關(guān)于公路路基路面設(shè)計(jì)應(yīng)用要點(diǎn)分析

鄒 穎，何忠文

(黔東南州交通勘察設(shè)計(jì)院，貴州 黔東南州凱里 556000)

0 前 言

開展路基路面設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)結(jié)合公路工程實(shí)際建設(shè)情況，并嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范與要求執(zhí)行，與此同時(shí)，還需掌握各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)方法，在此基礎(chǔ)上，融合科學(xué)設(shè)計(jì)思路與理念，以此增強(qiáng)設(shè)計(jì)應(yīng)用效果，在科學(xué)且可行的設(shè)計(jì)規(guī)劃依托下，確保所建設(shè)的路基路面滿足社會(huì)整體發(fā)展需求。

1 公路路基路面設(shè)計(jì)重要意義

當(dāng)前在公路路基路面設(shè)計(jì)工作中仍體現(xiàn)出較多的不足，比如設(shè)計(jì)方案無法適用于實(shí)際情況、設(shè)計(jì)內(nèi)容與流程不科學(xué)等。這就需要設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)該項(xiàng)工作的重視，確保方案的可行性。此外，城市經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展增多大眾對(duì)交通設(shè)施的需求，而公路路基路面也是保障通行安全的關(guān)鍵。且道路建設(shè)是國家基礎(chǔ)建設(shè)的重要部分，科學(xué)的城市道路規(guī)劃與設(shè)計(jì)方案可最大程度地提高城市交通建設(shè)水平與整體質(zhì)量，作為道路建設(shè)中的其中一項(xiàng)工作，公路路基路面直接決定了道路建設(shè)進(jìn)程與水平。與此同時(shí)，開展道路工程施工作業(yè)時(shí)，需要投入大量土地資源，對(duì)此，設(shè)計(jì)人員需全面分析土地優(yōu)化方案對(duì)促進(jìn)城市穩(wěn)定發(fā)展的重要性，為公路建設(shè)工程設(shè)計(jì)工作提供可靠方案，以此加快城市化建設(shè)、發(fā)展步伐。通過上述的分析，可明確公路路基路面設(shè)計(jì)與建設(shè)的重要意義，只有可行且科學(xué)的設(shè)計(jì)方案才能夠?qū)崿F(xiàn)各項(xiàng)資源的合理配置與使用。而路基路面施工、公路工程建設(shè)均需在可靠設(shè)計(jì)方案的支撐下才能有序、順利推進(jìn)，并保障公路建設(shè)整體質(zhì)量，促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)良性發(fā)展。

2 公路路基面路面設(shè)計(jì)原則

2.1 穩(wěn)定性原則

路基路面設(shè)計(jì)時(shí)，需始終堅(jiān)持穩(wěn)定性原則，這一原則與公路安全、穩(wěn)定運(yùn)行息息相關(guān)，要求技術(shù)人員設(shè)計(jì)期間站在多層角度分析各種內(nèi)容因素與道路實(shí)際要求，確保所設(shè)計(jì)的路基路面達(dá)到公路工程整體建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，還應(yīng)對(duì)環(huán)境因素加以綜合考量，并充分分析、判定路基路面設(shè)計(jì)問題，比如路面沉降，以此增強(qiáng)路基設(shè)計(jì)可靠性。

2.2 抗變形原則

路基是公路安全、穩(wěn)定運(yùn)行的基本保障，投入使用后需承載較大重量與壓力，對(duì)此，應(yīng)保證路基路面整體強(qiáng)度并具備抗變形性能，可為作用于路面自身上的壓力提供可靠支撐，進(jìn)一步穩(wěn)固路基結(jié)構(gòu)，促使路基穩(wěn)定性得到增強(qiáng)。要想從根本上提高路基路面抗變形能力，就需合理選用設(shè)計(jì)施工材料，還需重視抗車轍劑等添加劑的使用，以達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)預(yù)期效果。

2.3 價(jià)值性原則

路基路面工程涉及到多項(xiàng)施工環(huán)節(jié)，也是保證公路整體質(zhì)量的根本，但建設(shè)過程中需要大量人力、財(cái)力以及物力的支持，因此，在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上節(jié)約設(shè)計(jì)施工總成本是需重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。始終基于工程實(shí)際視角，以建設(shè)要求與標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，完成路基路面建設(shè)方案的設(shè)計(jì)，以減少施工問題造成的經(jīng)濟(jì)損失，重視專業(yè)技術(shù)、設(shè)計(jì)、勘測(cè)人才的投入，以保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、可行性，并符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。

2.4 耐久性原則

耐久性是需要設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)關(guān)注與控制的基本原則，有助于路基路面的長(zhǎng)久、穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，需嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計(jì)要求與規(guī)范進(jìn)行，做好建設(shè)材料、設(shè)備以及技術(shù)的合理選用，確保其達(dá)到公路建設(shè)所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)。此外，要求設(shè)計(jì)人員全方位勘測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，結(jié)合所測(cè)結(jié)果，確定具有可行性、科學(xué)性的設(shè)計(jì)方案，以此延長(zhǎng)路基路面使用年限。

3 公路路基路面設(shè)計(jì)應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 公路工程概況

某公路工程設(shè)計(jì)方案為雙向兩車道，路基寬度為11.5 m，公路護(hù)欄結(jié)構(gòu)形式為混凝土結(jié)構(gòu)。為保證建設(shè)出來的公路滿足車輛通行要求，便展開路基、路面、給排水設(shè)計(jì)工作的深度分析。

3.2 公路路基設(shè)計(jì)

路基設(shè)計(jì)前，要求技術(shù)人員明確路基設(shè)計(jì)原則，主要考慮的因素有地質(zhì)、地形、水文、氣象等，始終堅(jiān)持因地制宜、就近取材設(shè)計(jì)原則，以獲得良好的防護(hù)與排水效果，同時(shí)還能滿足工程在經(jīng)濟(jì)性方面的要求，并抵御道路病害的侵?jǐn)_。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況合理確定路基橫斷面規(guī)格。將公路設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范作為依據(jù)，將本公路工程設(shè)計(jì)為雙向四車道，各項(xiàng)參數(shù)如上，其中，將土路肩橫坡坡度設(shè)計(jì)為3%。

依托于勘測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)規(guī)格，展開路基標(biāo)高的設(shè)計(jì)，將道路高程設(shè)計(jì)成道路中線結(jié)構(gòu)。本工程所處的地理位置及環(huán)境較復(fù)雜，需穿過較為密集的城鎮(zhèn)，為不破壞農(nóng)作物種植田地，極大程度減少公路用地面積，因此，實(shí)際施工時(shí)，路堤兩側(cè)邊緣溝外側(cè)1 m以上均被規(guī)劃到公路工程用地范圍中，為避免當(dāng)?shù)鼐用裾加?，在各邊界位置布設(shè)公路界碑。確定路基高度時(shí)，全面預(yù)測(cè)毛細(xì)水、地下水對(duì)路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性的影響，與此同時(shí)，對(duì)路面較差、舊路基高程等參數(shù)加以綜合考量，并保證所設(shè)計(jì)的路基高度滿足壓實(shí)度最小高度的需要。

完成前期各項(xiàng)參數(shù)確定后，明確所應(yīng)用的軸載即雙輪組單軸100 kN，本公路工程累計(jì)軸次269.6萬次，瀝青路面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為20年。此外，還需對(duì)路基結(jié)構(gòu)驗(yàn)收彎沉值參數(shù)加以確定，見表1所示。

表1 路基結(jié)構(gòu)彎沉值參數(shù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)單位：mm

3.3 路基防護(hù)設(shè)計(jì)

公路路基路面工程整體結(jié)構(gòu)為亞粘土、亞砂土筑路路堤結(jié)構(gòu)，所設(shè)計(jì)的內(nèi)、外邊率分別如下：外邊坡率1∶1、內(nèi)邊坡率1∶1.5。開展設(shè)計(jì)工作時(shí)，作業(yè)人員對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件加以充分考慮，并沿著主路的方向執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)工作，發(fā)現(xiàn)路面周邊的土質(zhì)為低液限黏土以及低液限粉土，當(dāng)遭遇大雨、暴雨惡劣天氣時(shí)，路基整體穩(wěn)定性會(huì)受到嚴(yán)重影響。最終決定通過栽植灌木、喬木等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)公路路基的有效防護(hù)，還可起到美化道路風(fēng)景的作用，凈化空氣環(huán)境。針對(duì)高度超過3 m的路基部位，則根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況以漿砌片石網(wǎng)防護(hù)的方式執(zhí)行路基防護(hù)作業(yè)。

3.4 土地資源設(shè)計(jì)

本公路工程建設(shè)于丘陵地區(qū)，沿線區(qū)域的坡度起伏較大，且波動(dòng)規(guī)律并不明顯，盡管在開展內(nèi)填方施工時(shí)，可以在土坎處進(jìn)行取土，但受道路崎嶇性的影響，增大取土難度，還會(huì)增多額外施工量，而周圍土質(zhì)也無法滿足路基回填土穩(wěn)定性的需求，影響最終施工效果。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員著手于外業(yè)的調(diào)查，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出兩套取土方案：其一，在沿線范圍內(nèi)的公路兩側(cè)開挖溝渠，并取魚塘土加以應(yīng)用。結(jié)合當(dāng)?shù)卣w發(fā)展情況以及水文條件，同當(dāng)?shù)氐恼块T達(dá)成合作，執(zhí)行魚塘、溝渠的開挖施工，以此滿足公路路基路面用土需求。這一設(shè)計(jì)方案的實(shí)施不會(huì)占用、浪費(fèi)過多土地資源，且能夠大幅提高取土效率。但在此期間應(yīng)保證所選用的取土場(chǎng)需有效結(jié)合公路主線取土場(chǎng)。其二，在公路工程周邊的取土場(chǎng)進(jìn)行取土。沿著公路行進(jìn)方向，選擇易于開采的土坎，盡可能保證取土車輛的進(jìn)入，也可選擇非耕地或經(jīng)濟(jì)效益較低的區(qū)域執(zhí)行取土作業(yè)。在此之前，需先清理地表30 cm厚度范圍內(nèi)的種植土，并將其運(yùn)輸至指定位置進(jìn)行統(tǒng)一堆放，完成取土作業(yè)后，再將種植土推回至原來區(qū)域，做好復(fù)耕處理，以保證土地整體種植性能。嚴(yán)格控制取土深度，一般小于1.5 m。

3.5 路面材料設(shè)計(jì)

為使路基路面應(yīng)用效果最大程度地發(fā)揮，就需做好施工材料的選擇、設(shè)計(jì)工作，以保證選用材料達(dá)到所要求標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際作業(yè)時(shí)，應(yīng)對(duì)材料整體的防水性能加以綜合考量，并在設(shè)計(jì)期間，嚴(yán)格規(guī)定需遵循的標(biāo)準(zhǔn)與要求。針對(duì)設(shè)計(jì)的防水功能與無縫防水性，均需按照設(shè)計(jì)要求開展設(shè)計(jì)施工，有助于路基路面整體彈性的大幅提高，還可增加路面最大承載壓力。此外，在選購路面施工材料時(shí)，應(yīng)著重調(diào)查其合格率以及各項(xiàng)參數(shù)，降低材料質(zhì)量問題對(duì)公路路基路面穩(wěn)定性的影響。確定材料類型后，需安排專業(yè)人員將其運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，做好運(yùn)輸路線的設(shè)計(jì)工作，還應(yīng)采取可靠的防護(hù)措施，當(dāng)材料抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，隨機(jī)取材，送往檢驗(yàn)部門檢測(cè)材料品質(zhì)。材料混合與鋪設(shè)期間，均需針對(duì)不同環(huán)節(jié)設(shè)置專項(xiàng)監(jiān)督、審查人員，避免偷工減料不良行為的發(fā)生，同時(shí)還能通過指導(dǎo)確保施工工序完全按照設(shè)計(jì)方案執(zhí)行，以此增強(qiáng)施工質(zhì)量。

3.6 公路路面設(shè)計(jì)

開展公路路面設(shè)計(jì)工作前，對(duì)公路交通運(yùn)行量、道路等級(jí)以及路面應(yīng)用情況進(jìn)行分析，與此同時(shí)，還需全面考量當(dāng)?shù)鼐C合環(huán)境，包括氣候情況、水文條件，并注重對(duì)施工材料分布情況的觀測(cè)，結(jié)合以往設(shè)計(jì)、建設(shè)作業(yè)總結(jié)得到的經(jīng)驗(yàn)，將各項(xiàng)分析結(jié)果作為依據(jù)，最終完成路面施工設(shè)計(jì)方案的制定，確保設(shè)計(jì)方案符合當(dāng)?shù)貤l件，并便于后期養(yǎng)護(hù)工作的開展。

本工程所設(shè)計(jì)的路面面層結(jié)構(gòu)為組合形式，依托于實(shí)際情況以及前期勘測(cè)所得各項(xiàng)參數(shù)，確定最終的面層級(jí)配類型。遵循公路工程設(shè)計(jì)與建設(shè)實(shí)際要求，制定出相應(yīng)的路面面層設(shè)計(jì)方案：上面層結(jié)構(gòu)為AC-13C型細(xì)粒式瀝青混凝土，上層粗集料選用的是具有較高強(qiáng)度的抗滑石料安山巖，而細(xì)集料則為石灰?guī)r機(jī)制砂，這種配料的使用可滿足本公路工程所要求的所有性能；下面層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為AC-20C型中粒式瀝青混凝土，選用的集料均為石灰?guī)r。

完成路面施工材料選擇工作后，需合理確定基層。對(duì)本工程材料供應(yīng)主要特點(diǎn)進(jìn)行分析，由于基地土較為密實(shí)，但地表水、地下水會(huì)對(duì)基層造成較大影響，因此，具體設(shè)計(jì)時(shí)，先采取攔截、引排等措施將存在積水盡數(shù)排出，再使用不易風(fēng)化片石、塊石完成基層的設(shè)計(jì)與施工，這是因?yàn)檫@類材料具有較強(qiáng)的透水、滲水性，可保證路面整體穩(wěn)定。

選擇路面底基層時(shí)，需保證其滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，本公路工程選用的是穩(wěn)定土類，這是由于設(shè)計(jì)路段的土質(zhì)為低液限粉土、低液限黏土，因此，實(shí)際施工時(shí)，該結(jié)構(gòu)部分區(qū)域設(shè)計(jì)成石灰土結(jié)構(gòu)。確定結(jié)構(gòu)厚度時(shí)，設(shè)計(jì)人員通過計(jì)算當(dāng)量軸次來實(shí)現(xiàn)，所得到的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際差值較小，可保證不同路段的施工不會(huì)對(duì)各結(jié)構(gòu)厚度造成嚴(yán)重影響。

3.7 公路排水設(shè)計(jì)

公路排水設(shè)計(jì)分為兩項(xiàng)工程即路面排水設(shè)計(jì)工程、路基排水設(shè)計(jì)工程。

對(duì)路基排水進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需站在工程全局建設(shè)角度分析，完成設(shè)計(jì)規(guī)劃與布置，盡可能少的占用農(nóng)田，與此同時(shí)，還需對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的水文條件以及氣候情況加以全面考量，做好同排灌系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性，不得破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，以規(guī)避水土流失、水資源污染問題的發(fā)生。本公路工程全程處于丘陵地帶，自然坡度較大，對(duì)此，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，需重點(diǎn)考慮自然溝渠結(jié)構(gòu)，以保證路基排水通暢性符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

而在設(shè)計(jì)路面排水工程時(shí)，主要考慮內(nèi)容包括當(dāng)?shù)亟邓?、地質(zhì)因素、地形條件等，明確路面排水性能要求，以此為依據(jù)，展開排水工程的設(shè)計(jì)工作，以增強(qiáng)路面行駛安全性。此外，設(shè)計(jì)時(shí)，工作人員需保證路面建設(shè)與運(yùn)行過程中，路基邊坡不會(huì)受路面水的沖刷影響，盡可能使用集中排水設(shè)施。一般來說，還需在坡腳處設(shè)置泄水槽結(jié)構(gòu)以及邊溝(如圖1所示)，以實(shí)現(xiàn)路面積水的有效匯集與排放。

圖1 公路泄水槽模具

4 結(jié)束語

作為公路工程基本施工內(nèi)容，需做好路基路面的設(shè)計(jì)工作，為達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)與應(yīng)用效果，就要求設(shè)計(jì)人員明確設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循的基本原則，結(jié)合公路建設(shè)整體情況分析設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以保證路基路面結(jié)構(gòu)形式的合理性，以此滿足路面良好、穩(wěn)定、安全運(yùn)行的需求。