濱海潮差侵蝕路段路基設(shè)計及填料要點

劉 莉

(沈陽建筑大學(xué))

濱海潮差侵蝕路段路基設(shè)計及填料要點

劉 莉

(沈陽建筑大學(xué))

以試驗路為基礎(chǔ)，提出了濱海潮差侵蝕路段路基設(shè)計及填料的要求，可對沿海地帶濱海公路的建設(shè)起一定指導(dǎo)作用。

濱海公路;潮差侵蝕;設(shè)計;填料

1 路基橫橫斷面形式

因為地基中的水含量較高，因此，會對路段造成侵蝕作用。為了進一步減少地基水分對公路的路面造成更大的影響，一般選取路堤形式進行路基橫斷面的設(shè)計。考慮到路堤中受到來自波浪以及潮差方面的嚴重，引起路堤橫斷面的設(shè)計部分遭受影響。對于橫斷面設(shè)計而言，重點的設(shè)計應(yīng)該是對路堤中的側(cè)邊坡所進行的設(shè)計環(huán)節(jié)。此外，斜坡的橫斷面形式不僅具備良好的削減波浪的性能，而且斜坡式的橫斷面中的邊坡還對地基的要求較低，能起到穩(wěn)定作用、易于施工的操作，還可在風(fēng)浪相對大的堤段中使用。

2 路堤高度的計算

路基的高度指的是將路基的高度作為路基高程的計算。將錦州地區(qū)路段當(dāng)作計算的基礎(chǔ)，由于該路段為填海路段，因此，路堤受到的影響有潮差以及波浪等影響。此外，堤軸的法線與波浪波向線的角度應(yīng)該小于150，邊坡的復(fù)合坡形式為帶肩臺式、且肩臺的寬度應(yīng)為3 m;平臺高度與常水位的高度持平、或者是略高一些。錦州填海的路段中有關(guān)的海況條件如下表1所示。

表1 錦州填海的路段海況條件

基于該路段的復(fù)合坡邊坡是帶肩臺式，因此，應(yīng)該先進行邊坡系數(shù)的轉(zhuǎn)換，將復(fù)合邊坡系數(shù)轉(zhuǎn)換成單坡系數(shù)，再按照我國有關(guān)《公路路基設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，確定路基的邊坡坡度的系數(shù)應(yīng)大于1.5。此時，將上坡坡度與下坡中坡度系數(shù)分別確定為1.5與2.5;上坡比下坡陡時，那么△m大于0，則此時坡度的系數(shù)的計算公式應(yīng)為

將相關(guān)的數(shù)據(jù)進行計算，可得到：me為3.05。該路段為瀝青混凝土，因此無越浪，那么爬高的累積頻率取2%，根據(jù)上表查表得到波浪爬高修正系數(shù)見表2。

表2 波浪爬高的修正系數(shù)

當(dāng)m=1.5～5時，可根據(jù)下式進行計算：

帶入上式得到波浪爬高Rp=1.40 m。

錦州段的水文條件如表3所示：

表3 錦州填海段的水文條件情況

由以表3中的數(shù)據(jù)結(jié)果，將數(shù)據(jù)帶入公式，經(jīng)過計算可得F=4 449.4 m，為了確保安全，取F為整數(shù)5 000 m，然后再將其值帶入壅水的高度計算當(dāng)中，最后，計算的結(jié)果為e=0.37 m。

按照允許越浪以及禁止越浪的設(shè)計準則，可對安全高度進行確定。允許越浪則波浪爬高的超越概率為13%;其的安全高度是0.5 m;當(dāng)禁止越浪之時，其的概率為2%，安全高度是1 m。而錦州段的路段是瀝青混凝結(jié)構(gòu)，為禁止越浪，因此，該段的安全高度應(yīng)為1 m。路基的標高=設(shè)計潮位(2.25)+壅水高度(1.4)+安全高度(1)+波浪爬高(0.37)=5.02。

3 填筑的材料要求

3.1 顆粒起動計算

砂粒在波浪的作用之下，受到水平推力以及重力等因素的影響，加上粘著力等的作用條件之下，即可得到有關(guān)粒徑、填料的起動波高的計算公式為

上述公式當(dāng)中，H*與L及h分別表示的是波高與波長以及水深;β 為常數(shù)，通常取其值為 0.039;εk= ε/ρ=2.56，ε為粘著力系數(shù)，d為填料粒徑。非粘性土填料，其的粒徑范圍的密度應(yīng)該在2.65～2.7之間。

3.2 顆粒起動的改進公式

若得知水深與粒徑之后，則波高H就是周期T的函數(shù)。為此，波高并不是唯一物理量。對于填料起動的水深未知，但已知組成與波要素時可將如下公式(1)改變成起動的水深形式：

當(dāng)填料的粒徑與水深及周期已給定均已知時，按照實測起動的波高與由公式計算可得表4數(shù)據(jù)。

表4 實測的波高以及計算結(jié)果的情況

［1］楊昊.遼寧濱海公路潮差侵蝕路段路基頂面標高的推算方法［J］.北方交通，2008，(6)：6-8.

U416.1

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1008-3383(2012)11-0067-01

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