山区高速公路路面设计关键技术研究

引言：

我国交通建设飞速发展，山区高速公路修建规模不断增大。但山区独有的自然条件和交通情况，使路面设计成了山区高速公路修建的一大难题。复杂地形引发路基不稳定，恶劣天气加快路面损坏速度，重载交通加重路面疲劳。因此，深入探究山区高速公路路面设计特点和关键技术，对于确保山区高速公路修建品质和使用寿命，推动区域经济发展意义重大。

一、山区高速公路路面设计的特点与挑战

山区高速路面设计有特色。地形上，路线沿着地形复杂地貌布置，高填方路段、深挖方路段较多，导致路基出现不均匀沉降。地质条件不好，容易引发滑坡、泥石流等不良地质情况，危及路基的稳定性。气候情况雨量较大，气温变化幅度也比较大，雨水渗透导致水损害路面，气温变化引发开裂，冬天冰雪影响道路抗滑性能以及结构。交通流量大，载重货车频繁通行，路面受力严重，疲劳破坏厉害。设计路面时候要特别看重耐久性、承载力和安全程度。

二、山区高速公路路面设计关键技术

2.1 路面材料选择

山区高速公路沥青路面设计中，沥青材料的选择十分重要。山区气候变化较大，因此要选用具备良好高低温性能的沥青。高温区域，宜采用高粘度、高软化点的改性沥青，如SBS 改性沥青，此种沥青可以明显提升路面的抗车辙能力，削减高温天气下路面的变形情况。低温区域，则要选用低针入度、高延度的沥青，以此来加强路面的低温抗裂性能，免除路面在低温状况下发生开裂。

集料质量直接关系到路面强度与抗滑性能。山区高速公路路面集料要有足够的强度、耐磨性以及抗冲击性，首选质地坚硬、表面粗糙的集料，如玄武岩、辉绿岩之类，它们可以给予较好的嵌挤结构，改善路面整体强度和抗滑能力。还要严格把控集料的级配，使之符合设计要求，从而保障沥青混合料的性能。在水泥稳定类基层材料的设计当中，依照山区的地质状况和交通荷载情况，恰当选定水泥剂量和集料级配。针对地质条件不佳、交通荷载较大的路段，可适度加大水泥剂量，提升基层强度和稳定性。然而水泥剂量也不能太高，以免引发基层收缩开裂；而且要选好集料级配，确保基层的密实度和均匀性。

2.2 路面结构设计

路基是路面的基础，路基的稳定与否直接影响到路面的使用性能。针对山区的高填方、深挖方路段以及不良地质路段，要采取有效的路基处理措施。对于高填方路段，要分层填筑、分层压实，控制每层的填筑厚度和压实度，必要时可采用强夯、冲击碾压等方法，提高路基的密实度。在深挖方路段，要注意边坡的稳定性，做好边坡防护工作，避免边坡坍塌影响路基。在不良地质路段，比如滑坡地段，可以采用抗滑桩、挡土墙等工程措施，加固路基，确保路基稳定。

山区高速公路路面结构要依照交通荷载、气候情况和路基状况来合理搭配。一般而言，路面结构包含面层、基层和底基层。面层要有不错的抗滑、耐磨和防水能力；基层要有足够的强度和稳定性，可以承受车辆荷载的传递；底基层主要是辅助基层并改善路基的水温状况。在设计时，可以采用多层结构组合，以沥青路面为例，可以在上面设置沥青上面层、沥青中面层和沥青下面层，各个层面选用不一样的沥青混合料，从而达到满足不同功能的需求。同时也要注意各结构层之间的粘结情况，保持路面结构的完整。路面的厚度要根据交通量、轴载大小以及路基承受能力来决定，利用力学计算以及经验公式可以得出合理的路面厚度。交通量大、轴载重量较大的路段，路面应该相应地加厚，提升路面的承受能力。在进行设计时还可以利用有限元分析等方式，来对路面结构的力学性能进行模拟分析，从而对路面厚度设计进行优化，在确保路面使用性能的基础上，致力于尽可能地降低成本，以实现经济效益的最大化。通过采用先进的材料和施工技术，不仅保证路面的耐用性和安全性，同时也注重了成本控制，力求在不牺牲质量的前提下，实现经济上的节约。

2.3 排水系统设计

山区高速公路地表排水很重要，好的地表排水体系可以减小雨水对路面和路基的冲刷。要恰当设置边沟、截水沟、排水沟等排水设施。边沟通常设在路基两边，用来排除路面和路基边坡的雨水；截水沟设在挖方边坡上面或者填方路段山坡上面，拦截山坡上的雨水，不让雨水流进路基；排水沟用以将边沟、截水沟汇集的雨水引导到桥涵或者自然排水系统。排水设施的断面大小和坡度要依照当地的降雨量和地形状况来规划，确保排水顺畅。

山区地下水位波动显著，特定区域地下水可能极为充沛，因此需设置地下排水系统。渗沟、渗井等是地下排水设施，渗沟可拦截地下水，减小地下水位，防止地下水侵蚀路基、路面结构；渗井可将地下水引到更深的地层或者排水系统里。设计地下排水系统时，要顾及地下水的流向、流量，合理安排排水设施的位置和数量。要阻止雨水渗入路面结构层，还要设路面内部排水系统。可在路面结构层设排水层，例如，在沥青路面的下面层与基层之间设置一个透水性沥青碎石排水层，将渗入路面的雨水快速排出去；而且在路面结构层的边缘设纵向排水沟，将排水层里的雨水引到路基边坡外。

三、结论

通过对山区高速公路路面设计特点以及关键技术方面的研究，得出了有效的方法来选择材料、设计结构还有排水系统设计等。这些技术的应用使路面性能和稳定性得到提高。但是随着交通需求增多和环境改变，还是要不断地去探索新的东西。以后要更好地完善设计技术，用新材料、新技术，来改善山区高速公路路面的设计水平，以符合不断发展的交通建设需求。

参考文献：

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