高速公路短路基路面结构设计研究范文

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摘要：结合高速公路工程建设基本情况，分析短路基结构的特点，然后提出短路基面层结构、基层结构、垫层结构的设计对策。结论证实，为确保短路基工程质量，提升高速公路的稳定性与可靠性，还要结合水文地质条件及防冻要求，科学设置垫层。总之，从多个方面入手，采取有效的设计策略和质量控制措施，实现提升短路基工程质量的目的，为车辆顺利通行提供保障。

关键词：高速公路；短路基；结构设计；面层；基层；垫层

0引言

随着高速公路建设数量越来越多，工程穿越的地形地质条件也越来越复杂。许多高速公路需要穿越山地、丘陵、盆地等，给工程建设带来全新挑战。由于山地的地形地质条件十分复杂，桥梁和隧道所占的比例较高，容易出现桥梁与桥梁，桥梁与隧道之间的短路基。短路基的长度一般比较短，位置分散，路基基础与桥梁隧道的构筑物结构存在较大差异，施工难度大，质量控制要求高。一旦施工方案设计不合理，质量控制措施没有严格落实，很容易导致质量缺陷出现，对整个高速公路工程建设也会带来不利影响。为有效应对这些难题，克服短路基施工中遇到的难题，首先应该完善方案设计，然后落实质量控制措施，加强每个施工环节的质量控制，促进短路基工程质量和高速公路建设效益提升。

1高速公路短路基的特点

短路基是高速公路建设的常见路基结构形式，由于山区地形起伏，路线受地形条件制约，桥梁隧道之间的短路基较多，其主要特点表现在以下方面。施工方案设计时，应该根据短路基的特点采取相应措施，提高结构设计水平，有效指导后续施工，促进路基工程质量提升。

1.1填方或挖方施工难度大

短路基通常位于桥梁和隧道之间，位置分散、长度较短，大部分为高填方和深挖方，施工难度大，给现场施工带来挑战。作为施工单位和施工人员，首先应该重视现场地形地质勘查，结合现场施工做好勘查设计工作，有效指导短路基施工。

1.2压实度难以保证

压实度控制是短路基施工的重要内容。然而，由于山区地形地势条件复杂，短路基通常位于地势陡峭路段，并且里程很短，大型机械搬运和施工困难，因而必须采用小型机械设备或者采用人工方式开展现场施工[1]。同时，短路基现场施工难度大，质量控制要求高，压实度也难以得到保证。

1.3容易引发不均匀沉降

由于压实度控制难度大，一些短路基压实度不合格，填料不均匀，路基与桥梁隧道构造物之间的基础刚度差异性较大，容易导致路基不均匀沉降现象发生。如果没有得到及时修复和处理，可能使路面结构层遭到破坏，对高速公路通车运营也会产生不利影响。此外，高速公路通车运营后，在自然环境、车辆荷载的影响下，再加上短路基工程自身存在质量缺陷，容易出现路基不均匀沉降和路面开裂现象[2]。因此，作为工程建设单位，首先应该完善方案设计，有效指导短路基施工，实现对工程质量的严格控制，进而预防质量缺陷发生。

2高速公路短路基面层结构设计

面层结构设计是短路基设计的关键内容，设计人员应该善于把握技术要点，考虑现场施工情况完善方案设计，有效指导后续施工。一般而言，应该结合短路基的具体情况，有针对性地采取设计方案，具体措施如下。

2.1面层型式选择

水泥混凝土面层刚度大，可以弥补短路基压实度控制难的问题，缓解路面不均匀沉降带来的路面损坏。但短路基压实度不够、不均匀沉降严重，容易导致混凝土面板局部压力过度集中，出现早期损坏，制约车辆安全顺利通行。而在混凝土面层掺入钢纤维并形成钢纤维混凝土，能增强路面的抗裂、抗弯拉、抗疲劳性能，促进工程质量提升，设计中需要重视它的应用。

2.2应用复合式路面

高速公路常用沥青混凝土路面和钢纤维混凝土路面，这两种路面型式结构不仅美观，而且行车舒适度高。短路基施工中，为促进其作用充分发挥，可以设计采用复合式路面，在钢纤维水泥混凝土面层上部加铺沥青混凝土。设计采用复合式路面用于短路基施工，可以发挥沥青混凝土面层的特点，确保面层结构美观、施工连续性好、行车噪音小、舒适度高。同时还能充分发挥钢纤维混凝土刚度大、抗折强度高的特点，有利于延长路面结构使用寿命，为高速公路工程建设创造良好条件[3]。

2.3钢纤维混凝土面层

钢纤维混凝土面层设计时，需要考虑路面的温缩和干缩特性，为防止混凝土板断裂，需要合理设置接缝。同时，为保证路面的综合性能良好，行车舒适度高，在满足施工需要的前提下，应该尽量少设置接缝。此外，为保证面层结构稳固，有效承受车辆荷载，预防裂缝产生，短路基钢纤维混凝土板的厚度在22cm为宜。

2.4沥青混凝土面层短路基

在高速公路整个线路所占的比重较小，不必要进行单独设计，参考普通路段设计技术规范标准即可。按照《复合式路面设计原理与施工技术》的规定，高速公路沥青面层厚度不得小于7cm。此外，为节约成本，方便施工，参照技术规范要求，短路基面层宜采用4cm细粒式改性沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+22cm钢纤维水泥混凝土结构形式。

3高速公路短路基基层结构设计

短路基的高填和深挖路段较多，路基状态复杂，给现场施工带来挑战。而填方路段基层直接铺筑在路基之上，受地下水影响小。但由于填方高度较高，受施工现场条件限制，再加上如果质量控制不到位，难以有效保障填方压实度，不均匀沉降问题也会比较严重，难以有效保障施工效果。为预防质量问题发生，基层必须选用刚度大、扩散能力强的材料进行填充和施工，并按要求压实，进而减少路基不均匀沉降，保障路基的稳固与可靠。根据施工经验，水泥稳定碎石属于半刚性材料，在高速公路施工中的应用非常广泛[4]。并且技术成熟，适用于短路基填方路段施工。山区挖方路基施工时，土方开挖量大，施工中还需考虑地下水的影响。如果挖方路床受地下水影响较小，与地下水位线的距离较远，路面基层宜采用水泥稳定碎石。如果地下水丰富、水位较高，必须合理选择施工材料，确保填料具有良好的透水性能。级配碎石基层透水性能良好，在高速公路施工中的应用比较普遍，并且工艺先进、技术娴熟，适用于地下水丰富的挖方路段。总之，短路基基层设计时，应该综合考虑填方和挖方路段实际情况。如果短路基位于高填方路段，与地下水位线的距离较远，受地下水影响很小，宜采用水泥稳定碎石基层。如果挖方路段开挖至地下水位线以下，宜采用级配碎石基层。通过采取上述有效设计方案，有利于保证短路基的基层质量合格，满足施工技术需要，促进工程质量提升。

4高速公路短路基垫层结构设计

垫层位于基层与土基之间，是短路基设计中不可忽视的内容。它的主要作用是隔水、排水、防冻，扩散荷载，并且还有利于减少路基变形，保证路基结构的稳固性与可靠性。短路基方案设计时，对于垫层设计应该进行全面考虑，结合短路基所在位置的地形地质条件、水文条件等，合理设置垫层。如果短路基位于季节性冰冻地区，当路面总厚度小于最小防冻厚度时，结构设计中有必要设置垫层，从而有利于避免冻胀翻浆现象发生。地下水丰厚的路段也应该设置垫层，从而有利于排水，避免积水现象发生，保证施工效果。此外，如果短路基填方路段不均匀，沉降问题比较严重，也需要设置半刚性垫层。采取这些处理措施之后，有利于防止不均匀沉降问题发生，保证短路基结构的稳定与可靠，实现对工程质量的严格控制。

5结语

短路基结构设计是高速公路设计中不可忽视的内容。作为设计单位和设计人员，应该加强现场勘查，根据短路基结构具体情况完善方案设计，对工程施工进行科学合理安排。另外还要严格落实设计方案和技术标准，遵循规范要求施工。一般而言，短路基路段宜采用AC+SFRC复合式路面，沥青面层采用细粒式改性沥青混凝土，钢纤维混凝土路面不设接缝，厚度值以22cm为宜。基层结构设计时，通常根据地下水位高低选择合适的结构形式。例如，当短路基位于高填方或距地下水位线较大的挖方路段时，宜采用水泥稳定碎石基层。如果挖方路段开挖至地下水位线以下，宜采用级配碎石基层。此外，为确保短路基工程质量，提升高速公路的稳定性与可靠性，还要结合水文地质条件及防冻要求，科学设置垫层。总之，从多个方面入手，采取有效的设计策略和质量控制措施，实现提升短路基工程质量的目的，为车辆顺利通行提供保障。

参考文献：

[1]邓军华.在高速公路路基路面施工过程中质量控制研究[J].江西建材，2017（2）：160-161.

[2]蔡湘琪.高速公路路基路面工程存在问题的质量控制研究[J].科技创业月刊，2011（4）：136-137.

[3]王伟.高速公路短路基路面结构设计[J].山西交通科技，2016（6）：23-25.

[4]张睿，徐永福，于波.低路堤高速公路路基路面处理措施分析[J].地下空间与工程学报，2013（z1）：1675-1680.

作者：尚林菁 单位：邢台路桥建设总公司