淺談路基的斷面尺寸設(shè)計(jì)

馬偉志,岳守明

(1.黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司;2.854農(nóng)場(chǎng)交通科)

1 路基設(shè)計(jì)的一般要求

公路路基是條形帶狀結(jié)構(gòu),由于天然地面高低起伏,路基的標(biāo)高也不相同。路基設(shè)計(jì)應(yīng)認(rèn)真做好調(diào)查研究,貫徹因地制宜、就地取材的原則,執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)的政策法規(guī),并做好現(xiàn)場(chǎng)核對(duì),根據(jù)路線平、縱、橫設(shè)計(jì),精心布置,確定標(biāo)高,為路面結(jié)構(gòu)提供具有足夠?qū)挾鹊钠巾樆妗?/p>

由于路基標(biāo)高與原地面標(biāo)高有差異,且各路段巖土性質(zhì)的變化,各處附屬設(shè)施的布置不盡相同,因此各路段的路基橫斷面形狀差別很大。路基橫斷面形式的選定和各項(xiàng)附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)都是路基設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容。

路基設(shè)計(jì)之前,應(yīng)做好全面調(diào)查研究,充分收集沿線地質(zhì)、水文、地形、地貌、氣象、地震等設(shè)計(jì)資料。改建公路,還應(yīng)收集歷年路況資料及當(dāng)?shù)芈坊姆瓭{、崩坍、水毀等“病害”的防治經(jīng)驗(yàn)。

山嶺、重丘區(qū)的路基設(shè)計(jì),應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件,特別是工程地質(zhì)條件,選擇適當(dāng)?shù)穆坊鶛M斷面形式和邊坡坡度。在地形陡峻和不良地質(zhì)地段,不宜破壞天然植被和山體平衡;在狹窄的河谷地段不宜侵占河床,可視具體情況設(shè)置其他結(jié)構(gòu)物和防護(hù)工程。

路基設(shè)計(jì),一般宜移挖作填,當(dāng)出現(xiàn)大量棄方或借方時(shí),應(yīng)配合農(nóng)田水利建設(shè)和自然環(huán)境等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。應(yīng)根據(jù)公路所在地區(qū)的自然因素與地質(zhì)條件,設(shè)計(jì)完善的排水設(shè)施和防護(hù)工程,采取經(jīng)濟(jì)有效的“病害”防治措施。陡坡上的半填半挖路基,可以根據(jù)地形、地質(zhì)條件,采用護(hù)肩、砌石或擋土墻;當(dāng)山坡高陡或穩(wěn)定性差,不宜多挖時(shí),可以采用懸出露臺(tái)等構(gòu)造物;在懸崖陡壁地段,如山體巖石整體性好,可以采用半山洞。分離式路基應(yīng)防護(hù),設(shè)置完善的排水設(shè)施,并與自然景觀相協(xié)調(diào)。

2 路基的斷面尺寸設(shè)計(jì)

2.1 路基寬度

路基寬度為路肩外邊緣之間的寬度,一般包括路肩、路面、中間帶、變速車(chē)道等。路面供機(jī)動(dòng)車(chē)行使,路肩為保護(hù)路面穩(wěn)定,并兼供錯(cuò)車(chē)、臨時(shí)停車(chē)、行人和非機(jī)動(dòng)車(chē)通行。高速公路和一級(jí)公路一般均設(shè)中間帶,路面寬度根據(jù)設(shè)計(jì)通行能力及交通量大小而定,一般每個(gè)車(chē)道寬度為 3.50～3.75m。路肩寬度由公路等級(jí)和混合交通情況而定,最小每側(cè)為0.5m,有條件時(shí)力爭(zhēng)不小于 1.0m,技術(shù)等級(jí)高的公路及城鎮(zhèn)近郊的一般公路,路肩寬度盡可能增大,一般取 1～3m,并鋪筑硬質(zhì)面層,提高路肩利用效率,以保證路面行車(chē)不受干擾。各級(jí)公路路基寬度為行車(chē)道寬度與路肩寬度之和,當(dāng)設(shè)有中間帶、加(減)速車(chē)道、爬坡車(chē)道、緊急停車(chē)帶、錯(cuò)車(chē)道等時(shí),應(yīng)計(jì)入這些部分的寬度。公路路基寬度按《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)或有關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。某些特殊地質(zhì)條件下,需要采用特殊橫斷面形式的路基,如軟土地區(qū)的路基設(shè)置反壓護(hù)道;沙漠或雪害地區(qū)設(shè)計(jì)成流線型路基橫斷面;地形起伏大或用地受限制地段可以考慮采用分離式路基橫斷面;滑坡地帶或沿河等路段路基橫斷面相應(yīng)有所變化。

路基占用土地是公路通過(guò)農(nóng)田或用地受限制地區(qū)時(shí)的突出問(wèn)題。建路占地必須綜合規(guī)劃,統(tǒng)籌兼顧,講究經(jīng)濟(jì)效益,農(nóng)業(yè)與交通相互促進(jìn)。公路建設(shè)應(yīng)盡可能利用非農(nóng)業(yè)用地,少占農(nóng)田。高速公路局部路段可以選用高架道路,以橋代路。山坡路基應(yīng)盡量使填挖平衡,擴(kuò)大和改善林業(yè)用地,保護(hù)林區(qū)牧地,防止水土流失,維護(hù)生態(tài)平衡。減少高填深挖,利用植物防護(hù),綠化與美化路基,嚴(yán)防因修筑路基而使路基附近地段遭受損害。路基寬,對(duì)行車(chē)有利,但土方工量大,對(duì)自然環(huán)境破壞嚴(yán)重,工程造價(jià)也高。所有這些,在路基設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中,也應(yīng)該予以綜臺(tái)考慮。

2.2 路基高度

路基高度是指路堤的填筑高度和路塹的開(kāi)挖深度,是路基設(shè)計(jì)標(biāo)高和原地面標(biāo)高之差。

新建公路的路基設(shè)計(jì)標(biāo)高為路基邊緣標(biāo)高,在設(shè)置超高、加寬地段,則為設(shè)置超高、加寬前的路基邊緣標(biāo)高;改建公路的路基設(shè)計(jì)標(biāo)高可以與新建公路相同,也可以采用路中線標(biāo)高。設(shè)有中央分隔帶的高速公路、一級(jí)公路,其路基設(shè)計(jì)標(biāo)高為中央分隔帶的外側(cè)邊緣標(biāo)高。沿河及受水浸淹路段的路基邊緣標(biāo)高,應(yīng)高出路基設(shè)計(jì)洪水頻率的設(shè)計(jì)水位加壅水高、波浪侵襲高,再加安全高度 0.5m。

由于原地面沿橫斷面方向往往是傾斜的,因此在路基寬度范圍內(nèi),兩側(cè)的高差常有差別。路基高度是指路基中心線處設(shè)計(jì)標(biāo)高與原地面標(biāo)高之差。路基兩側(cè)邊坡的高度是指填方坡腳或挖方坡頂與路基邊緣的相對(duì)高差。所以,路基高度有中心高度與邊坡高度之分。

路基的填挖高度,是在路線縱斷面設(shè)計(jì)時(shí),綜合考慮路線縱坡要求、路基穩(wěn)定性和工程經(jīng)濟(jì)等因素確定的。從路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求出發(fā),路基上部土層應(yīng)處于干燥或中濕狀態(tài),路基高度應(yīng)根據(jù)臨界高度并結(jié)合公路沿線具體條件和排水及防護(hù)措確定路堤的最小填土高度。

路堤填土的高矮和路塹挖方的深淺可以按《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 013-95)的規(guī)定,使用常規(guī)的邊坡高度值,作為高矮深淺的依據(jù)。通常將大于 18m的土質(zhì)路堤和大于20m的石質(zhì)路堤視為高路堤,將大于 20m的路塹視為深路塹。

高路堤和深路塹的土石方數(shù)量大,占地多,施工困難,邊坡穩(wěn)定性差,行車(chē)不利,應(yīng)盡量避免使用,不得已而一定要用時(shí),應(yīng)進(jìn)行個(gè)別特殊設(shè)計(jì)。

為保證路基穩(wěn)定,應(yīng)盡量滿足路基最小臨界高度的要求,若路基高度矮,低于按地下水位或地面積水位計(jì)算的臨界高度,可以視為矮路堤。矮路堤通常處于行車(chē)荷載應(yīng)力作用區(qū)范圍內(nèi),同時(shí)經(jīng)受著地面和地下水不利水溫狀況的影響。有時(shí)為了增強(qiáng)路基路面的綜合強(qiáng)度與穩(wěn)定性,需要另外增加投資加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)或增設(shè)地下排水設(shè)施。究竟如何合理確定路基的高度,需要進(jìn)行綜合比較后才可擇優(yōu)取用。

沿河及受水浸淹的路基,其高度應(yīng)根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的設(shè)計(jì)洪水頻率,求得設(shè)計(jì)水位,再增加 0.5 m的余量。如果河道因設(shè)置路堤而壓縮過(guò)水面積,致使上游有壅水或河面寬闊而有風(fēng)浪,就應(yīng)增加壅水高度和波浪沖上路堤的高度(即波浪侵襲高度)。所以,沿河浸水路堤的高度,應(yīng)高出上述各值之和 0.5m,以保證路基不致淹沒(méi),并據(jù)此進(jìn)行路基的防護(hù)與加固。