高速公路路基路面设计方法及要点研究

易文锋YI Wen-feng

（中国公路工程咨询集团有限公司，北京 100089）

0 引言

城市化发展速度加快，给高速公路建设提出了更加严格的要求。为了进一步优化高速公路建设，有关单位需树立起正确的管理观念，深入分析路基路面可能给工程整体施工所造成的影响，并确定接下来的设计目标与实践方向。通过全方位的分析把握设计要点，规范应用更加有效的设计方法，提出更具有可行性的设计方案。以保证接下来的高速公路在完善性方案体系支撑下实现高效建设，切实提高整个路基路面的稳定性。

1 工程实例

佛清从高速公路北段第四标段，施工范围桩号为K69+290-K103+700，主线全长为34.41km。广乐高速以东为设计起点（K69+290），设计终点（K103+700）与已建的街北高速连接，全线共涉及清远市和广州市从化区。本项目对公路工程本身的运输性能和承载负荷具有较高要求。公路标准采用双向六车道，设计时速为120km，整体式路基宽度为34.5m，其中中央分隔带3m，左侧路缘带2×0.75m，行车道2×3×3.75m，硬路肩2×3.0m（包括右侧路缘带2×0.5m），土路肩2×0.75m。

2 高速公路路基路面设计的重要性分析

做好路基路面设计工作至关重要。根据所掌握的数据参数明确了解路基路面的具体设计要求，以确定接下来的设计方向。优化路基路面设计，能保证高速公路的内部结构更加的安全、稳定，降低不良的风险，如沉降、坍塌等，从而优化整个公路的运输性能[1]。使得其整体寿命得以延长的前提下，提高整体的运输水平。最重要的是，能通过路基路面的有效设计，优化工程项目资源配置和安排，进而有效控制不良的成本损失，进一步提高经济效益。

3 高速公路路基路面设计原则分析

3.1 因地制宜

遵循因地制宜原则，是优化路基路面设计的第一要素。全面了解项目所处的具体环境，以确定接下来的设计目标，掌握正确的设计方法和要点[2]。首先，对项目所处现场环境进行全方位、细致化精准性的调研，保证所得到的数据参数更加符合具体的环境情况。然后，根据所得到的数据信息进行统计分析，以判断工程项目建设要求，了解路基路面的施工作业环境。在此基础上，确定接下来的设计思路和实践方向，保证各项设计更加的规范，与工程所处环境更加契合，避免后期施工建设期间，因为设计方案不够规范合理而诱发不良的风险。

3.2 可持续性发展

本项目面对路基路面的设计要求，将可持续发展作为重要的指导原则，有效贯彻于工程方案设计领域当中。也就是说，要全面考量国家目前针对公路工程建设所提出的可持续战略发展观念。全面了解未来城市规划的发展要求，以及在高速公路运输体系方面的行动要求，确定好具体地涉及目标。秉承着优化高速公路性能，延长寿命，提高运输质量的原则，对本项目的工程结构以及路基路面的施工方案进行优化设计。最重要的是，能通过方案设计，做好城市发展规划、生态建设等各个方面的协调，从而实现真正的持续性发展。

3.3 突出地方特色

本项目秉承着突出当地特色，发掘优秀文化内涵，确定设计工作方向，探索出更加科学有效的设计路径和策略。从而保证最终所形成的路基路面结构体系，更符合当地的文化形象发展要求。也能切实符合当地的气候条件变化情况，保证拥有良好的工程环境，呈现出较强的适应性，避免因为不够适应当地的人文气候环境变化，而导致路基路面结构出现稳定性等不良问题。有关设计人员进而全面了解新时期关于高速公路所提出的全新设计思想、方针，制定出更加可行的设计方案，驱动接下来的路基路面工程得以稳定而有效地开展。

4 高速公路路基路面设计方法分析

4.1 路面设计

路面是高速公路设计的重点要务，其决定着整个工程建设质量。为了进一步优化路面工程设计，首先，设计人员要掌握具体的环境参数，对工程所在环境的地质情况、水文参数进行全方位的检测分析。对所获得的勘测数据和各项资料进行整理，录入到大数据系统当中[3]。然后，借助计算机对其进行系统性分析，以判定整体的环境参数，了解当地的气候、地下水位情况。之后，确定接下来的路面设计行动方案。结合高速公路的规模要素以及在承载负荷、使用性能等方面的具体要求，就各项参数进行细节化设计。以全面提高路面工程方案设计的规范性与可行性，也能及时发现路面设计中所存在的不良风险，并制定出更具有合理性的控制和优化方案。然后，结合大数据的分析与评估，确定好高速公路在路面方面的质量控制要求，对施工材料的选择加以规范，全面提高整个路面结构的稳定性，避免其因为特殊环境，人为等多种因素影响而出现不良的质量问题。如沥青路面的上中面层采用SBS 类（I-D）改性沥青，基质沥青选用符合道路石油沥青技术要求的A 级70号沥青。上面层沥青与集料的粘附性须达到5 级；中面层、下面层沥青与集料的粘附性应达到4 级。当粘附性达不到规定要求时，可采用的措施有：掺加高温稳定性好的抗剥落剂，或者选用改性沥青。改性沥青应满足PG76-10 性能分级要求，A 级70 号沥青应满足PG64-10 性能分级要求。除此之外，还针对佛清从高速公路所处的区域空间，分析工程本身应该承受的运输承载负荷，从而不断调节和优化具体的设计参数。以保证最终所呈现的路面工程结构更加规范，也能有效降低后期使用期间所存在的沉降、坍塌等各种风险隐患。设计人员还要遵循精细化设计原则，对断面结构等各项要素加以优化，在调节和分析的过程中得出最优的参数。如此一来，在能切实保证在接下来的路面工程作业领域，有关人员基于所掌握的设计方案和各项参数指标，对具体的工程工艺加以优化。进而有效控制工程的作业成本，驱动整个工程项目实现高效能地开展。

4.2 路基设计

结合工程规划要点和实践要求，从路基这一要素着手革新设计方案，探索更有效的设计思路和方法。遵循全过程全方位原则，就路基项目有关的各项工程要素进行有效设计和规划。从而保证所形成的设计方案更具有可参考价值，方便在接下来的工程建设领域，有关人员能切实根据所掌握的路基设计参数和其他信息，就各项工艺以及施工作业流程进行优化设计。同时，在路基设计环节当中，设计人员需重点关注边坡这一要素的规划设计处理[4]。通常情况下，需先全面了解项目所处的生态环境特点，了解地下水位情况。之后，对边坡的形式和角度进行优化设计，以保证其所呈现的设计与建设效果更佳的理想。本项目填方路面边部构造设计图（边坡高度4＜H≤8）如图1 所示。除此之外，还需要从实际出发，分析路基结构内部可能存在的风险隐患。比如说，比较常见的沉降问题，并结合环境要素考量，分析造成不良风险的主要原因，调节路基的结构，从而提高其稳定性。

图1 填方路面边部构造设计图（边坡高度4＜H≤8）

4.3 排水设计

4.3.1 路面排水设计

填方路段主线及互通、服务区、停车区匝道路面边坡高度为4m8m（植草或衬砌拱植草防护）时，要设计平路缘石于边缘，路面水先漫流至边坡，然后流入填方边沟。挖方段设置平路缘石在边缘，路面水直接排入边沟，然后排入填方排水沟。匝道、收费广场采用的排水方式是分散漫流式，路面水漫流过土路肩，然后经边坡流入进排水沟中。超高段外侧无需设计拦水路缘石。

4.3.2 路面结构层排水设计

主线填方段在路面边缘路面结构内设置25cm×8cm的纵向集水盲沟、5cm 的横向出水管组成的边缘排水系统，渗入路面结构内的自由水，沿面层与面层或面层与基层之间的界面通过路面横坡流入纵向集水盲沟，再由间隔一定距离设置的横向出水管排出路基之外。主线挖方段在路面边缘路面结构内设置由纵向集水盲沟、渗沟组成的边缘排水系统，渗入路面结构内的自由水，沿面层与面层或面层与基层之间的界面通过路面横坡流入纵向集水盲沟，再流入设于盲沟下的渗沟，经纵向排水管在填方段渗沟出口处汇入路基排水沟。纵向排水盲沟内回填料采用透水性较好的级配碎石，填方段5cm 横向出水管沿纵向每隔10m 设置一道。用镀锌铁丝网或格栅罩住横向排水管的外露管口，以防被杂物堵塞。

4.3.3 超高段路面排水设计

路面超高排水方式采用集中排水法，设置纵向排水沟在超高一侧，对路面水进行汇集，通过集水井、横向排水管、急流槽将其排出路基外。互通立交匝道不设中央分隔带时，超高路段路面水直接由路面汇入内侧排水沟。

4.4 处理路基路面病害问题

在高速公路工程中，路基路面是比较重要的。在具体展开设计工作期间，设计人员需要全面考量可能会发生的病害问题，并形成良好的安全防范意识，采取有效的手段对病害的主要因素加以分析，制定出更加科学可行的方案[5]。以保证有关人员能依托于具体的方案为支撑和引领，更加规范有序地落实各项工程建设活动。比如说，在路基路面设计环节当中，有关人员需要全面了解其在后续工程建设期间可能会发生的裂缝问题。并基于所总结和积累的实践经验，分析造成裂缝的主要因素以及裂缝的主要类型表现。并在确定好裂缝的控制工作目标，发挥设计方案的支撑作用，对具体的施工作业材料加以规范。在设计环节当中，还需要从基层稳定性的角度着手进行优化设计，保证最终所呈现的强度指标更加符合要求。图2 为沥青混合料上面层施工工艺流程图。

图2 沥青混合料上面层施工工艺流程图

5 效益分析

佛清从高速公路北段第四标段，在针对项目展开路基路面设计期间，设计人员先确定设计目标，并做好统筹规划，遵循城市发展规律以及经济与生态协调发展的战略准则，对路基路面结构进行优化设计。另外，还适当发挥先进勘测和调研设备优势，对道路本身所处的地理环境参数进行全面调研。分析地下水位情况，掌握当地的气候变化情况之后从路面结构、路基结构和排水系统方面进行优化设计[6]。为了保证所呈现的设计方案更加的直观且符合真实需求，还适当借助BIM 技术载体搭建直观工程模型。然后，录入有关参数，通过系统分析及时发现方案设计中存在的不合理问题。之后，运用先进的设计思想和专业的技术手段，对方案的内容形式作出调整。设计人员与其他各负责人员之间的积极沟通，共同围绕目前所形成的方案内容进行分析，及时发现风险所在，并作出调整和改进，通过综合性、系统性的设计分析、对接、沟通，保证了最终所得到的设计方案。与原方案对比，最终的设计方案不仅更加符合高速公路建设与规划要求，还节省费用180 万元。

6 结语

通过分析佛清从高速公路北段项目可知，路基路面设计的规范性与实用性不仅保证了整个工程项目的综合质量，而且还节省了建设成本。为了进一步改善高速公路项目施工，提高整体的性能和质量，有关单位务必要树立起正确的工程设计理念，遵守正确的设计原则，探索更加科学有效的设计方法和要点。从而保证最终所形成的方案体系能够更加规范地满足高速公路工程的建设要求，以驱动公路工程整体实现高效能高质量地发展。