浅析山区公路路基设计高度

　　摘 要：山区公路高度设计相对比较复杂，其设计时需要结合各区域的地形情况，才能保证公路路面顺畅、平稳。文章以湿陷性黄土地区的公路高度设计为研究对象，结合湿陷性公路路基的工程特点，凭借以往的工作经验对该地质类型的公路路基的高度设计原则、设计措施进行了分析探讨。 　　关键词：山区公路；湿陷性黄土地区；路基；高度设计 　　我国幅员辽阔，分布着各种不同特征的地质，使得不同地质地区的公路建设施工技术工艺各有差异。其中，湿陷性黄土地区的地质情况比较复杂，沉降现象严重，增加了公路高度设计难度。特别是山区地势起伏大，需要高挖低填，路基高度设计显得尤为重要。若设计不当，可能造成不均匀沉降问题，引发路基早期损坏，缩短公路使用寿命。因此，应结合湿陷性黄土地区的公路路基工程特点，有针对性的进行山区公路路基高度设计。 　　1 湿陷性公路路基的工程特点 　　我国北方地区分布着大范围的湿陷性黄土，该类型土体在一定压力条件下会迅速破坏，发生严重下沉现象，随之土体强度遭到破坏，产生不利的工程地质条件。从公路工程角度看，该类型土质地区的公路工程主要表现为以下地质特点： 　　第一，湿陷性。黄土受水侵蚀后，土体中的易溶盐颗粒间的胶合力将遭到严重破坏，使土体重新沉积。因土颗粒间的引力大于颗粒重力使土颗粒停留在原来位置上，在土体中呈现蜂窝状，该状态会进一步促进水的侵蚀，造成土体中孔隙变大、连通，一旦受到压力就会产生湿陷性，发生下沉现象。 　　第二，膨缩性。湿陷性黄土遭到水的侵蚀后会发生膨胀，当水分流失后干缩，经过反复膨胀和干缩后，路基稳定性严重下降。 　　第三，崩解性。遇水后湿陷性黄土不仅会出现膨胀性，还会出现崩解性，降低路基强度。 　　第四，难压实。在水的影响下，湿陷性黄土土体的最佳含水量和最大干密度不容易控制，造成路基压实难度大。 　　第五，易受水的影响。含水量的多少对湿陷性黄土的影响相当敏感的。含水量少，容易扬尘，含水量大容易翻浆，不利于公路路基施工。 　　2 湿陷性黄土地区公路路基设计高度的影响因素 　　由于湿陷性黄土地区的公路路基工程具有以上特点，使公路路基高度设计比普通路基高度设计更难。为了提高该类型地区的公路路基设计的合理性，应了解影响路基高度设计的相关因素，具体包括：路基强度要求；路基稳定性要求；防水、防洪、防雪要求；地质、水文条件等；涵顶填土高度要求等等。这些都是影响公路路基高速设计的主要因素，进行路基高速设计时必须充分考虑以上因素，以保证设计方案符合实际情况。 　　3 湿陷性黄土地区公路路基高度设计的主要原则和措施 　　在湿陷性黄土地区的公路路基高度设计要遵循相关设计原则，采用适用的设计措施，这样才能保证公路路基高度设计的科学性与合理性。下面结合多年工作经验，对湿陷性黄土地区的公路路基高度设计原则、设计措施进行了分析。 　　3.1 设计原则 　　路基高度设计要遵守两个基本原则，一是经济性原则，二是合理性原则。湿陷性黄土公路路基建设一般需要进行路基处理，加之山区公路路基高挖低填情况较多，势必施工成本较大。因此，进行公路路基设计时要充分考虑经济性。此外，由于山区地势起伏大，高挖低填可能造成预算超支，为降低成本支出，确保公路交通安全，结合地形进行公路路基高度设计，与当地地形地貌相适应。除了以上几个方面外，还要考虑以下几个问题：第一，遇到高挖低填的状态，要对高挖、低填进行严格控制，禁止超过极限，以免影响路基稳定性。第二，控制好土石比例，尽可能的保持一致，使土石均衡。第三，不断改进纵横面，减缓高坡，保证公路顺畅。第四，尽量绕过地质不良地段，要是一定在这样地段施工，应采用相应的处理措施，确保路基长期稳定。 　　3.2 设计措施 　　3.2.1 沉降观测。由于湿陷性黄土路基的工程特点，路基土极容易出现下沉情况，为使路基高度设计科学、合理、准确，需要对路基土进行沉降观测，了解和认识地基土的沉降规律，为高度设计提供依据。遇到高填土路基时，沉降观测是设计中不可缺少的一个环节，特别是高填土路基工程施工。在高填土路基高度设计中，为合理确定路基高度，先选择典型路段作为试验段，根据试验检测的沉降结果分析沉降规律和趋势，确定路基填土厚度和压实方案，以控制路基沉降量。用于路基沉降观测的方法，可以选择地面型沉降计（即沉降板），布置在试验段路基的左右两侧。 　　3.2.2 结合地形地貌。由于湿陷性黄土地区的高填土路基工程，沉降变形量较大，为降低高填土高度，要充分结合山区的地形地貌，采用分离式线形设计。当公路经过山区时，地面横向起伏是较大，如果整个横断面标高都一致，可能会造成部分路段路基填筑高度过高，增加填方量，造成部分路段半填半挖，不易保证路基稳定性。为了避免出现这种情况，可以采用分离式断面形式，通过整分结合来减低路基填土高度。 　　3.2.3 充分考虑工程特点。先进行地质勘察，了解公路经过地区的工程地质条件，结合工程特点合理设计路基高度，尽量绕过不良地段，降低填筑高度，缩小路基边坡。因此，做好施工现场地质勘察工作，了解施工现场的实际情况。然后，根据勘察结果和湿陷性黄土地区的工程条件等确定公路路基高度。考虑到湿陷性黄土对公路路基稳定性产生的不良影响，为提高湿陷性黄土地区公路路基高度设计的科学性和合理性，克服地质下沉带来的不利影响，保证路基结构稳定，进行路基高度设计前先要对湿陷性黄土地基进行处理，改善工程区域的土体。在湿陷性黄土地区的地基土处理中，可采用的方法有换填垫层法、强夯法、挤密桩法、预侵水法等，这些方法有着非常广泛的应用。 　　3.2.4 合理解决平竖曲线的关系。在一般公路高度设计中可以套用规范中的平竖曲线关系，由于山区地面纵坡变化大，而湿陷性黄土地区公路路基沉降量，不用套用该项规定。为了合理设计公路路基高度，在路线平曲线较长情况下可以多设置几个变坡点，不仅便于减少路基的高填潜挖情况，降低填筑高度，还能提高路基的稳定性，使纵面顺畅。在坡点布置上，要充分结合当地的地形地貌，根据地面纵坡变化程度来设置坡点。 　　3.2.5 采用极限法。在湿陷性黄土地区公路路基高度设计上，要确保设计高度符合路基承载力要求，保证公路路基使用的寿命年限。为了确保路基承载力满足设计年限要求，可以采用极限法确定路基填土高度。在计算确定高度前，先要通过地质勘察了解施工现场的实际地质条件，结合试验段路基确定路基极限高度计算所需要的参数信息，具体包括填土容量、天然地基的抗剪切强度等，根据这些参数确定路基高度。 　　4 结束语 　　综上所述，湿陷性黄土地区的山区公路路基设计要充分考虑湿陷性黄土地质的工程特点，结合山区地形进行路基高度设计，对高填堤和深路堑方案进行多方对比分析，优选出适合方案，以控制工程成本支出。在遵守相关设计原则基础上，采用相应的设计措施，合理确定路基高度，提高路基高度设计的科学性和合理性，与湿陷性黄土地质的工程特点相适应，确保公路使用寿命。 　　参考文献 　　[1]刘勇健.浅谈山区高速公路路基设计[J].科学之友，2011（9）：61-62. 　　[2]常少伟，崔海龙.公路路基设计高度环节分析[J].中国新技术新产品，2013（17）：63. 　　[3]吴兴利.公路路基设计高度的探讨[J].黑龙江科技信息，2013（27）：236. 　　[4]张鹏展，李长伟.对山区高速公路路基设计的思考[J].中华民居（下旬刊），2013（10）：325-326. 　　[5]林上顺，刘碧容，史嵩松.山区高速公路路基设计[J].福建工程学院学报，2015（3）：216-222.