淺析公路路基一般設(shè)計

藍賢松 龔雪松

摘要:路基的設(shè)計基本由三部分構(gòu)成:寬度、高度和邊坡坡度,每個部分的合理設(shè)計才能保證整個路基設(shè)計的合理,而每個部分的設(shè)計又取決于多種因素的考慮,文章結(jié)合具體工程案例進行路基設(shè)計分析,僅供參考。

關(guān)鍵詞:公路路基;路基寬度;路基高度;邊坡坡度

中圖分類號:U416文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)22-0126-02

一般路基是指在一定工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件下,填方高度和挖方深度小于規(guī)范規(guī)定的高度和深度的路基。一般路基設(shè)計可以結(jié)合當?shù)氐牡匦?、地質(zhì)情況,直接套用典型橫斷面圖或設(shè)計規(guī)定,而不必進行個別論證和驗算。對于工程地質(zhì)特殊路段和高度(深度)超過規(guī)范規(guī)定的路基,應(yīng)進行個別設(shè)計和穩(wěn)定性驗算。

一、路基的基本構(gòu)造

路基的幾何尺寸由寬度、高度和邊坡坡度三者構(gòu)成。路基寬度取決于公路的技術(shù)等級;路基高度(包括路中心線的填挖高度、路基兩側(cè)的邊坡高度)取決于地形和公路縱斷面設(shè)計;路基邊坡坡度取決于地質(zhì)、水文條件、路基高度和橫斷面經(jīng)濟性等因素。就路基的整體穩(wěn)定性來說,路基的邊坡坡度及相應(yīng)采取的措施,是路基設(shè)計的主要內(nèi)容。

(一)路基寬度

路基寬度為行車道路面及其兩側(cè)路肩寬度之和。技術(shù)等級高的公路,當設(shè)有中間帶、路緣帶、變速車道、爬坡車道、緊急停車帶、慢行道或路上設(shè)施時,均應(yīng)包括這些部分的寬度。

路面是指道路上供各種車輛行駛的行車道部分,其寬度根據(jù)設(shè)計通行能力及交通量大小而定,一般每個車道寬度為3.50～3.75m。

路肩是指行車道外緣到路基邊緣,具有一定寬度的帶狀部分。路肩通常包括硬路肩和土路肩,硬路肩是指進行了鋪裝的路肩,常用于高速公路和一級公路;土路肩是指不進行鋪裝的路肩,用于各級公路。路肩的作用主要是增加路幅的富余寬度,保護和支撐路面結(jié)構(gòu),供錯車、臨時停車及行人和非機動車使用,為公路其他設(shè)施提供設(shè)置場地,匯集路面排水。其寬度由公路等級和混合交通情況而定,最小每邊為0.5m,有條件時應(yīng)取1.0m以上,城鎮(zhèn)近郊行人與非機動車比較集中,路肩寬度盡可能增大,一般取1～3m,并鋪筑硬質(zhì)面層,以提高利用率。

曲線路段的路基寬度應(yīng)視路面加寬情況而定。彎道部分的內(nèi)側(cè)路面按《公路工程技標準》規(guī)定加寬后,所留路肩寬度,一般二、三級公路應(yīng)不小于0.75m,四級公路應(yīng)不小于0.5m,否則應(yīng)加寬路基。路塹位于彎道上,為保證行車所需的視距,需開挖視距平臺。

(二)路基高度

路基高度是指路堤的填筑高度或路塹的開挖深度,指路基設(shè)計標高與原地面標高之差。

假如原地面橫向有傾斜,在路基寬度范圍內(nèi),兩側(cè)的相對高差常有所不同。通常,路基高度是指路中心線處的設(shè)計標高與原地面標高之差,但對路基邊坡高度來說,則指填方坡腳或挖方坡頂與路基邊緣的相對高差。所以,路基高度有中心高度與邊坡高度之分。

根據(jù)路基強度和穩(wěn)定性的要術(shù),減小或避免地面水、地下水、毛細水及凍脹作用的影響,路床頂面應(yīng)高出地表長期積水位或地下水位一個必要的高度。路基最小填土高度必須保證路基不因地面水、地下水、毛細水及凍脹作用的影響而降低其強度和穩(wěn)定性。因此,路基最小填土高度應(yīng)根據(jù)路基臨界高度,并結(jié)合公路沿線具體條件和排水及防護措施,按公路技術(shù)等級的有關(guān)規(guī)定確定,一般應(yīng)保證路基處于于燥或中濕狀態(tài)。

當路基填土高度受限制而不能達到規(guī)范的規(guī)定時,則應(yīng)采取相應(yīng)的處治措施,如做好排水設(shè)計、換土、設(shè)置隔離層或修筑地下滲溝等,以避免地面積水和地下水浸入路基,影響路基工作區(qū)內(nèi)的土基強度與穩(wěn)定性。

(三)邊坡

在路堤的路肩邊緣以下和在路塹路基兩側(cè)的側(cè)溝外,因填挖而形成的斜坡面,稱為路基邊坡。邊坡與路基頂面的交點稱為頂肩。邊坡與地面的交點,在路堤中稱為坡腳;在路塹中稱為路塹塹頂邊緣,其高程與路肩高程的差為路塹邊坡高度。路堤的邊坡高度為路肩高程與坡腳高程之差。邊坡的坡形在路基中常修筑成單坡形、折線形或階梯形,每一坡段坡面的斜率以邊坡斷面圖上取上下兩點間的高差與水平距離之比表示,當高差為1個單位長時,水平距離經(jīng)折算為m單位長,則斜率為1:m。在路基工程中,以1:m方式表示的斜率稱為坡度,m稱為坡率。在路基本體構(gòu)造中,邊坡的形狀和坡度的緩陡對路基本體的穩(wěn)定和工程費用有重要影響。

二、工程案例

(一)溫厚高速試驗段路基

溫厚高速公路1996年12月28日正式開工,1999年2月8日正式交付使用,是交通部“九五‘規(guī)劃的重點項目,是江西第一條全標準高速公路。溫厚高速公路位于南昌以南,東起進賢縣溫家圳,西止于新建縣厚田鄉(xiāng),是滬瑞高速在江西境內(nèi)的中段,又稱新國家高速公路滬瑞高速溫厚段,線路全長35.5公里。路基寬28米,路面寬21米,瀝青混凝土路面,雙向4車道(遠期6車道),設(shè)計行車速度120公里/小時。該試驗路段位于厚田沙漠,由江西省交通設(shè)計院設(shè)計、中鐵二十四局施工,試驗路基有路堤、路塹、不填不挖等型式。路基兩側(cè)設(shè)置有寬60～100m的大平臺,平臺外設(shè)置防沙柵欄。路基及平臺分別采用卵石、粘土、粘土摻水玻璃或瀝青等幾種材料加以防護。柵欄采用全露、半呈露、隱蔽三種型式,材料有木制、草席、秸稈等。經(jīng)過一年多的試驗觀測,取得了在流動沙丘地區(qū)修筑公路的幾點經(jīng)驗:

1.此路基滲水性強,可以不設(shè)路拱及側(cè)溝。

2.路基邊坡坡度可按干沙天然坡角計算。

3.路基邊坡卵石方格防護,能耐風蝕、雨淋,效果最佳。粘土防護次之,暴雨時易被沖刷。

4.大平臺一方面起到緩沖作用,風沙不致立即掩埋路基,同時堅實平坦,有一定的輸沙效果。

5.柵欄有陰沙作用,但單獨使用效果欠佳,可與其他防護措施配合使用。材料以簽發(fā)草編者最好。

(二)路基斷面設(shè)計

1.路基寬度:路面寬度和形狀,根據(jù)防護材料的種類,采用不同的標難。用卵、礫石或碎石等材料防護的路基,可按滲水土路基標準設(shè)計;用粘性土、瀝青乳劑等非滲水材料防護的路基,按一般粘性土路基標準設(shè)計。該路基用沙填筑,沙的滲透系數(shù)較大,路基面不致積水,可不設(shè)路拱。

路塹易于積沙,路基寬度除符合公路規(guī)范規(guī)定外,應(yīng)在兩側(cè)留出平臺。平臺不能防止或減少積沙,但可供積沙暫時堆存,起到防止積沙立即掩埋路基的緩沖作用。平臺寬度視當?shù)仫L沙流活動強度、邊坡高度及路塹長度而定,一般不小于1～2m。

2.路基邊坡坡度:應(yīng)不陡于構(gòu)成路基沙粒的天然坡角。風成沙的天然坡角一般在28°～32°之間,相應(yīng)的坡度約為1∶1.5～1∶1.75?？紤]到車輛震動及自然因素對路基穩(wěn)定性的影響,邊坡可以照天然坡角放緩一級,采用1∶1.75,高度超過6m時,采用1∶2.0。因邊坡變坡后坡面易積沙,施工亦較困難,故均采用一坡到頂。

3.排水設(shè)施:該地區(qū)年降水量偏大,但雨量集中,易出現(xiàn)暴雨。年降雨量1600～1700毫米,降水日為147～157天,年平均暴雨日5.6天。沙層滲透系數(shù)雖較大,但當其表面有因積水形成的粘性土結(jié)皮時,則滲透能力大大降低。如一次降雨能為沙層吸收滲透,不產(chǎn)生徑流,則路基可不作排水設(shè)施,即路塹不設(shè)側(cè)溝,路堤不設(shè)排水溝。在用粘性土等作路基防護材料時,因滲透能力差,則需注意路基排水。

4.路基中的某些洼地,特別是位于山坡邊緣地帶,暴雨時,常有臨時性積水。通過這種地帶的沙筑路堤,在設(shè)計中應(yīng)考慮車輛振動液化問題。

5.挖方棄土應(yīng)盡量用作填料,否則應(yīng)棄于線路背風側(cè),棄土堆距塹頂不少于10m。取土坑亦應(yīng)設(shè)在背風一側(cè),其邊緣距路堤坡腳不少于5m。棄土堆及取土坑都應(yīng)加以防護。

三、結(jié)語

路基設(shè)計主要指路基的縱斷面(填挖高度)和橫斷面各部分幾何尺寸的設(shè)計,但還應(yīng)包括局部區(qū)段或個別點段的平面布設(shè)。因為在公路選線對著重于選擇最佳方向的控制點,關(guān)于平曲線的布設(shè)是否合理,在路基設(shè)計時仍需進一步考慮。通過對公路路基縱橫斷面的合理設(shè)計和平面的恰當布置,達到公路不被沙埋和風蝕的目的。根據(jù)實踐,不同地貌類型,對公路的危害情況是各不相同的;因此,我們在進行路基的設(shè)計時,要密切結(jié)合不同地貌類型來考慮。一般要求在經(jīng)濟、穩(wěn)定橫斷面的控制下,力求平面短捷、舒暢,縱斷面平緩、順適。

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