浅析公路路基一般设计

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浅析公路路基一般设计

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-17 2980 0


摘要:路基的设计基本由三部分构成:宽度、高度和边坡坡度,每个部分的合理设计才能保证整个路基设计的合理,而每个部分的设计又取决于多种因素的考虑,文章结合具体工程案例进行路基设计分析,仅供参考。

  关键词:公路路基;路基宽度;路基高度;边坡坡度

  一般路基是指在一定工程地质、水文地质条件下,填方高度和挖方深度小于规范规定的高度和深度的路基。一般路基设计可以结合当地的地形、地质情况,直接套用典型横断面图或设计规定,而不必进行个别论证和验算。对于工程地质特殊路段和高度(深度)超过规范规定的路基,应进行个别设计和稳定性验算。

  一、路基的基本构造

  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(包括路中心线的填挖高度、路基两侧的边坡高度)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,路基的边坡坡度及相应采取的措施,是路基设计的主要内容。

  (一)路基宽度

  路基宽度为行车道路面及其两侧路肩宽度之和。技术等级高的公路,当设有中间带、路缘带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带、慢行道或路上设施时,均应包括这些部分的宽度。

  路面是指道路上供各种车辆行驶的行车道部分,其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。

  路肩是指行车道外缘到路基边缘,具有一定宽度的带状部分。路肩通常包括硬路肩和土路肩,硬路肩是指进行了铺装的路肩,常用于高速公路和一级公路;土路肩是指不进行铺装的路肩,用于各级公路。路肩的作用主要是增加路幅的富余宽度,保护和支撑路面结构,供错车、临时停车及行人和非机动车使用,为公路其他设施提供设置场地,汇集路面排水。其宽度由公路等级和混合交通情况而定,最小每边为0.5m,有条件时应取1.0m以上,城镇近郊行人与非机动车比较集中,路肩宽度尽可能增大,一般取1~3m,并铺筑硬质面层,以提高利用率。

  曲线路段的路基宽度应视路面加宽情况而定。弯道部分的内侧路面按《公路工程技标准》规定加宽后,所留路肩宽度,一般二、三级公路应不小于0.75m,四级公路应不小于0.5m,否则应加宽路基。路堑位于弯道上,为保证行车所需的视距,需开挖视距平台。

  (二)路基高度

  路基高度是指路堤的填筑高度或路堑的开挖深度,指路基设计标高与原地面标高之差。

  假如原地面横向有倾斜,在路基宽度范围内,两侧的相对高差常有所不同。通常,路基高度是指路中心线处的设计标高与原地面标高之差,但对路基边坡高度来说,则指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。所以,路基高度有中心高度与边坡高度之分。

  根据路基强度和稳定性的要术,减小或避免地面水、地下水、毛细水及冻胀作用的影响,路床顶面应高出地表长期积水位或地下水位一个必要的高度。路基最小填土高度必须保证路基不因地面水、地下水、毛细水及冻胀作用的影响而降低其强度和稳定性。因此,路基最小填土高度应根据路基临界高度,并结合公路沿线具体条件和排水及防护措施,按公路技术等级的有关规定确定,一般应保证路基处于于燥或中湿状态。

  当路基填土高度受限制而不能达到规范的规定时,则应采取相应的处治措施,如做好排水设计、换土、设置隔离层或修筑地下渗沟等,以避免地面积水和地下水浸入路基,影响路基工作区内的土基强度与稳定性。

  (三)边坡

  在路堤的路肩边缘以下和在路堑路基两侧的侧沟外,因填挖而形成的斜坡面,称为路基边坡。边坡与路基顶面的交点称为顶肩。边坡与地面的交点,在路堤中称为坡脚;在路堑中称为路堑堑顶边缘,其高程与路肩高程的差为路堑边坡高度。路堤的边坡高度为路肩高程与坡脚高程之差。边坡的坡形在路基中常修筑成单坡形、折线形或阶梯形,每一坡段坡面的斜率以边坡断面图上取上下两点间的高差与水平距离之比表示,当高差为1个单位长时,水平距离经折算为m单位长,则斜率为1:m。在路基工程中,以1:m方式表示的斜率称为坡度,m称为坡率。在路基本体构造中,边坡的形状和坡度的缓陡对路基本体的稳定和工程费用有重要影响。

  二、工程案例

  (一)温厚高速试验段路基

  温厚高速公路1996年12月28日正式开工,1999年2月8日正式交付使用,是交通部“九五‘规划的重点项目,是江西第一条全标准高速公路。温厚高速公路位于南昌以南,东起进贤县温家圳,西止于新建县厚田乡,是沪瑞高速在江西境内的中段,又称新国家高速公路沪瑞高速温厚段,线路全长35.5公里。路基宽28米,路面宽21米,沥青混凝土路面,双向4车道(远期6车道),设计行车速度120公里/小时。该试验路段位于厚田沙漠,由江西省交通设计院设计、中铁二十四局施工,试验路基有路堤、路堑、不填不挖等型式。路基两侧设置有宽60~100m的大平台,平台外设置防沙栅栏。路基及平台分别采用卵石、粘土、粘土掺水玻璃或沥青等几种材料加以防护。栅栏采用全露、半呈露、隐蔽三种型式,材料有木制、草席、秸秆等。经过一年多的试验观测,取得了在流动沙丘地区修筑公路的几点经验:

  1.此路基渗水性强,可以不设路拱及侧沟。

  2.路基边坡坡度可按干沙天然坡角计算。

  3.路基边坡卵石方格防护,能耐风蚀、雨淋,效果最佳。粘土防护次之,暴雨时易被冲刷。

  4.大平台一方面起到缓冲作用,风沙不致立即掩埋路基,同时坚实平坦,有一定的输沙效果。

  5.栅栏有阴沙作用,但单独使用效果欠佳,可与其他防护措施配合使用。材料以签发草编者最好。

  (二)路基断面设计

  1.路基宽度:路面宽度和形状,根据防护材料的种类,采用不同的标难。用卵、砾石或碎石等材料防护的路基,可按渗水土路基标准设计;用粘性土、沥青乳剂等非渗水材料防护的路基,按一般粘性土路基标准设计。该路基用沙填筑,沙的渗透系数较大,路基面不致积水,可不设路拱。

  路堑易于积沙,路基宽度除符合公路规范规定外,应在两侧留出平台。平台不能防止或减少积沙,但可供积沙暂时堆存,起到防止积沙立即掩埋路基的缓冲作用。平台宽度视当地风沙流活动强度、边坡高度及路堑长度而定,一般不小于1~2m。

  2.路基边坡坡度:应不陡于构成路基沙粒的天然坡角。风成沙的天然坡角一般在28°~32°之间,相应的坡度约为1∶1.5~1∶1.75。考虑到车辆震动及自然因素对路基稳定性的影响,边坡可以照天然坡角放缓一级,采用1∶1.75,高度超过6m时,采用1∶2.0。因边坡变坡后坡面易积沙,施工亦较困难,故均采用一坡到顶。

  3.排水设施:该地区年降水量偏大,但雨量集中,易出现暴雨。年降雨量1600~1700毫米,降水日为147~157天,年平均暴雨日5.6天。沙层渗透系数虽较大,但当其表面有因积水形成的粘性土结皮时,则渗透能力大大降低。如一次降雨能为沙层吸收渗透,不产生径流,则路基可不作排水设施,即路堑不设侧沟,路堤不设排水沟。在用粘性土等作路基防护材料时,因渗透能力差,则需注意路基排水。

  4.路基中的某些洼地,特别是位于山坡边缘地带,暴雨时,常有临时性积水。通过这种地带的沙筑路堤,在设计中应考虑车辆振动液化问题。

  5.挖方弃土应尽量用作填料,否则应弃于线路背风侧,弃土堆距堑顶不少于10m。取土坑亦应设在背风一侧,其边缘距路堤坡脚不少于5m。弃土堆及取土坑都应加以防护。

  三、结语

  路基设计主要指路基的纵断面(填挖高度)和横断面各部分几何尺寸的设计,但还应包括局部区段或个别点段的平面布设。因为在公路选线对着重于选择最佳方向的控制点,关于平曲线的布设是否合理,在路基设计时仍需进一步考虑。通过对公路路基纵横断面的合理设计和平面的恰当布置,达到公路不被沙埋和风蚀的目的。根据实践,不同地貌类型,对公路的危害情况是各不相同的;因此,我们在进行路基的设计时,要密切结合不同地貌类型来考虑。一般要求在经济、稳定横断面的控制下,力求平面短捷、舒畅,纵断面平缓、顺适。

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钢塑土工格栅以高强钢丝(或其他纤维),经特殊处理,与聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP),并添加其他助剂,通过挤出使之成为复合型高强抗拉条带,且表面有粗糙压纹,则为高强加筋土工带。由此单带,经纵、横按一定间距编制或夹合排列,采用特殊强化粘接的熔焊技术(超声波焊接技术)焊接其交接点而成型。应用领域: 公路、铁路、桥台、引道、码头、水坝、渣场等的软土地基加固、挡墙和路面抗裂工程等领域。

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