中法规范对路基设计的差异性分析

中法规范对路基设计的差异性分析

史小军

徐州市交通规划设计研究院

摘要：中法规范对于一般路基的设计程序基本相同，但是在具体参数和方法上存在着一定差异。本文具体针对路基定义、路基的几何尺寸、选择路基填料与压实标准方面进行具体对比分析。

关键词：中法规范，路基设计，差异性

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中 法 规 范 对 路 基 设 计 的 差 异 性 分 析

1引言

文章简要介绍了基于中法规范对路基定义、路基的几何尺寸、选择路基填料与压实标准方面进行具体对比分析设计等，可供道路工程技术人员参考。

2路基的定义

公路路基是在大自然环境影响下的一种线型结构物，其作为路面结构的支撑，其稳定性和耐久性受地形地貌、水文与水文地质条件、气候和土类等自然环境影响和行车荷载等人为因素的影响。

在中国规范《公路路基设计规范》(JTG D30－2015）中路基定义为按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，是路面的基础，承受由路面传来的行车荷载。其横断面有四种类型：路堤、路堑、半填半挖路基和零填路基。

路面结构层以下0.8m或者1.20m范围内的路基部分为中国路基的路床。具体分为上路床及下路床两层。上路床厚度0.3m；下路床厚度在轻、中等及重交通公路为0.5m，特重、极重交通公路为0.9m。

法国的路基和路面是作为一个完整的体系来考虑的，总体而言，法国并没有“路基”的概念，其整个路基路面体系为路面+垫层+土基。根据法国《土基和垫层实施技术指南》(GTR 2000) [1]，法国的路基路面体系自上至下为路面承台（PF，Plate-Forme）、土基整平层（AR）。具体分为面体即面层、基层和底基层；垫层（CDF）上部填方（PST）。法国将垫层(CDF层，在法国通常情况下都需要设置)和土基上部(PST层，相当于国内的路床，厚度一般为1.0m)结合起来称为路面承台(PF)即相当于中国的路基，PST层的顶面为整平层(AR)。

法国将路基分成了4种不同的等级(PFi) 即PF1、PF2、PF3、 PF4，对应不同的计算模量(EV2)，共4级，依次为20 MPa、50 MPa、120 MPa、150 MPa，一般用承载板试验测定。将PST分成了不同的级别，称为土方整平等级(ARi)，即AR1、AR2、AR3、 AR4，对应不同的计算模量(EV2)，共4级，依次为20 MPa、50 MPa、120 MPa、200 MPa，一般用承载板试验测定。

如果垫层的厚度小于所要求值，路基等级则应等同于AR等级，除了某些特殊情况(如当地的经济条件，项目的技术条件等)以外，法国的标准不允许国道及国道以上道路的路基等级≤PF1，对于高速公路而言，至少要保证路基等级≥PF2。

3路基几何尺寸

路基的几何尺寸由宽度、高度和边坡坡度三者构成。路基宽度取决于公路的技术等级，路基高度取决于地形和公路纵断面设计，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，路基的边坡坡度及为保持边坡稳定性而采取的措施，是路基设计的主要内容之一。

3.1路基宽度

中国规范中对于高速公路、一级公路，路基宽度为行车道路面、两侧路肩、中间带、路缘石等宽度之和；对于一般公路（二级及二级以下公路），路基宽度为行车道路面及两侧路肩宽度之和。行车道宽度根据设计通行能力及交通量大小而定，一般每个车道宽度为3.50～3.75m。路基宽度主要根据设计通行能力及交通量大小而定。确定路基宽度时主要考虑公路的等级。

与中国规范各等级公路对应一定路基宽度不同，法规一般根据项目功能需要，路基宽度由各部分功能宽度组合。根据法规中关于城市主干线有关路基横断面的描述，在荒芜的农村，新建主干交通车道的宽度通常为3.5m，在地形条件受限时或者交通总量和重载车流量不是很大时面宽度可以缩减到3m。在《道路设计与几何设计指南》（SETRA）中，一般为0.75m，APS（avavt projet sommaire）阶段土路肩宽度为1.0m。

3.2路基高度

中国路基高度是指路堤的填筑高度或路堑的开挖深度，是路基设计标高和地面标高之差。路基高度有中心高度和边坡高度之分。路基中心高度是指路基中心线处设计标高与原地面标高之差。路基两侧边坡高度是指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。

法国路基高度主要考虑土质特性、填料特性（亲水性等）和环境因素，根据法国路基组成特点，可分为PST厚度与垫层厚度。

1）PST厚度的确定

填方路段PST层厚度采用1m(法国的通常做法)。

在挖方路段，当PST层位置处的土质按分类为A1、A2、A3、A4、B6以及全风化、强风化的软质岩石挖方路段，反挖并用符合要求的材料换填，换填厚度1 m；当PST层位置处的岩性按GTR分类符合要求，PST层厚度应根据现场实测的变形模量EV2以及工地的实际情况确定。

2）垫层厚度的确定

法国的《土方和垫层实施技术指南》(GTR 2000)中明确指出垫层的厚度取决于PST状况（PST材料分类、含水状态、等级）、AR等级和构成垫层材料的特性等因素。。

对于普通垫层(主要是针对PF2、PF3等级的常规交通量和工况)的厚度可以通过查阅相关图表得到。对于高等级垫层主要是针对≥PF3等级和大交通量的情况。

3.3路基边坡坡度

路基边坡坡度可用边坡高度H与边坡宽度b之比值表示，并通常取H=1，用1：n（路堑）或1：m（路堤）表示其比率，也称为边坡坡率。当地质条件良好，边坡的高度不超过20m，根据表3-12选择路堤的边坡坡率，当坡度高于20m时，坡率需要通过稳定性计算而确定；土质路堑边坡与路堤边坡相似；对于石质边坡，当边坡高度不大于30m且无外侧倾斜软弱结构面时，坡率可由表5确定。在设计时中国路堑边坡采取的坡率比法国更大，一般为1:1。

关于挖方边坡的设计，法国相关的专家要求必须通过稳定性分析确定坡率。对于高边坡一般要求3～4m的平台宽度。在法国规范标准体系中，挖方边坡的坡率通常都比较缓，不陡于1:1.5。

4路基填料与压实标准

中国规范对路基填料的每一部分都有相应的规定值，路基填料应达到规定的最小强度要求。《公路路基施工技术规范》(JTG/T 3610-2019）中对填料的要求是：含草皮、生活垃圾、树根、腐殖质的土严禁作为填料。泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土及融盐超过允许含量的土和液限大于50%、塑性指数大于26，含水量不适宜直接压实的细粒土，不得直接作为路堤填料。粉质土不宜直接填筑于路床，不得直接填筑于冰冻地区的路床及浸水部分的路堤。路基填方材料，应有一定的强度(CBR值)、满足一定的粒径。

中国规范采用重型击实标准。土质路基压实标准为压实度即工地实测干密度与室内标准击实试验所得最大干密度之比的相对值。填石路堤的压实标准是将压路机碾压后轮迹为零作为填石路基密实状态的判定标准。

在选择路基填料与压实标准方面法国规范主要执行GTR（公路工程指南）分类。GTR提出填料的分类、使用条件和施工压实要求。GTR对不同填方材料给出必须具备的使用条件，包括开挖（E）、对细料的影响（G）、对含水量的影响（W）、加工处理（T）、整平（R）、夯实（C）和填方高度（H）。土石材料分为三大类，分别为土类、石材类和有机土及工业副产品类。GTR还规定了可用于填方材料的土。

PST层采用以下材料修筑：①B2，B4，B5；②C1A1，C1A2；③C1B1，C1B2，C1B3，C1B4，C1B5，C1B6；④C2B1，C2B2，C2B3，C2B4；⑤D级别的材料。上述材料在作为PST层时,最大粒径应≤30 cm。

垫层的材料要求：1）对水不敏感；2）最大颗粒尺寸要求(能够保证承台表面的平整度)；3）能承受现场施工车辆的反复通行；4）需要时,能够防冻。

法国GTR规范压实度采用轻型击实标准，路基夯实主要考虑指标：γdfc（层底干密度），γdmoy（整个土层的平均干密度）；γdOPN（标准击实时的最大干密度）。

当用于路基夯实时，γdmoy≥98.5%γdOPN和γdfc≥96%γdOPN；当用于填方夯实时，γdmoy≥95%γdOPN和γdfc≥92%γdOPN。但是这些数值仅仅为参考标准但并不可以被认为是夯实作业的指示。

5结语

中国规范对路基设计非常重视，有着完整的设计流程，包含选择路基断面形式、确定路基宽度与路基高度、确定边坡形状与坡度、选择路基填料与压实标准、路基排水系统布置和排水结构设计、坡面防护与加固设计、附属设施设计。

法国规范中结合填方材料的性质、含水状态和天气条件等，确定PST等级，并且PST等级要达到相应路面结构体所要求的。对 PST顶层，提出整平等级ARi要求。根据路面结构体要求的PF等级，对垫层有要求，包括厚度要求和AR等级要求。充分体现了其重视路基设计的要求。值得我们学习借鉴。

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中 法 规 范 对 路 基 设 计 的 差 异 性 分 析

参考文献：

[ 1 ]Yang Yang,Jianying Yang,Tingning Zhao,Xuewen Huang,Ping Zhao. Ecological restoration of highway slope by covering with straw-mat and seeding with grass–legume mixture[J]. Ecological Engineering,2016,90.

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