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高等级公路的路基设计分析应用探讨

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：肖志军

[导读] 摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，公路工程建设越来越多。

        陕西交通公路设计研究院有限公司陕西西安 710075
        摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，公路工程建设越来越多。高等级公路建设是现代交通建设的重要组成部分，而为了保证高等级公路的施工质量，做好公路路基设计非常关键。论文对高等级公路设计原则进行了分析研究，在文章中指出了公路工程中路线布设的重要性，提出了高等级公路路基设计中的主要问题，最后对高等级公路路基设计控制要点进行了阐述。
        关键词：高等级公路；路基设计；公路建设
        引言
        公路路基设计至关重要，是提高公路路基质量的基础措施。当前，我国公路路基设计存在部分问题，严重影响公路路基质量。因此，本文重点探讨了提高公路路基设计质量的措施。
        1设计原则
        首先，有效利用现有稳定路基，结合线形进行拓宽，尽量不占用农田，保证规划合理性与科学性；其次，针对地质情况繁琐的路段，需要以保证安全为前提，设置受限路段，也可适当降低指标进行施工；再次，公路工程需要与附近自然景观协调，重视生态环境保护，尽可能减少或者是防止高填深挖，避免出现地质灾害；最后，综合分析各项不利影响要素，保证路基与路面具备良好的强度与稳定性。此外，在进行路面设计时需要严格贯彻因地制宜、科学选材等相关原则，切实保证结构设计方案的技术完善性、经济可行性。
        2公路工程中路线布设的重要性
        对于整个公路工程的设计工作来说，路线布设是非常重要的内容，特别是高级别的公路，因为隶属于国家公路骨架部分，其设计质量会直接影响国家公路建设水平。另外，公路路线布设的合理性也会对后续的公路桥隧施工、路基施工产生一定的影响。只有科学、合理的路线设计才能为行车方向提供正确的引导，并且充分利用视距等信息，确保驾驶员能够获得全面的驾驶信息。公路路线设计工作主要包含：构造物位置设计、几何线形设计、安全设施设计以及路面设计，这几项因素都属于会影响公路交通安全的关键性因素。在设计公路路线的时候，设计人员应该注意不能将设计工作仅仅停留在公路几何尺寸上面，还需要综合考虑汽车驾驶力学要求、驾驶员驾驶过程中生理、心理方面的要求、乘客舒适度、环境保护、自然条件平衡性、运行经济性等方面的内容。可以说，公路路线布设工作不仅重要，而且复杂。
        3高等级公路路基设计中的主要问题
        3.1公路软路基问题
        软路基具体是指高等级公路设计施工中，遇到的一种软土路基地质结构。在公路软路基结构中，主要特点是土壤黏结性较大、土壤中水分含量较多，从而导致路基承载能力下降。在高等级公路设计中，如果不对软路基问题进行设计处理，不仅会影响到公路具体施工，更会在公路投入使用中出现路面沉降、路面塌陷等问题，从而严重影响到公路的正常通行。
        3.2路基设计承载力不足
        车辆在路面上行驶时，把垂直力、水平力及汽车部件产生的震动和负重的冲击力通过车轮传给路面，使路面内部结构产生位移和应变。目前，部分公路路基设计未合理计算路基路面受力情况，没有选用性能优良的施工材料，造成路基、路面结构整体的强度和抵抗变形能力降低，路基出现沉陷、翻浆等病害，影响公路正常使用。
        3.3路基边坡问题
        路基边坡问题是高等级公路设计施工中的重要内容，也是影响到高等级公路建设施工的重要因素之一。但是，在当前公路路基边坡防护设计中，存在一定的设计问题。（1）缺乏边坡防护设计，导致路基边坡出现坍塌和滑坡现象。（2）边坡设计工程中，对于边坡绿色植被破坏严重，在很多路基边坡设计过程中，缺乏对植被的合理保护，造成了边坡水土流失现象严重，也很容易引起边坡塌方问题。

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        4高等级公路路基设计控制要点
        4.1路基土石方
        公路主线土石方调配过程中，充分考虑了路基土石方的纵、横向移挖作填，当桥梁段有条件跨越时，考虑绕行距离后实现土方纵向调配；但考虑到施工工序，改路工程及接线工程土石方均未参与主线土石方调配。路基土石方数量计算中，除路基填方、借方总量按压实方计，其余均按自然方计。填方主要由路基本桩利用土石方、远运利用土石方、借方组成，移挖作填时，按预算定额考虑了修正系数。统计路基土石方数量时，扣除了路面厚度，计入了左右超填数量（50cm厚），考虑了路堤原地面清除表土（30cm厚）和填前碾压沉降的回填土方（10cm厚）。
        4.2路基挖台阶处理的设计要点
        在路基纵向、横向坡度较陡地段，为保证施工的安全性，人们需要对路基进行挖台阶处理。对于挖台阶处理，要对台阶宽度、横坡进行准确计算，一般来说，横向或纵向坡度为1∶5时，台阶宽度设计应保持在2m以内，横坡坡度保持在3%左右。
        4.3路基填挖交界处设计
        为了提高公路整体设计方案的科学性和合理性，设计人员必须深入到项目施工区域，做好周围环境、地形地质条件的全面勘查，充分掌握现场情况，然后根据调查分析结果优化设计，确保公路各项性能符合公路实际使用需求。在对公路地下渗水沟进行设计的过程中，必须重点考虑地质条件等方面的因素，根据公路实际情况选择最为合理的排水沟形式，保证公路运行过程中排水沟的性能得到充分发挥。
        4.4路基填挖交界处设计
        为了提高公路整体设计方案的科学性和合理性，设计人员必须深入到项目施工区域，做好周围环境、地形地质条件的全面勘查，充分掌握现场情况，然后根据调查分析结果优化设计，确保公路各项性能符合公路实际使用需求。在对公路地下渗水沟进行设计的过程中，必须重点考虑地质条件等方面的因素，根据公路实际情况选择最为合理的排水沟形式，保证公路运行过程中排水沟的性能得到充分发挥。
        4.5加强公路路基边坡防护设计
        当边坡高度大于3m时，要结合边坡实际情况，利用截水骨架技术对边坡进行护坡。截水骨架技术包括以下内容：喷混植生，采用液压技术进行喷播植草，采用浆砌或干砌的技术建成石护坡、护墙和框架梁护坡。在建立截面护墙时，还应区分单级变截面护墙高度，其高度需要小于12m，若因实际需要，单级变截面护墙高度超过12m，则应加入平台设计，平台施工需要分级砌筑。公路路基坡面经常会出现土质路堑边坡及土质路堤边坡。对于土质路堑边坡及土质路堤边坡防护设计，主要考虑的因素是边坡高度是在3m以上，还是在3m以下。当边坡高度大于3m时，边坡防护采用的技术方法是截水骨架内撒草籽间种灌木；当边坡高度小于3m时，为提高边坡的防护性，可利用撒草籽间种灌木边坡的技术方法。特殊情况下，路堤边坡高度超过6m且路堤填料材质并不是硬块石的地段，可使用铺设土工格栅的技术方法加强边坡防护。
        结语
        综上所述，公路路基设计质量对公路工程整个设计水平、设计安全、施工安全和运行安全都有直接影响，因此设计人员应提高对路基设计的重视度。不同的地貌地质对公路路基施工质量的影响各不相同，因此，设计者需要因地制宜，结合地质情况确定路基纵横断面的合理性，并结合设计经验、施工经验、公路路基常见病害等，合理设计路基结构及施工工序，提高公路路基工程的稳固性和安全性，最大限度地发挥公路工程的经济效益和社会效益。
        参考文献：
        [1]何燕立.平原地区高等级公路低路堤设计关键技术研究[J].建材发展导向，2019，017（002）：146-147.
        [2]王蔚，张烽.高等级公路路线设计应注意问题探讨[J].公路交通科技（应用技术版），2019，15（01）：132-133.
        [3]任广州.高等级公路扩建时路基结合处问题的研究[J].山东工业技术，2018，000（016）：216-216.