改扩建公路路基路面设计优化措施

改扩建公路路基路面设计优化措施

李长征,初霞

河南省第一公路工程有限公司，郑州 450000

摘要：结合某公路改扩建项目实际情况，在介绍项目现状与改扩建内容及要求的基础上，对其路基和路面设计及优化进行深入分析，提出设计中需遵循的基本原则和相应的优化措施，最后经实践验证了该项目所用路基路面设计及优化方法的合理性与可行性，可为相关人员提供参考。

关键词：公路改扩建;路基设计;路面设计;优化;

如今，为满足日益增长的交通出行与运输需求，很多地区都在积极开展公路改扩建。在公路改扩建项目中，路基路面设计与优化是决定改扩建后公路质量及服务水平的关键环节。因此，为确保公路的改扩建达到预期的目的和效果，有必要结合项目实际情况，深入探究其路基和路面的设计，采用适宜的设计与优化方法，保证最终的设计质量，进而为后续的项目施工奠定良好基础。

1 工程概况

某公路改扩建路段总长77.77km，原为三级公路，已服役较长时间，建设标准低，路况很差，因路段在当地路网中占据重要地位，交通量逐年增加，为适应交通需求，需提高公路的技术标准。对于低等级公路的改扩建工程，路基路面工程在工程总造价中占比较高，设计人员需对相关设计引起足够的重视，通过多方案综合对比，选出最佳的方案。

通过改扩建使该公路从三级公路变为二级公路，按照最大限度利用旧路的基本原则进行加宽改建，主要加宽方式为利用旧路进行单侧或两侧加宽，部分路段因地形难以满足二级公路线形要求，采用分离新建方式。既有公路存在主要问题是建设标准低，部分沿山脊线分布路段平均行驶速度不超过30km/h，存在大量回头曲线、小半径曲线及直角弯，不利于行车安全。

旧路路基的宽度在6.0～12.0m范围内，6.0m宽部分占比较大，可以达到66.7%，其他基本均为8.5m宽，12.0m宽部分的占比只有0.8%。填料以风化碎砾石土及风化砂为主，因路基填高相对较低，加之排水不畅，所以每逢春融都会出现不同程度的翻浆。旧路路面状况如表1所示。

表1 旧路路面状况

2 路基路面设计优化

2.1 一般路基设计

路基设计要以旧路使用状况现场调查为基础，对自然环境、地质条件和后续施工养护等各方面因素进行全面考虑。此次改扩建将路中心线标高直接作为路基设计标高，在填方路基段中，边坡的坡率按照1∶1.5控制，并在坡脚处设置宽度为2m的护坡道，兼作绿化带，进行景观设计。对于挖方路堑，为了保证边坡稳定，同时尽可能减少边坡防护工程量、降低投资，对于土质边坡坡率按照1∶1.5进行控制；对于强风化岩石，其坡率按照1∶1控制；对于弱风化岩石，其坡率则按照1∶0.5控制，此外在边沟外侧设置宽度为2m的碎落台，以增加挖方路段横断面，减少落石对行车的干扰。

2.2 土源与筑路材料确定

按照就地取材和因地制宜的基本原则，在严格执行当地环保政策的前提下，以沿线土质与地形为依据，为尽可能节省占地并减少由于施工对环境造成的影响及破坏，最大限度利用各类资源，减少工程成本，对部分路基采用煤矸石进行填筑，而其他路基的填筑除了使用挖方材料，还在路线范围之外的取土场进行集中取土，沿线共设置15个取土场。

2.3 不良地质段与特殊路基设计

根据沿线范围内不良地质产生原因、分布范围与特性，需采用针对性措施加以处理。由于该段淤泥层深度相对较浅，所以可采用换填的方法进行处理，先将路基范围内分布的淤泥完全挖除，然后采用有良好透水性的材料进行换填，如开山碎石土与煤矸石等，这样能防止毛细水上升，使路基保持稳定；若淤泥段被水浸泡，应先进行抽水，然后清除淤泥，再使用中粗砂进行回填。对旧路段的路基应在开挖后重新进行回填和碾压，从旧路基挖除的土方按照1/2利用。若发现翻浆路段，应将其全部挖除。若旧路基的底部软弹，应在清除这部分土体后使用中粗砂或者是风化石进行换填，再将其碾压密实。对于处在旧路边沟处的路基，应做好淤泥的清除，然后采用中粗砂或者风化石进行换填。在有冲沟存在的段落，应先在冲沟的底部填筑中粗砂，再采用碾压设备进行碾压，经碾压达到初步密实后进行逐层填土和分层碾压。在路槽以下按照40cm的深度实施换填，将路槽的底部排压至密实状态后，使用风化石、煤矸石或中粗砂等填料进行回填。

2.4 路基排水与防护设计

路基必须有良好排水系统，及时排除对路基或路面有影响的地表水及地下水，使路基和路面均处于稳定状态，避免路面积水对正常行车造成影响。在路基范围内，水通过各类排水设施排除到路基范围以外，如截水沟、边沟与排水沟，在挖方段，其路基两侧都应进行边沟的设置，其上、下口的宽度分别采用240cm和60cm，高度为60cm；在填方段，如果其路基底部的横纵坡有很大变化，则要进行排水沟的设置，其具体尺寸以流量为依据确定，一般采用梯形断面，上、下口宽度和边沟相同，均为240cm和60cm，高度也为60cm；在挖方段，其路基边坡的上边缘如果有很大横坡，则应做好截水沟的设置，其断面尺寸大小以流量为依据确定，一般也采用梯形断面，上、下口宽度与边沟、排水沟均相同，均为240cm和60cm，高度也为60cm。

另外，在边沟和纵坡相对较大，容易受到冲刷作用的排水沟及截水沟中，还应使用浆砌片石予以有效防护，如采用浆砌片石砌筑矩形断面的边沟。当路段中有排水情况较差的构造物时，可通过迂回排水来解决，也可通过设置泄洪通道来排水。考虑到土质抵抗冲刷作用的能力很差，故在设计中还要做好边坡防护。对于填高小于4.0m的边坡，设计采用植被防护措施加以防护；对于填高超过4.0m的边坡，设计采用三维网植草的方式加以防护；若填方路基被水侵蚀，则建议采用浆砌片石进行满铺。在挖方段，若挖方为黏土，则对于高度在2.0m以内的路堑边坡，可通过自然植草方式加以防护；对于高度超过2.0m的路堑边坡，需采用预制块加以防护，并在块内进行植草；对于石质路堑边坡，需根据岩石实际风化程度，对边坡的坡度予以适当放缓，以尽可能减少对边坡造成的冲刷，使路基边坡处在稳定状态。

2.5 路面设计

路面设计要以交通量及其组成为依据，结合公路的技术等级和材料等因素综合进行。通过对路段交通量的科学预测，并根据沿线范围内的地质条件和水文地质情况开展路面设计，此次路面设计采用水泥混凝土路面，其面层厚度为24cm，上、下基层分别采用6%水泥稳定碎石和5%水泥稳定碎石，厚度分别为18cm和20cm，其中，上基层采用中粗砂+50%碎石的方案，而下基层采用风化砂砾+25%碎石的方案。在潮湿段，还需采用中粗砂设置一层厚度为30cm的垫层。

3 结语

综上所述，现在有很多公路工程都面临不同程度的改扩建，为了使改扩建得以顺利实施，并达到预期的效果和目的，做好路基路面设计及优化十分重要。目前，该路段改扩建施工已经完成，改扩建完成效果达到预期，本公路改扩建所用路基路面设计及优化方法值得类似公路改扩建工程参考借鉴。

参考文献

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[2]许陆成.改扩建公路路基路面设计优化措施分析[J].运输经理世界,2021(34):22-24.

[3]侯志斌.改扩建公路路基路面设计优化措施分析[J].居舍,2021(27):95-96.