關于對山區高速公路路基設計的思考

代勇

（重慶華文交通規劃設計咨詢有限責任公司，重慶 401122）

0 引言

隨著中國經濟建設的高速推進，我國高速公路建設行業發展水平也得到一定程度的提高。山區高速公路建設區域的地形、地質、水文等條件較為復雜。因此，路基的設計應因地制宜，經濟合理。路基的穩定性是確保高速公路安全正常運營的前提條件，保證路基設計質量以及后期運營維護的安全，設計人員應按照相關的設計規范和原則進行精細化設計。同時應最大限度滿足安全、經濟、環保以及穩定性等多方面要求。本文主要針對山區高速公路路基設計進行研究。

1 工程概況

江龍高速公路位于重慶市云陽縣境內，項目起于江口鎮，止于清水鄉，路線全長78km，路面寬度為24.5m，雙向四車道，是重慶市地方高速公路重要干線中的組成部分。項目位于四川盆地東部平行嶺谷區，區內地貌主要可分為河谷地貌、構造剝蝕丘陵地貌、構造剝蝕中低山地貌，項目區域屬亞熱帶季風氣候區，氣候溫和，雨量充沛，多年平均降雨量1149.3～1213.5mm，降雨量主要集中于5—9 月，占全年降雨量的70%。

2 路基設計原則

與地形地質相結合，最大限度減少對自然環境的破壞：

在地勢比較陡峭的地方，往往需要設置擋墻或橋梁，為了保證路基穩定，需要在山腰陡坡起伏的不同地方布設不同的路基型式，如分離式路基、整體式路基等，路基斷面要和實際地勢相符合，通過路基設計將高速公路挖填方邊坡高度控制在一定范圍內，使路基以及周圍邊坡安全可靠。對不同的路段，擬定不同的路基設計點，如對植被覆蓋率比較少、地形高低起伏較小的地方，因為土壤的附著力比較小，容易在外力作用下，發生垮塌事故，所以在設計路基時，應考慮削坡綠化的方式解決。

3 山區高速公路路基的具體設計方案

3.1 路基橫斷面設計

主要包括兩方面：首先是整體式路基的設計。這種設計比較適合穩定性比較高的路段，因為地勢沒有連續高低起伏的現象，地質土壤以及水文環境也不會輕易對路基穩定造成負面影響，這種路段的地基設計較為簡單。為保證路基在橫向填挖過程中不會失穩，需對縱面和平面的線路進行具體設計，要保證設計和實際相一致。對于坡度不陡的位置，線形應保持平直順暢，將水平方向和縱向的線形結合起來，可設計為整體式路基。

圖1 整體式路基

分幅式路基的設計主要用于橫坡陡峭、U 型峽谷等地形，將高速公路分成上、下行分離的兩條單向公路，可大大降低填方、挖方邊坡和防護工程，同時確保路基的穩定性和安全性，如圖2所示。

3.2 路基防護設計

山區高速公路建設，路基防護工程必不可少，路基防護設計要遵循安全、經濟、使用、施工方便等多項原則，常見的防護措施有路堤擋墻、路肩擋墻、護坡、錨索框架、噴播植草等防護形式。

圖2 分幅式路基

路塹邊坡對地勢陡峭的路段，為防止路基下的土壤在后期運營中，不會發生掉落、散掉失穩問題，在路基設計時，應采用豎梁錨桿以及預應力錨索框架等處治方式進行加固處理。山區高速公路路基穩定性較差，尤其是邊坡陡峭的路段，還可以借助綠色植物來對其進行加固，將其用到路基中間的中央分隔帶上或邊坡處，即使有雨水沖刷，也能提升用處的土壤附著力。

路堤邊坡一般采用擋墻工程進行防護，針對低邊坡則修筑護腳墻結合拱形骨架護坡處理。

3.3 特殊路基設計

特殊路基是指修建在不良地質現象，特殊地形地質情況，某些特殊氣候因素等不利條件下的道路路基。特殊路基有可能因自然平衡條件被打破，或者邊坡過陡，或者地質承載力過低，而出現各種各樣的問題，因此，除要按一般路基標準，要求進行設計外，還要針對特殊問題進行研究，作出處理。特殊路段路基設計，如滑坡、崩塌路基，應采取加固措施；還有山間軟土以及濕土處的軟弱路基設計，如果路段范圍較小，可以采取換填措施，要保證換填材料是穩定可靠的。對于巖層較厚橫坡陡峭的路基設計，可對其采取控制性爆破手段，清除路基范圍內的巖石，同時應確保路基工程有足夠的穩定性和耐久性，使路面能承受車輛的反復荷載作用和抵御各種自然因素，保證公路交通的正常運營。

3.4 路基排水設計

路基設計中主要有兩個方面排水問題：①填方路段。盡量借助坡腳的排水溝，與附近的河道或者涵洞連接起來，將水引入到涵洞或者河道之中；②挖方路段。盡量借助截水溝和邊溝，將其與填方路段的排水溝連接起來，對于一些溝底縱坡比較大的挖方路段，則修建跌水溝或急流槽。

路基排水不暢經長期浸泡，其組成的土壤結構會松散，不再保持固結狀態，嚴重情況下，會使路基發生坍塌，整個路面會發生斷裂，這便是路基需長期保持干燥的原因。路基中的含水量過多，一方面在于一開始就沒有將土壤中過多的水分排除掉，另一方面，沒有對其設計好排水系統，雨水以及其他水體在沖刷路基時，排水系統功能失效。由于排水系統不完善，導致排水沖刷填方邊坡，導致路基下沉、開裂。排水系統不完善，影響到路基土體的結構特征和強度，導致路基不均勻沉降。所以路基設計，應考慮全面完善排水系統，避免水流沖刷，并盡可能降低地下水位。施工中應做好排水溝、截水溝等排水設施，防止水流對施工場地和路基的影響。具體的排水工程設計方案主要有五方面：①做好前期準備工作，指的是調研工作以及相關方案設計制定工作。要將不同路段的地質條件和水文環境調查清楚，并在文件上做好記錄，方便查閱。合理安排涵洞的位置，使其不會對高速公路行車順暢造成影響，還能對排水起到一定的輔助作用。還要對不同的排水設施的位置進行設計和安排，使其能利用地勢以及周圍的河流等進行有效排水；②高路公路路基處的排水設計要注意做好水土保持工作，在對排水管道進行地下敷設時，要注意不會對周圍的土體結構造成破壞，否則本身就容易失穩的土壤附著力下降，本身結構會松散，會隨著排除的水流一起遠離原處，如此，路基一樣會失穩；③排水管道的敷設距離或排水溝的長度都要在控制范圍內，否則水流的長時間匯集和沖刷，會使土壤環境變差，還要保證將管道和溝渠均勻分散在高速公路路基處，使水流能有效分散到安全的位置，還不會使某處水量過多；④挖土方路段和填土方路段的排水系統要一體化，整個排水系統在高速公路路基含水量保持正常中發揮作用；⑤做好深填高挖路段處的排水問題。

3.5 路基景觀設計

高速公路景觀設計除美化環境和保護環境的要求外，同時需兼顧駕駛舒適性和安全性的要求。在高速公路上行駛的司機，在較長時間內容易產生視覺疲勞，對行車安全影響大。因此，路基景觀設計是路基設計的重要組成部分，其結構形式應避免千篇一律，根據不同路基形式布設不同的綠化景觀，同時設計人員應結合山區的自然景觀進行設計，做到自然景觀與人工景觀相互結合。

4 結語

山區高速公路不同于其他平原地區，在地形地勢以及自然環境等方面都不具優勢，為了保證高速公路路基安全可靠，設計人員應充分結合地形地貌、地質水文、環境等影響因素進行認真調查分析和精細化設計，使設計的路基能有實用價值。