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赤峰市华通路佳工程咨询有限公司 内蒙古赤峰 024000
摘要：本文通过对山区高速高路堤设计方法进行探讨，为今后乌丹至灯笼河子段公路经常出现的路基沉陷、纵向开裂等灾害提供一定的指导。尽管在施工图详勘阶段，对全路段作了大量勘探实验工作，但只限于条、点状分布，难免有不完整、不明确的地方，本文提出一些合理化建议，也为同类项目设计提供了一定的指导。
关键词：山区高速；改造；高路堤；路基设计
引言
目前，我国高路堤路段病害主要有路基整体沉陷或局部沉陷、路面纵向开裂和路基滑移等，严重时整段路堤整体垮坍，导致交通中断，甚至生命财产损失，因此高路堤的建设应引起足够重视.出现病害的原因主要有：一是路基填料级配不合理。二是排水设施欠缺，未设置排水盲沟，排水沟、边沟的纵向排水坡度设计不合理，排水质量不好或失效。三是高路堤坡面太宽，雨水冲刷引起破坏。四是路堤与地基结合部处理不当。本文结合乌丹至灯笼河子段公路（原乌灯线，2004年建设的三级公路，2014年改建为80Km/h的二级公路，全长109.6km）K559+872—K566+125高路堤段，着重从路基设计方案、路基横断面布设及加宽、路基路面处理三个方面进行高路堤的方案设计。
1、工程概况
本段公路（原乌灯线）设计速度40公里/时，路基宽度8.5m，路面宽度7.0m全幅路面，2×0.75m土路肩。旧路路面结构分为新建、补强路段，其中新建为4cm沥青碎石面层+20cm石灰稳定砂砾基层+20cm天然砂砾垫层；补强路面结构为4cm沥青混凝土面层+18cm水泥石灰稳定砂砾基层。原有路线设计按平原微丘区三级公路标准设计，设计运行速度40公里/小时，设计使用年限为10年，现已到达设计使用年限，因此部分路段存在网裂、脱粒等病害量大，由于重载车辆的增加部分路段车辙严重，局部路基沉陷现象明显，桥头跳车现象明显，部分路面网裂、坑槽等破坏非常严重。
表1 乌丹至灯笼河子段公路旧路路面结构示意图
结构层名称 新建路段路面结构 补强路段路面结构
面层
基层
垫层、找平层
2、路基设计方案
在充分考虑地形、地质等条件，结合积雪、地下（地表）水位和环境保护的要求，及路基稳定性等因素，在满足桥涵构造物设置要求的前提下进行路基设计。坚持调查研究、因地制宜、就地取材的原则，采取经济有效的措施，进行路基综合设计，保证路基具有足够的强度、稳定性和耐久性。根据沿线自然条件，结合本路段水文地质特点以及路基临界填土高度参考值确定路基填土高度，以确定其使用要求。
2.1路基横断面布设及加宽
本项目主线采用二级公路标准建设，设计速度为80Km/h，新建全幅路段采用双向两车道12m宽路基，其中行车道宽2×3.75m，，硬路肩宽2×1.5m，土路肩宽2×0.75m。
2.2设计及加宽
土路肩、硬路肩路拱横坡均采用1.5%。为提高行车质量及安全性，保证驾驶员视觉的连续性，设计时避免不利的平纵组合，使用路线透视图对非一般情况的平纵组合进行视觉检验，达到了线型顺畅、顺适、连续和渐变要求。主线圆曲线半径小于2500m时，在曲线上设置超高，整体式路基绕路线中线旋转。土路肩：全线土路肩采用预制块加固。当路面水为集中排水时，由路面边缘向内设置拦水带。
2.3填方路基
路基填土高度应根据河流、水库等水文观测资料计算确定，设计洪水频率为河流、水库等百年一遇（1/100）洪水频率，路基填土高度应满足1/100设计洪水频率计算水位+壅水高+波浪侵袭高+安全高（0.5m）的要求，此项在路线纵面设计中已考虑。路基填土高度除应保证路基稳定、桥涵高度、立交和通道净空要求外，还综合考虑了全线自然因素与地质条件及工程造价等因素。对于低路堤设计，其最小填土高度应满足不同工程地质路段地下水埋深、地表临时积水深度、冰冻深度对路基的危害。原则上，控制路堤边坡最大高度H≤20m范围内。
2.4挖方路基
路基挖深主要受沿线地形条件、地质条件及工程造价等因素影响，原则上控制土质路堑边坡最大挖深H≤20m（岩质路堑H≤30m）范围内，由于受地形条件限制，本段公路设置了几段岩质深路堑。其段落为K525+675～K526+340、K551+635～K552+725、K569+575～K569+675。
1）深路堑边坡稳定性验算情况
K525+675～K526+340段深路堑最大边坡高度为33.2m（单侧）。其地质情况为：路堑中段及路堑下部为弱风化凝灰岩，上部为中风化岩石，青灰色，致密，岩芯较整体，裂隙发育较少，路堑前后段顶部覆盖层为碎石土。深路堑坡脚设置矮墙防护，挖深大于6m时，路堑边坡由下至上每隔6m设置一处边坡平台，平台上设置排水沟，边坡平台宽度为2.0m；结合主动防护网防护。边坡稳定性较好。
2）加强高路堤稳定性的措施
完善排水防护设施：深路堑路段边坡平台均采用现浇混凝土排水沟，汇集坡面水流排至线外安全区域；路堑坡顶横坡较大时，设置M10浆砌片石截水沟；石质坡面为防止落石危及行车安全，设置SNS主动防护网护坡；粉土坡面采用穴栽防护，防止坡面受雨水冲刷造成局部坍塌；要求深路堑开挖施工与排水防护施工同步进行，以免坡面长期暴露，受雨水侵蚀后坡体坍塌。
2.5陡坡路基及填挖交界处理
对于地面自然坡度陡于1：5的段落，横、纵向填挖交界处均应将原地面开挖成台阶状，并在交界处加铺土工格栅，台阶宽度不小于2.0m，向内倾2%。当地面横坡陡于1：2.5时，按陡坡路堤设计，验算路堤沿斜坡地基或软弱层滑动的稳定性。根据外业勘察，陡坡路堤段地基不存在软弱层，因此，对于陡坡路堤，设计中主要考虑路堤沿斜坡地基的稳定性，要求处理后的稳定系数不小于1.3。陡坡路堤及填挖交界处理采取的主要处理措施如下：
1）清除地表草皮、松散覆盖土，再将地面挖成宽度不小于2m、内倾横坡为2%的台阶。
2）半填半挖路基的挖方处应在路槽下超挖0.8m后再全宽路床范围换填天然砂砾或风化碎石土，以减小路基横向不均匀沉降。土工格栅的铺设位置：第一层铺设于路床底面，第二层铺设于下路床的中央位置，第三层铺设于下路床的顶面。
3）纵向填挖交界路基应向挖方侧超挖15m，再将填挖结合部30m范围内换填天然砂砾或风化碎石土。土工格栅的铺设位置：第一层铺设于上路堤底面的填挖交界处，第二层铺设于路床底面，第三层铺设于下路床的中央位置，第四层铺设于下路床的顶面。
4）土工格栅采用“中华人民共和国交通行业标准（JT/T480-2002）”中双向粘焊土格栅（GSZ60），要求格栅每延米纵、横向极限抗拉强度均不小于60KN/m，纵、横向标称抗拉强度下的伸长率不大于12%，纵、横向2%伸长率时的拉伸力不小于22KN/m，纵、横向5%伸长率时的拉伸力不小于40KN/m，粘、焊点极限剥离力不小于30N，当进行土工格栅搭接时，其搭接宽度不小于20cm，搭接处采用延伸率较小的尼龙绳呈“之”字连接；采用Φ8U型钢筋钉横向300cm*纵向300cm固定土工格栅，并将两端回折反包，回折长度不宜小于1.5m，要求天然砂砾最大粒径不大于10cm。
3、结束语
高路堤是山区高速公路路基设计中主要的控制工程之一。当路线方案不能优化而不得不形成高填方路基时，高路堤方案需与桥梁方案做安全、经济方面的比较，从而选择最优方案。当高路堤方案较优时，对其设计我们必须引起高度重视，因为高路堤的设计内容并不是独立的，而是相互联系、制约的，任何一部分的设计错误或欠缺都会导致路基病害的发生，从而影响行车安全。目前，公路的路基主体部分已施工完毕，每处高路堤均未发生病害，可见上述设计是合理的。
参考文献：
[1]郑茂营.山区高速公路的高路堤设计；山西建筑.2010-06-10
[2]龙森；胡兴尧；刘宏力.陡坡高路堤的设计方法探讨，华东公路；2010-04-20
摘要：本文通过对山区高速高路堤设计方法进行探讨，为今后乌丹至灯笼河子段公路经常出现的路基沉陷、纵向开裂等灾害提供一定的指导。尽管在施工图详勘阶段，对全路段作了大量勘探实验工作，但只限于条、点状分布，难免有不完整、不明确的地方，本文提出一些合理化建议，也为同类项目设计提供了一定的指导。
关键词：山区高速；改造；高路堤；路基设计
引言
目前，我国高路堤路段病害主要有路基整体沉陷或局部沉陷、路面纵向开裂和路基滑移等，严重时整段路堤整体垮坍，导致交通中断，甚至生命财产损失，因此高路堤的建设应引起足够重视.出现病害的原因主要有：一是路基填料级配不合理。二是排水设施欠缺，未设置排水盲沟，排水沟、边沟的纵向排水坡度设计不合理，排水质量不好或失效。三是高路堤坡面太宽，雨水冲刷引起破坏。四是路堤与地基结合部处理不当。本文结合乌丹至灯笼河子段公路（原乌灯线，2004年建设的三级公路，2014年改建为80Km/h的二级公路，全长109.6km）K559+872—K566+125高路堤段，着重从路基设计方案、路基横断面布设及加宽、路基路面处理三个方面进行高路堤的方案设计。
1、工程概况
本段公路（原乌灯线）设计速度40公里/时，路基宽度8.5m，路面宽度7.0m全幅路面，2×0.75m土路肩。旧路路面结构分为新建、补强路段，其中新建为4cm沥青碎石面层+20cm石灰稳定砂砾基层+20cm天然砂砾垫层；补强路面结构为4cm沥青混凝土面层+18cm水泥石灰稳定砂砾基层。原有路线设计按平原微丘区三级公路标准设计，设计运行速度40公里/小时，设计使用年限为10年，现已到达设计使用年限，因此部分路段存在网裂、脱粒等病害量大，由于重载车辆的增加部分路段车辙严重，局部路基沉陷现象明显，桥头跳车现象明显，部分路面网裂、坑槽等破坏非常严重。
表1 乌丹至灯笼河子段公路旧路路面结构示意图
结构层名称 新建路段路面结构 补强路段路面结构
面层
基层
垫层、找平层
2、路基设计方案
在充分考虑地形、地质等条件，结合积雪、地下（地表）水位和环境保护的要求，及路基稳定性等因素，在满足桥涵构造物设置要求的前提下进行路基设计。坚持调查研究、因地制宜、就地取材的原则，采取经济有效的措施，进行路基综合设计，保证路基具有足够的强度、稳定性和耐久性。根据沿线自然条件，结合本路段水文地质特点以及路基临界填土高度参考值确定路基填土高度，以确定其使用要求。
2.1路基横断面布设及加宽
本项目主线采用二级公路标准建设，设计速度为80Km/h，新建全幅路段采用双向两车道12m宽路基，其中行车道宽2×3.75m，，硬路肩宽2×1.5m，土路肩宽2×0.75m。
2.2设计及加宽
土路肩、硬路肩路拱横坡均采用1.5%。为提高行车质量及安全性，保证驾驶员视觉的连续性，设计时避免不利的平纵组合，使用路线透视图对非一般情况的平纵组合进行视觉检验，达到了线型顺畅、顺适、连续和渐变要求。主线圆曲线半径小于2500m时，在曲线上设置超高，整体式路基绕路线中线旋转。土路肩：全线土路肩采用预制块加固。当路面水为集中排水时，由路面边缘向内设置拦水带。
2.3填方路基
路基填土高度应根据河流、水库等水文观测资料计算确定，设计洪水频率为河流、水库等百年一遇（1/100）洪水频率，路基填土高度应满足1/100设计洪水频率计算水位+壅水高+波浪侵袭高+安全高（0.5m）的要求，此项在路线纵面设计中已考虑。路基填土高度除应保证路基稳定、桥涵高度、立交和通道净空要求外，还综合考虑了全线自然因素与地质条件及工程造价等因素。对于低路堤设计，其最小填土高度应满足不同工程地质路段地下水埋深、地表临时积水深度、冰冻深度对路基的危害。原则上，控制路堤边坡最大高度H≤20m范围内。
2.4挖方路基
路基挖深主要受沿线地形条件、地质条件及工程造价等因素影响，原则上控制土质路堑边坡最大挖深H≤20m（岩质路堑H≤30m）范围内，由于受地形条件限制，本段公路设置了几段岩质深路堑。其段落为K525+675～K526+340、K551+635～K552+725、K569+575～K569+675。
1）深路堑边坡稳定性验算情况
K525+675～K526+340段深路堑最大边坡高度为33.2m（单侧）。其地质情况为：路堑中段及路堑下部为弱风化凝灰岩，上部为中风化岩石，青灰色，致密，岩芯较整体，裂隙发育较少，路堑前后段顶部覆盖层为碎石土。深路堑坡脚设置矮墙防护，挖深大于6m时，路堑边坡由下至上每隔6m设置一处边坡平台，平台上设置排水沟，边坡平台宽度为2.0m；结合主动防护网防护。边坡稳定性较好。
2）加强高路堤稳定性的措施
完善排水防护设施：深路堑路段边坡平台均采用现浇混凝土排水沟，汇集坡面水流排至线外安全区域；路堑坡顶横坡较大时，设置M10浆砌片石截水沟；石质坡面为防止落石危及行车安全，设置SNS主动防护网护坡；粉土坡面采用穴栽防护，防止坡面受雨水冲刷造成局部坍塌；要求深路堑开挖施工与排水防护施工同步进行，以免坡面长期暴露，受雨水侵蚀后坡体坍塌。
2.5陡坡路基及填挖交界处理
对于地面自然坡度陡于1：5的段落，横、纵向填挖交界处均应将原地面开挖成台阶状，并在交界处加铺土工格栅，台阶宽度不小于2.0m，向内倾2%。当地面横坡陡于1：2.5时，按陡坡路堤设计，验算路堤沿斜坡地基或软弱层滑动的稳定性。根据外业勘察，陡坡路堤段地基不存在软弱层，因此，对于陡坡路堤，设计中主要考虑路堤沿斜坡地基的稳定性，要求处理后的稳定系数不小于1.3。陡坡路堤及填挖交界处理采取的主要处理措施如下：
1）清除地表草皮、松散覆盖土，再将地面挖成宽度不小于2m、内倾横坡为2%的台阶。
2）半填半挖路基的挖方处应在路槽下超挖0.8m后再全宽路床范围换填天然砂砾或风化碎石土，以减小路基横向不均匀沉降。土工格栅的铺设位置：第一层铺设于路床底面，第二层铺设于下路床的中央位置，第三层铺设于下路床的顶面。
3）纵向填挖交界路基应向挖方侧超挖15m，再将填挖结合部30m范围内换填天然砂砾或风化碎石土。土工格栅的铺设位置：第一层铺设于上路堤底面的填挖交界处，第二层铺设于路床底面，第三层铺设于下路床的中央位置，第四层铺设于下路床的顶面。
4）土工格栅采用“中华人民共和国交通行业标准（JT/T480-2002）”中双向粘焊土格栅（GSZ60），要求格栅每延米纵、横向极限抗拉强度均不小于60KN/m，纵、横向标称抗拉强度下的伸长率不大于12%，纵、横向2%伸长率时的拉伸力不小于22KN/m，纵、横向5%伸长率时的拉伸力不小于40KN/m，粘、焊点极限剥离力不小于30N，当进行土工格栅搭接时，其搭接宽度不小于20cm，搭接处采用延伸率较小的尼龙绳呈“之”字连接；采用Φ8U型钢筋钉横向300cm*纵向300cm固定土工格栅，并将两端回折反包，回折长度不宜小于1.5m，要求天然砂砾最大粒径不大于10cm。
3、结束语
高路堤是山区高速公路路基设计中主要的控制工程之一。当路线方案不能优化而不得不形成高填方路基时，高路堤方案需与桥梁方案做安全、经济方面的比较，从而选择最优方案。当高路堤方案较优时，对其设计我们必须引起高度重视，因为高路堤的设计内容并不是独立的，而是相互联系、制约的，任何一部分的设计错误或欠缺都会导致路基病害的发生，从而影响行车安全。目前，公路的路基主体部分已施工完毕，每处高路堤均未发生病害，可见上述设计是合理的。
参考文献：
[1]郑茂营.山区高速公路的高路堤设计；山西建筑.2010-06-10
[2]龙森；胡兴尧；刘宏力.陡坡高路堤的设计方法探讨，华东公路；2010-04-20