公路路基設(shè)計(jì)

矯震

（黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 150080）

一般路基是指在一定工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件下，填方高度和挖方深度小于規(guī)范規(guī)定的高度和深度的路基。一般路基設(shè)計(jì)可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)情況，直接套用典型橫斷面圖或設(shè)計(jì)規(guī)定，而不必進(jìn)行個(gè)別論證和驗(yàn)算。對(duì)于工程地質(zhì)特殊路段和高度（深度）超過(guò)規(guī)范規(guī)定的路基，應(yīng)進(jìn)行個(gè)別設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性驗(yàn)算。

1 路基的基本構(gòu)造

路基的幾何尺寸由寬度、高度和邊坡坡度三者構(gòu)成。路基寬度取決于公路的技術(shù)等級(jí)；路基高度（包括路中心線的填挖高度、路基兩側(cè)的邊坡高度）取決于地形和公路縱斷面設(shè)計(jì)；路基邊坡坡度取決于地質(zhì)、水文條件、路基高度和橫斷面經(jīng)濟(jì)性等因素。就路基的整體穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，路基的邊坡坡度及相應(yīng)采取的措施，是路基設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。

1.1 路基寬度

路基寬度為行車道路面及其兩側(cè)路肩寬度之和。技術(shù)等級(jí)高的公路，當(dāng)設(shè)有中間帶、路緣帶、變速車道、爬坡車道、緊急停車帶、慢行道或路上設(shè)施時(shí)，均應(yīng)包括這些部分的寬度。

路面是指道路上供各種車輛行駛的行車道部分，其寬度根據(jù)設(shè)計(jì)通行能力及交通量大小而定，一般每個(gè)車道寬度為3.50～3.75m。

路肩是指行車道外緣到路基邊緣，具有一定寬度的帶狀部分。路肩通常包括硬路肩和土路肩，硬路肩是指進(jìn)行了鋪裝的路肩，常用于高速公路和一級(jí)公路；土路肩是指不進(jìn)行鋪裝的路肩，用于各級(jí)公路。路肩的作用主要是增加路幅的富余寬度，保護(hù)和支撐路面結(jié)構(gòu)，供錯(cuò)車、臨時(shí)停車及行人和非機(jī)動(dòng)車使用，為公路其他設(shè)施提供設(shè)置場(chǎng)地，匯集路面排水。其寬度由公路等級(jí)和混合交通情況而定，最小每邊為0.5m，有條件時(shí)應(yīng)取1.0m以上，城鎮(zhèn)近郊行人與非機(jī)動(dòng)車比較集中，路肩寬度盡可能增大，一般取1～3m，并鋪筑硬質(zhì)面層，以提高利用率。

1.2 路基高度

根據(jù)路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要術(shù)，減小或避免地面水、地下水、毛細(xì)水及凍脹作用的影響，路床頂面應(yīng)高出地表長(zhǎng)期積水位或地下水位一個(gè)必要的高度。路基最小填土高度必須保證路基不因地面水、地下水、毛細(xì)水及凍脹作用的影響而降低其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。因此，路基最小填土高度應(yīng)根據(jù)路基臨界高度，并結(jié)合公路沿線具體條件和排水及防護(hù)措施，按公路技術(shù)等級(jí)的有關(guān)規(guī)定確定，一般應(yīng)保證路基處于于燥或中濕狀態(tài)。

當(dāng)路基填土高度受限制而不能達(dá)到規(guī)范的規(guī)定時(shí)，則應(yīng)采取相應(yīng)的處治措施，如做好排水設(shè)計(jì)、換土、設(shè)置隔離層或修筑地下滲溝等，以避免地面積水和地下水浸入路基，影響路基工作區(qū)內(nèi)的土基強(qiáng)度與穩(wěn)定性。

1.3 邊坡

在路堤的路肩邊緣以下和在路塹路基兩側(cè)的側(cè)溝外，因填挖而形成的斜坡面，稱為路基邊坡。邊坡與路基頂面的交點(diǎn)稱為頂肩。邊坡與地面的交點(diǎn)，在路堤中稱為坡腳；在路塹中稱為路塹塹頂邊緣，其高程與路肩高程的差為路塹邊坡高度。路堤的邊坡高度為路肩高程與坡腳高程之差。邊坡的坡形在路基中常修筑成單坡形、折線形或階梯形，每一坡段坡面的斜率以邊坡斷面圖上取上下兩點(diǎn)間的高差與水平距離之比表示，當(dāng)高差為1個(gè)單位長(zhǎng)時(shí)，水平距離經(jīng)折算為m單位長(zhǎng)，則斜率為1：m。在路基工程中，以1：m方式表示的斜率稱為坡度，m稱為坡率。在路基本體構(gòu)造中，邊坡的形狀和坡度的緩陡對(duì)路基本體的穩(wěn)定和工程費(fèi)用有重要影響。

2 工程案例

2.1 某高速試驗(yàn)段路基

某高速公路1996年12月28日正式開(kāi)工，1999年2月8日正式交付使用，是交通部“九五”規(guī)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目，是第一條全標(biāo)準(zhǔn)高速公路。試驗(yàn)路基有路堤、路塹、不填不挖等型式。路基兩側(cè)設(shè)置有寬60～100m的大平臺(tái)，平臺(tái)外設(shè)置防沙柵欄。路基及平臺(tái)分別采用卵石、粘土、粘土摻水玻璃或?yàn)r青等幾種材料加以防護(hù)。柵欄采用全露、半呈露、隱蔽三種型式，材料有木制、草席、秸稈等。經(jīng)過(guò)一年多的試驗(yàn)觀測(cè)，取得了在流動(dòng)沙丘地區(qū)修筑公路的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：

此路基滲水性強(qiáng)，可以不設(shè)路拱及側(cè)溝；路基邊坡坡度可按干沙天然坡角計(jì)算；路基邊坡卵石方格防護(hù)，能耐風(fēng)蝕、雨淋，效果最佳。粘土防護(hù)次之，暴雨時(shí)易被沖刷；大平臺(tái)一方面起到緩沖作用，風(fēng)沙不致立即掩埋路基，同時(shí)堅(jiān)實(shí)平坦，有一定的輸沙效果；柵欄有陰沙作用，但單獨(dú)使用效果欠佳，可與其他防護(hù)措施配合使用。材料以簽發(fā)草編者最好。

2.2 路基斷面設(shè)計(jì)

路基寬度：路面寬度和形狀，根據(jù)防護(hù)材料的種類，采用不同的標(biāo)難。用卵、礫石或碎石等材料防護(hù)的路基，可按滲水土路基標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)；用粘性土、瀝青乳劑等非滲水材料防護(hù)的路基，按一般粘性土路基標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。該路基用沙填筑，沙的滲透系數(shù)較大，路基面不致積水，可不設(shè)路拱。

路塹易于積沙，路基寬度除符合公路規(guī)范規(guī)定外，應(yīng)在兩側(cè)留出平臺(tái)。平臺(tái)不能防止或減少積沙，但可供積沙暫時(shí)堆存，起到防止積沙立即掩埋路基的緩沖作用。平臺(tái)寬度視當(dāng)?shù)仫L(fēng)沙流活動(dòng)強(qiáng)度、邊坡高度及路塹長(zhǎng)度而定，一般不小于1～2m。

路基邊坡坡度：應(yīng)不陡于構(gòu)成路基沙粒的天然坡角。風(fēng)成沙的天然坡角一般在28°～32°之間，相應(yīng)的坡度約為 1∶1.5～1∶1.75。考慮到車輛震動(dòng)及自然因素對(duì)路基穩(wěn)定性的影響，邊坡可以照天然坡角放緩一級(jí)，采用1∶1.75，高度超過(guò)6m時(shí)，采用1∶2.0。因邊坡變坡后坡面易積沙，施工亦較困難，故均采用一坡到頂。

排水設(shè)施：該地區(qū)年降水量偏大，但雨量集中，易出現(xiàn)暴雨。年降雨量1600～1700毫米，降水日為147～157天，年平均暴雨日5.6天。沙層滲透系數(shù)雖較大，但當(dāng)其表面有因積水形成的粘性土結(jié)皮時(shí)，則滲透能力大大降低。如一次降雨能為沙層吸收滲透，不產(chǎn)生徑流，則路基可不作排水設(shè)施，即路塹不設(shè)側(cè)溝，路堤不設(shè)排水溝。在用粘性土等作路基防護(hù)材料時(shí)，因滲透能力差，則需注意路基排水。

路基中的某些洼地，特別是位于山坡邊緣地帶，暴雨時(shí)，常有臨時(shí)性積水。通過(guò)這種地帶的沙筑路堤，在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮車輛振動(dòng)液化問(wèn)題。

挖方棄土應(yīng)盡量用作填料，否則應(yīng)棄于線路背風(fēng)側(cè)，棄土堆距塹頂不少于10m。取土坑亦應(yīng)設(shè)在背風(fēng)一側(cè)，其邊緣距路堤坡腳不少于5m。棄土堆及取土坑都應(yīng)加以防護(hù)。

3 結(jié)語(yǔ)

路基設(shè)計(jì)主要指路基的縱斷面（填挖高度）和橫斷面各部分幾何尺寸的設(shè)計(jì)，但還應(yīng)包括局部區(qū)段或個(gè)別點(diǎn)段的平面布設(shè)。因?yàn)樵诠愤x線對(duì)著重于選擇最佳方向的控制點(diǎn)，關(guān)于平曲線的布設(shè)是否合理，在路基設(shè)計(jì)時(shí)仍需進(jìn)一步考慮。通過(guò)對(duì)公路路基縱橫斷面的合理設(shè)計(jì)和平面的恰當(dāng)布置，達(dá)到公路不被沙埋和風(fēng)蝕的目的。根據(jù)實(shí)踐，不同地貌類型，對(duì)公路的危害情況是各不相同的；因此，我們?cè)谶M(jìn)行路基的設(shè)計(jì)時(shí)，要密切結(jié)合不同地貌類型來(lái)考慮。一般要求在經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定橫斷面的控制下，力求平面短捷、舒暢，縱斷面平緩、順適。

[1]李玉珊，莊步凱.山區(qū)公路路基、路面排水設(shè)計(jì)綜述[J].山東交通科技，2008，（4）.

[2]蔣棟.《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》簡(jiǎn)介[J].公路，1990，（3）.

[3]馬超.談林牡公路施工中的路基設(shè)計(jì)分析[J].黑龍江科技信息，2009，（9）.