322省道7标段施工图设计开题报告

三、文献综述

公路路基设计是一项集保障路面稳定性与强度及交通安全于一体的系统工程。因此，只有通过不断提高公路路基设计的科学性和合理性，采用先进的地基处理技术，确保路基开挖对环境的破坏降到最低限度，才能不断提高人们对出行安全的满意度，全面推进我国的公路网建设的进程。随着国民经济的快速发展，促使交通运输事业的迅猛发展，公路作为交通运输的重要组成部分，收到社会各界的关注，道路建设的力度不断加大，路基作为道路的基础，路基设计的任何一个微小的失误，都有可能给我国的交通事业和生命财产造成重大损失^[1]。

1路基设计原则

路基作为高速公路的主骨架，而路基与路基边坡的稳定是确保路基使用质量的重中之重。为此应把握如下思路^[2]。

1.1要与地形地质相结合，以利环保，展现景观。

①在植被较差、地形平缓的地段，采取削坡绿化处治垮塌碎落病害;在植被较好、地形较陡的地段，采用低矮挡墙和削坡绿化处治;对不稳定的高陡边坡，用竖梁锚杆、预应力锚索框架加固处治。对挡墙段采用花池墙防护绿化，对岩石边坡采用客土喷播护坡。

②路线通过很陡的山腰斜坡时，注意挡墙与桥梁的取舍，分离式路基、台阶式路基、悬出式路基及整体式路基的综合设计，寻求合理的断面形式，降低边坡高度，增加边坡稳定。

③路基中间的中央分隔带、边坡的绿化美化和路基外侧的绿化带，采取宜树则树、宜灌则灌，适地造树乔、灌、草结合，点、线、面结合，人工造景与自然景观结合，丰富路景，使公路绿化有特色、有特点，同时也起到稳定路基、防止冲刷的作用。

1.2要与路段地理位置相结合，诱导行车顺入佳景。路线经过风景名胜区，应结合填土高度、挖方边坡高度、弃方和地形条件对边坡进行特殊设计，以利边坡的绿化，形成优美的绿化带，诱导行车顺入佳景。

1.3要与涵洞通道相结合，以利行车顺畅。高速公路路面应平整、匀顺，才能连续、高速、舒适运行,应要求涵洞、通道区域的整体刚度与其后的路基整体刚度要匹配，变形应协调。

1.4要实行动态跟踪、动态设计，确保路基稳定。滑坡、崩塌及高边坡路段逐个进行专门的岩土工程勘察,确定边坡土质类别，提供验算边坡稳定和变形的计算参数，进行动态设计，提出施工的特殊要求和检测要求^[1][2]。

2特殊路基设计

2.1山间过湿土及软土:采用碎石盲沟排水或换填透水性材料。

2.2滑坡与崩塌:采用清除、适当放缓坡率、抗滑挡墙、抗滑桩、抗滑桩与锚索结合、绿化及排水措施。

2.3路堑高边坡、顺层岩质边坡:根据同地质情况分别采用挡墙、桩板墙(环境敏感点)、锚索、锚杆、土钉墙等措施加固;为防止爆破破坏岩体结构危及边坡稳定，必要时考虑光面爆破、预裂爆破等技术。对预应力锚索框架结构方案要特别注重它的耐久性、可靠性。

2.4陡坡路堤:路基填方范围受到限制，或路基大量借方时，设计考虑加筋陡坡路堤、加筋陡坡路堤结合桩板墙方案，以达到路基稳定，适应狭窄地形，减少路基借方的目的。

2.5高路堤、填石路堤:通过稳定性验算确定安全、经济的设计方案，并设置土工格栅加筋、钢筋网格加筋，以加强路堤的稳定性、减少差异沉降,

2.6上、下行分离的高低式路基:在地面横坡陡峻的路段，为降低填方、挖方边坡高度，减少防护、支柱工程量，在充分研究路段前后的地形、地质条件及构造物设置情况的基础上，考虑采用上、下行分离成不同高度的高低式路基^[2]。

3路基防护设计

路基防护设计以安全、经济、实用、环保、美观大方且施工方便为原则，提倡不见土、少见石,顺着地形、保持原样，披上绿被，方案设计中选择满铺草皮护坡、浆砌片石拱型骨架护坡、石砌挡土墙防护、护面墙、客土喷播防护、三维植被网喷播草籽、预应力锚索竖梁加固、浆砌片石路堤护坡等多种防护形式。主要方案如下：

3.1填方路堤边坡:路堤边坡的防护形式力求多样化、绿色化，做到路景配合，使该路与环境协调。①对地形较陡的地形，采用石砌挡土墙防护。

②对较低填土边坡，采用满铺草皮护坡，并在上下边坡边缘采用浆砌片石镶边。对较高填土边坡，采用7.5#浆砌片石拱型骨架护坡。

3.2路堑边坡防护:对于路堑边坡防护应以边坡稳定为基本原则，在坡面防护形式上进行多种方案比较:

①路堑边坡为石方或石方较破碎时，采用护面墙、客土喷播防护。

②路堑边坡土方或强风化石方地段，边坡采用三维网喷播草籽等防护。

③对路堑边坡稳定性较差的高边坡地段，采用预应力锚索竖梁加固。

④针对稳定性较差的边坡考虑加大平台宽度，适应稳定性要求。

⑤主线桥头两端采用浆砌片石路堤护坡^[3]。

4取土、弃土设计

4.1取土设计:取土场尽量选在公路视线外的荒地，并进行相应的平整、绿化(植树、植草)、排水及防护设计。

4.2弃土设计:由于山区地形起伏较大，深挖路段较多，土石大，沟谷大多为桥梁，这将造成大量的工程弃方，弃土位置的选择和设置尤为重要，为了使弃土堆不至于产生新的水土流失现象，沿线弃堆应在调查的基础上统一安排和规划并与地方政府交换意见,尽量弃于荒废的谷地和荒地,并进行相应的平整、绿化(植树、植草)、排水及防护设计，以利开发利用。

(1)弃土、路基和涵洞综合设计。山区沟谷地带特别是岩溶漏斗地段，路基填土高度较大，高路堤、斜坡路堤的稳定性往往不易得到保证;且因排水需要，涵洞长(设在地形最低处)，涵顶填土高度大，因涵洞进出口排水的需要，路堤两侧不能弃土因而废方运距较远。对此，根据地形条件，弃废方于就近沟谷以减少运距，人工变为平台，利用废方作为高路堤及陡坡路堤的反压护道以确保路堤的稳定性;将涵洞移至路基填挖交界附近，可提高涵洞地基承载力、大大减少涵长及涵顶填土高度，一举多得，可大幅降低工程造价。

(2)塑造景观。对弃方进行艺术处理，堆成形态各异的山坡进行绿化植树。

(3)还地造田^[4]。

5综合排水设计

综合路基排水系统由路基排水系统、路面排水系统及中央分隔带排水系统组成。

5.1路基排水系统

5.1.1填方路段的路基排水系统，主要依靠坡脚的排水沟，排水沟设有纵向坡度，并分别与附近的涵洞或河道自然沟连接。

5.1.2挖方路段主要依靠边沟及截水沟排水，并与填方路段的排水沟连接，沟底纵坡较大地段修筑急流槽或跌水沟过渡并与排水系统顺接。根据地下排水及路面排水的需要在路堑边沟沟底加设洞式渗沟。

5.2路面排水^[5]

路面排水主要依靠路面横向坡度把水排入边沟或排水沟，超高地段超高一侧路面水排人中央分隔带路缘带缝隙式排水沟,

5.2.1中央分隔带排水:中央分隔带底部设有防水层防止中央分隔带水下渗至土基。中央分隔带内采用纵向设塑料盲管，通过每隔一定距离设置的集水坑及横向塑料水管将水引入排水沟、加深的边沟或渗沟内^[6]。

5.2.2超高地段:在中央分隔带靠超高一侧的路缘带设置缝隙式圆形流水槽，并每隔一定距离设置清淤井及集水井通过横向排水管引入路堤急流槽、加深的边沟或渗沟内^[7]。

随着我国经济快速发展，道路建设正处于快速发展阶段，随着而来的是，经常会出现各种各样的道路质量问题。为了节约公路建设成本，减少道路交通事故的发生，使人民生命安全有所保障，国家经济可持续发展,必须对公路路基进行研究分析，找出切实可行的策略和方法^[8][9][10]。

主要参考文献

[1]于建磊，佴磊习，晓红.半填半挖路基稳定性影响因素灵敏度分析[J].中外公路,2009 ,(02).

[2]黄玉和.沿河土质路基稳定性影响因素分析[J].重庆交通大学学报（自然科学版）,2011,(S1).

[3]张康强.市政道路路基工程施工工艺研究[J].科技风,2011,(3).

[4]刘晓刚.浅谈一般公路设计的灵活性与创造性[J].黑龙江科技信息，2011，16（05）：21～22.

[5]刘铭.高速公路路基处治对路面承载力的作用研究[J].黑龙江科技信息，2012，（02）：501～503.

[6]关颖雯.对高等级公路路基路面排水工程设计的探讨[J].山西建筑，2008，(07):67～69.

[7] JTGB01-2003. 公路工程技术标准[S].北京：中国标准出版社，2003.

[8]王修山.道路与桥梁工程概论[M].北京：机械工业出版社，2020:115.

[9]方诗圣.道路桥梁工程施工技术第2版[M].武汉：武汉大学出版社，2018:40.

[10]范伟.道路桥梁维修与加固[M].徐州：矿业大学出版社，2016:37.

设计内容包括：路线设计，路线方案的拟定和比选，平面设计，纵断面设计，路基横断面设计，路基土石方计算和调配，特殊路基处理，路基排水设计和桥涵设计，路面等级的确定，路面结构组合设计，路面厚度设计与计算，路面方案比较和确定，交叉口平面设计，交叉口竖向设计。

路基设计是根据路基所处的地理环境及特点，考虑地形、地貌、地质、水文、气象等因素，结合施工条件及材料供应情况，合理地确定路基设计高程，选择适宜的路基断面及排水、边坡支挡和坡面防护形式，保证路基的整体稳定性、耐久性、耐腐蚀性。通过结合工程实践，笔者认为具体来说，对于公路路基设计整体的思路应当是，根据本地区的自然条件和工程地质、水文条件，本着因地制宜，就地取材的原则，选择合理的路基横断面形式和边坡坡率，并采取经济有效的排水防护设施，防止各种不利因素对路基造成危害，确保路基有足够的强度和稳定性。现针对路基设计中遇到的路基横断面设计、路基高度设计以及路基压实设计等相关问题来进一步深入探讨。

路基设计对于旧路改造设计来说应当尽可能地利用既有路基段,在路基宽度满足规范最小值要求，且加宽工程量大、施工难度大或对环境影响大时，不宜强行加宽到满足规范一般值要求。对于路线经过村镇混合交通量较大或街道化严重的路段，为保障通行能力和行车安全,路基可根据需要进行局部加宽，加宽渐变段宜设置在交叉口或视线良好、不设超高的地段。

同时路基横断面设计时应当充分考虑到公路的路基横断面是否受地形限制,如果受限制时，对边沟和碎落台可采取灵活设置。当位于曲线上的深切路段需要加宽时，应尽量利用边沟和平台的宽度，也可将加宽段设在公路的外侧，同时对路面标线进行详细设计。在有效地确保安全和排水顺畅的前提下，路拱横坡的限制可适当放宽。

从工程实践经验可知，路基设计高度的主要控制因素是隧道、水文地质条件以及考虑填挖土石方的平衡等。根据《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)规定，路基设计洪水频率为1/100，路基边缘标高大于路基设计洪水频率的计算水位加壅水高、波浪侵袭高和 0.5 米的安全高度。对于公路沿线经过丘陵、山地的情况时，丘陵、山地洪水位受局部汇水区域和冲沟排泄能力控制，则应当根据径流量的大小设置涵洞。根据现场对汇水区域及冲沟的调查,结合初步计算结果，路基边缘设计标高均在百年一遇洪水位控制高程以上，路基设计高程满足设计洪水频率的设计要求。

公路路基的填筑及其压实设计是确保公路在使用过程中长期正常运营的重要因素。对于路基填料质量差、清表清淤不完全、压实度不满足要求，在长时间车辆荷载作用下，路基顶面形成一层“硬壳”的路段，应详细检测路基弯沉值，结合路面结构设计，综合分析计算确定能否直接利用，确会影响路基路面的稳定与安全时，应对换填方案与加固补强方案进行综合比较，不宜片面采用换除既有路基重新填筑的方案。

公路排水的设计考虑是每个公路设计须注意的问题，公路的积水将会对公路行车造成严重影响。目前对于公路的排水设计主要是通过采取路基路面的排水设计来实现。从工程实践情况来看，对于公路路基路面排水设计充分考虑现状，尤其是沿线地形、气象、水文地质等条件，结合路基的填挖情况，合理的选择排水形式，使路基排水与沿线桥涵以及自然沟渠形成较完善的综合排水系统,以确保排水通畅，防止路面水冲刷路基边坡和地面径流冲蚀路基，并防止路面积水影响行车安全。

公路路基排水系统设计主要是由边沟、截水沟、排水沟、急流槽、跌水、渗沟和天然河沟等组成。路基排水自成体系，原则上不与农田灌溉、水塘鱼池相干扰。路堤边沟、路堑边沟一般采用矩形边沟，顺坡挖方路段堑顶外 5m 设置截水沟。根据调查收集了各路段水流通道的水位，并测量形态断面，进行汇水面积统计，最终确定设计流量，从而得出本项目路基、路面排水设施断面尺寸。

另外，公路可采取超高排水，通过设置了中央分隔带，在设置有中央分隔带的超高路段，路面排水采用雨水并收集路面水，通过管道排往路堤路段的排水边沟。