市政道路路基优化设计探析

【摘 要】我国现阶段城市发展迅速，新建、改建道路工程数量也急剧增加，道路投资越来越大，对市政道路的要求也越来越高，其质量也越来越受到重视。路基作为道路的基础，是路基路面结构的重要组成部分，是道路的支撑结构，对路面结构的强度和刚度起着决定性的作用，一旦路基出现质量问题，道路的相关病害也随之出现，不仅市政道路质量、行车安全得不到保证，还会带来重大的经济损失和不良的社会影响。路基设计是市政道路设计中重要的一环，它直接关系到路面使用性能的好坏，我们在设计时应根据工程实际情况进行详细设计，以求设计合理、经济、安全。

【关键词】市政道路；路基；优化设计

引言：作为道路工程的主要构造物，路基是路面施工的前提条件，是影响道路质量、稳定性及安全性的主要因素。确保市政道路路基的稳定性及坚固性是市政道路施工的重要任务。在路基设计过程中，应对原有地面的自然平衡状态进行深入勘察，选用科学有效的方式进行路基设计。路基不仅要对路面的行车载重进行承担，还要对路面及路基自身的重量进行承担，这种情况下将增加路基的压力。只有确保路基设计的合理性，才能提高路基的承载能力，增强路基的稳定性及提高市政道路施工的整体质量。优化路基的施工策略将有利于城市形象的改善，增加城市可持续发展的能力。

一、什么是路基

路基是在地表按道路的线形（位置）、断面（几何）及一定技术要求开挖或堆填而成的岩土结构物，它是路面的基础，承受由路面传来的车行荷载，对其的使用要求主要有两个方面：整体稳定和变形小。其中，整体稳定的要求主要针对高填、深挖、岩溶等由于修建道路致使原地层受力改变路段，其主要保障的是道路的畅通与行车安全；变形小主要指在自重及车辆荷载作用下，路基不能产生过大的变形，其主要保证的是路面的使用寿命及行驶的舒适性。在市政道路设计中，由于道路与两侧地块高差较小且一般同时进行填筑，道路路基的整体稳定性不是设计的重点，市政道路路基设计的重点主要集中于减少变形。

二、市政道路路基设计影响因素

1. 道路路基构成复杂

城市主要有原状土壤和杂填土构成。这类杂填土中一般由建筑垃圾、生活垃圾、粪土、植物根系及少量炉灰等构成，路基结构较为复杂。

2.易受到降雨影响

虽然市政道路有良好的排水设施，但由于市政道路经常受两侧建筑物制约，因此导致其所处地势低洼。每年冻融季节时期，地下毛细水的上升会影响到市政道路路基的强度和稳定性。

3.城市地下管道错综复杂

市政道路路基在施工碾压过程中经常遇到因地下管网敷设深度不足引起的施工障碍，使得市政道路路基的压实度难以得到保障；同时市政道路服务区域和特点直接决定了市政道路建设不仅作业面小，而且工期紧，这就使市政道路的路基没有足够的时间自行沉降。

三、市政道路路基设计主要原则

路基在道路建设中将直接影响路面承受外力面对道路的质量产生影响。因此其设计的科学合理性具有重要的意义。它主要依据的原则是：

1.保证路基的强度

路基承受着本身土石的自重、路面重力以及由路面传递而来的行车苟载，这就需要在设计时保证路基的强度。只有保证了路基的强度，才能避免路基在外力超过允许范围时产生变形，引起路面塌陷造成意外事故，影响道路使用。

2. 保证路基的整体稳定性

由于市政道路建设的环境比较复杂，不同地区的地质存在很大差别。在不同的地区进行道路路基设计时要具体问题具体分析，要根据场地的地形、地貌、气象、水文等自然条件和地质条件，选择适当的路基横断面和边坡坡度，必要时可以设置路基防护措施的设计措施来保证路基整体结构的稳定性。

3.保证经济适用

路基设计要经济耐用，同时也要注意环境保护，景观协调。

四、市政道路路基优化设计要点

（1）路基的形式。通常情况下，路基主要包括3种形式，路堤、路堑及半填半挖。一般路堤路拱横坡度为1.5%，土路肩坡度为3%。将路侧取图坑设置在填土路堤上时，当路基边缘和取土坑之间的高度相差在6米以上时，应进行宽度2米护坡道的设置。当地面自然横坡度比1：5陡时，必须在路堤基底进行台阶开挖作业，当台阶宽度在1米以下时，必须将2%向内倾斜的纵坡设置在台阶底部。在进行台阶开挖作业前必须将表面杂物清理干净。在进行路基设计时，应先了解其结构。

（2）路基边坡。在路基稳定性中路基边坡坡度是否合理对其具有较大的影响作用，在路基设计中路基边坡坡度的确定是其设计过程中的重要任务。边坡土质、岩石性质及水文地质等因素将直接影响到路基边坡坡度的大小。通常情况下，可以遵循积累的实践经验及设计规范中的数值进行路基边坡坡度的确定。

路堤边坡，遵循填料种类及边坡高度进行路堤边坡坡度大小的确定，单独进行高路堤边坡坡度的设计，并选用砌石进行陡坡路基填方。路堑边坡，遵循边坡高度、土的密度、地下水、地面水及土的成分确定土质路堑边坡。通常情况下按照地质结构及岩石特点，并按照有关经验进行岩石路堑边坡坡度的确定。

（3）路基宽度。行车道宽度加上其两侧路肩宽度就是路基宽度。遵循《市政道路工程技术标准》（JTG B010―2003）中各级市政道路路基宽度的规定进行设计。在设计路基宽度时，必须将道路中间带、加（减）速车道、爬坡车道、紧急停车带及错车道等算入到路基宽度中。遵循交通能力与交通量的多少进行路面宽度的设计，如一般市政道路其路肩通常设为1到3米，并进行硬质路肩的铺筑，尽可能降低对路面行车的影响。

（4）路基高度。按照路线纵坡的要求、路基的稳定性及工程经济状况等因素的实际状况，经过综合分析在路线纵断面设计中确定路基的填挖高度。只有确保路基上部土层处于干燥状态及中湿状态，才能确保路基的强度及稳定性。在路基最小填土高度确定时，必须严格按照临界高度的要求及市政道路沿线的具体情况和排水情况进行最终确定。

五、特殊路段路基处理

特殊路基处理是更具针对性的对工程沿线特殊地点进行路基处理，一般特殊路基处理主要包括两个方面：1.路基的工后沉降；2.路基与沿线主要构筑物的衔接。工后沉降主要针对软土区域（河浜、含淤泥土层）修建的路基，由于填土及车辆荷载等附加荷载造成土层受力发生改变，造成路基进一步发生挤密、下沉，总沉降量可通过分层总和法进行计算，然后根据计算结果确定路基处理方式及以及处理深度。

路基与沿线主要构筑物的衔接主要针对由于在道路路基中修建各种构筑物而造成的路基局部的不均匀沉降（如：桥头跳车、管线沟槽沉陷等）。不均匀沉降的产生的原因是由于路基密实度或受力形式不同，而造成的在相同应力水平下，路基的沉降不同，主要有两种解决方法：一是通过加大薄弱处路面结构厚度、换填厚度或加大路基处理力度以减小传递至土基顶面的竖向压应变，并最终减小沉降，该方法的计算可以仿照国外为减少柔性路面永久变形而广泛采用的路基顶面竖向压应变法来进行；二是通过设置搭板或土工合成材料以避免结构薄弱处过多参与受力，力主要由结构强度高的一侧分担，使不均匀沉降在一个相对较长的范围内发生，不产生明显的错台，但该种情况对搭板或土工合成材料有一定的抗拉要求，在薄弱处底部托空时能独立承担上部荷载。

六、结束语

作为一种线性构造物，市政道路必须对车辆行驶的重复荷载作用进行满足与承载，同时还要经受各种自然因素的长期影响。在地形、地质及经济条件的严重制约下，市政道路路基的质量也将受到不同程度的影响。作为市政道路建设的重要组成部分，路基设计必须严格遵循路线位置及相关技术规定进行施工，路基主要对路面传来的荷载进行最大限度地承受，因此，必须确保路基具有较高的强度和耐久性。在市政道路工程整体设计中路基设计占有重要位置。通常情况下，设计路基前期，必须进行全面调查研究，对施工现场沿线地质、水文等情况进行充分了解及分析。在进行路基设计时，必须对排水设施及防护设计的设计加以重视。

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