公路路基路面设计经验小结

公路路基路面设计体会中交第二公路勘察设计研究院有限公司二〇一四年六月1主要内容路基路面工程2公路建设条件1不良地质及特殊路基处理3改扩建项目路基路面相关问题42公路建设条件1工可阶段勘察与初勘和详勘有区别，只是对区域性工程地质条件了解，对影响工程方案的关键性影响因素，如不良地质、特殊性岩土、重点构筑物等进行必要的工程地质勘查。整个思想是概略了解，初步评价。工可地质图比例尺一般1：5万——1：50万，标明地质要素（地层界线。初勘1：1万——1：2万详勘1：20003由于公路建设会受到地形、地质、水文等自然条件的制约，只有先了解这些自然规律，才能合理规划设计，控制工程规模，节省投资。公路建设条件14◆山地与丘陵：山地是指高于周围平地，而内部又有一定高差的正地形；呈带状延伸的山地称为山脉；丘陵是海拔高度500m以下，高低起伏＜200m的正地形。◆高原与平原：都是大面积的平坦或略有波状起伏的地形；高原一般海拔高度＞1000m，而平原则＜200m（内陆海拔几百米的平原称为高平原，如成都平原）。◆盆地：是低于周围山地的盆状负地形，是升降差异运动的产物。＞5000m：极高山3500～5000m：高山1000～3500m：中山500～1000m：低山＜500m：丘陵（相对高度＜300m）公路建设条件1地形地貌工可报告中第五章建设条件我们常常可以看到本项目主要分为三个地貌区，构造剥蚀中山区构造剥蚀低山区冲湖积平原区5大陆以剥蚀为主，海洋以沉积为主。山区以剥蚀为主，平原以沉积为主。内力和外力地质作用的关系：

内力地质作用决定地表的基本形态和内部构造——地表形态的塑造者外力地质作用破坏和重塑地表形态——地表形态的雕刻者地壳上升时，遭受剥蚀。地壳下降时，接受沉积。公路建设条件1地质作用6强烈碰撞和水平挤压，使沉积岩发生弯曲而形成褶皱，常形成高大的褶皱山脉。褶皱有两种基本形态，中间向下凹陷的叫向斜，中间向上隆起的叫背斜。工程地质条件1在背斜油气藏内，由于重力分异的结果，气占据背斜的顶部，油居中呈环带状分布，水在下面托着油气。在静水条件下，油气和油水界面是水平的，含气和含油边界都平行背斜储集层顶面的构造等高线。向斜岩层向下突出,水往低处流,水流方向和岩层方向一致,容易聚集水。地质构造7路基灵活设计1、边坡坡率应灵活自然、因地制宜、顺势而为，不宜采用单一坡度，以减少痕迹。2、避免大填大挖，避免揭皮式挖方及一把刀式的填方。公路建设条件1地质调查、地质选线随着山区高等级公路建设速度加快，大量在建或待建的公路将穿越不良地质条件区工可阶段的重要一环为地质选线，其最终目的是要在众多的路线方案中选出符合要求、经济合理的最佳方案。面对复杂的自然条件，选线过程中应对地形、地质和水文地质进行仔细调查，充分利用有利地形，与山脉走向相辅相承，避免高填深挖，对于滑坡、崩塌、泥石流等严重不良地质路段，应设法绕避，必须穿过时应选择合适位置，减少穿越范围，并采取必要的工程措施。8褶皱构造对深路堑和高边坡影响山坡岩层地质构造的影响a-向斜山；b-背斜山；c-单斜山1-有利情况；2-不利情况公路建设条件1地质调查、地质选线9公路建设条件1地质调查、地质选线K线避开了断裂带的影响，从地质角度分析较优。因此，本路段推荐K线。K线、D线区内地形为丘陵区地貌，总体地势相近。区内大型地质构造带主要为建始断裂带。该断裂带属于新华夏系茶果园一茶山一白果坝弧形背斜带，总体呈NE-SW向延伸。D线总体走向与建始断裂带平行，虽然D线已经尽可能避让了建始断裂带主断层区，但受建始县城规划区的限制，高速公路线位与断裂带相距较近，本项目仍处于建始断裂带影响范围内，由此也将带来防护工程数量的增加。银北高速K与D线分别从建始县城东侧与西侧通过建始断裂带10公路建设条件1地质调查、地质选线武深高速终点段拟定了K、B、C三个方案从地形上看，K线沿山体坡脚展线，局部需开挖切坡，B、C线进入盆地平原区，地形平坦，相比而言，B、C线地形条件略优于K线。通过地质调查，C线穿越志留、二叠系地层范围比K方案大，而滑坡岩溶主要集中在该类地层中，因此C线滑坡、岩溶比较发育，C线差于K线；由于K73~K86受断裂影响岩石破碎，K线存在垮塌及不均匀沉降等问题，而B线岩性相对单一稳定，承载力较均匀，工程地质条件较好。综上所述，从地形地质条件方面相比较，B方案最好，K方案次之，C方案最差。11鹤来高速滑坡、断裂破碎带的绕避建设项目在建设过程中能否保证进度、质量和节约投资，很大程度取决于设计方案的优劣。前期设计阶段是工程建设的关键环节，其影响工程造价的可能性为30~75%，因此工可阶段的方案优化、工程比选对工程的成败尤为重要。公路建设条件1地质调查、地质选线12主要内容路基路面工程2公路建设条件1不良地质及特殊路基处理3改扩建项目路基路面相关问题413路基路面是公路的一部分。公路的发展主要有四个阶段。路基路面工程2公路的发展14路基路面设计（包括路基防护设计、路面设计、排水设计、工程数量、筑路材料等）路基路面主要由路基工程和路面工程组成路基路面工程2路基路面的组成路床【roadbed】指的是路槽底部一定深度的部分称路床。土质路床又称土基。路床是路面的基础，是指路面底面以下80cm范围内的路基部分。路床1路床分上、下两层：路面底面以下深度0～30cm范围内的路基称为上路床；路面底面以下深度30～80cm范围内的路基称为下路床。15路基路面工程2路基路面的组成16路基路面工程2路基路面的组成路基路面设计（路基横断面设计、路基防护型式设计、路面设计、排水设计）、路面数量估算表、土石方数量估算表、排水防护数量估算表、特殊路基处理数理估算表等。17路基横断面的型式因线路设计标高与地面标高的差而不同，一般可归纳为四种类型：路堤，全部用岩土填筑而成路堑，全部在天然地面开挖而成半填半挖，一侧开挖、另一侧填筑不填不挖，路基标高与原地面标高相同路基类型与构造路基路面工程2路基工程18高度大于20米的填方原则上用桥梁中心挖深大于30米或挖方边坡高度大于1.6倍路基宽度值的，原则上用隧道路基路面工程2路基工程19

路堤按其填土高度可划分为矮路堤、高路堤和一般路堤：矮路堤填土高度低于1.0～1.5m→矮路堤→常在平坦地区取土困难时选用。高路堤填土高度大于规范规定的数值→即填方总高度超过18m（土质）或20m（石质）的路堤；一般路堤填土高度介于高、矮路堤两者之间→随其所处的条件和加固类型不同，主要有浸水路堤、陡坡路堤及挖沟填筑路堤等型式。路基路面工程2路基工程203）路堤填料理想材料：强度高、水稳定性好、压缩性小、施工方便以及运距短的岩土材料。一般原则：a、尽量移挖作填；b、砾（角砾）类土、砂类土应优先选作路床填料；c、含腐殖质、有机质土必须换填；d、土含水量大，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。

路基部位（路面底面以下深度）

填料最小强度CBR（%）填料最大粒径（cm）高级路面其它路面上路床（0～30cm）8610下路床（30～80cm）5410上路堤（80～150cm）4315下路堤150cm以下3215表3-1路基填料最小强度和最大粒径要求级配路基路面工程2路基工程211）基本型式：全挖式路基台口式路基半山洞路基西部山区地形丘陵地区路基路面工程2路基工程

路堑222）注意事项：少用深长路堑合适的边坡坡率加强排水处治基底3）边坡形状：直线折线台阶形

1321.排水通风，2.行车视距，3.施工困难，4.自然病害23一般路基：一般工程地质、水文地质条件下，填方高度和挖方深度小于规范规定高度/深度的路基。一般路基设计可以结合当地的地形、地质情况，直接套用典型横断面图或设计规定，而不必进行个别论证和验算。对于工程地质特殊路段和高度/深度超过规范规定的路基，应进行个别设计和稳定性验算。路基设计的基本内容：路基基身设计(断面型式/宽度与高度/边坡形状与坡度)路基排水设计坡面防护与加固设计附属设施的设计专项工程设计(特殊路基处理)路基路面工程2路基设计24路基几何尺寸由宽度、高度和边坡坡度三者构成:路基宽度，取决于公路技术等级；路基高度，取决于地形和公路纵断面设计（包括路中心线的填挖高度、路基两侧的边坡高度）；路基边坡坡度，取决于地质、水文条件、路基高度和横断面经济性等因素。就路基的整体稳定性来说，路基的边坡坡度及相应采取的措施，是路基设计的主要内容。路基路面工程2路基设计25路基宽度：行车道路面及其两侧路肩宽度之和→高等级道路设有中间带、路缘带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带、慢行道或其它路上设施时。路面：道路上供各种车辆行驶的行车道部分→宽度根据设计通行能力及交通量大小而定，一般每个车道宽度3.50~3.75m路肩：指行车道外缘到路基边缘，具有一定宽度的带状部分→包括有铺装的硬路肩和土路肩→路肩宽度由公路等级和混合交通情况而定。路基路面工程2路基设计26路基横断面组成，对应不同设计速度、地形条件采取不同断面宽度目前比较常见的有山区8024.5m21.5m平原10026

12028六车道10033.512034.5八车道1004112042《标准》第3.0.6条规定“高速公路右侧硬路肩宽度小于2.50m时，应设置紧急停车带。紧急停车带宽度应为3.50m，有效长度不应小于30m，间距不宜大于500m。”27四车道区别山区8024.5m平原10026m设计速度路基宽度行车道宽度中央分隔带宽度土路肩宽度硬路肩宽度8024.53.75×22.00.75×22.50×228

1）路肩宽度应得到保证→最小每边0.5m/0.75m（四级/二、三级公路）→城镇近郊1~3m；

2）弯道半径R≤250m时→应在路基内侧按规定加宽；

3）路堑位于弯道上，注意开挖视距平台；

4）四级公路一般采用6.5m的路基，当交通量较大或有特殊需要时，可采用7.0m的路基。

5）工程特别艰巨路段及交通量很小的公路，可采用4.5m的路基，并应按规定设置错车道。路基路面工程2路基设计29路基高度路基高度：路堤填筑高度或路堑开挖深度，是路基设计标高与原地面标高之差→原地面横向有倾斜→中心高度或边坡高度；中心高度：是指路中心线处的设计标高与原地面标高之差；边坡高度：路基边坡高度，指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。路基填挖高度：是在路线纵断面设计时，综合考虑路线纵坡要求、路基稳定性要求和工程经济要求等因素确定的。路基路面工程2路基设计30注意：

1）尽量少用高路堤、深路堑；

2）减小水的影响→考虑路基临界高度→确定路基最小填土高度→保证路基处于干燥或中湿状态；

3）填土高度受限制→不能达到规范的规定时→采取相应的处治措施，避免地面积水和地下水浸入路基；

3）沿河及受水浸淹的路基边缘标高，一般应高出根据规定的设计洪水频率计算的水位+壅水高度+波浪侵袭高度+0.5m安全高度；

4）大、中桥桥头引道的路基设计标高，应比设计洪水位加壅水高度高出至少0.5m。稳定性、排水、通风、视距等因素路基路面工程2路基工程311）路堤边坡坡度→填料的物理力学性质/气候条件/边坡高度/基底的工程地质、水文地质条件选定。2）一般情况按规范查表选用；3）边坡高度超过表值或水文地质情况不良时→根据实际情况再进行边坡稳定性分析，综合比较后确定；4）对于已作加固的路堤，边坡可适当放陡；5）沿河受水浸淹路基的填方边坡坡度→设计水位以下视填料情况可采用1︰1.75～1︰2.0，在常水位以下部分可采用1︰2.0～1︰3.0；6）为使汽车在必要时便于驶下公路,平丘微区高度不超过1.0m的路堤，如用地条件许可→采用不陡于1:3边坡；7）地震区→放缓边坡；路基路面工程2路基设计路堤高度32坡度确定：设计时应参考当地稳定的自然山坡和人工坡（如已建成道路的边坡等）的坡度，并结合当地的工程地质和水文条件、采用的施工方法等因素综合考虑，参考规范中所列经验值进行确定。边坡高度超过表值或水文地质情况不良时→根据实际情况再进行边坡稳定性分析，综合比较后确定。1.类比→2.稳定性分析路基路面工程2路基设计路堑高度33

为了确保路基稳定和行车安全，一般路基工程有关的附属设施除路基排水、防护加固外，还有取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。这些设施是路基设计的组成部分，应正确合理设置。

原则：充分利用，借之有利。

1）支援农业，少占农田；

2）能兼顾农田、水利、鱼池建设和环境保护等；

3）在原地面横坡不大于1︰10的平坦地区，可在路基两侧设置取土坑；横坡大于1︰10的地区，应设置在路基上侧；

4）在洪水淹没地段的路堤（如河滩路堤或引道）的两旁，一般不准设置取土坑；

5）取土坑应有规则的形状及平整的底部，坑底纵坡一般应不小于0.3%，横向也应设置坡度(单坡/双坡)，以利排水；

6）取土坑深度建议不大于1.0m，宽度视借方量而定；

7）取土坑内缘至路堤坡脚应留一定宽度的护坡道，其外缘至用地边界的距离不小于0.5m，不大于1.0m。路基路面工程2路基设计取土坑设置34护坡道碎落台路基路面工程2路基工程35护坡道：保护路基边坡稳定的一种措施→其加宽路基边坡横距，减小了边坡的平均坡度→边坡稳定性↑。特点：护坡道愈宽→边坡稳定性↑→填方数量↑。设置：一般设置在路堤坡脚或路堑坡脚处；边坡较高时亦可设在边坡中部或边坡的变坡点处；浸水路基的护坡道，可设在浸水线以上的边坡上。宽度：最小为1m，视边坡高度h而定：H≤3.0m，d=1.0m；H=3.0~6.0m，d=2.0m；H=6.0~12.0m，d=2.0~4.0m。路基路面工程2路基工程36碎落台：常设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处，位于边沟的外缘，有时亦可设置在挖方边坡的中间。目的：主要是供零星土石碎块下落时临时堆积，不致堵塞边沟，同时也起护坡道的作用。要求：碎落台宽度一般应大于1.0m；如考虑同时起护坡作用，可适当加宽；碎落台上的堆积物应定期清除。路基路面工程2路基工程37单车道公路，由于会车和避让的需要，通常每隔200～500m设置错车道一处，供错车和停车用。设置要求：按规定错车道的长度不得短于30m，两端各有长度为10m的出入过渡段，中间10m供停车用；单车道的路基宽度为4.5m，单车道的错车道处路基宽度6.5m。错车道应选在有利地点，并使相邻两错车道之间能够通视，以便驾驶员能及时将车驶入错车道，避让来车；错车道是单车道路基的一个组成部分，应与路基同时设计与施工。路基路面工程2路基工程38防护形式：自然挖坡、生态防护、圬工铺砌圬工控制：6000方绿化形式：草灌结合、散丛结合、宏观造型铺砌形式：体现文化、贴近自然路基路面工程2路基防护型式39大致分为植物防护、骨架植草防护、护面墙以及其它防护四种防护类型：1、植物防护1）草灌混植护坡：适用于边坡高度较小的土质填方路基及路堑边坡防护，其优点是施工方便、快捷、经济；但坡面防冲刷效果较差。2）三维网喷播草（灌木）籽护坡：优点是利于环保、施工方便、快捷。其缺点是对于填高和挖深较大的路段防护效果不好，且造价相对于草灌混植护坡要高。3）客土喷播植草：优点是对岩石路堑边坡绿化效果好。费用较高。4）攀缘性植物：适用于有绿化要求的稳定硬质岩石边坡，防护景观效果好、施工快捷、费用较省，但初期景观效果差。2、骨架植草防护1）衬砌拱植草护坡：对于边坡高度较大的填方路基、土质和全～强风化岩质路堑边坡的防冲刷效果较好，排水较为顺畅。但施工工艺略显复杂。外观效果较差。2）人字型植草护坡：对于边坡高度较大的填方路基、土质和全～强风化岩质路堑边坡的防冲刷效果较好，排水较为顺畅，景观效果较好。路基路面工程2路基防护型式402、骨架植草防护3）预制砼六棱块植草：施工较便捷，抗冲刷效果较好，但圬工数量略大；绿化效果较差。4）锚杆框架填土植草：对风化破碎岩石起主动加固作用，防止边坡局部楔形破坏。与环境协调较好，但施工工艺较复杂、造价较高。5）SNS柔性网：适用于岩石易风化碎落但整体稳定的岩质边坡路段，能有效防止边坡岩体的局部碎落，使裸露的岩石边坡自然的融入环境，景观协调性好。3、护面墙防护适用于强风化岩质破碎且整体稳定的路堑边坡防护，其优点是防护效果好，能充分利用项目区丰富的片石，就地取材；窗孔内喷播植草后景观效果较差。其缺点是圬工量较大。4、其它防护1）挡土墙（护脚）：增加边坡稳定性、防冲刷效果好，减少公路用地和拆迁，但圬工数量较大，施工要求高，绿化效果差，造价较高。2）浆砌片石护坡：施工工艺简单；防冲刷效果较好。但圬工数量较大，景观效果较差，造价较高。路基路面工程2路基防护型式41路基边坡防护设计通过上述方案比选，路基防护分不同路段推荐方案如下：1）边坡高度H≤4.0m的填方和土质挖方路段采用喷播草籽+灌木籽防护。2）边坡高度边坡4.0<H≤8.0m的填方路段和4.0<H≤6.0m路堑边坡采用三维网植草防护。3）边坡高度H＞8.0m的填方路段，上部8m采用三维网植草防护，8m以下采用拱形型骨架植草防护；边坡高度H>20m路段下部边坡防护采用拱形型骨架植草防护或坡脚设置护脚墙。4）边坡高度6.0＜H≤10.0m的土质（含全强风化软质岩）挖方路段，采用拱型骨架植草防护。5）在泥质砂岩、页岩、片岩等各种软质岩（含风化较严重的硬质岩）挖方边坡，若边坡稳定，采用拱型骨架植草防护；若边坡存在小规模崩塌、碎落等，则采用锚杆框架梁植草防护。6）沿河受洪水浸淹或水塘浸水路堤采用M7.5浆砌片石满铺护坡、挡土墙或护脚墙，基础埋置深度应满足冲刷要求；跨河流或沿河流纵向布置的桥梁桥头路段采用C25预制实心六棱块防护，一般桥梁桥头路段采用C25预制空心六棱块植草防护。7）填方路基沿线为大片水田或房层密集地段，为节约土地，填方坡脚不设护坡道，设护脚矮墙或挡土墙。路基路面工程2路基防护型式42边坡自然稳定下的

植物防护或不防护2/743自然挖坡44混凝土喷锚45圬工护砌46足够的强度和刚度足够的稳定性耐久性表面平整表面抗滑路面是道路的重要工程结构物，它铺筑在路基顶面，是用不同材料或混合料分层铺筑而成的供车辆行驶的一种层状结构物。路面结构直接承受车轮荷载，其质量好坏直接影响到道路的使用品质概念路面要求路基路面工程2路面工程47路缘石面层硬路肩土路肩拦水带基层垫层纵向排水渗沟路缘带槽式全铺式路面横断面形式路基路面工程2路面工程在路基上按路面行车道及硬路肩设计宽度开挖路槽，保留土路肩，形成浅槽，在槽内铺筑路面。也可采用培槽方法，在路基两侧培槽，或半填半挖的方法培槽。在路基全部宽度内部铺筑路面。在高等级公路建设中，有时为了将路面结构内部的水分迅速排出，在全宽范围内铺筑基层材料，保证水分由横向排入边沟。有时考虑到道路交通的迅速增长，为适应扩建的需要，将硬路肩及土路肩的位置全部按行车道标准铺筑面层。48路拱横坡度：为了保证路面上雨水及时排出，减少雨水对路面的浸润和渗透而减弱路面结构强度，路面表面应做成直线形或抛物线形的路拱。路基路面工程2路面工程49路面结构分层及层位功能：按照使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同，将路面分成若干层次。通常按各个层位功能的不同，划分为三个层次，即面层、基层和垫层，如图所示。路基路面工程2路面工程50路基路面工程2路面工程51第八节路面的等级与分类路基路面工程2路面工程52路基路面工程2路面工程53路基路面工程2路面工程54路基路面工程2路面工程55路基路面工程2路面工程56沥青路面是采用沥青材料作结合料，粘结矿料或混合料修筑面层的路面结构。沥青路面由于使用了粘结力较强的沥青材料作结合料，不仅增强了矿料颗粒间的粘结力，而且提高了路面的技术品质。沥青施工图片沥青路面路基路面工程2路面工程57用不同粒级的碎石、天然砂或破碎砂、矿粉和沥青按一定比例在拌和机中热拌所得的混合料称沥青混凝土混合料。按粒径大小可分为：细粒式沥青混泥土、中粒式沥青混泥土、粗粒式沥青混泥土沥青混凝土概念沥青混凝土优缺点①质量符合要求的沥青混凝土路面的强度高②具有良好的平整度，表面坚实、无接缝，且经久耐用。③由于它的透水性小④混合料通常集中在拌和楼用机械加工拌制，石料的配合比以及沥青用量都得以严格控制，质量容易得到保证。⑤施工作业面大，操作方便⑥沥青混凝土面层的可施工期较沥青表面处治和沥青贯入要长。路基路面工程2路面工程58水泥混凝土路面由混凝土面层、基层、垫层、路肩结构和排水设施等组成。优点：强度高、稳定性好、耐久性好、有利于夜间行车缺点：对水泥和水的需要量大、有接缝、开放交通较迟、修复困难路基路面工程2路面工程59路基路面工程2路面工程项目沥青混凝土路面水泥混凝土路面优点1、平整度好；2、对新建路基适应性较好；4、养护方便；3、汽车行驶平稳、舒适性好、噪音小；4、能减少油耗和轮胎磨耗。1、具有较高的强度；2、有较强的抗磨耗能力；3、耐久性较好，使用年限较长；4、路面能见度好，利于夜间行车；5、能较好利用沿线丰富的水泥资源。缺点1、热稳定性差，高温易变形，抗车辙能力较差，低温开裂；水稳性差；2、沥青需外购。1、对新建路基适应性较差；2、行车舒适性差，噪音大；3、混凝土板破坏修复困难。推荐方案主线收费站、服务区、特长隧道两种路面结构比选60破损类型病害名称裂缝类龟裂、网裂、纵裂、横裂松散类坑槽、松散、脱皮变形类沉陷、车辙、波浪、拥包其他类泛油、修补损坏路基路面工程2常见路面病害与处治61路面沉陷、开裂62网裂63龟裂64纵向裂缝65横向裂缝66滑移裂缝67坑槽68沉陷69车辙70波浪拥包71泛油路基路面工程2常见路面病害与处治72路面病害原因分析(1)裂缝类由于半刚性基层材料的特性，在温度和（或）湿度的影响下，会产生高于其他基层材料的干缩和（或）温缩应力，从而造成开裂。在温度和（或）湿度以及行车荷载的影响下，基层的裂缝逐渐发展，向上反射，最终导致沥青层的开裂。裂缝主要分为横向裂缝和纵向裂缝。(2)唧浆渗入路面中的雨水在行车荷载的作用下，顺着沥青路面空隙或裂缝被挤出路面，同时将基