民营科技 ２０１０年第７期 公路路基设计概论 市政与路桥 谷忠岩’陈阳 （１、黑龙江正业勘测设计有限公司，黑龙江哈尔滨１５００３０ ２、哈尔滨龙江公路设计院，黑龙江哈尔滨１５００９０） 摘要：公路路基是路面的基础，其基本作用是承受由路面传递而来的荷栽，确保路面强度与稳定性。路基是公路的一个重要组成部分，作为线 形结构物，其位置和标高由公路线形设计所决定，并与公路的其他组成部分（如桥涵、路面及附属设施等）密切相关、相互制约。因此，路基设计是公 路整体设计中的一个重要环节，既有其自身的特点和要求，也必须考虑到与之相关的工程需要。 关键词：公路路基；路面；断面；病害；路基设计 公路的主体是由岩土构筑而成的，其结构形式简单、工程数量很 路面时，必须对路基质量提出较高要求，采取相应技术措施。 大，而且沿线岩土分布不匀，其强度与稳定性受自然因素的影响极大。 ２＿２边坡坍落 路基用地面积大，势必会占用较多耕地，拆迁原有建筑物，改变沿线 路基边坡的坍方和脱落多以水毁的形式出现。按其规模和形态的 自然环境；如果路基设计不当，不仅施工难度增加，工程费用提高， 不同，路基边坡的坍落可以分为剥落、碎落与坠落，以及滑坍、塌坍 而且路基“病害”隐患多，难以轻易消除。由此可见，研究路基设计 与崩坍等。 理论、剖析路基工程特点、不断完善其设计方法，对于发展公路交通 剥落主要发生在挖方边坡表面。如果挖方坡面为性质不匀和易溶 事业，提高路面使用品质，降低工程造价有着不可忽视的作用。 盐类含量较大的土层，或为极易风化的软弱岩层，而且由于边坡岩体 １路基的典型断面 受到于湿和冷热反复循环作用，表皮碎裂成块状薄片，从边坡上不 路基横断面的形式变化极大，按其填挖条件不同，可归纳为路堤 断剥落下来。剥落的规模不大，但持续时间较长，易堵塞边沟，有 （全填）、路堑（全挖）和填挖结合三种类型。 碍排水。 当填筑高度小于路基临界高度或小于１．０ｍ时，可视为低路堤。低 碎落主要产生于土夹石或严重破碎岩层的挖方边坡上，其规模和 路堤的质量关键取决于土基的水温状况，且要求地基具有一定的强度。 危害程度比剥落严重，是水毁现象的常见形式。 低路堤设计时，应权衡路堤高低的利弊。如提高填土虽然对路基强度 坠落（落石）是碎落的一种形态，但通常是指岩块粒径较大（可 与稳定性有利，但路基用土的数量和占地的面积增大，因而存在着工 达４０ｅｒａ以上），成单块或多块下落，而且下落速度快、冲击力大，具 程质量和经济效益的择优问题。设计通常应优先考虑路基的使用品质， 有爆发性，危害性也比剥落和碎落更为严重。 按规定标准严格控制最小填土高度，搞好路基排水设施，并力求不用 滑坍是指边坡的部分岩土，在下滑力（剪切力）超过抗滑力的情 较高的填土。填筑高度大于临界高度，而且未超过６Ｎ８ｍ，属于一般路 况下，滑动体沿着一定的滑动面向下滑移的破坏形式，此乃较陡、较 堤，其边坡对于填土时，采用ｌ：１．５，填石时可采用１：１。填筑高度 高路基边坡不稳定的主要“病害”之一，路基边坡稳定性计算，常以 超过８．Ｏｍ（填土）或１２．Ｏｍ（填石）时，按规定采用折线形的边坡。 此种“病害”为依据。 沿河路堤或路旁取土成沟渠时，除浸水部分（包括０．５ｍ以上的安全高 塌坍（堆塌）与滑坍相似，一般是指土质边坡（或碎砾石土）部 度）的边坡放缓至１：２外，必要时还应予以加固，有时还需要设置宽 分土体，遇水软化，失去支撑而塌坍，其变形速度缓慢，滑动土体很 度不小于１．Ｏｍ的护坡道。原地面倾斜的路堤，填筑前需要采取抗滑措 少有翻滚现象，也无定型的滑动面。 施，如清除植被、开挖人工台阶或凿毛等。原地面陡于ｌ：２，可设置 崩坍是一种具有爆发性的坍落“病害”，无固定的滑动面，也无下 石垛式的护脚。 挫现象（坡脚线以下地基无移动），崩坍体各部分相对位置在移动中完 填筑高度超过２０ｍ，或由于其他原因时，路堤应做特殊设计，进 全扰乱，其中较大的硬块翻滚较远，边坡底部形成倒石堆（岩堆）。 行稳定性的验算。各种路堤的质量关键，除断面设计合理外，还取决 上述的三落三坍从形态上往往难以划分清晰，但在防治措施上， 于选择良好的填料，按规定分层填筑人工压实，同时要重视路基排水， 前者（三落）以坡面防护为主，后者（三坍）往往需要加固。 以及路基的防护与加固工作。 ２．３路基翻浆 路堑开挖后，在一定范围内改变了原地层的自然平衡状态，其质 在季节性冰冻地区，对于水温条件不利的土质路基，由于负温度 量关键取决于地质与水文条件，以及开挖深度，而且集中表现在边坡 的作用，产生水分聚流现象。冬季开始，土基由上向下逐渐冻结，聚 的稳定性程度上。 冰层下部的水分在结晶力和渗透压力差（吸引力）的综合作用下，以 路堑边的坡度主要取决于地质与水文条件，也因挖方深度而异。 薄膜水和毛细作用的移动方式不断向上积聚，聚冰层增厚和发展成多 深路堑的边坡，因地质的条件变化可采用折线形；陡峭山坡上的路堑， 层次。春融季节气温回升，土基上层解冻，水分滞留在上部，土基过 可以挖成台口式或半山洞的断面。挖方路基必须设置边沟，必要时应 湿软化、强度降低；在行车荷载作用下，路面开裂、松散或鼓包，以 设置边坡上方的截水沟。 致泥浆受压外冒，造成翻浆“病害”。直到夏季，土基全部解冻，湿度 路堑地段的土质路床，要注意其顶部约１．Ｏｒｅ深范围内的土质强度 恢复正常状态，翻浆“病害”停止。 和水温变迁情况，视需要予以人工压实、换土、加固或设置地下排水 翻浆“病害”与冬季冻胀“病害”，往往伴随形成。 设施。 如果填土过湿，路基压实过程中，可能产生弹簧现象，这也是土 断面形式主要设置在山坡上，其填挖部分的比例，与路基中心的 质路基的隐患之一，但在成因上和处置方法上，不能与上述翻浆“病 填挖尺寸和山坡的横坡度密切相关。 害”相提并论。 ２路基的常见“病害” ３路基设计基本任务 路基的“病害”很多，其成因错综复杂。由于特殊的地质不良条 以上简要的分析表明，路基工程受各种自然条件所制约。如果说 件或遭受特大自然灾害（如滑坡、错落、岩溶、泥石流、雪崩、地震 路基的位置和造型主要取决于公路线形和沿线地形，则其强度与稳定 及特大暴雨山洪等）而造成的路基破坏，规模较大，后果严重。此类 性在很大程度上取决于岩土性质、水文状况及气温等条件。路基设计 特大“病害”的形态、成因及防治措施可参见有关专著，这里不再赘 的基本任务在于从工程实际需要出发，研究与掌握影响路基工程质量 述。对于路基的常见“病害”，可大致归纳为路堤沉陷、边坡坍落和路 的各种自然条件及其变化规律，因地制宜、因势利导，高质量和最优 基翻浆三类。这些病害主要取决于路基的水温状况与调节，一般情况 化地搞好路基设计工作。 下通过合理的设计、施工和养护，能够达到防治与改善的效果。 生产过程中的路基设计，大量工作是在公路勘测设计时进行的， ２．１路堤沉陷 其中包括沿线综合调查、选定位置（定线）、确定标高（纵坡设计）、 在荷载及自然因素作用下，路基填料不良、填筑方法不当、人工 测绘横断面，以及计算和调配土石方等；同时还要进行路基的排水、 压实不足，均可能发生沉陷。原地基软弱、承载力不足，受力后产生 防护与加固工程设计；此外还应对修建路基所必需的设施，如取土坑、 沉降变形，都会导致路堤沉陷。 弃土堆、护坡道或碎落台等，进行布置和处置，对于某些特殊条件下 路堤沉陷将直接导致路面破坏。当在新填路堤上修建较高等级的 的路基，尚需要做相应的特殊设计。 函
