能否在保證路基穩定的前提下,降低路基填筑高度,減少工程造價,提高公路整體效益,一直是公路建設者探討的問題。
一、高路堤的缺陷
高路堤存在的弊端有:1、對地基產生較大的壓力,造成路基沉陷、路面下沉、路面開裂和橋頭跳車等病害;2、施工用土量大,占地多,易引起水土流失;3、沉降大,易出現塌方、養護困難、費用較高;4、公路占地寬度增加,提高了工程造價;5、施工難度大、周期長,增加了施工工期;6、破壞其周圍景觀的整體性與連續性,與其周圍環境不協調;7、使交通事故率提高。
由于高路堤存在以上弊端,所以應盡量避免采用高路堤。當受地形地質限制必須采用時,也應綜合考慮,采取必要措施,最大限度的降低路堤高度,減少工程造價,提高公路整體效益。
二、優化路基線形設計,降低路基填筑高度
1、合理設置縱坡長度。對于高速公路,當縱坡較小,工程量不大時,縱坡長度可適當大些,可取800m以上;當縱坡稍大,工程量可能增加時,縱坡長度可減少至300—600m。根據資料顯示,在高速公路上,司機目光集中在300—600m之間。因此,縱坡長度采用300—600m之間較為適宜。
2、合理解決平豎曲線的關系。根據我國《公路工程技術標準》規定:當平曲線與豎曲線組合時,豎曲線應包含在平曲線之內并且平曲線應稍大于豎曲線,在平曲線內應避免出現幾個起伏的縱坡。然而,工程中不能機械套用該項規定,在地面縱坡變化較大,路線平曲線較長的情況下,本著降低路基高度,減少工程造價的原則,合理的設置多個變坡點是必要的。
3、合理規劃農村道路,利用橋涵作通道,減少通道數量。通道的位置應布局合理,適當控制,不能按農村現有道路一一設置。在外業勘測中應當與當地政府協商,對原有道路過密地段適當合并,以減少通道數量;對原有鄉村的行政分界和土地分界進行調整,把高速公路左側土地劃給左側農民,把其右側土地劃給右側農民,以避免農民耕地時穿越高速公路,從而減少通道數量。另外,在一些人行和車行通道附近有橋涵等構筑物時,可根據具體情況利用橋涵作通道。必要時可加大橋涵孔徑或另加一孔,中間排水,兩側用作通道,還可利用大中橋的邊孔作通道使用。
4、降低通道處原有道路高度,盡量使地方公路上跨高速公路在一些分離式立體交叉處,對于下穿式通道如果條件許可,應盡量將原有道路下挖一些,以降低路基高度;同時采取必要措施,防止或減少通道積水;采用地方公路上跨高速公路降低高速公路的路堤高度,減少占地面積和工程造價,提高公路整體效益。
三、利用地形地貌和地質條件,降低路基填筑高度
地形地貌和地質條件,在某種程度上制約了路基填筑的高度。平原微丘區,由于地勢開闊平坦,路線受高差和坡度限制小,容易達到技術標準,但水文地質條件差;山嶺重丘區,山高坡陡,地質條件復雜,路線平、縱、橫三方面都受到限制。因此,充分利用地形地貌和地質條件是降低路基填筑高度的關鍵。
1、利用地形地貌,采用分離式線形設計。當路線通過重丘區和山嶺區時,由于地面橫向起伏較大,若整個橫斷面設計為同一標高,勢必增加路基填筑高度,增大填挖方數量,出現較多穩定性差的半填半挖路基。因此,要合理采用分離式斷面形式,整、分結合。
2、利用工程地質條件,降低路基填筑高度。在進行路線設計之前,要對路線通過地區的工程地質條件進行詳細的調查研究,注重地質選線,并采取必要的鉆探手段弄清工程地質復雜地段的詳細情況,正確地引導路基設計。因此,必須在充分掌握沿線工程地質條件的前提下,對巖性好、地基穩、地下水位深、地表排水通暢的地段,應盡可能地降低路基填筑高度,縮小路基邊坡。
四、根據工程實際采用置換法
降低路基填筑高度置換法是在日本、加拿大等經濟發達國家普遍采用的一種降低路基填筑高度、保證路面穩定的方法。具體就是利用一些水穩性好的筑路材料,取代原路基填土或原地基土以增大路面結構層厚度,從而達到在不過分增加路基高度的情況下,保證路面有足夠的強度和穩定性。
1、采用置換法的條件。由于采用置換法實質上是增加了路面結構層厚度,因此費用比相同厚度的土基較高。在我國一些經濟條件較好的地方已采用,在我國凍融區和地下水位較高等一些水文地質條件較差的地區,如果當地筑路材料豐富,宜采用置換法降低路基填筑高度。在上述條件下,采用置換法降低路基填筑高度,其整體效益遠比高路提好。
2、置換材料的來源和要求。置換材料對于山區高速公路建設來講普遍存在,如風化的山砂、礫巖,經過篩選的碎石、礫石土,以及山間采石場的毛石等;對平原區高速公路雖不具備如此好的條件,但也不缺少置換材料,如河道里的砂礫、中粗砂,建筑廢料等均可作為置換材料。用于置換的各種材料,應級配合理,粒徑適中,嚴格控制粘土含量,保證其有足夠的水穩性和抗凍脹性。
3、置換厚度的確定。置換厚度是指包括路面在內的整個結構層厚度,包括:面層、基層、低基層及墊層。主要與地面最大凍深有關,一般采用理論凍深的70%來確定。采用置換法的關鍵是要依據工程地質及水文條件,結合凍深情況,合理確定置換厚度,在保證不再增加工程造價的情況下,有效地降低路基填筑高度。
參考文獻:
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(作者單位:黑龍江省公路局)