道路路基设计理论

道路路基设计理论（精选8篇）

道路路基设计理论 篇1

1 城市道路设计理念

1.1 城市道路整体设计

随着经济的快速发展, 城市的道路建设也越来越多, 越来越快, 但是很多城市的道路设计是单一的、呆板的, 没有结合当地城市独特的历史背景和城市风俗, 常常照搬别的城市的设计风格, 结果往往不尽人意。城市道路的设计要结合以人为本的设计理念, 注重人在城市中的主导地位, 根据人的需要和想法来设计道路。同时也应该看重城市历史, 道路设计最好能体现传统文化, 这样就能达到历史与现代相结合的独特效果。

1.2 道路线形设计

道路线形设计为城市交通运输提供安全迅速便利的条件, 也能与沿线两侧的景色和自然景观相融合, 这样可以消除旅客路途的疲劳感。多数城市道路缺乏整体性和连续性, 其道路设计缺乏层次感和尺度感。用较大半径的圆弧曲线要比漫长的直线或短线更利于景观和安全。主干线道路和交通性干线不易选择转折, 但其它的一般性道路可以采用适当的转折, 这样可以让道路两侧的建筑物和景观有所变化, 消除单调感, 解除司机疲劳, 利于防止交通事故的发生。

1.3 可持续发展与道路设计相结合

可持续发展的理念与道路设计相结合具有十分深远的意义。可持续是为更多的人谋福利, 使得这样一项工程可以被更多的人们接受, 利于环境的保护, 更利于国家的发展。而发展就是为了满足人们的需要。结合可持续发展的理念就是要以提高人们的生活质量为最终目标。并且要综合经济、社会、环境等多种因素协调发展。因此, 城市道路的设计一定要有一个总体的规划, 要最大化地降低道路设计给城市环境和生态带来的危害。要做到这些就一定要把道路设计与可持续发展的理念结合起来, 注重以人为本, 注重生态理念, 不能只最求短期效益。

2 路基的设计

2.1 路基施工的重要性

保证路基的强度与稳定性是最重要的, 而保证道路路基稳定的先决条件是施工质量。影响路面质量的直接因素是路基的施工质量, 并且它也是影响路面使用寿命的重要因素, 因此路基施工是十分重要的。

道路路基施工必须具备三个重要特质:

1) 足够的稳定性, 它可以防止路基结构发生整体失稳, 变形或被破坏。

2) 足够的强度, 保证路基不发生超过容许范围的变形。

3) 足够的水温稳定性, 保证路基强度在不利的水温状况下也不会显著降低, 这在建设路基的过程中需要做到。

4) 改善路基基底, 增加滑动面的抗滑力或减少滑动力, 最大程度减少边坡滑动情况。

5) 选择较大颗粒填料嵌入地面, 从而增加基底接触面的摩擦系数。

6) 当坡脚很薄并且伸得过长时, 可设置石砌护脚、干砌或浆砌挡土墙等。

2.2 路基的水含量的控制

水的含量也是影响路基稳定性及使用寿命的重要原因, 所以要对水采取控制措施。地面水和地下水都会影响路基的水流, 这里地面排水工程和地下排水工程可以控制地面和地下的水分含量。道路排水设计应包含两个方面的内容:

1) 可直接在路基顶面设置由各级配料组成的全宽透水性排水垫层减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响;

2) 采用挖基坑的方法将路表水 (比如堆积的雨水) 迅速排出路基之外, 最大限度地减少路表水对路基、路面质量的影响。

2.3 影响道路路基稳定性的因素

道路路基的稳定性受多方面因素的影响, 这里分为自然因素和人为因素。行车超载的作用, 路基路面设计, 人类不合理地开挖, 或在斜坡上建房, 都会引起斜坡变形破坏。这些都是人为因素在影响着路基的稳定性。自然因素包括:地形、地质、气候、水文与水文地质。

1) 地形。平原地区地势平坦也很平均, 容易保证路基的稳定性;但丘陵等地形不易保证强度与稳定性。

2) 地质。各个地方的地质不同, 其土质的抗水能力和抗碱强度也是不同的。沿线岩土的种类、成因、岩层的走向、风化程度等都会影响路基的稳定性。

3) 气候。公路沿线地区的气温、降雨量、降雪量、冰冻深度、日照、年蒸发量、风力、风向等, 都会影响路基路面的水温状况。

水文与水文地质、地面径流、河道的洪水位、河岸的冲刷、地下水位、地下水移动都会影响路基路面的稳定性, 如处理不当, 往往会导致路基路面产生各种病害。

3 结语

道路的设计在生活中是十分重要的, 在设计的时候要考虑多方面的因素, 多注重人与自然的参与。道路路基设计最应该注重质量, 这样才能保证人们在驾驶车辆时的安全。将专业知识与实际运用相结合, 着实落实路基施工的质量, 道路设计也更能体现其美感。

参考文献

[1]邓学均主编.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社, 2007.

[2]孙家驷, 高建平主编.道路设计资料集—路面设计[M].北京:人民交通出版社, 2003.

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[4]姚祖康主编.公路排水设计手册[M].北京:人民交通出版社, 2002.

道路工程中路基挡土墙的设计分析 篇2

摘要：随着经济的飞跃式发展，城市建设也得到相当程度的发展，建筑空间和绿地的减少以及我国道路交通的快速发展，为了节约土地美化城市，挡土墙工程则成为极为重要的一部分。

关键词：挡土墙的设计；前期准备；策略

1、引言

近年来，随着城市的发展，新建城区的扩大，在设计施工中挡土墙的应用越来越大。挡土墙是指防止土体坍塌或截断土坡延伸，支承填土和物料并保证其稳定的构筑物。作为土建设计人员，应充分重视挡土墙设计，做好前期准备工作，同时要慎重方案设计，精心计算，依据计算结果及现场的实际情况合理选择断面尺寸，既要确保工程安全，又不造成投资浪费。

2、挡土墙的设计

通常进行挡土墙设计时考虑的因素为：挡墙的强度、挡墙的稳定性、挡墙基础的稳定性等其他工程施工条件和环境因素。

（1）挡土墙的墙身强度验算。对于挡墙自身的强度要达到能满足抵抗土压力的要求，在设计时常通过选取一些特殊的和代表性的截面进行验算，如减力板挡墙的墙面板的部位、墙面变化的部位等。对重力式的挡土墙进行验算时，主要是计算墙体的重力和土体的压力，然后进行抗力验算，以满足设计要求。

（2）挡土墙的稳定性验算。通常所指的挡墙稳定性主要包括两个方面：挡墙抗倾覆的能力和挡墙抗滑移的能力。从以往的许多工程实例来看，挡墙的破坏，以倾覆的居多，挡墙在抗滑移方面还是有一定的安全储备的。设计挡墙时，先通过工程的地质条件，土质的性质以及材料供应等方面来初步确定，试算挡墙的截面尺寸。初步确定截面后进行验算，看是否满足承载力要求，若满足即可，若不满足则进行截面调整或再次进行试算，以满足设计要求为止。同时，在进行验算时要考虑土的压缩性，对软弱地基的压缩性可导致挡墙的抗倾覆能力下降。

（3）挡土墙的基底压力验算。挡土墙在自重及土压力的垂直分力作用下，基底压力按线性分布计算。其验算方法及要求完全同天然地基浅基础验算方法。

挡土墙的基底压力应小于地基承载力。否则，地基将丧失稳定性而产生整体滑动，挡土墙基底常属偏心受压情况。即要求墙底平均压力小于地基承载力，且墙底边缘最大压力不大于1.2倍地基承载力。同时要求偏心距不大于挡土墙的墙身宽度的四分之一。对特殊地质情况，如场地为湿陷性黄土地基时，挡土墙基底应按湿陷性黄土规范进行地基处理。

3、道路工程中路基挡土墙的设计前期准备工作

在进行挡土墙设计前，必须充分做好准备工作，才能把挡土墙设计做好。设计前需获得工程地点的平面地形图及相关的地形剖面图，同时去现场实地踏勘或测量，必要时对现场进行专门的地质勘察工作，获得工程地质勘察部门提交的工程地质勘察报告。设计人员应根据工程特点及挡土墙设计需要，对勘察工作提出具体要求。如勘察范围应根据开挖深度及场地的岩土工程条件确定，并宜在开挖边界外按开挖深度的1～2倍范围内布置勘测点，对于软土，勘察范围宜扩大；勘察的深度应根据挡土墙结构设计的要求确定，不宜小于1倍开挖深度，软土地区应穿越软土层；勘探点间距应视地层条件确定，可在15～30m内选择，地层变化较大时，应增加勘探点，查明其分布规律。对于规模较小的工程和重要性较低的工程，如果没有专门的地质勘察资料，一般可按照当地或场地附近的相关地质资料作为参考设计。如果因为挡土墙工程所占整个变电站工程的投资比例较小，不够重视而不进行专门的钻孔勘测是不对的。实际提供的详细勘察报告表明，在挡土墙的持力层下卧有淤泥软土层。因此，在做挡土墙设计时由于考虑了淤泥层，做了提前预加固处理，避免了在未知有淤泥层存在的情况下不做处理而引起挡土墙墙体下沉开裂等工程地质灾害的出现。

4、道路工程中路基挡土墙设计的策略

（1）科学选型

选型是挡土墙设计中较为关键的一步。基于不同的视角，挡土墙有不同的分类。如从设置位置看，可分为路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙等类型；如从建筑材料看，可分为砌石、混凝土、钢筋混凝土、钢板等挡土墙；如从结构型式看，可分为重力式、减力板式、锚杆式等挡土墙。在具体设计和施工中，设计者应结合工程的类型、当地的土质状况以及挡墙材料的选择等进行合理的选型。由于重力式擋土墙材料来源广、施工方便，因此设计者大多选用该类型挡土墙。但应充分其应用特点，如重力式挡土墙适用于高度小于6m、地层稳定，且开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段，其顶宽不宜小于400mm，底宽约为墙高的1/2-1/3；同时，基底可做成逆坡或在基底设置混凝土凸榫，墙底埋深应不小于500mm，以增强墙底的抗滑能力。

（2）优化方案

挡土墙的结构设计方案选择得好，不但可以使挡土墙发挥有效的作用，确保工程安全，而且能够节约工程投资。因此，在设计中，由于挡土墙的设置受到墙高、外力、地形、挡土墙后回填土类别、地基持力土层类别、水文条件、建筑材料、挡土墙的用途等影响，应根据工程实际需要，按照具体情况确定合适的挡土墙方案，对几个方案进行比较，进而调整优化方案。方案比较一般包含两个方面，即挡土墙和其他结构（如护坡、抗滑桩等）的比较和挡土墙本身结构形式的比较。笔者对某厂区进行挡土墙结构设计时曾设计3种方案：现场的厂区外自然地面与厂区内地面设计标高，两者最大的高差达到6m多，而作为挡土墙持力层的粘性土层在自然地面以下约2-3m处，估算挡土墙高度约为8-10m高。第1个方案考虑的是挡土墙形式为扶壁式钢筋混凝土挡土墙，挡土墙纵向长度约110m，此方案由于挡土墙体厚度较厚、混凝土用量较大，挡土墙工程造价高，经济上不大合理；第2个方案的是考虑钢筋混凝土锚杆式挡土墙，虽然减少了面板用的混凝土量，但在粘性土层中的锚杆单杆允许拉力较低，仅为330KN，而根据挡土墙的受力情况，需要布置较多的锚杆才能满足要求，此方案不仅造价比较高，而且现场施工难度比较大；第3个方案则采用水泥砂浆砌毛石挡土墙，改变厂区地面排水走向，厂区地面做成一定比例的坡度，适当降低厂区内地面与厂区外自然地面的高差，使最大高差部分降至为5m，工程更加经济合理。由此可见，挡土墙的结构设计，应根据现场的自然地形、地质及当地的经验及技术条件，综合考虑选定一个最优的设计方案，使之造价经济、安全可靠、施工方便。

（3）精心计算

挡土墙设计时计算的内容大致包括土（水）压力的计算、抵抗倾覆和抵抗滑移能力的检验、地基对挡土墙承载力大小的检验。具体是：①挡土墙的稳定验算。挡土墙的稳定验算包括抗倾覆验算和抗滑移验算，作用在挡土墙上的荷载有墙体的自重、主动土压力、墙底反力以及挡墙埋入土中部分所受被动土压力，墙体按实际土的重度计算，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合。②墙身截面强度验算。验算截面可选在基础底面、1/2墙高处或上下墙交界处等。墙身截面强度验算包括法向应力和剪应力的验算。剪应力虽然包括水平剪应力和斜剪应力两种，但重力式挡土墙只验算水平剪应力。③基底压力验算。挡土墙在自重及土压力的垂直分力作用下，基底压力按线性分布计算。其验算方法及要求完全同天然地基浅基础验算方法。挡土墙的基底压力应小于地基承载力，否则地基将丧失稳定性而产生整体滑动，挡土墙基底常属偏心受压情况，即要求墙底平均压力小于地基承载力，且墙底边缘最大压力不大于1.2倍地基承载力。同时要求偏心距不大于挡土墙的墙身宽度的1/4。需要指出的是，因用于计算主动土压力的库仑理论较适用于砂性土，而对于黏性土的压力计算会存在一定的误差，因此设计以黏性土做填料的挡土墙时，设计参数如填料的内摩擦角等的取值应相对合理。

5、结束语

做好挡土墙的设计，落实施工要求是工程建设的首要任务，对工程的安全、经济、合理、美观意义深远。在工程建筑中不仅要考虑边坡的稳定性，而且在挡土墙的选型上还要进行各种挡土墙方案比较，分析其技术的可行性、经济的合理性

参考文献：

[1] 王若俊.市政道路工程中路基挡土墙的设计[J].《交通世界》2013（16）

[2] 陈小伟.挡土墙施工技术在公路工程施工中的应用[J].城市建设理论研究201l（17）

试析市政道路路基设计要点 篇3

要想保证市政道路路基的施工质量, 必须要遵循一定的设计原则, 那么究竟什么是路基设计原则?所谓的路基设计原则就是指在进行路基设计的时候采用的制度和方针, 其中常用的方针是对道路施工质量进行预防分析、树立科学的发展观, 防患于未然。道路的纵、 横断面的设计、路基路面工程和道路的配套基础设施是市政道路工程施工主要的三个组成部分, 那么进行路基路面施工的时候不能肆意而为, 而是在满足总体的市政道路施工规划和目标的前提下进行。具体来说, 开展市政道路路基工程的设计工作时需要遵循以下几个原则:

第一, 要想设计出科学合理并且具有针对性的道路交通, 首先应该满足城市的总体规划, 使用每一寸土地都应该力求满足交通运输需求。土地的开发强度需要适当, 发挥和实现城市的道路交通对其强大的制约作用, 使得城市的用地规划和每一寸土地的布局都是合理而科学的, 发挥每一寸土地资源的最大利用价值, 使得城市的自然和社会环境得到改善, 保证城市交通的通畅与安全, 取得城市经济、社会以及生态效益。

第二, 不能违背社会主义市场经济规律, 城市交通的建设需要以城市的具体发展情况作为基础, 加大城市公共交通的建设力度, 同时辅之以必要的个体交通, 打造全方位、多角度的客运网络, 实现各种资源的优势互补。

第三, 对道路的无障碍设计进行充分而全面的考虑, 这是对社会不同阶层的人群做出的具有人性化的举措, 例如那些不具备自主行动能力的人员, 借助于发达的无障碍设计, 将会满足其出行需要并保证出行过程中的安全性, 彰显城市的人文关怀, 促进城市的健康与可持续发展。

第四, 大力健全和完善城市的基础设施建设, 与道路交通完美结合并相互辅助。例如给排水管道、电力管线等, 对城市形成美化作用, 可以进行绿化设施的构建, 例如绿化带、太阳能路灯等设施。

2市政道路路基类型

路堑、路堤和半填半挖路基是路基横断面的主要的三种形式, 这是根据路基不同的填挖情况来划分的, 接下来进行具体的阐述:首先是路堑。路堑这种路基形式是从原地面向下开挖而形成的。其作用是减缓道路纵坡, 并且对标高进行控制。某些地层在地堑中通过, 这些地层的地质结构较为复杂。其次是路堤。路堤这种形式的路基是利用岩土填筑而成的。最后是半填半挖路基。横断面的两个部分分别是挖方和填方, 其中左右分开, 一半挖方, 一半填方是最为常见的形式, 土石方调配在这个时候经常被使用到。处理好半填半挖路基后, 平衡土石方数量, 保证路基的稳定性与可靠性, 这种断面形式的最大优点也因此而表现出来, 即经济而且实用。

3一般路基设计内容

(1) 选择路基断面形式。对路基宽度与路基高度进行确定。所谓的路基横断面, 指的就是垂直于线路中心线截取的路基断面, 断面形式因为其所处地形情况的不同而发生变化。设计路基的时候, 横断面设计需要首先进行。确定完横断面之后, 再对其他断面进行考虑。通常来说, 每个车道的宽度保持在3.5m~3.75m, 要适当地增加技术等级高的公路路基宽度。

(2) 选择路堤填料, 分层压实路堤填土, 保证其密实度足够高。如果土质路堑的开挖达到了设计标高, 需要对路基顶面工作区内天然状态土的密实度进行检验, 如果有必要, 应该将其挖开分层夯实, 提高其密实度。

(3) 确定边坡形状与坡度。一般路堤边坡可根据填料种类和边坡高度选用。设计路堑边坡时, 首先应该从地貌和地质构造上判断其整体稳定性。

(4) 路基排水系统布置和排水结构设计。

(5) 坡面防护和加固设计、附属设施设计:

1路基宽度。我们所说的路基宽度, 指的是路基两边边缘之间的宽度, 通常是指绿化带的宽度、行车道的宽度等。

2路基高度。路堤的填筑高度或路堑的开挖深度, 是路基设计标高和地面标高之差。刚开始填筑的时候, 我们不用考虑标高, 填最后一层的时候就需要出台一定的措施。首先进行整平和碾压, 所用工具是平地机, 随后需要放样, 将填挖高度测量出来, 采用人工或机械方式, 甚至是机械结合人工进行摊铺施工, 然后进行碾压, 不断地进行调平, 直到其平整度满足相关要求和规定。

3进行路基设计的首要任务就是对边坡坡度的确定:边坡的土质、水文地质等要素都在很大程度上影响甚至是决定着路基边坡坡度的大小。就目前来说, 施工单位经常将往年的实践经验总结出数据表作为路基的边坡坡度。填料的性质、道路工程的地质情况是确定填方路基边坡形式和坡率的主导型因素; 需要注意的是在进行挖方路基边坡设计的时候, 应该注意不要对各种植被和山体进行破坏, 这样做的主要目的就是防止因为保护不当而发生滑坡、崩塌等地质灾害。

4路基压实。所谓的路基压实度就是指土或其他筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比。对于路基和基层的压实来说, 最为合适的碾压遍数是6~8遍;而压实石料铺筑层的最佳遍数则是6~10遍;压实沥青混合料路面的碾压遍数应该保持在8~12遍。填土工程的质量控制指标有很多, 其中最重要的是路基压实度。确定路基压实的最佳含水量及最大干密度的时候, 需要选择颇具代表性的土样, 并利用取得的样本进行实验。

5路基附属设施。设计路基的时候, 路基的附属设施包括很多, 例如错车道、坡面排水、急流槽等。以上这些附属设施的重要性也是不容忽视的, 他们是路基设计中的极为关键的组成部分, 对于这些附属设施来说, 最为重要的就是如何对其进行科学合理的设置。

6取土坑与弃土堆。有的市政道路工程项目存在借方和弃方, 对于这样的工程, 首先要做好地点的选择, 即将取土坑和弃土堆选择一个合适的位置。开挖取土场之前要将地表150mm处的土取出, 并将取出的土经过监理工程的批准之后放置在固定的地点, 更加方便地将这些土用于绿化。需要将排水沟设置在取土堆中, 并且把水引出取土坑区, 要保持取土面坡面是水平的, 以便于将地表水快速的排除。弃土堆应分层全面积铺筑, 弃土不应该对环境造成污染和破坏, 弃土中不应该含有任何垃圾, 特别是具有腐蚀性的垃圾、化学品等。完成弃土之后, 把储藏表土摊铺在其上面, 并在其上部种满花草树木。在遵循图纸设计要求的基础上, 对不同高度的弃土堆设置相应坡率的边坡及平台。设置取土坑的时候, 需要遵循统一的规划设计, 保证其形状规则且底部平整。如果高速公路处于平原地区, 那么不应该设置路侧取土坑。取土坑的底部应该设置纵向坡度和横向坡度, 便于排水的顺利进行。

(6) 排水设计。公路的排水大多使用明沟。特别是在山区, 地面具有较大的坡度, 水流的速度较快, 明沟能够很好地将水排出, 而当洪流超出了设计能力之后就会发生而溢流, 这个时候积水被排出的速度就更快。其排水设施有边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽、 倒虹管和渡槽等, 指的是设在路基边缘的排水沟种类。土质边沟大都呈梯形断面, 石质边沟可以采用矩形断面。边沟纵坡通常和道路纵坡是一致的, 而且应该≥0.5%。如果边沟纵坡超过3%, 这个时候需要加固边沟。截水沟的另一个名称叫做天沟, 其用于路基挖方边坡上方的山坡汇水面积较大时, 在挖方坡口至少5m以外设置, 对山坡向下流的地表水进行拦截, 保证挖方边坡不会受到水流冲刷。根据实际需要设置截水沟, 可以是一道, 也可以是几道, 对山坡地表径流进行分段拦截。截水沟的作用就是快速地排水, 防止沟内积水, 同时要防止水向土层内渗透, 最终导致边坡坍塌。 应该为截水沟设置出水口, 把水排出山沟。

结语

笔者在文中对市政道路的路基设计进行了系统的分析和全面的探究, 而通过本文的阐述, 我们会发现市政道路的路基设计和其他工程项目不同, 其具有系统性强、综合性强的特点, 实际开展过程极为繁杂, 而且施工路基的设计和施工过程会受到内部、外部诸多不确定性因素的影响和制约, 而路基设计的重要性同时又是很明显的, 路基的设计质量直接关系着道路的整体施工质量。 所以设计路基的时候我们一定要严格遵循相关规定和标准, 并尽最大努力使业主的需求得到满足。在这样的基础上, 路基施工质量、施工进度、施工的安全性以及施工效益都会得到最大程度的保证。除此之外, 市政道路工程施工的施工场地不是十分广阔, 所以这就加大了路基施工的难度, 对此, 我们应该采取恰当而合理的路基设计方案和施工方式。

参考文献

[1]刘丽.高速公路低路基设计的研究与分析[J].交通世界 (建养·机械) , 2010 (7) :92-93.

[2]徐亮.路基设计在公路工程中应用[J].门窗, 2014 (7) :45-46.

[3]杨晓燕.浅谈山区高速公路路基设计[J].科技创业家, 2014 (6) :88-89.

市政道路路面结构及路基设计 篇4

关键词：市政道路,路基设计,路面设计,分析

1 市政道路规划需要遵循的原则

一般情况下, 市政道路的施工包括了三个部分:道路的横, 纵断面设计, 路面路基工程与道路配套的基础设施建设。当中, 路面路基工程需要按照道路工程总体的规划原则来设计规划, 通常, 市政道路设计的原则包括有:

(1) 需要在城市总体的规划前提之下, 合理, 科学的设计交通路网, 使用土地要满足运输的需求。充分的发挥城市交通对土地的开发强度的促进和制约作用, 优化和完善城市用地的布局, 提高城市运转效能, 改善城市环境质量, 提供经济, 高效, 舒适, 安全, 低公害的交通。 (2) 要遵循市场的经济发展规律, 和城市社会经济的发展水平结合, 大力的发展推动公交交通建设, 形成公共交通和个体交通优势互补多元化的客运网络系统。 (3) 需要充分的考虑道路无障碍的设计, 使行动不便的人可以方便, 安全地使用道路, 达到社会效益, 经济效益, 环境效益的互相结合。 (4) 市政道路配套的基础设施要和城市交通紧密的结合。和城市主干道互相结合, 城市的基础设施包括了:电力管线, 电信管线, 污水管线、给水管线, 雨水管线, 城市的亮化美化的绿化设施以及道路灌溉, 交通红绿灯, 路灯和景灯的控制设施。

要综合规划好道路的基础设施, 除路灯, 景灯, 部分电信及绿化, 电力设施在路面上面, 其它管线都在路面的下面, 以保证交通环境良好, 视线通畅, 道路基础设施功能齐全, 完善, 引导城市空间纵横的延伸, 促进城市空间可持续的发展。

2 市政道路路面结构设计要点分析

沥青路面面层由于在使用过程当中会直接的承受行车与各种因素反复循环的作用, 需要要求路面具有良好的耐磨耗, 高强度, 抗滑性, 耐久性, 不透水性以及热稳性, 所以, 在实际的道路改造过程当中, 通常会使用粘结力比较强地结合料与强度比较高的集料来作为路面面层的材料。道路沥青路面的表面层要具有良好的密实度, 平整性, 耐磨性, 抗滑性, 以及抗裂性;下面层与中面层要具有良好的抗剪切性, 抗车辙性, 不透水性以及密实度, 而且下面层还要具有良好的抗疲劳开裂的能力。道路沥青路面的表面层的性能水平和表面结构应和道路等级, 交通等级, 使用的性能等一些技术指标匹配。

2.1 严谨进行沥青面层结构组合和优化设计

从大量道路改造过程实际的应用效果, 设计方案可知, 就结合道路的交通量来说, 城市支路, 假如技术可以满足, 从经济方面来说, 可以使用单层的设计结构。城市的次干路和以上等级道路一般情况下要采取双层的设计结构, 如果交通量很大, 性能等级的要求比较高的快速路和主干路要采取三层的设计结构;对城市的主干路来说, 在性能技术, 交通量的要求相近的时候, 有一些设计人员使用两层式的结构, 有的人员则使用了三层式的结构, 两者之间厚度相差大约在3cm以上, 使道理工程在建设完成之后要么十分偏薄, 道路路面容易出现早期损坏的现象;要么十分偏厚, 就大大的降低了工程总体的经济效益的水平。所以, 在设计路面结构的形式过程当中, 要充分的结合道路工程实际情况和邻近地区道路工程的经验, 严谨的对沥青面层的结构进行优化设计。避免随意设计造成工程投资大量的浪费和给后期的运营埋下安全隐患。

2.2 要重视路面最小的压实厚度

道路路面沥青层的厚度拟定过程当中, 需要重视最小的压实厚度给路面的性能带来的的影响, 保证设计方案当中每层沥青的混合料实际的施工中, 可以形成压实稳定而且比较均匀的层次机构。由道路改造的相关技术标准和规范可知, 道路沥青路面每层设计的厚度不要小于三倍混合料公称的最大粒径。但是在实际的设计过程当中, 很多都没有达到这样的技术要求, 比如沥青层的设计是12cm的时候, 路面的上面层一般设计成5里面的中粒式AC———16, 下面层通常设计成7cm粗粒式AC———25, 这种设计方案不能达到“3倍”技术的指标要求。所以, 在路面实际结构厚度的设计过程当中, 要严格的按照相关的技术要求规范进行设计。

2.3 设计合理科学的路面基层结构

设计路面基层的厚度时, 不但要达到路面结构的整体强度的要求, 还要考虑在施工的过程当中分层压实效果。如果设计中常常出现25cm厚的基层, 这样的基层在实际的施工过程当中难度比较大, 很难压实。若分成12cm+13cm的两层结构, 单层就会太薄, 致使在施工过程当中, 基层产生过大的拉应力而出现开裂等不利情况, 所以, 在实际的设计过程当中, 应设计科学合理的路面基层结构。

3 市政道路的路基设计技术

在市政道路的路基设计中, 首先, 要考虑周围环境对路基设计的影响, 尽量做到就地取材, 因地制宜, 最大程度上利用机械化的施工手段, 采用新技术、新工艺以及一些新的施工材料。依据地形、地质、地貌、气象等方面的相关资料, 结合道路建设工程周边的环境来选择适当的路基断面, 综合考虑各方面的因素, 进行路基的防护、排水以及弃土等综合设计, 进而加强对生态环境和水土保持的保护工作。

我国城市道路的发展十分迅速, 为了使道路可以长时间的保证交通畅通, 安全舒适, 控制路基的变形和增强路基的稳定性变的越来越重要。一般情况下, 我们经常把路基工程看作是土石方的工程, 但是很多的实践证明, 路面结构大量的损坏很多是因为过量的不均匀变形或路基变形导致的。所以, 应把对路基工程重视的程度和路面结构等同看待, 路基设计应要以防止路基的变形为主。保证路基抗变形的能力和路基稳定性, 对路面形成坚实支撑。路基的设计要点有: (1) 选择好的路基用材是保证质量的首要; (2) 压实度是在选好路基的填料之后, 控制路基的性能重要的指标; (3) 改善水文的状况, 确保路基的稳定性和强度; (4) 地基的加固, 加强道路抗灾, 防灾的能力。路基工程建设对生态环境都会有破坏, 所以还要采取一些环保措施方法, 尽可能的降低对生态环境造成影响, 要营造好环境和谐的氛围。

4 市政道路路面和路基中排水系统设计和防护措施

城市道路路面与路基排水系统的建设, 在设计的候时要充分考虑好工程的经济性和实用性, 除了必要的路段之外, 其它的路段排水系统都使用自然漫流, 设计时, 要使排水系统能够满足道路工程对排水的需求, 而且, 还需要考虑好能否和整个城市的排水系统构成一个统一的体系。对道路路基的排水系统规划的时候, 要从全局考虑好工程施工的特点, 对城市排水系统整体的进行布局。做到尽可能少的占用农田, 此外, 要结合当地气象的条件, 地貌, 地址和水文特点, 使道路的排灌系统和周围的环境和谐共存, 重视对生态环境与自然环境保护, 避免因为道路工程的施工引起水土流失和水源污染等问题的发生。

5 结束语

要想提高市政道路路面和路基建设的质量, 需要建设施工单位的工作做到有效, 深入, 保证工程设计时效性, 要做好施工项目的管理工作。此外外, 相关政府部门还要确立路面和路基设计合理化与工程施工标准化, 通过各方的共同努力, 会使市政道路交通的建设向规范化, 技术化, 生态化, 人性化的方向发展。给人们的出行带来更大的便利。促进经济社会的快速发展。

参考文献

[1]徐磊.市政道路路基设计质量控制对策[J].黑龙江交通科技, 2015 (08) .

[2]邱永洁.基于市政道路路基路面科学设计的研究[J].城市地理, 2015 (24) .

成都十陵道路膨胀土路基设计浅析 篇5

关键词：路基设计,膨胀土,掺石灰法

膨胀土是指土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的黏性土,在成都平原分布极广。在成都十陵明蜀新村配套道路设计过程中,通过对该地区进行地质勘察,发现该地区出露的地层就为膨胀土层。该土不断地吸水膨胀和失水收缩将导致路基破坏,并且其造成的破坏不易修复,为了保证路基的稳定和路面的平整度,达到安全、舒适行车的目的,必须解决因膨胀土而造成的一系列工程问题。本文根据明蜀新村配套道路的物理性质和力学性质,结合本工程的地质勘察资料及有关处理膨胀土的经验,提出针对本工程的膨胀土路基切实有效的处置办法。

1 膨胀土的判别和分类

1.1 膨胀土的判别

1)定性判别法。该法根据工程所在场地的地质特性来判断,当具有下列工程地质特征,且自由膨胀率Fs≥40%时,即可判定为膨胀土:a.裂隙发育,常有光滑面与擦痕,有的裂隙中充填灰白色、灰绿色黏土,在自然条件下呈坚硬或硬塑状态;b.多出露于二级或二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘,地形平缓,无明显自然陡坎;c.常见浅层滑坡、地裂、新开挖坑槽壁易发生坍塌等;d.建筑物裂隙随气候变化而张开或闭合。

2)定量判别法。根据工程所在场地土层的自由膨胀率、标准吸湿含水率、塑性指数三项指标来分类,当满足如下的两项指标时,即可判定为膨胀土:a.土的自由膨胀率Fs≥40%;b.土的塑性指数Ip≥15;c.标准吸湿含水率不小于2.5%。

1.2 膨胀土的分类

目前国内交通行业标准对膨胀土的分类主要采用自由膨胀率、标准吸湿含水率、塑性指数三项指标来分类,参照现行国内对膨胀土的研究成果,本文在分类指标中加入土的CBR膨胀率、胀缩总率、小于0.005 mm粘粒含量及液限,见表1。

2 膨胀土路基的处置方法及适用范围

2.1 处置方法

1)换土。换土是膨胀土路基处理方法中最简单而且有效的方法。换土就是挖除膨胀土,换作非膨胀土。换土深度根据膨胀土的强弱和气候特点确定,基本上在1 m～2 m,具体换土深度应根据调查来确定。2)湿度控制。湿度控制法包含预湿和保持含水量稳定。为控制由于膨胀土含水量变化而引起的胀缩变形,尽量减小路基含水量受外界大气的影响,需在施工中采取一定的措施。如利用土工布或黏土将膨胀土路基进行包封,避免膨胀土与外界大气直接接触,尽量减小膨胀土内部的湿度迁移。3)改性处理。利用水泥、石灰或其他固化材料通过与膨胀土的物理化学作用进行膨胀土的改性处理,以达到降低膨胀土膨胀潜势、增强强度和水稳定性的目的。

2.2 适用范围

1)换土。换土法是一种最简单、最有效的方法,但只能用于局部范围出现膨胀土的情况,不适用于大范围存在膨胀土的情况。由于在大范围内寻找非膨胀土十分困难,将膨胀土换成砂砾等粒料又造价偏高,并且考虑到气候原因,因此,该种方法在成都地区极少使用。2)湿度控制。湿度控制在理论上是一种有效的办法,但实际工程中并不能完全保证膨胀土内部的湿度迁移,加上施工难度偏大,操作繁琐,工程进度慢、土工材料的使用寿命等原因,湿度控制法一般不使用。3)改性处理。改性处理是膨胀土处理使用范围最广、最有效的方法。从各地相关专题研究中得到验证,掺石灰法是改性处理膨胀土路基最经济、有效的方法。石灰在成都地区分布广,价格低,易于购买,在本区域采用掺石灰法可行。

3 膨胀土路基的设计实例

3.1 项目背景

十陵明蜀新村配套道路位于成都市龙泉驿区,根据地勘显示:该场地中液限粘质土层自由膨胀率为51.31%,属弱膨胀潜势土,胀缩变形量为44.83 mm,胀缩等级为Ⅱ级。成都地区属半干燥地区,膨胀土的湿度系数取0.89,大气影响深度为3.00 m,大气影响急剧深度为1.35 m。

3.2 路基设计处置

本道路区为弱膨胀土,根据成都地区习惯做法和处置方法的比较,本道路路基采用掺石灰法处理膨胀土。具体措施为:填方路基基底下0.6 m范围作掺灰处理,填料采用掺石灰法改性处理的弱膨胀土;挖方路堑下路床下0.8 m范围超挖后,采用掺石灰法改性处理的弱膨胀土填筑。由于路堑边坡和填方边坡均为临时边坡,该工程未考虑边坡的防护。

3.3 石灰剂量的计算

根据国内各地相关专题研究,一般情况下石灰剂量控制在4%～10%范围内。掺灰的最佳配比,以处理后胀缩总率不超过0.7%为宜,是控制到弱膨胀土低限指标之下,可作为非膨胀土对待。所以,只要控制合适石灰剂量就可将改性的弱膨胀土直接作为填料使用。

根据这一指标,只要使得胀缩总率eps≤0.7%,改性的弱膨胀土就能作为路基填料,但为了使弱膨胀土路基的潜在危险降至最低,其胀缩总率接近0为佳。其计算公式如下:

其中,ep0.5为在压力0.5 MPa时的膨胀率,%;csL为土的收缩系数;w为土的天然含水量;wm为土在收缩过程中含水率的下限值,%。其中,eps为负值时,按负值考虑;如w-wm>8%时按8%考虑,小于0时按0考虑。

其中收缩系数csL可通过收缩试验测得,它是土的收缩曲线的直线部分的斜率,即$c{}_{sL}=\frac{\text{Δ}e{}_{sL}}{v}‚\text{Δ}e{}_{sL}$为与Δw相应的收缩率之差;wm为反映了地基土的收缩变形受大气降雨和蒸发的综合影响,可按下式计算:wm=kwp。k为条件系数;wp为土的塑限。

根据本工程提供的地勘资料以及参考相关实验数据和有关论文,加入5%石灰后改性膨胀土的参数取值如下:

ep0.5=0.19%,csL=0.08%,w=13.32%,k=0.89,wp=28.46。

由式(1)计算得到,加入5%石灰后的改性膨胀土胀缩总率eps=0.19%。

加入6%石灰后的改性膨胀土的参数取值如下:

ep0.5=-0.05%,csL=0.08%,w=14%,k=0.89,wp=29.86。

由式(1)计算得到,加入6%石灰后的改性膨胀土胀缩总率eps=-0.05%。

从上述计算得出,本工程区的弱膨胀土掺入6%的石灰剂量比较合理。本工程取掺入石灰剂量为6%。

4 结语

膨胀土是影响道路及其他构造物建设的一种特殊土质,在实际工程中,其破坏力是巨大的。解决膨胀土的问题,应着重从影响其物理力学性质变化的内在因素和外在因素上考虑,选择最合适的处置方法,当采用掺灰法时,应通过实验、计算得到最佳的掺灰剂量。在十陵明蜀新村配套道路设计中,处理膨胀土的措施正在施工中实施,已显示出良好效果。

参考文献

[1]GBJ 112-87,膨胀土地区建筑技术规范[S].

[2]JTG D30-2004,公路路基设计规范[S].

[3]徐光斌,任定甫.膨胀土路基特性及其处置方法[J].交通科技,2003,6(6):46.

[4]高新,黄娟.南宁市快速道膨胀土掺灰处理的试验研究[J].广西交通科技,2002,1(1):104-106.

[5]唐玉宽.公路膨胀土路基处理[J].山西建筑,2006,32(14):105-106.

道路路基设计理论 篇6

盐是由金属离子 (包括铵离子) 和酸根离子所组成的化合物。盐渍土是不同程度盐碱化土的总称, 在公路工程中, 系指地表下1.0 m内易溶盐含量平均不小于0.3的土。

本人参与项目友谊路位于图木舒克市农三师五十团, 规划为城市次干路, 规划横断面为一幅路形式;中间为行车道, 机动车与非机动车混行, 两侧为人行道。新疆生产建设兵团农三师五十团位于图木舒克市境内, 塔里木盆地西北边缘, 东面有叶尔羌河、夏可河、西北与农三师五十一团相接, 北面与农三师五十三团毗邻, 西南与农三师五十二团接壤, 团部驻其盖麦旦镇, 距图木舒克市20 km, 五十团位置为东经90°11'~79°36', 北纬39°40'之间。海拔高度在1 075 m~1 090 m之间。

现针对本人在援疆道路设计工作中遇到的盐渍土路基病害问题、盐渍土路基病害的基本特征及盐渍土路基病害的处理方法进行研究。

1 本项目所在场区地质情况

1.1 地形地貌

五十团的地势西高东低, 突来马提河、叶尔羌河以及全团灌溉渠道大部分自西向东流。

全团地形基本平坦, 南部及东北部有固定的小沙丘, 北部遗留着古老的干涸河道, 河道内有很多段落生长着茂密的胡杨、沙枣树。

1.2 工程地质

新构造运动主要呈现缓慢的升降运动, 山区隆起, 平原相对沉降, 山前地带沉积了巨厚的冰渍物或冲击物———卵砾石层, 沿地表径流方向, 推击玉冲积平原, 颗粒由粗变细。

五十团周围均为基岩山丘, 外围的凹陷地带, 由于受叶尔羌河、喀什噶尔河冲积物影响, 沉积了不同厚度的冲击物, 淤积物———粉细砂、亚砂土、亚粘土。

第 (1) 层:人工填土 (Qal) , 为老路基, 成分主要为碎石。呈稍密状态。层底高程为1 087.94 m~1 088.41 m, 层厚为0.4 m~0.6 m。

第 (2) 层:低液限粉土 (Qal) , 灰黄色, 含星点状云母碎屑, 干燥~中湿, 稍密~中密状态。天然含水量为17.7%~28.3%, 天然密度为1.64 g/cm3~1.91 g/cm3, 孔隙比为0.782~0.993, 塑性指数为6.2~9.8, 压缩系数为0.23 MPa-1~0.50 MPa-1, 压缩模量为3.99 MPa~7.95 MPa, 凝聚力为3.1 k Pa~4.2 k Pa, 摩擦角为21.6°~22.5°, 渗透系数为7.26×10-4cm/s~8.46×10-4cm/s, 回弹模量为27.5 MPa~30.8 MPa。层底高程为1 085.10 m~1 087.18 m, 层厚为0.80 m~3.00 m。

第 (3) 层:细砂 (Qal) :青灰色, 呈松散~稍密~中密, 湿~饱和状态。主要由石英、长石、云母等组成。颗粒呈棱角状。此层未钻穿。

1.3 水文地质

本项目所在区南面的叶尔羌河与提兹那甫二河, 发源于昆仑山山系自分水岭到平原—沙漠, 构成了一个完整的水文地质单元, 按区域地下水运动规律划分为昆仑山区为补给区, 戈壁平原冲积洪积平原为径流区, 细土平原及沙漠为排泄区。

本项目所在区位于叶尔羌河中下游冲积平原, 地形相对高差较小, 地下水赋存于沿线地貌第四系松散沉积物中, 含水介质多为第四系冲积而成的细砂, 地下水类型为潜水。主要为叶尔羌河河水及周围农田灌溉入渗补给, 其次为大气降水补给, 地下水径流慢, 流向自西南向东北。

地下水排泄途径主要有两种:1) 潜水的蒸发和植物的垂直蒸腾消耗;2) 低洼处的渗出排泄和人工抽水排泄。

各路段地下水类型均为潜水, 埋深在自然地面以下分别为:友谊路为3.30 m~3.90 m, 地下水位高程为1 084.64 m~1 085.18 m;年度内水位变化幅度约为1.00 m。地下水主要由叶尔羌河河水及周围灌区农田灌溉和渠系入渗补给。叶尔羌河为最主要的地表径流水, 来源于雪山融水, 汛期季节水量大, 地下水位高。其次地表水为永安坝水库水域和因地势较低出露的地下水。永安坝水库蓄水时间主要集中在每年9月份~次年的2月份, 此期间地下水位较高, 灌溉期后水位降低;出露的地下水亦随汛期和灌溉期起伏。本次勘察期间所测定地下水位均为汛前地下水位 (属低水位期) 。根据水质分析结果, 道路沿线地下水p H值为7.6~8.0, 对混凝土无分解类腐蚀性;矿化度为2 590 mg/L~4 060 mg/L;Mg2+含量663 mg/L~1 053 mg/L, 对混凝土具有结晶类中等腐蚀性;Cl-含量为882 mg/L~1 428 mg/L, SO42-含量为110 mg/L~165 mg/L, 对混凝土无结晶分解复合类腐蚀性。综合评定地下水对混凝土具中等腐蚀性。

本区最大冻土深度为0.70 m。土基冻胀分类均为非冻胀土。

1.4 气候

全团属温带大陆性气候, 气候干旱, 光照充足, 降水少, 昼夜温差大。

1) 气温:五十团热量条件较好, 全年平均气温10.9℃~12.5℃。多年累计平均气温11.7℃, 最冷月元月, 月平均气温为-7℃, 全年极端最高气温41℃ (出现在1977年) , 极端最低气温值-24.2℃ (出现在1967年) 。气温年温差为33.9℃, 日温差平均为12.3℃。

2) 日照:五十团光照资源丰富, 年平均日照总时数为3 116.4 h, 日照四季的分布规律是2月~4月平均为201.8 h;5月~7月平均为296.9 h;8月~10月平均为276.3 h;11月~来年元月, 月平均为263.8 h。

3) 霜期:五十团无霜期较长, 一般年份在225~240之间, 初霜期一般在10月中旬, 终霜期一般在次年3月上旬。无霜期年际变化较大, 个别年份初霜期提到10月10日前, 终霜期却推迟到3月25日左右, 对小麦等旱期农作物的出苗和生长有一定影响。

4) 降水与蒸发:五十团降雨量稀少。1986年以后, 由于灌溉面积扩大, 生态植被保护力度加强, 年平均降水量124 mm左右, 1972年为46.9 mm。降水形式多为雨、雪和冰雹。蒸发量强, 最高日蒸发量为17 mm以上 (7月, 8月) 。年蒸发量为1 716 mm~2 455.7 mm。

5) 积温:全年平均积温4 370.1℃, 日平均气温高于20℃的时间为105 d, 活动积温2 500℃~3 000℃。

1.5 不良土质

根据实际调查和土质分析, 拟建路段存在盐渍岩土。盐渍岩土具有弱盐胀性和融陷性。本场地环境类型按Ⅰ类考虑。由于地基土表层主要为低液限粉土, 各路段沿线地下水位线埋藏较深, 在毛细水上升的作用下, 有可能使盐分产生表聚性, 破坏路面。

经对沿线土质化学分析, 各路段沿线土质对混凝土的腐蚀性等级为:友谊路为强腐蚀, 应相应采取三级防护措施。

1.6 地震设计参数

根据《新疆维吾尔自治区区域地质志》, 沿线在大地构造单元上处于塔里木地台的次一级构造单元。公路沿线通过地段的地貌单元较简单。根据国家标准GB 50011-2001建筑抗震设计规范和2001年版《中国地震动参数区划图》, 拟建公路沿线场地内土的类型为中软土, 场地类别为Ⅲ类。根据CJJ 56-94市政工程勘察规范表2.0.4, 场地分类为Ⅱ类。本地区地震动峰值加速度为0.15g, 抗震设防烈度为7度, 设计特征周期为0.45 s。

2 盐渍土的工程特性

1) 溶陷性:盐渍土浸水后由于土中易溶盐的溶解, 在自重压力作用下产生沉陷现象。

2) 盐胀性:硫酸盐沉淀结晶时体积增大, 失水时体积减小, 致使土体结构破坏而疏松, 碳酸盐渍土中Na CO3含量超过0.5%时, 也具有明显的盐胀性。

3) 腐蚀性:硫酸盐渍土具有较强的腐蚀性, 氯盐渍土、碳酸盐渍土也有不同程度的腐蚀性。

3 盐渍土路基病害综合处理设计原则

1) 路基应以填方路堤通过, 保证路床处于干燥或中湿类型的稳定状态, 不受盐分、水分的影响。

2) 注意盐水的隔断设计, 防止盐分再生与迁移。

3) 重视路基排水设计, 应分情况, 因地制宜做好边沟、排水沟、截水沟、取土坑设计。

4 盐渍土路基病害综合处理方法

本项目所在地区地基承载力条件较好, 稍微处理即可作为天然路基持力层。主要不利条件为盐渍土 (硫酸钠) , 此种土质对混凝土的腐蚀性强, 由于本项目周边地块已经开发, 设计路面高基本为现状地面高, 主要采取浅层换填的处理措施, 见图1。

通过以上综合分析, 本次路基设计采用如下主要处理措施:1) 路基换填。

对路堤基底 (包括护坡道) 表层植被、盐壳、腐殖质土必须清除后再换填压实, 换填材料选用砾类土或砂。本项目挖除深度为1.5 m~2.0 m。

2) 设置隔断层。

隔断层设置层位应高出地面和地表长期积水位, 以隔断水分和盐分进入路基上层或路面基层。本项目底基层采用25 cm厚的级配砾石作为隔断层, 两侧用天然级配砂砾包边, 厚度30 cm, 以防止边坡蚀塌。

底基层与基层间、换填层底部设置复合土工膜隔断。土工膜采用两布一膜。为了利于排水, 隔断层横坡设置为双向2%的外倾横坡。

3) 路面排水设计。

路拱横坡为1.5%, 由于道路纵向坡度较缓, 本项目路侧设置盲沟。

本项目面层与基层间设置下封层, 以减少路面水侵入路基。

摘要：结合具体工程案例, 对盐渍土地区的工程地质、水文地质及气候条件作了论述, 分析了盐渍土溶陷性、盐胀性、腐蚀性的特点, 依据盐渍土路基病害综合处理设计原则, 提出了盐渍土路基病害的综合治理方法。

关键词：盐渍土,地质,路基,处理

参考文献

[1]交通部公路司, 新疆公路学会.盐渍土地区公路设计与施工指南[M].北京:人民交通出版社, 2006.

道路路基设计理论 篇7

随着我国经济建设的飞速发展, 对城市道路设计的要求也越来越高, 安全、合理、舒适、人性化的理念是每个道路设计者所追求的目标。本文结合城市道路建设的实际, 在扩建道路设计中, 对道路路线、路面、路基设计进行分析, 并提出相应的改进建议。

1 概述

通常情况下, 现状道路需要扩建在几种情况下会产生: (1) 现状道路的宽度已经不能满足车辆通行要求, 如果道路不扩建就会造成交通拥挤; (2) 不能满足片区整体规划要求, 片区需要发展经济、疏导交通, 就必须扩建道路; (3) 现状公路需要进行市政化改造, 增设人行道、管线设施带、景观带等。

扩建道路通常出现的情况有:道路两侧有建筑;现状道路的线性指标较差;现状道路路面有破损;道路两侧地上、地下的管线设施较凌乱;等。

由于扩建道路的改造原因、位置、路况、道路性质等不同, 道路的改造内容和改造形式均不同。本文仅对扩建道路的路线、路基、路面设计进行分析。

2 扩建道路的总体设计思路

⑴改造定位分析:根据区域路网规划及沿线开发情况, 合理定义改造后的道路等级及道路宽度。充分利用现状路面进行拓宽改造, 合理布置近、远期横断面形式。

⑵根据规划及断面红线宽度, 通过现场踏勘及线位的比选, 对道路平面线位及交叉口渠化进行优化, 减少拆迁, 提高项目实施的可行性。

⑶通过现场测量及水系水文资料调查, 确定桥涵标高, 同时结合周边场地情况, 合理布置纵段。

⑷详细调查周边场地和路网的使用和布置情况, 结合相关规划, 优化方案。

⑸在道路平、纵、横确定的基础上完成道路路面结构、路基防护、临水排水等设计工作。

⑹制定合理的施工组织方案, 确保施工期间现有交通的畅通、安全, 减少工期。

⑺进行工程造价初步测算, 评价本项目设计是否经济合理, 在此基础上进一步深化、优化。

3 工程实例

以国道324线 (集美段) 市政化改造工程设计为例。

总体方案:设计起点位于现状国道324线后溪坂头大桥, 终点位于海沧与集美交界处, 路线全长10.658km, 现状路基宽度23m, 改造后道路主车道宽度23m (双向6车道) 、辅道宽7m, 路幅标准段总宽度50m。

3.1 路线设计

3.1.1 中心线设计

由于旧国道324线现状路面状况良好, 设计方案要充分利用现有路面, 因此本项目路线平面原则上与旧国道324线保持一致。道路横断面按50m实施, 考虑到国道两侧建筑物有部分路段距离现有国道路肩边缘较近, 为了避免大规模拆迁道路两侧现有建筑物, 个别路段拟进行调整 (表1) 。

3.1.2 交叉口渠化设计

在满足规范的基础上, 一般情况下, 有侧分带的道路在需要拓宽渠化的交叉口处有三种以上的渠化形式。第一种是主车道和辅道均进行拓宽渠化, 侧分带连续延伸至交叉口处;第二种是主、辅道的车流混合后再进行渠化设计, 侧分带提前100~200m截止;第三种是辅道内左转、直行车辆提前进入主车道, 主、辅道内右转车辆在交叉口处右转, 侧分带成间隔设置;等等。

第一种交叉口渠化形式优点:主、辅道车流量最大;缺点:占地面积很大。第二种交叉口渠化形式优点:渠化形式较简单, 适用范围较广;缺点:侧分带绿化面积较小。第三种交叉口渠化形式优点:车辆分流行驶较好;缺点:渠化形式较复杂。

在国道324线改造工程中, 考虑到道路两侧建筑较多, 征地较困难, 同时也要尽可能提高道路的美观性, 最终采用第三种交叉口渠化形式。

3.1.3 纵断面设计

⑴主车道纵段:本项目道路纵断原则上与旧国道324线保持一致, 现状路面保留, 但由于原国道按公路标准进行设计, 现状部分路段纵段坡长不满足城市主干道规范要求, 且部分路段坡度较大 (最大5.81%) , 本次改造沿线道路交叉口增多, 同时也增加了非机动车道和人行道。考虑到交叉口行车安全和非机动车、行人的通行需求, 须将坡度适当降低;另根据水系防洪需要, 改造后道路桥涵须满足防洪要求, 故对纵断面进行调整 (表2) 。

⑵辅道纵段:辅道纵坡原则上同主车道, 但是由于主车道上碎坡较多, 故拟进行适当调整, 在考虑满足交叉口段和主、辅道出入口衔接的前提下, 尽量减少碎坡, 以满足相关规范为准。辅道纵坡拟合调整后大部分路段均能满足路拱要求, 个别路段与主车道边缘高差不大于10cm, 均可通过侧分带衔接。由于道路拓宽和主线道路纵坡调整, 本次为了与现状厂区出入口顺接和减少征地拆迁, 个别路段采用分离式路基, K7+030~K7+340段和K11+050~K11+250段南侧辅道较主车道降低, K13+443~K13+652段北侧辅道较主车道抬高。

3.2 路面设计

3.2.1 改线路段的路面加铺

现状国道324的横坡是1.5%, 由于部分路段路线有调整, 为了满足道路横向排水的要求, 改线后的道路中心线两侧横坡必须为单向1.5%的横坡, 故改线段的路面必须进行加铺, 路面加铺厚度与路线偏移距离有关, 同时, 加铺路面的结构也需根据不同的加铺厚度而采用不同的结构形式。详见图1。

3.2.2 新、旧路面搭接

新、旧路面搭接分道路的横向搭接和纵向搭接。国道324改造中, 路面横向搭接是结合现状道路边坡防护进行设计的。现状道路两侧大部分路段有挡墙, 故改线路段主车道路面施工时, 应将路面结构层厚度内的挡墙拆除, 结构层以下的挡墙不用拆除。同时, 当路线偏移小于等于2.5m时, 考虑到压路机不易碾压, 基层采用混凝土基层;当路线偏移大于2.5m时, 便于压路机碾压, 故基层采用水泥稳定碎石基层。

路面纵向搭接时, 为了节省造价, 现状路面不破除, 纵坡调整高度不大时, 新旧路面之间的高差可通过加铺路面或厚度不大的混凝土基层进行衔接。

3.3 路基设计

拓建道路的路基设计难点是新、旧路基搭接处理, 新、旧路基搭接处理也分道路的横向搭接和纵向搭接。

在国道324改造工程中, 填方段新、旧路基的横向搭接是结合软基处理设置搭接台阶, 从而进行设计的。若软基处理采用挖除换填, 则搭接台阶从软基底面开始设置宽度不小于2m的台阶, 台阶上设置土工格栅;若软基处理采用抛石处理, 则搭接台阶从抛石顶面开始设置宽度不小于2m的台阶, 台阶上设置土工格栅。挖方段新、旧路基的横向搭接处理时, 为了保证路基压实度, 挖方厚度较小时的路基加宽段在路床底超挖0.8厚的土, 再分层回填压实;挖方厚度较大时在路床底可以不用超挖。

纵向填、挖方交接处, 挖方段15n范围内超挖0.8n土, 再设置1层土工格栅, 土工格栅在填挖方段内各长15n。

4 分析及建议

通过对以上工程实例的简述, 发现在扩建道路的路线、路基、路面设计中, 路线设计需要考虑的因素最多, 具体有:道路两侧的建筑情况、规划用地情况、河流防洪要求、线性指标要求等, 在满足这些要求的情况下, 还需尽可能地提高项目实施的可行性。在扩建道路路线设计中, 道路的平、纵、横必须互相组合起来, 形成立体线性设计的完整内容, 从而才能达到道路安全、便捷、舒适的要求。

扩建道路与新建道路相比较, 扩建道路的路线主要以拟合现状道路的路线为主, 局部路段进行微调, 路面、路基设计中需要注意的是新旧路面、路基的搭接处理;而新建道路中, 路线设计主要以片区规划为主, 除非规划线性不满足规范要求或规划平面碰到庙宇、文物古迹等拆迁可能性不大的建筑时, 道路线性才会调整, 新建道路的路面、路基设计较为常规。总体而言, 扩建道路设计难度较新建道路大。

扩建道路设计中, 由于现状道路路面、路基已经过长期的碾压及沉降, 压实度和工后沉降值已达到非常良好的状态, 而道路扩建部分的路面、路基在刚施工完的时候, 其压实度和工后沉降值是很难达到现状道路的标准, 故为了减少新旧路面、路基之间的不均匀沉降, 扩建路面、路基的压实度和弯沉值要求应较现状道路施工时的数值要求高一个等级。

5 结语

城市道路往往位于建筑密集、地下管线错综复杂、周边用地较拘谨的地区, 这也为道路扩建增加了难度, 因此在扩建道路中, 道路的路线、路基、路面设计就是降低设计、施工难度, 保证工程质量的控制性因素, 应充分加以重视, 最大限度的发挥道路的功能价值, 减少对周边的影响。

浅谈道路路基设计理论 篇8

路基是按照道路设计的线形、横断面尺寸的要求, 在地表填筑或开挖而成的岩土结构物, 是路面结构的基础, 主要功能是承受路面传递荷载, 所以强度高、结构稳定的路基是路面能够长期承受汽车荷载重要的保证。精心设计、精心施工, 使路基能长期具备良好的使用性能, 具有十分重要的意义。

1.1 对路基的基本要求

1) 足够的强度与刚度。车辆通过车轮把行车荷载中作用在路面上, 路面传递给路基, 路基在承受荷载时, 路基结构内将产生相应的内力作用, 如果路基结构的承载能力不足以抵抗这些内力作用时, 路基结构会出现局部沉降和车辙, 整体呈波浪型, 导致路面出现断裂, 使路况恶化, 减慢行车速度, 降低道路服务水平。因此要求路基路面结构要具有足够承载能力。

2) 足够的稳定性。在开挖或填筑的路基时, 改变了原地层结构的受力状态, 引起原地层受力不平衡, 进而导致路基结构失稳。因此在道路的建设中应密切注意, 采取适当措施, 以确保路基有足够的整体稳定性。

1.2 路基的主要病害

1) 路基沉降。有两种可能情况:一是路基土质本身的压缩沉降, 二是位于路基下部的土层承载能力不足, 在路基自重的作用下, 引起土层沉陷或向两侧排挤而造成的。

2) 路基沿边坡滑动。若路基底部被水浸湿形成滑动面, 在自重和行车荷载作用下, 整体路基沿倾斜的原地表向下滑动, 造成整体失稳。

3) 不良的地质条件 (泥石流) 和较大的自然灾害 (大暴雨、地震) 均可能造成路基的大规模损坏。

1.3 防治措施

1) 选择良好的土类用于填筑路基, 在土质不良的路段对路基填土作稳定处理。

2) 适当提高路基, 防止水渗入和地下水位上升进入路基工作区。

3) 精心设计排水, 包括地面排水、地下排水、路面结构排水以及地基的排水。

4) 采取正确的填筑方法, 分层充分压实路基, 达到规定的压实度。

2 一般路基设计

在工程地质和水文地质条件良好的地段修筑的道路, 路基设计一般包括以下内容: (1) 路基断面形式, 路基宽度与路基高度; (2) 边坡形状和坡度; (3) 路基排水系统设计; (4) 坡面防护设计; (5) 路堤填料与压实标准。

2.1 路基横断面形式

路基横断面的形式一般为路堤、路堑和填挖结合等, 路基横断面类型的选择要依据当地的地形、地质、自然水文等条件, 因地制宜地选择, 综合设计横断面。

路基高度是指路堤的填筑高度后路堑的开挖深度, 在路基的高度设计时要考虑路线纵坡的设计要求、路基稳定和经济的因素。

2.2 路基的边坡坡度

路基边坡关系到路基的稳定, 如何确定路基边坡和坡度是路基设计的一项重要任务。路基的边坡坡度, 可以用边坡高度H与边坡宽度b之比值表示。通常路堑边坡H∶b=1∶0.5, 路堤边坡H∶b=1∶1.5。路基边坡坡度取决于边坡的土质情况、岩石的性质和地下水位等自然条件的因素。一般路基的边坡度可根据多年工程实践经验和设计规范的数值结合起来采用。

2.3 路基的排水系统设计

常用的路基排水系统设施主要由边沟、截水沟、排水沟、倒虹吸、积水池、蒸发池等构成。

路基排水设计的基本原则: (1) 排水设施需要根据整条道路的不同地形, 合理分布设施, 并充分利用有利的地形条件和自然的河流排水系统。一般地表或地下设置的排水沟, 不宜过长, 要做到水流不过多集中, 能及时疏导, 就近排出水流。 (2) 设置路基排水沟时, 应注意与农田水利设施相结合, 可适当增设过路涵管以防农业用水对路基稳定产生影响。 (3) 路基排水要防止造成水土流失和对天然水系的破坏, 人工沟渠布设在有利的地形位置, 对重点路段的排水设施, 可以采取必要的防护或加固。 (4) 路基排水设计主要是防止水浸害路基, 必须结合水文条件和道路等级等因素设计, 不仅要适用, 也要考虑经济效益。

2.4 坡面防护设计

坡面的防护主要有:植物、抹面、干砌片石等方法。

坡面防护的设计应根据不同的土质、岩性水文地质条件、坡面坡度、高度等选用适当的方法。

一般稳定的坡面可以采用植物防护, 植物可以防止表面水土流失、固结表面土层, 同时可以增加路基的稳定性。抹面适用于易分化软质岩石的路堑边坡。干砌片石用于防护沿河路基受到水流冲刷的部位。

2.5 路基填料与压实设计

石灰稳定类基层:在粉碎的土和原状土中掺入适量的石灰和水, 按照一定技术要求拌合, 在最佳含水量下摊铺、压实及养生, 其抗压强度符合规定要求的路基基层。石灰土基层适用于二级和二级以下公路的基层。

压实度要达到规定的要求。用12~15 t三轮压路机分层碾压时, 每层压实厚度不应超过15 cm;用18~20 t三轮压路机分层碾压时, 每层厚度不应超过20 cm;一般碾压6~8遍。

水泥稳定类基层:水泥稳定类基层是在粉碎的或原状松散的土中, 掺入水泥和水, 按照技术要求, 拌合和摊铺在最佳含水率时压实及养护成型, 其抗压强度符合规定要求的路基基层。水泥稳定类基层适用于各级公路的基层和底基层, 但不得用做二级或二级以上的公路路面基层。

参考文献

[1]交通部第二公路勘察设计院.路基工程 (第二版) [M].北京:人民交通出版社, 1996.