公路工程路基路面设计的分析

摘要：随着经济的快速发展，我国的公路建设项目逐渐增多，这极大地方便了人们的交通出行及物流运输。然而，在公路建设过程中，因为路基路面设计不合理导致公路建设不理想的情况也时有发生，因此，为了提高公路的建设质量，有必要在工程路基与路面设计上进行优化与改进。本文主要对公路路基与路面设计要点与控制措施进行分析，希望为相关建设工程提供一些参考。

Abstract： With the rapid development of economy， China's highway construction projects are increasing， which greatly facilitates people's transportation and logistics. However， in the process of highway construction， unreasonable design of subgrade and pavement usually causes highway construction quality problems. Therefore， in order to improve the quality of highway construction， it is necessary to optimize subgrade and pavement design. This paper mainly analyzes the key points and control measures of highway subgrade and pavement design， and hopes to provide some reference for relevant construction projects.

关键词：公路工程；路基；路面；设计

Key words： highway engineering；subgrade；pavement；design

中图分类号：U213.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）14-0171-02

0 引言

道路路基路面施工质量关系到道路使用寿命的长短，在实际设计中，要合理制定施工方案与施工图纸设计，尽可能使用新技术、新材料、新工艺进行公路路基路面的设计，确保公路后期施工质量满足现代化交通运输的要求，进一步提升公路的实际使用效果，促进社会经济的发展。

1 公路工程路基设计研究

1.1 设计内容及要求 公路路基设计是公路建设的基础工程，确保公路承载力与施工目标的实现，在内容设计方面，路基设计主要包括路基的填土与压实设计、路基边坡防护、路基路面排水等设计工作。在具体要求上，首先要保证路基设计的合理性；其次是要保证施工质量，在施工材料选择与施工过程安排等方面要严格遵循质量保证的理念，防止出现“豆腐渣”工程；再次是路基设计的可行性，设计人员要在充分勘察施工现场的情况下进行各项内容的设计，确保各项施工计划符合实际要求，使得施工目标的实现。

1.2 路基填土与压实设计 对于特殊路基填土设计，比如河塘、沼泽等地的填土设计中，首先需要将水抽干净，将淤泥等软土土壤排净，在回填碎石土，增强路基的坚固度，碎石与土的比例控制在8：2的数值上，碎石的最大直径也应控制在10cm以下，过大会形成较多孔隙。在软土地基的路基填土施工中，软土地基沉降控制设计是一个重点，对于此类特殊路段，设计中针对多种情况制定处理措施：第一，如果区段附近存在土质较好或者含水量达到标准的土壤时，可以就地取材，将其回填到软土地基部分；第二，如果周围的土质较差，并且软土层较深，进行土质换填工作显然与经济性原则相违背，因此，可以考虑使用生石灰或者加入混凝土，使软土区域土质快速凝结；第三，对于长年积水、排水困难、土质流动缓慢的区域，采取填石的方法来加固地基。

1.3 路基排水设计 路基排水设计在实际施工中需要特别注意，在路基排水中，边沟是公路施工常用的排水设计方法，在公路路基路面配水中占据很大的比重，然而，在具体设计方面，目前边沟排水设计比较单一，忽略了地形对路基边沟排水的影响，这导致许多路基排水工程的使用效果不理想。例如，在路基排水设计中，经常出现边沟尺寸与公路设计规格不统一的情况，不能结合工程实际，导致在施工过程中，路基施工的泥土与地表土等进入到排水沟中，造成阻塞。另外，在施工过程中，没有考虑到边沟的引流设计，使雨水长期囤积在排水系统中，造成排水效果不佳的情况经常发生。

1.3.1 路基边沟尺寸设计 在公路路基边沟排水设计时，必须实现考虑几个关键因素，比如公路所在的自然天气情况，周边土质情况、边沟尺寸大小、边沟水流速度等。在实际的公路边沟设计中，同城采取梯形开口设计，并且，根据公路设计的具体要求，通过计算排水速度进行合理设计。

1.3.2 边沟设计原则 在边沟的设计时，应遵循以下基本原则：首先，边沟施工采取填筑的方式进行，尽可能减少路基边沟积水情况的发生，保证边沟内部的平整，使边沟中的水能够及时排出，避免边沟积水对路基强度造成影响。其次，在路基边沟设计上，要遵循严格的施工设计规范，通常而言，采取浆砌片进行公路边沟施工是常用的施工样式，边沟的坡度达到一定的要求才能保证边沟中的水顺利排除，同时，结合当地地质地貌，合理调整坡度。再次，对边沟施工需要跨越涵洞或者通道的情况，要实现进行处理，将水进行引流，如果周边有耕种土地，可以考虑将排水设计到连接农田渠道中，对于公路干线与支线连接口，要采取封闭施工的方式，加盖边沟盖板。

2 公路工程路面设计研究

2.1 路面设计的基本内容及要求 公路路面设计包括施工设计、路面排水设计，路面施工设计主要有混凝土或沥青铺设施工，该项工程施工的合理程度直接与施工质量挂钩。在设计要求方面，具体应根据公路的等级、交通量组成、周围地理环境、当地材料供应情况等进行综合考虑，路面设计要求保证整体的稳定性以及有足够的强度，能够满足现代交通物流运输及大密度行车的需求，同时还要保证路面的平整、耐磨、防护等要求。

2.2 路面结构施工设计 公路路面施工过程主要包括面层、基层、底基层等组成，面层施工主要分为混凝土施工以及沥青施工两个方面。

2.2.1 水泥混凝土施工设计 利用水泥混凝土进行路面施工通常体现在农村支线交通施工上，在具体设计时，要对面层的设计厚度与宽度进行计算，对区域的地理环境、交通量等进行详细的评估，一般而言，在农村公路混凝土铺设厚度选择上，混凝土厚度通常不小于18cm，较宽的乡镇公路因为承载力的需求，因此设计厚度一般不小于20cm，水泥混凝土的凝固周期一般为30d，面层一般采用硅盐酸水泥与小型砂石进行混合，能够大大提高公路的强度，水泥混凝土通常采取分块施工，这样能够防止裂缝的产生，横向接缝保持一定的间距，通常而言，乡村水泥混凝土施工面层单块长3m～4m，中间间距为1～2cm。

2.2.2 沥青混凝土施工设计 首先，在原材料的选择上，要根据当地自然情况进行合理的选择，如果当地环境较潮湿，选择凝固强度较高的沥青材料，沥青性质应比较稳定；其次，对于混合石料的选择中，要注意粗集料与沥青之间具有较好的粘附性，保证混合料的磨光值，防止混合料施工后对车辆造成损伤。再次，在混合料的摊铺与压实施工设计上，首先要根据施工要求选择合理的摊铺机械，设计摊铺路线与摊铺次数，通常使用平衡梁法进行面层施工，施工线路的合理度关系到摊铺的连续施工的实现，摊铺路线不能中途更换。此外，为了保证施工过程附近车辆能够正常通行，选择使用半幅施工的方式，做好接缝的处理。

2.3 公路路面排水设计

2.3.1 公路路表排水设计 公路在长期运营过程中，多多少少会出现破损情况，尤其是沥青路面，在天气较炎热的季节，车辆的紧急刹车往往会使沥青粘附到车辆轮胎上，造成路面凹凸不平的情况，一旦天气发生变化，这些积坑就会出现积水的情况，这对路面造成一定的损害，因此，需要做好路面的排水设计。路面积水的排除主要在于裂缝的修补与沥青混合物程度的设计，一旦公路路面出现积水，要及时用抽水机械排除水分，在天气良好时进行积坑的修补。

2.3.2 路面内部的排水 路面裂缝会使得自然水进入到路面内部，在内部排水设计上，首先是要保证修筑时的密封性，混合料的凝结度应较高，减少工程中因为不均匀施工造成水分容易渗透的情况。其次，也可以通过层防水实现水分的内部流动，在设计时将小型管道嵌入路面中，能够及时排除因道路裂缝而进入路内部的积水，管道的选择应保证具有较高的耐腐蚀性以及良好的密封性能，能够长时间发挥良好性能，尽可能减少水对公路路面或者路基的损害，延长公路的使用寿命。

3 工程案例

3.1 工程概况 某公路采取双向四车道的标准设计，设计最高时速为120km/h，由整体式路基与分离式路基组成，行车道与硬路肩使用2%的路拱横坡。整体式路基路线中心线为平面设计线，分离式路基平面设计线距路线前方左侧秃噜肩1m处，针对该公路路基路面排水施工设计进行深入探讨。

3.2 路基施工过程 路基施工中，根据施工设计要求，对于填石路基，设计指标如表1所示。

采取该方法进行路基施工，使得路基更加平整，几乎不要进行平整度调整工作，对比传统路基施工方法，该设计完成后，路基平整度为99.5%，高于常规路基施工90.5%的水平，在实际中能够大大提高路基的强度。

路基排水施工中，本路段边沟采取0.5m×0.5m的矩形，沟底纵坡与路线纵坡一致，差距控制在0.3%，考虑到该路段所处地理环境岩石较多的情况，道路右侧路肩均架设0.5m×0.5m的盖板，防止泥土滑落造成排水渠的堵塞，同时设计时考虑到拦截坡面水，防止其对路基进行冲刷破坏，使用M7.5浆砌片进行加固处理。排水功能上，该设计能够大大提高排水渠的顺畅程度，采取一定的坡角设计，配合水流的作用力，能够有效抵抗雨水沙石沉积造成排水障碍的情况发生，与普通排水渠设计相比，设计优化后的排水能力提高至99.2%。

3.3 路面设计 考虑到该路段地理环境与交通量需求，该路段采取水泥混凝土路面施工，考虑到温度影响路面收缩性，面板采取横向接缝的方式，面层使用26cm水泥混凝土。加盖0.6cm沥青透层，基层使用施工使用常规20cm水泥碎石混合物，采取此设计方法，路面强度较普通水泥施工高出5%，路面承载力提升。根据改力度按设计抗弯拉5.0MPa的标准，设计时需要设置各种类型的裂缝，水泥混凝土设计为5m×4.5m的水泥版块，建成效果上，路面抗弯拉能够达到5.6MPa，超过实际要求，且后续运行裂缝发生率降至5%。

接缝处使用的是泡沫橡胶板，路段每个500m设置一道胀缝，路面横向施工缝设置较少，主要是为了保证路面的平整性，胀缝施工采取增加传力杆的方式，确保接缝的稳固性，在板厚中央设置拉杆，防止接缝张开或者板上下错动。

4 结语

综上所述，公路路基路面设计的合理度与公路的实际使用紧密联系，在具体设计上，应该从地质、气候环境、材料等多方面进行考虑，以安全使用为基础，对路基施工设计及排水，路面施工及排水等工作进行设计与完善，确保工程建设紧密联系实际，提高工程的建设质量，发挥公路应用的功能，为我国交通运输事业及社会经济发展提供良好助力。

参考文献：

[1]郭晓燕.公路路基路面排水设计[J].中华民居（下旬刊），2014（02）：287.

[2]左焕章.公路工程路基路面压实施工技术的探析[J].江西建材，2014（08）：171-176.

[3]郝志锋.公路路基路面设计研究[J].科技与创新，2014（13），63.

[4]彭丹.公路路基路面的设计方法研究[J].四川水泥，2015，08：294.

[5]李春辉.公路工程路基路面施工技术[J].交通世界（工程技术），2015（03）：100-101.

[6]李军.公路路基及路面设计实践分析[J].交通标准化，2013（08）：34-36.

[7]陈亮，刘洋.公路路基路面排水设计[J].科技信息，2011（21）：326.