论文部分内容阅读
【摘 要】 黄土主要分布在山区地段，面积大、厚度大，容易发生各种地质灾害，高填方路基设计方案在山区路基中十分常见，本文从设计原则、设计要点两个方面论述了黄土地区高填方路基的设计。
【关键词】 黄土；山区；路基
1 前言
黄土是无层理的黄色粉质土状沉积物，富含碳酸盐，孔隙度高，并具垂直节理。中国的黄土主要分布在黄河中游，包括乌鞘岭以东、太行山以西、长城以南、秦岭以北的广大地区，形成著名的黄土高原。不仅分布面积大，而且厚度也大。黄土的特点在于具有易溶蚀、易冲刷、湿陷性、各向异性等工程特性，因而黄土地区的路基容易产生许多问题，黄土路堑边坡容易出现剥落、冲刷、滑坍、崩坍、泥流等变形破坏；黄土路堤工后下沉普遍、严重，坡面易遭雨水冲刷，形成沟槽，路肩和坡面容易发生滑坍。在黄土山区地段，由于地形地貌的限制，往往采用高填方路基设计方案，但由于高填方路基自身的工程特性，路基病害较低填方路基更为突出，并且不易控制。因此，本文着重探讨黄土地区高填方路基的设计
2 黄土地区高填方路基设计原则
①首先，黄土地区路基设计应该明确该道路途经范围内的黄土分布情况，道路沿线的黄土类型、土质特点、物理指标、地质地貌、湿陷性类型和温陷等级。
②一般路基是套用典型横断面进行设计，无需加以论证和验算，对于高填方路堤，则要对其边坡进行稳定性分析、验算，以确定合理的断面形式。
③高填方路基过去大多预留沉淀量，使路基沉降后符合设计高度，而高等级公路具有较严格的技术标准，不可能由于预留沉降量使路基在短时间趋于稳定，也不可能因预留沉降量而在路基沉实后在调整路面高度。因此，只有在路基填筑过程中严格控制填筑质量，达到规范要求的密实度标准，从而减小完工后的沉降，达到高填方路基稳定的目的。
④位于冲沟沟头和陷穴附近的路基，有必要对其发展趋势及路基的安全系数进行系统评价，并在设计中考虑冲沟和陷穴对路基稳定性的影响。
⑤位于湿陷性黄土地段的路基，宜设在温陷等级轻微、温陷土层较薄、排水条件较好的地段。
⑥黄土地区，尤其是湿陷性黄土地区，要格外加强路基的排水设计，采取拦截、分散的处理原则，设置防冲刷、防渗漏和有利于水土保持的综合排水设施及防护工程，同时处理路基与周边农田水利之间的关系，避免两者相互干扰。
3 黄土地区高填方路基设计要点
3.1路基材料的选择
路基填料宜选用级配较好的粗粒土如砂、砾土作为填料。用不同填料填筑路基时应分层填筑，每一水平层均应采用同类填料。泥炭、淤泥、冻土，强膨胀土及易溶盐含量超过允许限量的土，不得直接用于填筑路基。高填方路基施工中应分层填筑，均匀压实，每一层位的压实度应符合规范要求的的压实度标准。
3.2路床要求
路床土质应均匀、密实、强度高。路床压实度达不到规范规定的要求时，必须采取晾晒、掺石灰、换填料等技术措施处理，使之达到规定的强度要求。路床顶面横坡与路拱横坡相一致。高填方路基基底范围内地表土层有树根草皮或腐殖土时应予清除。由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截、引排等措施，路堤基底为耕作土或松散土时，必须做好填前碾压工作。
3.3边坡坡率设计
对于黄土地区高填方路基，在设计挖方边坡坡率设计时，要尽量使得边坡一次开挖成型，避免多次开挖对原状土稳定性的扰动，同时避免在超挖后采用回填的方式修正边坡。在边坡中部每隔8-10m设边坡平台一道，平台宽度为1-3m，用浆砌片石或水泥混凝土预制块防护。平台应设坡度为2%-5%的缓坡并向外侧倾斜。受水浸淹的路基填方边坡坡度，在设计水位以下部分视填料情况可采用1：1.75～1：2.0，在常水位以下部分可采用1：2～1：3。如用渗水性好的土填筑或设边坡防护时，可采用较陡的边坡。
3.4路基排水设计
对于黄土地区，路基排水设计是相当重要的，路基排水的任务是把路基工作区内的土基含水量降到工程容许范围内以保证路基稳定的工作状态。路基地表排水可采用边沟、截水沟、排水沟、跃水井和急流槽，各类地段排水沟应高出设计水位0～2m以上。边沟横断面采用梯形，梯形边沟内侧边坡坡度为1：1～1：1.5，边沟纵坡宜与路线纵坡一致并不宜小于0.5%，边沟可采用浆砌片石，水泥混凝土预制块防护，边沟长度不宜超过500m，截水沟横断面可采用梯形，沟底纵坡不宜小于0.5%，水流通过陡坡地段时可设置跌水等或急流槽，边墙应高出设计水位0.2m以上，其横断面形式为矩形，槽底应做成粗糙面，跃水的台阶高度可采用0.3～0.6m，台面坡度应为2%～3%，急流槽以纵坡不宜陡于1：1.5，急流槽过长时应分段修筑，每段长度不宜超过10m。
3.5路基稳定性验算
黄土地区高填方路基填方数量大、占地宽、行车条件差，为使路基边坡稳定和横断面经济合理，需要特殊设计。由于要求高，而需要更加注意路基基底状况，了解地基浅层有无软弱夹层和地质不良地段；地下水及地表水对稳定性有无影响等。如果路线通过地质不良地段，要尽量设法避绕，实在无法避绕时，应对其地质情况做深入细致的地质调查，仔细评估其稳定性，以防由于高路堤失稳而引起破坏。高填方路堤稳定性验算时，稳定系数若达不到要求，需加固处理，对其加固措施应在初步设计阶段提出比较方案和推荐意见。
4 结语
黄土在我国分布范围广泛，大部分处于山区地段，而山区地段又多采用高填方路基设计方案，因此，对于黄土地区的高填方路基设计，我们必须引起高度重视，因为每一部分的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。
参考文献：
[1]工程地质手册编委会.工程地质手册[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，1992.
[2]张勇，杨广庆，吕鹏，等.高等级公路路基病害分析与防治技术[M].北京：人民交通出版社，2007.
[3]张留俊，王福胜，李刚.公路地基处理设计施工实用技术[M].北京：人民交通出版社，2004.
[4]交通部第二公路勘察设计院.公路设计手册：路基[M].北京：人民交通出版社，1996.
【关键词】 黄土；山区；路基
1 前言
黄土是无层理的黄色粉质土状沉积物，富含碳酸盐，孔隙度高，并具垂直节理。中国的黄土主要分布在黄河中游，包括乌鞘岭以东、太行山以西、长城以南、秦岭以北的广大地区，形成著名的黄土高原。不仅分布面积大，而且厚度也大。黄土的特点在于具有易溶蚀、易冲刷、湿陷性、各向异性等工程特性，因而黄土地区的路基容易产生许多问题，黄土路堑边坡容易出现剥落、冲刷、滑坍、崩坍、泥流等变形破坏；黄土路堤工后下沉普遍、严重，坡面易遭雨水冲刷，形成沟槽，路肩和坡面容易发生滑坍。在黄土山区地段，由于地形地貌的限制，往往采用高填方路基设计方案，但由于高填方路基自身的工程特性，路基病害较低填方路基更为突出，并且不易控制。因此，本文着重探讨黄土地区高填方路基的设计
2 黄土地区高填方路基设计原则
①首先，黄土地区路基设计应该明确该道路途经范围内的黄土分布情况，道路沿线的黄土类型、土质特点、物理指标、地质地貌、湿陷性类型和温陷等级。
②一般路基是套用典型横断面进行设计，无需加以论证和验算，对于高填方路堤，则要对其边坡进行稳定性分析、验算，以确定合理的断面形式。
③高填方路基过去大多预留沉淀量，使路基沉降后符合设计高度，而高等级公路具有较严格的技术标准，不可能由于预留沉降量使路基在短时间趋于稳定，也不可能因预留沉降量而在路基沉实后在调整路面高度。因此，只有在路基填筑过程中严格控制填筑质量，达到规范要求的密实度标准，从而减小完工后的沉降，达到高填方路基稳定的目的。
④位于冲沟沟头和陷穴附近的路基，有必要对其发展趋势及路基的安全系数进行系统评价，并在设计中考虑冲沟和陷穴对路基稳定性的影响。
⑤位于湿陷性黄土地段的路基，宜设在温陷等级轻微、温陷土层较薄、排水条件较好的地段。
⑥黄土地区，尤其是湿陷性黄土地区，要格外加强路基的排水设计，采取拦截、分散的处理原则，设置防冲刷、防渗漏和有利于水土保持的综合排水设施及防护工程，同时处理路基与周边农田水利之间的关系，避免两者相互干扰。
3 黄土地区高填方路基设计要点
3.1路基材料的选择
路基填料宜选用级配较好的粗粒土如砂、砾土作为填料。用不同填料填筑路基时应分层填筑，每一水平层均应采用同类填料。泥炭、淤泥、冻土，强膨胀土及易溶盐含量超过允许限量的土，不得直接用于填筑路基。高填方路基施工中应分层填筑，均匀压实，每一层位的压实度应符合规范要求的的压实度标准。
3.2路床要求
路床土质应均匀、密实、强度高。路床压实度达不到规范规定的要求时，必须采取晾晒、掺石灰、换填料等技术措施处理，使之达到规定的强度要求。路床顶面横坡与路拱横坡相一致。高填方路基基底范围内地表土层有树根草皮或腐殖土时应予清除。由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截、引排等措施，路堤基底为耕作土或松散土时，必须做好填前碾压工作。
3.3边坡坡率设计
对于黄土地区高填方路基，在设计挖方边坡坡率设计时，要尽量使得边坡一次开挖成型，避免多次开挖对原状土稳定性的扰动，同时避免在超挖后采用回填的方式修正边坡。在边坡中部每隔8-10m设边坡平台一道，平台宽度为1-3m，用浆砌片石或水泥混凝土预制块防护。平台应设坡度为2%-5%的缓坡并向外侧倾斜。受水浸淹的路基填方边坡坡度，在设计水位以下部分视填料情况可采用1：1.75～1：2.0，在常水位以下部分可采用1：2～1：3。如用渗水性好的土填筑或设边坡防护时，可采用较陡的边坡。
3.4路基排水设计
对于黄土地区，路基排水设计是相当重要的，路基排水的任务是把路基工作区内的土基含水量降到工程容许范围内以保证路基稳定的工作状态。路基地表排水可采用边沟、截水沟、排水沟、跃水井和急流槽，各类地段排水沟应高出设计水位0～2m以上。边沟横断面采用梯形，梯形边沟内侧边坡坡度为1：1～1：1.5，边沟纵坡宜与路线纵坡一致并不宜小于0.5%，边沟可采用浆砌片石，水泥混凝土预制块防护，边沟长度不宜超过500m，截水沟横断面可采用梯形，沟底纵坡不宜小于0.5%，水流通过陡坡地段时可设置跌水等或急流槽，边墙应高出设计水位0.2m以上，其横断面形式为矩形，槽底应做成粗糙面，跃水的台阶高度可采用0.3～0.6m，台面坡度应为2%～3%，急流槽以纵坡不宜陡于1：1.5，急流槽过长时应分段修筑，每段长度不宜超过10m。
3.5路基稳定性验算
黄土地区高填方路基填方数量大、占地宽、行车条件差，为使路基边坡稳定和横断面经济合理，需要特殊设计。由于要求高，而需要更加注意路基基底状况，了解地基浅层有无软弱夹层和地质不良地段；地下水及地表水对稳定性有无影响等。如果路线通过地质不良地段，要尽量设法避绕，实在无法避绕时，应对其地质情况做深入细致的地质调查，仔细评估其稳定性，以防由于高路堤失稳而引起破坏。高填方路堤稳定性验算时，稳定系数若达不到要求，需加固处理，对其加固措施应在初步设计阶段提出比较方案和推荐意见。
4 结语
黄土在我国分布范围广泛，大部分处于山区地段，而山区地段又多采用高填方路基设计方案，因此，对于黄土地区的高填方路基设计，我们必须引起高度重视，因为每一部分的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。
参考文献：
[1]工程地质手册编委会.工程地质手册[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，1992.
[2]张勇，杨广庆，吕鹏，等.高等级公路路基病害分析与防治技术[M].北京：人民交通出版社，2007.
[3]张留俊，王福胜，李刚.公路地基处理设计施工实用技术[M].北京：人民交通出版社，2004.
[4]交通部第二公路勘察设计院.公路设计手册：路基[M].北京：人民交通出版社，1996.