chǎn)生的阻力和振動沖擊很可能會給來往通行的車輛帶來很多不便， 甚至帶來一些安全隱患，同時，也會增加能耗，影響行車舒適度[2]。

2.2 穩(wěn)定性

路基路面工程的穩(wěn)定性直接影響著公路工程的使用壽命和安全性。 受諸多地理?xiàng)l件、氣候條件等因素的影響，路基路面工程的穩(wěn)定性是公路建設(shè)過程中必須要考慮的問題[3]。在公路路基路面工程安全設(shè)計(jì)中， 工作人員必須要做好實(shí)地勘察工作， 根據(jù)考察信息詳細(xì)分析影響路基路面穩(wěn)定性的各項(xiàng)因素，采取有針對性的解決方案，確保公路路基路面工程穩(wěn)定性能符合相關(guān)要求。

2.3 耐久性

公路工程項(xiàng)目的投資較大，需要的人力、物力也很多，公路工程建設(shè)關(guān)系到國家社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的整體布局和相關(guān)規(guī)劃，這就對公路工程的使用壽命提出了更高的要求。 因此，為了確保公路工程的使用壽命符合相關(guān)要求， 必須確保公路路基路面工程的耐久性。

2.4 承載能力

公路的承載能力與公路的使用壽命有直接聯(lián)系， 如果公路載荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了公路設(shè)計(jì)和建設(shè)時的承載能力， 就會破壞路基路面的結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)開裂、沉陷等現(xiàn)象，從而對公路的使用壽命帶來影響。 因此，公路路基路面工程設(shè)計(jì)人員必須充分考慮到公路的承載能力，在建設(shè)過程中加強(qiáng)監(jiān)督工作，防止公路在使用過程中因荷載過大破壞了路基路面， 給人們的出行帶來不便。

3 公路路基路面工程安全設(shè)計(jì)的必要性和重要性

3.1 必要性

公路路基路面設(shè)計(jì)必須貫徹安全設(shè)計(jì)理念。 隨著我國交通運(yùn)輸行業(yè)的飛速發(fā)展，公路建設(shè)項(xiàng)目也越來越多，公路路基路面工程設(shè)計(jì)工作至關(guān)重要， 出現(xiàn)任何問題都可能會影響交通運(yùn)輸工作的順利開展。 與此同時，隨著公路路基路面施工技術(shù)的更新，出現(xiàn)了大量新型建設(shè)材料與施工工藝，這在一定程度上增加了路基路面安全設(shè)計(jì)的難度[4]。 在這樣的形勢下，為了保證公路路基路面工程的安全性能， 在保證公路路基路面工程基本功能的同時，將安全設(shè)計(jì)理念貫徹其中，才能確保公路工程的整體質(zhì)量安全。

3.2 重要性

公路路基路面工程在設(shè)計(jì)工作中始終堅(jiān)持安全設(shè)計(jì)理念，能減少公路交通事故的發(fā)生，確保公路交通事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。 公路車道設(shè)計(jì)、橫斷面形式設(shè)計(jì)都能影響交通事故的發(fā)生概率，例如，有數(shù)據(jù)表明，混合式的橫斷面設(shè)計(jì)與分車式橫截面設(shè)計(jì)相比較而言， 混合式橫斷面設(shè)計(jì)發(fā)生交通事故的概率更大， 從這一點(diǎn)可以看出設(shè)計(jì)安全的行車方式能減少交通事故的發(fā)生率。 公路路肩寬度設(shè)計(jì)也是影響安全事故發(fā)生的因素之一。 路肩寬度不足也可能增加行車事故的發(fā)生概率，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從安全性的角度考慮，增加路肩寬度，做好加固工作，也有助于行車安全。 路面寬度和平整度不合理可能會導(dǎo)致交通事故，路面寬度不可太寬，也不可太窄，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將車道寬度把控在3.7 m 左右，可以有效控制事故發(fā)生率。 設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行路面寬度設(shè)計(jì)時，應(yīng)堅(jiān)持安全設(shè)計(jì)理念，在路面和路肩之間設(shè)置路緣帶，提高車輛行駛的舒適度，保證行車安全。 設(shè)計(jì)人員還應(yīng)從安全性角度考慮，嚴(yán)格控制路面的平整度，減少交通事故的發(fā)生。 總之，公路路基路面工程的安全設(shè)計(jì)十分重要，是公路交通事業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

4 公路工程路基路面規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則

1）實(shí)用性。 公路工程路基路面設(shè)計(jì)的首要原則是實(shí)用性。公路工程施工設(shè)計(jì)與其他類型項(xiàng)目的最大區(qū)別在于設(shè)計(jì)注重實(shí)用性。 公路工程路基路面設(shè)計(jì)作為公眾日常出行的基本保障，需要不斷深化其實(shí)用性，才能更好地保證交通的安全性和舒適性。

2）價(jià)值性。 在基礎(chǔ)工程建設(shè)中，公路工程建設(shè)占有關(guān)鍵地位。 公路建設(shè)不僅需要投入大量的人力資源，還要消耗大量的專項(xiàng)資金。 公路項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員需要按最佳投資比例達(dá)到理想的效果， 獲得可觀的項(xiàng)目綜合收益。 即在具體的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員需要充分結(jié)合實(shí)際情況，依據(jù)規(guī)定要求，規(guī)劃出更契合經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境的路基設(shè)計(jì)方案。

5 路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

公路路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是公路工程建設(shè)的重要組成部分。 路基結(jié)構(gòu)是公路的基礎(chǔ)，直接影響公路的使用壽命和運(yùn)行安全。因此，在公路工程建設(shè)中，路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

5.1 路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮的因素和基本要求

公路路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要充分考慮多種因素。 首先，需要考慮地質(zhì)條件、水文條件和氣候條件等自然環(huán)境因素；還需要考慮路段的交通量、車速以及車型等交通因素。 另外，還應(yīng)考慮設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、材料選用以及施工工藝等技術(shù)因素。

在設(shè)計(jì)路基結(jié)構(gòu)時，還需要滿足以下基本要求：（1）穩(wěn)定性，能夠承受車輛荷載和其他外力的作用；（2）耐久性，能夠在長期使用中保持穩(wěn)定性和安全性；（3）經(jīng)濟(jì)性，既要滿足使用要求，又要控制建設(shè)成本。

5.2 邊坡設(shè)計(jì)

考慮到路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性， 公路工程建設(shè)中通常需要設(shè)計(jì)邊坡。 結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)，路基結(jié)構(gòu)方面的問題多數(shù)情況下由邊坡失穩(wěn)所致，因此，為了保證邊坡設(shè)計(jì)的合理性，需要對其進(jìn)行多次、反復(fù)的分析、校正。 在對路基穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)某些參數(shù)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)水平，必須及時對邊坡采取加固與防護(hù)措施。

5.3 排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

排水結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)同樣重要。 路基排水結(jié)構(gòu)主要包括水溝、邊溝、暗溝以及滲溝等，在整個排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，主要結(jié)構(gòu)的位置、截面尺寸以及防沖刷強(qiáng)度應(yīng)確保精確、合理。在考察公路工程項(xiàng)目的實(shí)地環(huán)境后， 盡量使排水系統(tǒng)與自然水系協(xié)調(diào)，防止施工造成的水土流失問題。 另外，綜合考慮路基結(jié)構(gòu)施工的經(jīng)濟(jì)效益， 排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還應(yīng)注重就地取材， 要充分結(jié)合水文條件來實(shí)現(xiàn)排水結(jié)構(gòu)的實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性。

6 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

6.1 強(qiáng)度

公路建成后，路面是車輛通行的直接受力體，因此，路面強(qiáng)度設(shè)計(jì)必須符合規(guī)范。 現(xiàn)階段公路工程項(xiàng)目建設(shè)中，路面鋪設(shè)一般以瀝青和混凝土材料為主， 為了保證路面強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，原材料的性能檢測與樣本試驗(yàn)必不可少，瀝青質(zhì)量、石料質(zhì)量以及集料級配情況等也應(yīng)結(jié)合路面強(qiáng)度綜合考慮。 考慮到車輛限載、限重以及路基小均勻沉降等因素，混合料的攤鋪與壓實(shí)還必須同步落實(shí)到位，以使路面強(qiáng)度達(dá)到公路等級建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)[5]。

6.2 抗滑性

除了路面強(qiáng)度外， 抗滑性也是路面設(shè)計(jì)中必須考慮的因素。 公路建成后，雨雪天氣極為常見，為了保證公路行車的安全性，提高路面摩擦系數(shù)很有必要。 面層材料性質(zhì)、材料用量、顆粒級配以及路面潮濕度等均會影響到路面摩擦系數(shù)。 因此，在路面抗滑性的設(shè)計(jì)時，應(yīng)注意以下要點(diǎn)：

1）石料的選擇應(yīng)確保磨光值、磨耗值、壓碎值符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)；

2）對顆粒級配以及路面潮濕度對摩擦系數(shù)的影響應(yīng)做好分析與試驗(yàn)，確保摩擦系數(shù)不會出現(xiàn)急劇下降的情況；

3）在設(shè)計(jì)時對抗滑表層的應(yīng)用做好規(guī)劃，以保證路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性與實(shí)用性。

6.3 排水結(jié)構(gòu)

路面的抗滑性能與排水結(jié)構(gòu)息息相關(guān)， 當(dāng)排水系統(tǒng)建設(shè)不夠完善，路面經(jīng)常出現(xiàn)大量積水時，抗滑性能會隨之不斷減弱，進(jìn)而引發(fā)一系列安全事故。 所以，進(jìn)行路面排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，應(yīng)將排水系統(tǒng)的及時性與有效性放在首位，同時，技術(shù)控制應(yīng)與抗滑性設(shè)計(jì)有效協(xié)調(diào)， 以使路面結(jié)構(gòu)抗滑性與排水性能雙重保證的效果。 公路建成后，隨著使用年限的增加，坑洼與不平整區(qū)域會出現(xiàn)積水， 對排水結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時應(yīng)做好相關(guān)防范措施。

7 路面路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)

路基路面設(shè)計(jì)中，還包括以下要點(diǎn)。

1）從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性出發(fā)，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況不同，路基的防護(hù)工作要保證穩(wěn)定性， 一方面要對路基的橫斷面進(jìn)行正確、合理的設(shè)計(jì)，經(jīng)過多次驗(yàn)算與研究后方可確定方案；另一方面，由于公路修筑極易打破地層平衡狀態(tài)，并且地層變化后的壓力往往由路基承擔(dān)，所以，在受到自然因素不斷侵蝕與損壞的情勢下，應(yīng)同時設(shè)計(jì)考慮防護(hù)材料、防護(hù)設(shè)施以及防護(hù)管理，并且各個方面的合理性都需實(shí)例考證、分析，以保證公路路基結(jié)構(gòu)的環(huán)境適應(yīng)性與經(jīng)濟(jì)實(shí)用性達(dá)到最高。

2）路基邊坡必須根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況設(shè)計(jì)，在保證邊坡坡率符合規(guī)范的基礎(chǔ)上，考慮自然景觀，做到公路與環(huán)境充分協(xié)調(diào)。 支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要遵循合理的設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)原則，根據(jù)工程建設(shè)需求明確設(shè)計(jì)依據(jù)與理由、類型與建設(shè)方案，做好可靠性分析，再經(jīng)過反復(fù)的校正驗(yàn)算后，確定最為合理的形式。 邊溝設(shè)計(jì)要綜合考慮汛期的排水能力以及地方群眾的灌溉干擾，以防止后期積水問題的發(fā)生。

8 結(jié)語