山地汽車試驗(yàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)理念和主要問(wèn)題探討

朱駿

摘 要：本文介紹了山地汽車試車場(chǎng)的基本設(shè)計(jì)思路，探討了主要問(wèn)題及其解決方案。

關(guān)鍵詞：山地汽車試驗(yàn)場(chǎng);山地汽車試驗(yàn)場(chǎng);高邊坡

0 引言

國(guó)內(nèi)目前汽車試驗(yàn)場(chǎng)的種類較多，但是主要處于平原地區(qū)。這是由于汽車測(cè)試對(duì)于線型的要求較高，若地勢(shì)不平整會(huì)影響建設(shè)成本和難度。以前用地較好批準(zhǔn)，目前用地較難獲批，因此出現(xiàn)了山地汽車試驗(yàn)場(chǎng)。對(duì)于這方面的建設(shè)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)幾為空白。本文以實(shí)際工程切入，重點(diǎn)討論山地試車場(chǎng)的設(shè)計(jì)思路、技術(shù)難點(diǎn)及其解決方法，為相關(guān)人士提供參考經(jīng)驗(yàn)和思路。

1 設(shè)計(jì)理念及思路

1.1 設(shè)計(jì)理念

汽車試驗(yàn)場(chǎng)的試驗(yàn)?zāi)K是隨汽車試驗(yàn)的需求而不斷變化改變的，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)與方向，對(duì)于部分試驗(yàn)?zāi)K需要預(yù)留遠(yuǎn)期繼續(xù)開發(fā)或改造的條件。

在道路性能參數(shù)、道路豐富程度及試驗(yàn)吞吐量方面均應(yīng)根據(jù)建設(shè)方需求進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。同時(shí)，適應(yīng)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，充分考慮新能源汽車測(cè)試及智能駕駛的測(cè)試需求（兼容傳統(tǒng)汽車試驗(yàn)需求）。此外，建立完備配套設(shè)施，建設(shè)部分試驗(yàn)室，集試驗(yàn)、檢測(cè)與認(rèn)證于一體，做到功能分區(qū)明確、合理、物流簡(jiǎn)捷、順暢，追求投資的經(jīng)濟(jì)性、合理性，在節(jié)約用地、保持生態(tài)的前提下，充分考慮汽車行業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，充分考慮傳統(tǒng)燃油車、混合動(dòng)力、純電、氫能源及預(yù)留飛行汽車的試驗(yàn)需求。實(shí)現(xiàn)道路功能完備、布置科學(xué)、聯(lián)絡(luò)快捷安全、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用經(jīng)濟(jì)合理。

試驗(yàn)場(chǎng)為特種特殊用途場(chǎng)地，具有高安全性要求，對(duì)場(chǎng)地設(shè)計(jì)、施工精度要求高，由于后續(xù)維修成本高、維修困難，因此對(duì)前期的設(shè)計(jì)考慮必須充分。

1.2 設(shè)計(jì)思路

首先是對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行總體布局設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)之前需要對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)的各項(xiàng)基礎(chǔ)信息進(jìn)行收集與對(duì)比，包括現(xiàn)狀其他試驗(yàn)場(chǎng)的情況，總體規(guī)模布局，功能模塊的設(shè)置等，在此基礎(chǔ)上根據(jù)本項(xiàng)目試驗(yàn)車輛的需求，由各個(gè)測(cè)試部分提供并匯總，進(jìn)而總結(jié)整個(gè)場(chǎng)地內(nèi)需要哪些試驗(yàn)?zāi)K。同時(shí)對(duì)整個(gè)場(chǎng)地未來(lái)的出入管理，運(yùn)營(yíng)方式進(jìn)行分析，考慮未來(lái)試驗(yàn)車輛的組成，是否對(duì)外營(yíng)運(yùn)，哪些試驗(yàn)?zāi)K需要保密測(cè)試等等，再確定這些邊界條件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行整個(gè)場(chǎng)地的運(yùn)營(yíng)管理規(guī)劃。最后將試驗(yàn)?zāi)K的需求與運(yùn)營(yíng)管理的模式統(tǒng)籌考慮得到最終的總體布局，同時(shí)需要總體考慮場(chǎng)地的排水泄洪通道布置，以及整體的管線綜合布置。

在總體的統(tǒng)籌布局基礎(chǔ)上，展開對(duì)試驗(yàn)道路模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括各試驗(yàn)道路的基本設(shè)計(jì)、路譜設(shè)計(jì)以及結(jié)合場(chǎng)地環(huán)境的相關(guān)設(shè)計(jì)分析。

最后在總體方案及詳細(xì)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)工程造價(jià)投資進(jìn)行控制分析，擬定具體的實(shí)施方案。

2 工程案例

某公司擬建一山地汽車試驗(yàn)場(chǎng)。總占地約8 600畝。地質(zhì)地形情況如下。

2.1 地形地貌

場(chǎng)區(qū)地面整體標(biāo)高介于185.0 m～333.8 m，相對(duì)高差最大約148.8 m。場(chǎng)區(qū)地形起伏較大，地貌類型屬侵蝕型低山丘陵地地貌。擬建道路軸線通過(guò)地段地面高程182.9～297.1，相對(duì)高差114.2 m。

2.2 地質(zhì)情況

場(chǎng)區(qū)以粉質(zhì)粘土（硬塑）、砂質(zhì)粘性土（可塑）、全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖為主。中風(fēng)化巖層出露較晚。

2.3 主要問(wèn)題

山地試車場(chǎng)由于測(cè)試的要求，道路走線不像山區(qū)公路那樣可以靈活選線，它必須按照實(shí)驗(yàn)的要求保證一定的直線段長(zhǎng)度、曲線段半徑和縱坡。因此不可避免需要高填深挖。同時(shí)其路面平整度要求高于高速公路，在使用期內(nèi)基本做到不維修和少維護(hù)。對(duì)于路基的處理和邊坡的防護(hù)提出了非常高的要求。

3 解決方案

3.1 軟基處理方案

（1）一般處理。填高≤3 m路段，清除軟弱土并換填夯實(shí)后填筑路基。對(duì)埋深大于3 m的，清除3 m土后，進(jìn)行強(qiáng)夯處理以提高地基強(qiáng)度，壓實(shí)度93%，同時(shí)做好截、排、泄水措施。

（2）若表層為淤泥層，且層厚≤3 m，應(yīng)全部清除;若表層為淤泥層，且層厚>3 m，采用拋石擠淤。

（3）若淤泥層為夾層，且層厚≤2 m。淤泥層上覆較厚的粘土層，可直接填筑路基。

（4）高填路堤可在土基內(nèi)壓入石料進(jìn)行壓實(shí)。

3.2 填筑材料設(shè)計(jì)

（1）充分利用現(xiàn)場(chǎng)挖方料源形成土石混合料。

（2）粗粒土料中的粒徑大于2 mm的顆粒質(zhì)量應(yīng)大于總質(zhì)量的50%，不均勻系數(shù)應(yīng)大于或等于10，曲率系數(shù)宜為1～3，級(jí)配應(yīng)良好，不得含有大于100 mm粒徑的黏土塊、植物土、生活垃圾等。

（3）土夾石混合料中的粒徑大于2 mm的顆粒質(zhì)量應(yīng)為總質(zhì)量的30%～50%，最大粒徑不應(yīng)大于750 mm，并小于填筑層厚度的2/3，不得含有大于100 mm粒徑的黏土塊、植物土、生活垃圾等。

（4）細(xì)粒土料中的粉土和黏性土不得含有粒徑大于100 mm的黏土塊、污染土和生活垃坂等，有機(jī)質(zhì)含量不得大于5%。

（5）填方采用80 cm5%水泥土路床。挖方采用30 cm5%

水泥土路床。

3.3 邊坡防護(hù)一般原則

（1）挖方邊坡種類選擇一般原則：挖方最上級(jí)用六棱磚植草護(hù)坡或骨架護(hù)坡，強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化、中風(fēng)化采用骨架護(hù)坡，微風(fēng)化采用護(hù)面墻。

（2）坡頂設(shè)置截水溝，距離坡頂2 m～5 m。

（3）挖方段護(hù)坡形式和坡率選擇需根據(jù)地質(zhì)情況、穩(wěn)定性分析進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（4）第六級(jí)、第九級(jí)臺(tái)階寬度5 m～8 m。通過(guò)設(shè)置寬平臺(tái)的方式進(jìn)行卸荷。

3.4 邊坡穩(wěn)定性分析

以K0+325樁號(hào)邊坡為例，邊坡總高55 m。方案一采用1～3級(jí)1：1放坡，4～6級(jí)采用1：1.25放坡的方式。采用理正巖土進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，正常工況安全穩(wěn)定系數(shù)1.25，非正常工況安全穩(wěn)定系數(shù)0.993，不滿足穩(wěn)定性要求（如圖1）。

采用打錨索和錨桿和放緩坡率的方法后，穩(wěn)定性系數(shù)達(dá)到1.2，滿足規(guī)范要求（如圖2）。

3.5 高填路基設(shè)計(jì)

（1）地面坡度陡于1：5時(shí)挖臺(tái)階并設(shè)置4%反坡;陡于1：2.5的路堤應(yīng)檢算整體沿基底及基底下軟弱層滑動(dòng)的穩(wěn)定性，穩(wěn)定性達(dá)不到要求則須采取改善基地條件或設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)物等防滑措施。高陡路堤下路床內(nèi)設(shè)置兩層高強(qiáng)土工格柵。高陡路堤填筑時(shí)由最低一層臺(tái)階填起，逐臺(tái)階向上填筑，分層夯實(shí)，所有臺(tái)階填完之后，可按一般填土進(jìn)行。當(dāng)?shù)孛鏅M坡較陡，填筑寬度不能滿足壓路機(jī)所需最小壓實(shí)寬度時(shí)，實(shí)施超挖。

（2）高填路基結(jié)構(gòu)具有沉降大H≥32 m，最下級(jí)采用填石路基。

（3）陡坡路堤靠山側(cè)應(yīng)設(shè)排水設(shè)施，并采取防滲加固措施。

4 結(jié)論

本文重點(diǎn)探討山地試車場(chǎng)設(shè)計(jì)理念和思路，對(duì)于山地深路塹和高填方的路基方案和邊坡支護(hù)方案作了介紹，并進(jìn)行了穩(wěn)定性分析。結(jié)論如下：

（1）山地試車場(chǎng)的設(shè)計(jì)需要有前瞻性眼光，考慮測(cè)試需求與環(huán)境的有效結(jié)合。

（2）錨桿錨索加固邊坡腰部和底部的效果明顯。

（3）挖方邊坡頂部采用放緩坡的方式對(duì)邊坡穩(wěn)定性較為有利。

（4）路基應(yīng)加強(qiáng)排水設(shè)計(jì)，同時(shí)采用強(qiáng)夯強(qiáng)化路基。

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