淺談城市道路路基設(shè)計

喻驍

摘要：本文針對路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的一些問題，闡述了路基設(shè)計的基本原則，并根據(jù)這些問題提出了概括性的解決方法，然后又針對個別典型的道路路面路基設(shè)計進行科學(xué)合理的分析，探討了其路基設(shè)計的具體解決方法。

關(guān)鍵字：城市道路；路基；承受力

1 前言

道路可分為公路、城市道路、廠礦道路、林區(qū)道路和鄉(xiāng)村道路。本文主要是研究城市道路，城市道路是指建在城市范圍內(nèi)，供車輛及行人通行的具備一定技術(shù)條件和設(shè)施的道路。

隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展，城市道路的建設(shè)的重要性也越來越突出，路基作為決定道路質(zhì)量的重要部分，其設(shè)計和施工也成為人們道路建設(shè)中最重要的問題之一。根據(jù)國外所做的道路試驗，我們可以總結(jié)路面的一些結(jié)構(gòu)行為主要包括以下幾個方面：路面損壞（裂縫、坑槽、松散、構(gòu)造深度變化等）；路面變形（車轍、平整度等）；材料特性（材料模量和強度等）；力學(xué)特性（彎沉、應(yīng)變、應(yīng)力等）。而在道路建設(shè)中，路基的設(shè)計與路面承受壓力大小有直接的聯(lián)系，所以直接影響到道路的質(zhì)量。因此如何科學(xué)合理的設(shè)計路基以及其設(shè)計的原則就是一個非常重要的問題。

2 路基設(shè)計的主要原則

路基設(shè)計時要注意有以下幾個原則：

首先，路基要有足夠的穩(wěn)定性，它可以防止路基結(jié)構(gòu)發(fā)生整體失穩(wěn)，變形或被破壞。城市道路建設(shè)的環(huán)境復(fù)雜，不同地區(qū)的地質(zhì)也差別很大。對地質(zhì)不好的地區(qū)，路基的修建可能會加劇原地面的不穩(wěn)定狀態(tài)，從而導(dǎo)致路基的各種破壞現(xiàn)象發(fā)生。

其次，路基要保證有足夠的強度，以避免發(fā)生超過容許范圍的變形。所謂的路基強度就是指在在行車載荷等壓力下，路基抵抗變形或破壞的能力。為了避免路基在外力超過允許范圍時產(chǎn)生變形，引起路面塌陷造成意外事故就必須要保證路基的強度。

再者，足夠的水溫穩(wěn)定性保證路基強度在不利的水溫狀況下也不會顯著降低這在建設(shè)路基的過程中需要做到。

最后，增加滑動面的抗滑力，改善路基基底，且可以適當選擇較大顆粒填料嵌入地面從而增加基底接觸面的摩擦系數(shù)。

所以，在不同的地區(qū)進行道路路基設(shè)計時要具體問題具體分析，采取因地制宜的設(shè)計措施來保證路基整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。我們在下一章節(jié)就針對一些典型的路面來說明路基的設(shè)計要點。

2 針對不同的路面采用的具體的路基設(shè)計方法

3.1過濕段城市道路的路基設(shè)計

由于過濕土地往往含水量高，穩(wěn)定性差，承載能力低且容易變形，因此在對過濕路段的路基設(shè)計時，要統(tǒng)籌考慮其地質(zhì)條件。

我國《公路路基設(shè)計規(guī)范》指出，對水文及水文地質(zhì)條件不良路段的進行路基設(shè)計時，其設(shè)計的最小填土高度不應(yīng)小于道路床處在中濕狀態(tài)的臨界高度。且為了保證處理完成的土基回彈模量不低于路面設(shè)計規(guī)范的要求，則需對標高受到限制的路基進行處理。這時我們主要采用的是排水固結(jié)法，其原理是采取一定的措施盡可能排走土中的水，以減小土體的孔隙比，增加密度以提高強度。具體的措施會根據(jù)具體的路基設(shè)計進行選擇，一般會對回填的土質(zhì)進行考慮，常用的兩種方法是生石灰淺層拌合法和改填沙礫法。一方面在進行沙礫改填時，基于礫類土的剛性擴散角的考慮，要依據(jù)路床的承載力和外荷載情況進行換填深度的綜合設(shè)計。一般在路基填土5米以下，路床承載力標準值在100KPa以下時，改填80cm；在50KPa以下時，回填120～150cm。另一方面，進行生石灰拌合時，沒摻入1%的生石灰可以降低路基土1%的含水量。因此，在進行路基設(shè)計時，要根據(jù)當?shù)氐耐临|(zhì)條件進行過濕路段土質(zhì)的處理，從而保證路基的強度和穩(wěn)定性。

3.2 城市道路改建工程中新老路基的銜接

處理城市道路改建中工程中新老路基的良好銜接，關(guān)鍵在于減少新老路基間的差異沉降，以避免或減少路基在結(jié)合處產(chǎn)生裂縫。

國內(nèi)外對路基不均勻沉降的原因進行了一些研究，在這里我們主要介紹兩種處理方法用于解決道路拓寬工程。目前高速公路道路拓寬工程中常采取的處治方法主要有以下幾種，接下來就分別做下簡單的介紹。

3.2.1 結(jié)合處開挖臺階

在路基結(jié)合部開挖臺階（如圖 3-1 所示臺階）已在改擴建工程結(jié)合處處治技術(shù)中廣泛應(yīng)用了，而且開挖臺階的數(shù)量也要盡可能的多，為新老路基結(jié)合處提供更多的接觸表面積，更有利于新老路基的結(jié)合，從而減小不均勻沉降。要嚴格按照施工規(guī)范中對新老路基銜接的要求開挖臺階，一般采用分層逐步開挖的方式，以免影響路基穩(wěn)定性，而且臺階的坡度不能太陡以免影響穩(wěn)定性，根據(jù)以往的施工經(jīng)驗一般坡度都要大于 1：1.5。

圖 3- 1 開挖臺階斷面示意圖

3.2.2 提高路基填土的壓實度

新老路基結(jié)合處路基的壓實度是影響道路整體穩(wěn)定性的重要因素，道路通過提高結(jié)合處的路基的壓實標準，可以明顯改善路基的不均勻沉降。

在路基結(jié)合處采取逐步開挖的方式施工，同時做好排水與安全防護工作，嚴格控制新老路基結(jié)合處的壓實，對新老路基結(jié)合處，要保證不論寬闊或者死角地方都要壓實。必要時可采用沖擊碾加強壓實方法提高壓實度，降低路基完工后沉降量。實踐證明沖擊碾壓可明顯提高路基的壓實度，對加強新老路基的結(jié)合很有利。要求一定要在最佳含水量時碾壓成型，要求壓實度起碼要達到95%以上。

3.2.3 鋪設(shè)土工合成材料

土工合成材料處治不均勻沉降，在 20 世紀 80 年代國外就早已經(jīng)采用，并取得了很好的效果，近年來在國內(nèi)土工合成材料也應(yīng)用越來越廣泛。

土工合成材料是土木工程應(yīng)用的合成材料的總稱，是一種新型的土木工程材料，它以人工合成的聚合物，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各種土體之間，發(fā)揮加強以及保護土體的作用。 其功能是多方面的，可以概括為加筋作用、過濾作用、排水作用、隔離作用、防滲作用和防護作用六種功能。

土工格室屬于特種土工合成材料的一種，具有蜂窩狀的三維結(jié)構(gòu)，一般可由土工織物、土工格柵、土工膜及條帶聚合物等構(gòu)成。

土工格室具有優(yōu)良的工程使用性能，其參數(shù)見表 3-1。

3 總結(jié)

本文首先總結(jié)了路面結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題，并針對這些問題提出了一些概括性的解決方法，總結(jié)闡述路基設(shè)計的基本原則，最后主要針對一些特殊的路基設(shè)計，進行了其結(jié)構(gòu)和地質(zhì)的分析，并探討了合理的解決方案，有效的解決不同的地基建設(shè)和設(shè)計出現(xiàn)的問題。

參考文獻

[1]劉倩倩. 城市道路新老路基路面結(jié)合處差異沉降處治技術(shù)研究[D]. 合肥工業(yè)大學(xué)2010.

[2] 文英.城市道路拓寬改造的研究與實踐[D].南京理工大學(xué) 2008.

[3] 龔曉南.復(fù)合地基理論及工程應(yīng)用 [M].北京 ：中國建筑工業(yè)出版社，2004.