淺析山區(qū)公路路基設(shè)計高度

摘 要：山區(qū)公路高度設(shè)計相對比較復雜，其設(shè)計時需要結(jié)合各區(qū)域的地形情況，才能保證公路路面順暢、平穩(wěn)。文章以濕陷性黃土地區(qū)的公路高度設(shè)計為研究對象，結(jié)合濕陷性公路路基的工程特點，憑借以往的工作經(jīng)驗對該地質(zhì)類型的公路路基的高度設(shè)計原則、設(shè)計措施進行了分析探討。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路；濕陷性黃土地區(qū)；路基；高度設(shè)計

我國幅員遼闊，分布著各種不同特征的地質(zhì)，使得不同地質(zhì)地區(qū)的公路建設(shè)施工技術(shù)工藝各有差異。其中，濕陷性黃土地區(qū)的地質(zhì)情況比較復雜，沉降現(xiàn)象嚴重，增加了公路高度設(shè)計難度。特別是山區(qū)地勢起伏大，需要高挖低填，路基高度設(shè)計顯得尤為重要。若設(shè)計不當，可能造成不均勻沉降問題，引發(fā)路基早期損壞，縮短公路使用壽命。因此，應(yīng)結(jié)合濕陷性黃土地區(qū)的公路路基工程特點，有針對性的進行山區(qū)公路路基高度設(shè)計。

1 濕陷性公路路基的工程特點

我國北方地區(qū)分布著大范圍的濕陷性黃土，該類型土體在一定壓力條件下會迅速破壞，發(fā)生嚴重下沉現(xiàn)象，隨之土體強度遭到破壞，產(chǎn)生不利的工程地質(zhì)條件。從公路工程角度看，該類型土質(zhì)地區(qū)的公路工程主要表現(xiàn)為以下地質(zhì)特點：

第一，濕陷性。黃土受水侵蝕后，土體中的易溶鹽顆粒間的膠合力將遭到嚴重破壞，使土體重新沉積。因土顆粒間的引力大于顆粒重力使土顆粒停留在原來位置上，在土體中呈現(xiàn)蜂窩狀，該狀態(tài)會進一步促進水的侵蝕，造成土體中孔隙變大、連通，一旦受到壓力就會產(chǎn)生濕陷性，發(fā)生下沉現(xiàn)象。

第二，膨縮性。濕陷性黃土遭到水的侵蝕后會發(fā)生膨脹，當水分流失后干縮，經(jīng)過反復膨脹和干縮后，路基穩(wěn)定性嚴重下降。

第三，崩解性。遇水后濕陷性黃土不僅會出現(xiàn)膨脹性，還會出現(xiàn)崩解性，降低路基強度。

第四，難壓實。在水的影響下，濕陷性黃土土體的最佳含水量和最大干密度不容易控制，造成路基壓實難度大。

第五，易受水的影響。含水量的多少對濕陷性黃土的影響相當敏感的。含水量少，容易揚塵，含水量大容易翻漿，不利于公路路基施工。

2 濕陷性黃土地區(qū)公路路基設(shè)計高度的影響因素

由于濕陷性黃土地區(qū)的公路路基工程具有以上特點，使公路路基高度設(shè)計比普通路基高度設(shè)計更難。為了提高該類型地區(qū)的公路路基設(shè)計的合理性，應(yīng)了解影響路基高度設(shè)計的相關(guān)因素，具體包括：路基強度要求；路基穩(wěn)定性要求；防水、防洪、防雪要求；地質(zhì)、水文條件等；涵頂填土高度要求等等。這些都是影響公路路基高速設(shè)計的主要因素，進行路基高速設(shè)計時必須充分考慮以上因素，以保證設(shè)計方案符合實際情況。

3 濕陷性黃土地區(qū)公路路基高度設(shè)計的主要原則和措施

在濕陷性黃土地區(qū)的公路路基高度設(shè)計要遵循相關(guān)設(shè)計原則，采用適用的設(shè)計措施，這樣才能保證公路路基高度設(shè)計的科學性與合理性。下面結(jié)合多年工作經(jīng)驗，對濕陷性黃土地區(qū)的公路路基高度設(shè)計原則、設(shè)計措施進行了分析。

3.1 設(shè)計原則

路基高度設(shè)計要遵守兩個基本原則，一是經(jīng)濟性原則，二是合理性原則。濕陷性黃土公路路基建設(shè)一般需要進行路基處理，加之山區(qū)公路路基高挖低填情況較多，勢必施工成本較大。因此，進行公路路基設(shè)計時要充分考慮經(jīng)濟性。此外，由于山區(qū)地勢起伏大，高挖低填可能造成預(yù)算超支，為降低成本支出，確保公路交通安全，結(jié)合地形進行公路路基高度設(shè)計，與當?shù)氐匦蔚孛蚕噙m應(yīng)。除了以上幾個方面外，還要考慮以下幾個問題：第一，遇到高挖低填的狀態(tài)，要對高挖、低填進行嚴格控制，禁止超過極限，以免影響路基穩(wěn)定性。第二，控制好土石比例，盡可能的保持一致，使土石均衡。第三，不斷改進縱橫面，減緩高坡，保證公路順暢。第四，盡量繞過地質(zhì)不良地段，要是一定在這樣地段施工，應(yīng)采用相應(yīng)的處理措施，確保路基長期穩(wěn)定。

3.2 設(shè)計措施

3.2.1 沉降觀測。由于濕陷性黃土路基的工程特點，路基土極容易出現(xiàn)下沉情況，為使路基高度設(shè)計科學、合理、準確，需要對路基土進行沉降觀測，了解和認識地基土的沉降規(guī)律，為高度設(shè)計提供依據(jù)。遇到高填土路基時，沉降觀測是設(shè)計中不可缺少的一個環(huán)節(jié)，特別是高填土路基工程施工。在高填土路基高度設(shè)計中，為合理確定路基高度，先選擇典型路段作為試驗段，根據(jù)試驗檢測的沉降結(jié)果分析沉降規(guī)律和趨勢，確定路基填土厚度和壓實方案，以控制路基沉降量。用于路基沉降觀測的方法，可以選擇地面型沉降計（即沉降板），布置在試驗段路基的左右兩側(cè)。

3.2.2 結(jié)合地形地貌。由于濕陷性黃土地區(qū)的高填土路基工程，沉降變形量較大，為降低高填土高度，要充分結(jié)合山區(qū)的地形地貌，采用分離式線形設(shè)計。當公路經(jīng)過山區(qū)時，地面橫向起伏是較大，如果整個橫斷面標高都一致，可能會造成部分路段路基填筑高度過高，增加填方量，造成部分路段半填半挖，不易保證路基穩(wěn)定性。為了避免出現(xiàn)這種情況，可以采用分離式斷面形式，通過整分結(jié)合來減低路基填土高度。

3.2.3 充分考慮工程特點。先進行地質(zhì)勘察，了解公路經(jīng)過地區(qū)的工程地質(zhì)條件，結(jié)合工程特點合理設(shè)計路基高度，盡量繞過不良地段，降低填筑高度，縮小路基邊坡。因此，做好施工現(xiàn)場地質(zhì)勘察工作，了解施工現(xiàn)場的實際情況。然后，根據(jù)勘察結(jié)果和濕陷性黃土地區(qū)的工程條件等確定公路路基高度。考慮到濕陷性黃土對公路路基穩(wěn)定性產(chǎn)生的不良影響，為提高濕陷性黃土地區(qū)公路路基高度設(shè)計的科學性和合理性，克服地質(zhì)下沉帶來的不利影響，保證路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，進行路基高度設(shè)計前先要對濕陷性黃土地基進行處理，改善工程區(qū)域的土體。在濕陷性黃土地區(qū)的地基土處理中，可采用的方法有換填墊層法、強夯法、擠密樁法、預(yù)侵水法等，這些方法有著非常廣泛的應(yīng)用。

3.2.4 合理解決平豎曲線的關(guān)系。在一般公路高度設(shè)計中可以套用規(guī)范中的平豎曲線關(guān)系，由于山區(qū)地面縱坡變化大，而濕陷性黃土地區(qū)公路路基沉降量，不用套用該項規(guī)定。為了合理設(shè)計公路路基高度，在路線平曲線較長情況下可以多設(shè)置幾個變坡點，不僅便于減少路基的高填潛挖情況，降低填筑高度，還能提高路基的穩(wěn)定性，使縱面順暢。在坡點布置上，要充分結(jié)合當?shù)氐牡匦蔚孛玻鶕?jù)地面縱坡變化程度來設(shè)置坡點。

3.2.5 采用極限法。在濕陷性黃土地區(qū)公路路基高度設(shè)計上，要確保設(shè)計高度符合路基承載力要求，保證公路路基使用的壽命年限。為了確保路基承載力滿足設(shè)計年限要求，可以采用極限法確定路基填土高度。在計算確定高度前，先要通過地質(zhì)勘察了解施工現(xiàn)場的實際地質(zhì)條件，結(jié)合試驗段路基確定路基極限高度計算所需要的參數(shù)信息，具體包括填土容量、天然地基的抗剪切強度等，根據(jù)這些參數(shù)確定路基高度。

4 結(jié)束語

綜上所述，濕陷性黃土地區(qū)的山區(qū)公路路基設(shè)計要充分考慮濕陷性黃土地質(zhì)的工程特點，結(jié)合山區(qū)地形進行路基高度設(shè)計，對高填堤和深路塹方案進行多方對比分析，優(yōu)選出適合方案，以控制工程成本支出。在遵守相關(guān)設(shè)計原則基礎(chǔ)上，采用相應(yīng)的設(shè)計措施，合理確定路基高度，提高路基高度設(shè)計的科學性和合理性，與濕陷性黃土地質(zhì)的工程特點相適應(yīng)，確保公路使用壽命。

參考文獻

[1]劉勇健.淺談山區(qū)高速公路路基設(shè)計[J].科學之友，2011（9）：61-62.

[2]常少偉，崔海龍.公路路基設(shè)計高度環(huán)節(jié)分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（17）：63.

[3]吳興利.公路路基設(shè)計高度的探討[J].黑龍江科技信息，2013（27）：236.

[4]張鵬展，李長偉.對山區(qū)高速公路路基設(shè)計的思考[J].中華民居（下旬刊），2013（10）：325-326.

[5]林上順，劉碧容，史嵩松.山區(qū)高速公路路基設(shè)計[J].福建工程學院學報，2015（3）：216-222.