论文部分内容阅读
摘要：为确保公路路基、路面的稳定性，加强行车的安全性,延长道路的使用寿命，笔者结合自身多年工作经验，对公路路基设计中的常见问题进行深入研究，从而采用灵活有效的防护方式进行科学合理的设计，以供同行借鉴参考。
关键词：公路路基设计；原则；安全检查
Abstract: to ensure the stability of the highway subgrade pavement, strengthen the safety of driving, prolong the service life of the road, the author combined with their own years of work experience, for the design of highway subgrade common discussed in depth, and thus the flexible and effective protection for scientific and reasonable design way, in order to offer reference for the same.
Keywords: highway roadbed design; Principle; Safety inspection
中图分类号：TU714文献标识码：A 文章编号：
1 引言
随着我国经济、社会的不断发展，对公路运输道路发展提出了越来越高的要求。公路运输道路的高要求，不仅体现在道路建设的数量上，而且体现在运输道路建设的质量上。然而，公路建设质量的好坏，公路路基的质量则是影响其质量的最关键因素。
2 路基边坡常见问题及防护设计原则
2.1 常见问题
㈠边坡破坏
自然降水对边坡形成的直接冲刷和对坡面径流的冲刷，会在路基边坡沿着坡面的流水方向形成水流冲沟，而路基边坡最终会因冲沟的发展而遭到破坏，进而造成路面塌陷，直接影响道路和行车的安全。边坡破坏的成因与路基填料的性质、路基高度和压实度等密切相关。理论上，由砂性土形成的路基边坡较粘性土形成的边坡更易遭受自然降水的冲刷而遭到破坏；压实度也是边坡设计的重要指标，通常压实度较好的边坡较压实度差的边坡更具韧性和耐冲刷性。
㈡路基边坡坍塌
⑴按坍塌土层性质，可将坍塌分为均质土坍塌、覆盖层坍塌和结构面坍塌三类：
①均质土坍塌指边坡土体性质单一的部位发生的微膨胀或膨胀粉质粘土等坍塌；
②覆盖层坍塌指坡体、坡肩、坡内、坡脚部位黄土、粉质粘土等松散覆盖层的边坡坍塌，其坍塌的损害程度与覆盖层的厚度和边坡的高度等有关；
③结构面坍塌指坡肩或坡体内某一软弱结构面发生的坍塌，其形态多为直线型或折线型且因结构面而异。
⑵根据坍塌体的类型，可将边坡坍塌分为冲刷型、溜塌型和滑塌型三种：
①冲刷型坍塌指由降水冲刷不断发展和扩延而形成的坍塌体，多发生在坡面未做任何防护、大面积裸露的砂性较大的边坡上；
②溜塌型坍塌该类坍塌以坡肩及整个坡体为主，多发生于挖填结合部位或原地面较陡的部位；
③滑塌型坍塌滑塌病害多发生在含水量接近液限的粘性土质边坡，由于水的湿化作用、上下部土体含水量的差异，上部土体在重力作用下顺软、硬交界面滑塌而导致坍塌。
因此，在边坡防护设计中，既要根据地质地貌、岩体和岩层的性质状况和边坡高度，做好边坡的坡面设计，又要从实际出发，控制水流，做好坡面防护设计。
2.2 防护设计原则
㈠边坡综合防护设计应本着综合设计、就地取材和以防为主、确保施工这一基本原则。
㈡路基边坡防护应将设计、施工与养护三者合理有效地结合起来，在深入调查研究，以及对当地气候环境、工程地质和材料状况全面掌握的基础上， 因地制宜地选择适当的工程设计类型和综合防护措施，确保路基的稳固。避免由于轻易取消或减少必要的防护工程措施而为养护遗留隐患的现象发生。
㈢路基防护措施应就地取材。根据沿线不同水文地质条件、土质岩性和气候等，结合路面排水情况，选择适宜的植物防护、工程防护等防护设计， 并将它们科学有效地结合。
3 路基排水系统设计分析
3.1 设计概述
路基排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。路基排水设计应包含以下两个方面的內容：其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响，一般称之为第一类排水；其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响，减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害，这称为第二类排水。
3.2 路基边沟排水设计
边沟设计在高速公路排水设计中占有很大的比重，设计人员都给予高度重视，但在设计过程中往往会忽视一些施工中的问题，如边沟的尺寸不考虑具体情况，死搬硬套有关规范、规定；又如施工单位大都未能按有关设计要求将原地表土、河塘清淤土等弃土运送至取土坑内用于复垦还田，而是弃放于路线两侧河塘中，造成部分河塘无法将路基水排入。另外由于沿线农田为分户承包，当地乡镇为了减少地方矛盾的产生，常常要求增加、改移和调整小型构造物设置位置。还有一点就是设计中没有充分考虑利用高速公路施工中超宽填土土方等。
3.3 路基路面渗水的排水设计
沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物（土工布）组成的路面边缘排水系统。
通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限，考虑到排水路径的限制，因此，设计中采用每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。
5 公路路基设计的安全检查问题分析
5.1 路基横断面和行车道检查
不同等级公路的交通量，其安全行驶的功能要求是不同的。对于高速公路和一级公路，除了专用行车道外，还必须考虑紧急停车带，加、减速车道及爬坡车道；对于低等级公路的单车道路面，必须考虑留有错车道；对于城郊接合部的路段，还必须考虑快、慢车分流车道及非机动车道等；对于连续长陡下坡路段。应设置避险车道。所以，这些不同功能的要求，都应在路基横断面组成设计中加以考虑，否则，将给今后的交通安全行驶带来严重的事故隐患。安全检查要点为：(1)检查路基标准横断面与典型横断面设计图；(2)检查横断面的各组成部分功能；(3)检查各种功能的附加车道设置条件、几何尺寸、设置的过渡段长度和位置；(4)检查附加车道与主线的衔接协调。
5.2 路肩和中间带检查
路肩除了保护行车道等主要结构的稳定外，还用于提供发生故障的车辆临时停车、行人和自行车通行、设置路上设施养护操作场地、提供侧向余宽的功能。当路肩宽度不足。车辆出现故障停放路肩上时，势必占用部分行车道。从而影响正常车辆的行驶，近年来高速公路上就发生过多起高速行驶的车辆碰撞停放于硬路肩上故障车辆的事故。安全检查要点为：(1)检查各级公路士路肩设置与宽度；(2)检查高速公路、一级公路右侧硬路肩设置与宽度；(3)检查高速公路、一级公路采用分离式断面时，左侧硬路肩与左侧士路肩设置与宽度；(4)设计速度20km/h的四级公路士路肩设置与宽度。高速公路、一级公路整体式断面必须设置中间带，中间带由中央分隔带及两条左侧路缘带组成。中间带的主要作用是分隔往返车流，保证安全，提高通行能力，若中间带宽度频繁地变化，将造成驾驶人员视觉上的误导，由于车速快，极易产生交通事故，当路缘石形状选用不当，容易造成车辆弹起或翻车问题。安全检查要点为：(1)检查中间带宽度；(2)重点检查中间带宽度变化的条件和．原因、过渡段设置；(3)检查路缘石形状选用。
5.3 路基稳定性检查
当路堤边坡高度大于20m 或地面斜坡坡率陡于1：2．5的路堤．由于水文地质条件的影响，产生路堤边坡沉陷或滑移等稳定性问题，这将给车辆行驶带来严重的交通安全事故。高路堤边坡形式和坡率应根据填料的物理力学性质、边坡高度、车辆荷载和工程地质条件等经稳定计算，并结合工程经验分析确定，高路堤断面形式宜采用台阶式，降水量较大的地区，平台上应加设截水沟。高路堤稳定性分析的强度参数应根据填料场地情况，选择有代表性的土样进行室内试验，并结合现场情况确定。安全检查要点为：(1)检查高路堤边坡坡率；(2)重点检查高路堤的稳定性验算；(3)检查高边坡的防止失稳措施。
参考文献
[1] 李远科，公路路基边坡防护措施的探讨[J]， 2010.
[2] 金成洙，浅谈高速公路路基边坡防护措施[J]， 2010.
[3]何先伟，公路路基路面设计安全检查问题探讨[J]，2009.
关键词：公路路基设计；原则；安全检查
Abstract: to ensure the stability of the highway subgrade pavement, strengthen the safety of driving, prolong the service life of the road, the author combined with their own years of work experience, for the design of highway subgrade common discussed in depth, and thus the flexible and effective protection for scientific and reasonable design way, in order to offer reference for the same.
Keywords: highway roadbed design; Principle; Safety inspection
中图分类号：TU714文献标识码：A 文章编号：
1 引言
随着我国经济、社会的不断发展，对公路运输道路发展提出了越来越高的要求。公路运输道路的高要求，不仅体现在道路建设的数量上，而且体现在运输道路建设的质量上。然而，公路建设质量的好坏，公路路基的质量则是影响其质量的最关键因素。
2 路基边坡常见问题及防护设计原则
2.1 常见问题
㈠边坡破坏
自然降水对边坡形成的直接冲刷和对坡面径流的冲刷，会在路基边坡沿着坡面的流水方向形成水流冲沟，而路基边坡最终会因冲沟的发展而遭到破坏，进而造成路面塌陷，直接影响道路和行车的安全。边坡破坏的成因与路基填料的性质、路基高度和压实度等密切相关。理论上，由砂性土形成的路基边坡较粘性土形成的边坡更易遭受自然降水的冲刷而遭到破坏；压实度也是边坡设计的重要指标，通常压实度较好的边坡较压实度差的边坡更具韧性和耐冲刷性。
㈡路基边坡坍塌
⑴按坍塌土层性质，可将坍塌分为均质土坍塌、覆盖层坍塌和结构面坍塌三类：
①均质土坍塌指边坡土体性质单一的部位发生的微膨胀或膨胀粉质粘土等坍塌；
②覆盖层坍塌指坡体、坡肩、坡内、坡脚部位黄土、粉质粘土等松散覆盖层的边坡坍塌，其坍塌的损害程度与覆盖层的厚度和边坡的高度等有关；
③结构面坍塌指坡肩或坡体内某一软弱结构面发生的坍塌，其形态多为直线型或折线型且因结构面而异。
⑵根据坍塌体的类型，可将边坡坍塌分为冲刷型、溜塌型和滑塌型三种：
①冲刷型坍塌指由降水冲刷不断发展和扩延而形成的坍塌体，多发生在坡面未做任何防护、大面积裸露的砂性较大的边坡上；
②溜塌型坍塌该类坍塌以坡肩及整个坡体为主，多发生于挖填结合部位或原地面较陡的部位；
③滑塌型坍塌滑塌病害多发生在含水量接近液限的粘性土质边坡，由于水的湿化作用、上下部土体含水量的差异，上部土体在重力作用下顺软、硬交界面滑塌而导致坍塌。
因此，在边坡防护设计中，既要根据地质地貌、岩体和岩层的性质状况和边坡高度，做好边坡的坡面设计，又要从实际出发，控制水流，做好坡面防护设计。
2.2 防护设计原则
㈠边坡综合防护设计应本着综合设计、就地取材和以防为主、确保施工这一基本原则。
㈡路基边坡防护应将设计、施工与养护三者合理有效地结合起来，在深入调查研究，以及对当地气候环境、工程地质和材料状况全面掌握的基础上， 因地制宜地选择适当的工程设计类型和综合防护措施，确保路基的稳固。避免由于轻易取消或减少必要的防护工程措施而为养护遗留隐患的现象发生。
㈢路基防护措施应就地取材。根据沿线不同水文地质条件、土质岩性和气候等，结合路面排水情况，选择适宜的植物防护、工程防护等防护设计， 并将它们科学有效地结合。
3 路基排水系统设计分析
3.1 设计概述
路基排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。路基排水设计应包含以下两个方面的內容：其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响，一般称之为第一类排水；其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响，减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害，这称为第二类排水。
3.2 路基边沟排水设计
边沟设计在高速公路排水设计中占有很大的比重，设计人员都给予高度重视，但在设计过程中往往会忽视一些施工中的问题，如边沟的尺寸不考虑具体情况，死搬硬套有关规范、规定；又如施工单位大都未能按有关设计要求将原地表土、河塘清淤土等弃土运送至取土坑内用于复垦还田，而是弃放于路线两侧河塘中，造成部分河塘无法将路基水排入。另外由于沿线农田为分户承包，当地乡镇为了减少地方矛盾的产生，常常要求增加、改移和调整小型构造物设置位置。还有一点就是设计中没有充分考虑利用高速公路施工中超宽填土土方等。
3.3 路基路面渗水的排水设计
沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物（土工布）组成的路面边缘排水系统。
通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限，考虑到排水路径的限制，因此，设计中采用每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。
5 公路路基设计的安全检查问题分析
5.1 路基横断面和行车道检查
不同等级公路的交通量，其安全行驶的功能要求是不同的。对于高速公路和一级公路，除了专用行车道外，还必须考虑紧急停车带，加、减速车道及爬坡车道；对于低等级公路的单车道路面，必须考虑留有错车道；对于城郊接合部的路段，还必须考虑快、慢车分流车道及非机动车道等；对于连续长陡下坡路段。应设置避险车道。所以，这些不同功能的要求，都应在路基横断面组成设计中加以考虑，否则，将给今后的交通安全行驶带来严重的事故隐患。安全检查要点为：(1)检查路基标准横断面与典型横断面设计图；(2)检查横断面的各组成部分功能；(3)检查各种功能的附加车道设置条件、几何尺寸、设置的过渡段长度和位置；(4)检查附加车道与主线的衔接协调。
5.2 路肩和中间带检查
路肩除了保护行车道等主要结构的稳定外，还用于提供发生故障的车辆临时停车、行人和自行车通行、设置路上设施养护操作场地、提供侧向余宽的功能。当路肩宽度不足。车辆出现故障停放路肩上时，势必占用部分行车道。从而影响正常车辆的行驶，近年来高速公路上就发生过多起高速行驶的车辆碰撞停放于硬路肩上故障车辆的事故。安全检查要点为：(1)检查各级公路士路肩设置与宽度；(2)检查高速公路、一级公路右侧硬路肩设置与宽度；(3)检查高速公路、一级公路采用分离式断面时，左侧硬路肩与左侧士路肩设置与宽度；(4)设计速度20km/h的四级公路士路肩设置与宽度。高速公路、一级公路整体式断面必须设置中间带，中间带由中央分隔带及两条左侧路缘带组成。中间带的主要作用是分隔往返车流，保证安全，提高通行能力，若中间带宽度频繁地变化，将造成驾驶人员视觉上的误导，由于车速快，极易产生交通事故，当路缘石形状选用不当，容易造成车辆弹起或翻车问题。安全检查要点为：(1)检查中间带宽度；(2)重点检查中间带宽度变化的条件和．原因、过渡段设置；(3)检查路缘石形状选用。
5.3 路基稳定性检查
当路堤边坡高度大于20m 或地面斜坡坡率陡于1：2．5的路堤．由于水文地质条件的影响，产生路堤边坡沉陷或滑移等稳定性问题，这将给车辆行驶带来严重的交通安全事故。高路堤边坡形式和坡率应根据填料的物理力学性质、边坡高度、车辆荷载和工程地质条件等经稳定计算，并结合工程经验分析确定，高路堤断面形式宜采用台阶式，降水量较大的地区，平台上应加设截水沟。高路堤稳定性分析的强度参数应根据填料场地情况，选择有代表性的土样进行室内试验，并结合现场情况确定。安全检查要点为：(1)检查高路堤边坡坡率；(2)重点检查高路堤的稳定性验算；(3)检查高边坡的防止失稳措施。
参考文献
[1] 李远科，公路路基边坡防护措施的探讨[J]， 2010.
[2] 金成洙，浅谈高速公路路基边坡防护措施[J]， 2010.
[3]何先伟，公路路基路面设计安全检查问题探讨[J]，2009.