高速公路路面设计要点及降低造价措施

摘 要：随着社会经济的快速发展，我国的交通基础工程建设在不断加快进程，公路交通网络在逐步完善。在高速公路工程的建设中，路面工程是非常重要的一部分，而且这一部分的造价在工程整体造价中占据较大的比例，对高速公路的路面进行合理的设计，掌握设计要点，并且在满足公路使用功能的基础上有效降低造价，对高速公路工程建设有十分重要的意义。鉴于此，本文主要以某高速公路为例，分析路面设计要点以及降低造价的措施，以供参考。

关键词：路面设计要点;高速公路;降低造价

中图分类号：U415.13 文献标识码：A

0 引言

由于我国交通基础工程建设的不断开展，高速公路网络建设在逐步完善，以更好的满足人们的出行需求。而在高速公路工程的建设中，路面工程是非常重要的一环，对整个工程项目有较大的影响，路面工程的造价在整个工程项目中占比较大，路面设计的成效会影响工程的造价，所以，掌握高速公路路面设计的要点，合理制定设计方案，有效降低造价对高速公路建设有重要作用。

1 工程概况

以某高速公路建設为例，该高速公路路线的总建设里程达到39.2 km，设计行车速度为120 km/h，4车道，路面宽度10.5 m，路基宽12.5 m，路基土石方量为142万立方米，排水、防护大概5.3万立方米，各种大中小型桥共11座，其中小桥2座，一共含有4座隧道，共长45.4 km，其中包括3座特长隧道和1座中长隧道。该高速公路设有服务区1处、立体交叉1处、交通枢纽1处、主线收费站1处。根据该高速公路具体情况以及所处地理环境进行综合分析，合理的制定路面设计体系。

2 交通量分析

关于交通量的计算主要依据对该工程项目的可研究报告，在设计年限内各个时段的交通量增长率为：2020-2025年为8.9%，2025-2030年为5.1%，2030-2035年为3.8%[1]。

2.1 弯沉值计算

弯沉值主要是指在路基路面受到荷载作用后，所产生的形变大小，其中计算单位为1/100 mm。在对弯沉值进行计算时，主要是根据在某一路段20 m间距范围内，使用一定轴载的车辆作用于路基路面，对形成的残余变形量计算加权平均值。有关弯沉值的计算和路面设计的强度有较大的关联，弯沉值小则强度高。高速公路在完成建设后，通过弯沉测量，能够检验路面施工建设是否满足设计的强度要求。在该工程项目中，路表设计弯沉值计算结果为0.229 mm。

2.2 轴载换算

根据有关的标准规范，我国在高速公路路面的设计中，标准轴载主要是依照双轮单轴载100 kN计算，在设计过程中，以不同的交通量作为基础数据，并且明确掌握年累积当量轴次和弯沉值等有关参数，从而确定设计路面结构的厚度，再对结构层拉应力进行计算。经过计算，设计年限内累计标准轴载作用次数为1 240.6万次，累积当量轴次数为943.77万次，路面交通荷载等级为中等。

3 路面设计要点

3.1 主线路面结构设计

依照上述计算的交通量，根据该高速公路工程建设的实际要求，在设计主线路面结构时，结构面层主要使用三层沥青层，两层水稳基层。具体来讲，沥青玛蹄脂碎石

3.5 cm、中粒式改性沥青混凝土5 cm、粗粒式普通沥青混凝土7 cm，还有厂拌水泥稳定碎石20 cm、厂拌水泥稳定碎石15 cm级配碎石[2]。路面结构设计的总体厚度为70.5 cm，

能够达到公路的抗冻性要求。路面沥青设计使用SBS改性沥青和石油沥青，表面层的集料成分主要为玄武岩，中面层以及下面层的集料成分主要为石灰岩。为了能够使工程建设的造价得到有效的降低，基于该工程中互通立交的交通量相对较小，所以枢纽立交外的互通立交匝道都采取两层沥青层设计。其路面结构设计为：沥青玛蹄脂碎石3.5 cm，

中粒式改性沥青混凝土7 cm，厂拌水泥稳定碎石20 cm，厂拌水泥稳定碎石20 cm级配碎石[3]。总体厚度仍然保持一样，将匝道的路面结构设计进行调整后，工程总体的造价降低大概240万元。另外，高速公路紧急停车带的设置主要是在应急通行时使用，一般来讲所承受的荷载较低，所以在该工程中，紧急停车带的外侧2 m区域内表面层不满铺，以有效减少造价。但在超高高侧区段，为了能够达到路面排水的标准要求，紧急停车带采取满铺设计。

3.2 桥面和隧道路面设计

高速公路立交桥面的结构建设主要包含水泥混凝土和沥青混凝土，两层结构之间通过防水层进行连接，其中防水层的建设质量和桥面铺设质量有较大的关联。根据对有关的高速公路桥面问题研究得知，沥青混凝土面层出现较大损坏的原因大都是由于防水层出现损坏，并且对水泥混凝土的修复需要有一定时间的养护期，需要阻断交通的时间较长，对交通产生不利的影响。在该工程设计中，桥面结构的设计方案主要分两种情况。如果桥梁长度在300 m以下，桥面结构设计为：改性沥青混凝土5 cm，改性沥青马蹄脂碎石混合料5 cm，在对沥青混凝土进行铺设时，需要先通过凿毛、喷砂以及铣刨等操作处理好混凝土，等到满足构造深度要求且清理尘灰完成后，在开始建设SBS改性沥青防水层，设计的具体用量为1.0 L/m2[4]。如果桥梁长度超过300 m，桥面结构设计为：300 m内的桥面结构设计改性沥青混凝土5 cm，改性沥青马蹄脂碎石混合料5 cm，300 m以外的桥面结构设计改性沥青马蹄脂碎石混合料防水层2 cm，2层改性沥青马蹄脂碎石混合料3.5 cm。由于改性沥青马蹄脂碎石混合料在孔隙率、油石比以及粒径方面具有良好的表现，防水性能较好且有一定的承载能力，能够提升桥面结构的耐久性，防止桥面水泥混凝土面层发生损坏。另外，隧道路面的结构设计和桥面一样，需要注意在设计时结构中要加入一定量的阻燃剂和温拌剂，以有效降低后续工程建设过程中的有害气体排放。

3.3 特殊路段路面结构设计

该工程项目建设所在的地区坡度路段相对较多，具有较大的地势起伏，气候变化较大，在较小的交通量情况下也容易出现车辙病害，所以，在该工程设计中，针对路线纵坡3%以上的上坡路段，路面设计为下面层使用改性沥青，以此有效防止发生车辙损害，并且能够优化路面低温下的性能。在该高速公路的收费站区段路面中，常规结构主要是水泥混凝土路面，但是容易产生较大的扬尘和噪音，而且行车体验较差、需要的养护成本较大，由于受气候条件的影响，路面也容易出现多种形式的损坏。该工程设计中为了有效延长路面的使用年限，设计方案主要是在常规水泥混凝土结构的前提下增加改性沥青混凝土5 cm，改性沥青马蹄脂碎石混合料3.5 cm，同时在水泥混凝土面层顶面设计防水层，以构建复合式的路面结构，这样路面的承载能力和使用性能都能得到较好的提升，后期养护的成本費用也得到一定的节约，车辆通行的舒适度也有所提升。

3.4 路面排水和附属结构设计

路面排水结构的设计需要注重预防和排水相互结合，高速公路路面的排水主要是集中式排水，以有效预防公路两侧边坡水土流失。在超高路段中，排水系统设计主要为大小集水井，而且有纵向的排水管和混凝土横向排水管，其中排水管的出口设计在超高低侧的边坡泄水槽或者挖方边沟处，路基边沟的设计需要注意边沟底部的标高问题，如果是需要进行挖方的路段，要符合超高排水的要求。集水井以及横向排水管主要设计使用C50高强抗冻抗盐腐蚀混凝土，混凝土的混合中需要加入适量的硅粉，使排水设施更加可靠。此外，为了降低因路面空隙渗水造成路面基层损坏，在土路肩位置设计铺设碎石盲沟，同时保证沥青面层的底部和盲沟底部高程一致，这样路面结构中的水可以及时排出，不会对路面基层产生影响[5]。再者，为了能够有效降低对高速公路中分带绿化维护的成本，设计不采用以往的绿植种植方案，而是采取铺设级配碎石同时设置中央防眩板的设计方案。在中分带的底部设计渗沟和横向排水出口，这样雨水就不会通过中分带进入路基路面中。

4 降低造价的措施

在高速公路的路面设计中，为了能够有效降低造价，对设计环节需要充分重视，对以往落后的工程建设观念进行改变，尤其设计人员在对工程项目进行设计时，需要全面协调好工程质量和进度、造价之间的关系，设计时注重造价合理管控思想，在保证工程质量的基础上最大化的减少工程建设成本。在开展高速公路路面设计工作时，设计人员需要提前一定的时间进行现场调查，尤其工程建设地区处在较复杂的环境中，设计工作开始前，设计团队以及工程建设团队都要到现场进行实地勘查，对工程设计和建设中可能存在的问题进行全面预测，综合考虑所有的影响因素，完善制定预案，对设计方案进行多角度对比，避免出现设计方案和实际建设不相符的情况。高速公路项目建设时，对于设计团队需要进行良好的选择，确保设计的整体水平过硬，使工程设计方案能够保证科学合理，对工程造价也能进行良好的控制。高速公路工程建设中，路面结构的造价占比较大，对这部分造价的有效控制，需要在设计时做出多个设计方案，并对其进行多次比较验证，最后选择出能够在符合工程建设质量要求的前提下造价最低的方案。

5 结束语

总而言之，在高速公路工程的建设中，路面结构设计是非常关键的环节，路面结构设计的水平直接影响工程整体建设质量，而且路面工程的造价在整个高速公路工程中占据的比例较大，设计的科学合理性会对造价有较大的影响。所以，在高速公路的路面结构设计中，需要综合考虑各方面因素，比如交通量、地理环境、行驶车辆的主要类型等，对路面结构的设计要点进行全面掌握，设计方案要保证符合工程质量要求的基础上达到造价最低，这样高速公路工程建设才能长久健康发展。

参考文献：

[1]郭少华.高速公路路面设计要点及降低造价措施简析[J].黑龙江科技信息，2018（36）：122-123.

[2]潘军.浅谈市政道路工程建设设计缺陷影响造价的对策[J].汽车世界，2019（20）：233.

[3]张黎明.对高速公路路基路面工程造价问题的几点探讨[J].建筑工程技术与设计，2018（35）：1250.

[4]马翔.高速公路沥青路面设计要点探讨[J].华东公路，

2020（1）：71-72.

[5]胡媛.如何加强高速公路造价的控制与管理[J].四川建材，2017（2）：211-212.

作者简介：全中鹏（1987-），男，河北石家庄人，本科，助理工程师，从事高速公路养护工作。