第四节 道路设计的基本要求

道路工程的主体是路线、路基和路面三大部分，在道路工程设计中它们是相互联系、相互影响的。路线设计要保证经济合理的线形，还要充分考虑通过地区的地质、地貌等，以保证路基的稳定性。路基设计要求有足够的强度和稳定性，以保证路面结构的整体强度和稳定性，保证行车安全和迅速。所以，虽然路线、路基、路面几部分在设计中是分开进行的，但必须通盘考虑，全面分析，并满足其基本要求。

一、对路线的基本要求

道路路线是道路的骨架，它支配着整个道路的规划、设计、施工及以后的养护和运营，直接影响道路构筑物设计、排水设计、土石方数量、路基路面工程等，对汽车行驶的安全、舒适、经济以及道路通行能力等起着重要的作用，而且在道路建成以后，对道路沿线的经济发展、居民生活、土地利用以及自然景观、环境协调等都将产生很大的影响。因此，在道路设计中，通常将路线设计的质量作为一条道路总体效果评价的主要标志。路线设计应满足以下几点基本要求。

（一）满足汽车行驶的力学要求

路线设计应满足汽车行驶的力学要求，即汽车在道路上行驶时应满足行车安全、经济及乘客舒适的要求。在路线设计中要注意合理运用平、纵、横各项技术指标，根据具体条件，在不过多增加工程量的基础上，尽量采用较高的技术指标。为使汽车行驶时速度均衡，要注意道路平、纵面线形要素的连续性，避免线形产生突变。

（二）满足驾驶员视觉及心理要求

道路路线设计应使道路具有视觉的舒顺性，使驾驶员在行车过程中不易疲劳，有良好的视觉效果和心理诱导作用。因此，路线设计时应注意线形要素之间以及与其他设施之间的相互协调。此外，还应保证行车视距，以创造良好的行车视线，以提高行车的安全性和舒适性。

（三）注意与周围地形、地物、环境相协调

路线设计应结合道路沿线的地形、地物等条件，合理运用各种线形要素的组合，充分利用道路周围的地貌、地形、天然树林、建筑物等，尽量保持自然景观的连续，设计出技术合理、行车安全、经济节约的道路线形，使道路与周围环境融为一体。

（四）要与沿线自然、经济、社会条件相适应

道路是空间社会的一个组成部分，它与沿线的自然资源及经济开发、居民生活、工农业发展、区域规划的关系十分密切。因此，在路线设计中，一方面要符合国家有关土地、环境保护、水土保持、资源开发等法规的相关要求；另一方面还要注意少拆迁、少占农田，少破坏环境，尽量减少噪声、废气的污染，使道路建成后能发挥最大的社会综合效益。

二、对路基的基本要求

路基的断面尺寸和高程必须符合路线的要求。此外，作为承受行车荷载的构造物，还应满足下列基本要求。

（一）应具有足够的整体稳定性

路基是直接在地面上填筑或挖去一部分地面而建的构造物。路基修筑后，改变了原地面的天然平衡状态，在某些地形、地质条件下，路堑边坡可能坍塌，路堤可能出现横向滑移等破坏。因此，为防止路基发生各种变形和破坏，必须采取一定的措施来保证路基整体结构的稳定性。

（二）应具有足够的强度

路基的强度是指在行车荷载作用下，路基抵抗变形与破坏的能力。因为行车荷载及路基路面的自重对路基下层和地基产生一定的压力，这些压力可使路基产生一定的变形，当其超过某一限度时，将导致自身的损坏并直接影响路面的使用品质。为保证路基在外力作用下，不致产生超过容许范围的变形，要求路基应具有足够的强度。

（三）应具有足够的水温稳定性

路基的水温稳定性是指路基在水和温度的作用下保持其强度的能力，包括水稳定性和温度稳定性。路基在地面水和地下水作用下，其强度将会显著降低。特别是季节性冰冻地区，由于水温状况的变化，路基将发生周期性冻融作用，形成冻胀和翻浆，使路基强度急剧下降，直接影响道路的使用质量。因此，保证路基在最不利的水温状况下仍具有足够的强度，是十分重要的。

三、对路面的基本要求

为充分发挥道路的使用性能，提高行车速度，增强行车安全性和舒适性，降低运输成本，延长道路使用寿命，要求路面必须满足以下基本要求。

（一）应具有足够的强度和刚度

路面强度是指路面结构整体及各结构层抵抗在行车荷载作用下产生的各种应力（压应力、拉应力、剪应力等）及破坏（裂缝、变形、车辙、沉陷、波浪等）的能力。刚度是指路面抵抗变形的能力。

汽车在路面上行驶时，路面会受到汽车传来的垂直力、水平力、振动力和冲击力作用，在车身后面还会产生真空吸力作用。在这些力的综合作用下，路面结构会产生应力、应变及位移。当路面结构整体或某组成部分的强度或抵抗变形的能力不足以抵抗这些应力、应变及位移时，路面就会出现断裂、沉陷、车辙和波浪等破坏，使路况恶化，服务水平下降。为避免行车荷载产生的这些破坏，路面结构整体及其各组成部分都应具有足够的强度和刚度。

（二）应具有足够的稳定性

路面的稳定性是指路面保持其本身结构强度的性能，也就是指在外界各种影响因素的作用下，路面强度的变化幅度。

气温、降水与湿度变化会对路面的强度与刚度产生不利影响。例如沥青路面在高温季节易软化，在车辆荷载作用下会产生车辙和波浪等变形；冬季低温时又可能因收缩或变脆而开裂；大气降水会使路面结构内部的湿度发生变化而导致路面性能下降。水泥混凝土路面在高温时会发生拱胀破坏，温度急骤变化时会因翘曲而产生破坏；因排水不畅会发生唧泥、冲刷基层现象，导致结构层提前破坏等。因此，防水、排水是确保路面稳定的重要方面。

（三）应具有足够的耐久性

路面结构要承受车辆荷载与自然因素的重复作用，由此逐渐产生疲劳破坏或塑性变形的积累，而路面材料的老化也会引起路面结构的损坏。这些都会影响到路面的使用性能，增加路面的养护维修费用，缩短路面的使用年限。因此，路面结构必须具有足够的抗疲劳强度、抗变形能力及抗老化能力，保持其强度、刚度、几何形态经久不衰。

（四）应具有良好的表面平整度

路面的平整度对行车速度、行车安全、行车舒适性以及运输效益有很大影响。不平整的路表面会增大行车阻力、积滞雨水，加速路面的破坏。道路等级越高，对路面平整度的要求越高。

（五）应具有良好的表面抗滑性能

路面表面要求平整，但不宜光滑。汽车在光滑的路面上行驶时，车轮与路面之间缺乏足够的附着力或摩擦阻力，在雨天高速行车，或紧急制动、突然起动，或爬坡、转弯时，车轮易产生空转或打滑，致使车速降低，油耗增多，甚至引起严重的交通事故。因此，路面应具有良好的抗滑性能，特别是行车速度较高时，对抗滑性能要求应越高。

（六）应具有良好的环保性

车辆行驶时产生的噪音及路面扬尘，不仅影响正常的行车秩序，还会造成环境污染，对行车密度大的高等级道路，更需加以足够的重视。