论文部分内容阅读
【摘 要】 本文对影响平原区路基填土高度的控制因素进行详细的分类，以便于高速公路设计中合理确定路基填土高度。
【关键词】 平原区；高速公路；路基填土高度
路基是公路的重要组成部分，作为路面的支承结构物，要承受由路面传来的荷载，其强度、稳定性和耐久性直接影响路面的使用性能。路基的填筑高度是综合考虑路线线形、路基稳定性、工程经济及交通需求等因素确定的，这些因素既有技术的又有经济的，既有环境的又有社会。有的因素是直接影响，有的因素是间接影响。因此应将影响路基高度的众多因素加以分类，这样才能有效地控制路基填土高度，确定合理的工程建设方案。
一、自然条件因素
1、地理条件：公路沿线的地形地貌不仅影响路线的选定，同时也影响路基的设计。平原区地势平坦，排水困难地表易积水，地下水位相对较高，因而路基需要保持一定的最小填土高度，并设置一定的排水设施。
2、工程地质条件：沿线的地质条件，如岩石的种类、成因、节理、风化程度和裂隙情况，岩石走向、岩层厚度，有无遇水软化的夹层，以及有无断层或其他不良地质现象（岩溶、泥石流、地震等）都对路基高度产生一定的影响，尤其是遇到软基、冻土等不良地质条件时，更需要填筑一定高度的路基来保证路基的功用。
3、气候条件：气候条件如气温、降水、湿度、冰冻深度等都会影响公路沿线的地面水和地下水状况，并且影响路基水温情况，季节的变化也会对路基的水温状况产生影响。
4、水文和水文地质条件：水文条件如公路沿线地表水的排泄，有无地表积水和积水时期的长短，河岸的淤积情况等。水文地质条件如地下水位，地下水移动的规律，有无层间水、裂隙水、泉水等。所有这些都会影响路基稳定性，进而对路基的填筑高度产生影响。
5、路基填土的类别：不同类别的土质具有不同的工程性质，因而达到相同的强度和性能时不同的土质需要的填筑高度也不同。
二、技术性因素
影响路基高度的技术性因素有路线的平面控制点、线型设计指标、路基最小填土高度、相交道路的设置和净空要求、以及防洪等，这些是影响路基高度的主要因素，也是在公路规划和设计阶段要重点考虑的因素。
1、路线的平面控制点：道路线形的主要控制点包括道路的起、终点，路线必须经过的重要城镇或地点等控制节点等，这些控制点是在外业勘测数据的基础上，综合考虑政治、经济、国防和道路的使用功能等方面的因素在公路网规划阶段所选定的，其平面位置基本不能改变，纵面标高可以调整变化的余地不大，它们会对公路的路基标高产生影响。
2、线型设计指标：线型设计对路基高度的影响主要表现在纵断面线形设计以及平纵横协调设计时各指标的选用。
（1）纵断面线型设计
路基填土高度设计实质上是路线纵坡设计，而纵坡设计要符合《公路路线设计规范》中关于最大纵坡、最小纵坡、坡长限制、平均纵坡限制等的各项要求，这些对于高速公路的路基高度有很大的影响。在平原区选线时，由于地势平缓，为了满足最小纵坡的要求，会人为设计一定的纵坡而增加路基的填方。
（2）平纵横协调设计
纵坡设计的主要目标是在较高的纵向指标和最经济的土石方工程量两者之间找出最佳组合。在路线纵坡设计时，针对工程实际，严格、合理執行有关规范，克服盲目追求高标准的倾向，充分结合气象水文、地形地貌、工程地质及水文地质、地物环境等条件进行合理设计，把公路平、纵、横三要素有机结合起来，使线形顺捷，并与地形、地物相适应，与周围人文、环境相协调。连续、均衡的平面线形应与纵坡密切配合，应注意大多数横断面的经济合理，既要避免为取直而使纵坡起伏过大或很短，又要避免只求纵坡平顺，随弯就弯，造成线形纵面填挖不合理过于弯曲，而导致路线过长。
（3）路基最小填土高度
路基的最小填土高度是指保证路基稳定性和强度下的路基填土高度，而路基的稳定性主要受其水稳定性的影响，即路基的干湿类型；同时路基工作区范围内土基的强度与稳定性也是必须考虑的因素。
（4）通道、立交等构造物的净空因素
高速公路是全封闭、全立交的，与其相交的乡村道路都要改为通道或天桥，提供横向交通。通道的数量与净空以及通道与天桥形式的选择对高速公路路基高度有很大的影响。同时《公路工程技术标准》规定，高速公路、一级公路与其他各级公路交叉，应尽量采用立体交叉，互通式立体交叉处的高速公路路基高度必须保证，而分离交叉可采用上跨或下穿两种方式，这将直接影响路基填土高度。此处将互通式立交单独分开说明，将分离式立交与通道的影响统称通道影响。
①互通式立交处高速公路路基高度制约因素很多，一经确定必须保证。但是互通式立交在一条高速公路中的数量不会太多，其影响范围只是在局部。
②通道的数量与设置密度
通道在高速公路中的数量很多，其设置密度与路线经过地区的村镇密集程度、社会经济发展程度、人们的出行习惯、当地路网规划等因素直接相关。通道的密度大，意味着高速公路纵坡设计时可以选择的余地更少，对路基高度的影响比较大。
（5）防洪因素
根据现行规范要求，高速公路桥涵设计洪水频率为l/300，路基的防洪频率为1/100，为满足此项要求，桥梁和受水侵蚀的路基必须达到一定的设计高度。这部分高度要求对整个工程填筑高度的影响是比较少的，因为桥面高度提高后可以很快通过引道纵坡降下来，而受侵蚀的路基一般在河滩或低洼地带，占路线总长度的比例也较小。另外，对于所设置的暗涵，除考虑其与两侧水流的顺接、流量断面的要求，还应从力学稳定性方面考虑暗涵上填土高度的要求，这就会影响到高速公路的路基填土高度。
三、社会经济因素
高速公路的路基高度方案影响到地方经济效益和高速公路的造价，因此在确定高速公路路基高度的时候就需要考虑地方路网和高速公路本身造价的影响。 1、地方路网、行政区划等的影响：高速公路路基高度降不下来的一个最主要的原因就是横穿通道的影响，对横穿通道起决定性影响的就是地方路网和行政区划。减少通道的影响就需要对地方路网进行合理的规划与调整，尽可能使下穿通道既不影响当地群众的出行，又不影响高速公路路基高度。
2、公路用地的影响：不同路基高度的公路的占地是不同的，一般情况下，高路基的公路战地相对较多，而且取土坑的用地也多，因此从减少公路用地的方面希望高速公路路基高度越低越好。
3、路基造价影响：高路基的高速公路的路基土方与边坡防护的工程量巨大，降低路基高度以后，会节省这两方面的工程造价，但是会增加其他措施（例如排水设施）的造价，两者需要具体分析比较。
四、其他影响因素
1、道路交通安全因素
较高填方路基不利于交通行车安全，一旦发生交通事故，后果将不堪设想。较高填方路基公路与低填方路基公路的交通安全虽没有定量的比较，但从公路使用经验中完全可以肯定，较高填方路基公路交通行车要比低填方路基公路交通行车危险的多。
①由于较高填方路基路面高于原地面，使公路两旁遮挡建筑物减少，容易使司机产生眩光现象，影响行车安全，增加事故率。
②路基过高容易使司乘人员产生心理紧张感。因为汽车在高4米以上的道路上行驶，无论对驾驶员还是乘客来说，均不如在低填方路基的道路上行驶舒适和放心。
③在较高填方路基上发生事故时造成的伤害也要比低填方路基大的多。虽然高填方路基上安装有防撞栏，但汽车仍有可能撞坏护栏而冲下路基，一旦发生交通事故，便会导致车毁人亡，后果不堪设想。低填方路基即使不设防撞护栏，汽车冲下路基也不会造成严重后果。此外，对于低填方路基发生交通事故故障车的处理，排障工程车可以方便地将故障车拖出公路，而高填方路基则使得这种排除工作十分困难，不利于车辆的正常行驶。但是并不是路基高度越低对交通安全越好，路基填土高度过低容易形成驼峰竖曲线，严重影响行车舒适性，并容易发生交通事故。有资料表明高路基交通事故较多，且以重大交通事故偏多；过低路基高度也易发成交通事故，但以轻微事故为主。
2、景观环境因素
公路是修筑在天然地表面按照道路的设计线形、位置和设计横断面的要求开挖或堆填而成的带状岩土结构物。在天然地表面建造的道路结构物改变了自然的平衡，或多或少的破坏了自然界的稳定状态，而修建的高填方路基更是对自然界造成了严重的破坏。
公路建设会永久性的占用大量土地，而公路建设本身也会引起水土流失。水土流失雖然没有造成对耕地和土地资源的直接占用，但其造成土壤的流失与污染，土地沙化和沙漠化，土地生产力的降低，直接影响了耕地和土地资源的质量，实质上间接造成了土地和耕地资源的减少和“占用”，所以公路建设对土地资源的占用数量是相当大的，不仅仅指公路的永久性占地和施工过程中的各项临时用地，还包括其产生的水土流失对土地资源的破坏和影响。
①较高填方路基易引起水土流失，减少耕地，破坏地表植被，造成耕地被分割，影响农民的正常耕作，使较多的耕地成为死角地。而且较高填方路基公路用地范围较大，占用了较多的耕地，破坏了自然资源。
②较高填方路基对物种也有一定的影响，影响路基两边植物花粉的正常传播和动物正常的繁殖和交配，影响了生态平衡。
③较高填方路基破坏其周围景观的整体性与连续性，与其周围环境不协调，不能满足人们视觉、心理上的舒适和安全的需要。
④较高填方路基给人感觉压抑，给环境景观造成破坏。而低填方路基道路与周边地区较为协调，与道路两边景观更为相融，改善了道路景观，使道路工程与周边地区环境紧密相连，形成一幅美景。
⑤汽车在公路上行驶会产生一定的噪声和废气，较高填方的路基会使汽车噪声和废气传播的基点比较高，而使其不利影响范围加大。
五、结论
平原区高速公路路线设计过程中，应根据项目所处的地域环境特点，综合考虑影响路基填土高度的各项因素，合理确定路基填土高度。
参考文献：
1. JTG D30-2004.公路路基设计规范[S].北京：人民交通出版社.2004
2.杨发相，雷加强1，李江华等，新疆公路自然区划探讨.干旱地理.2007
3.张涛.路基填土高度设计影响因素分析.山西建筑.2009
4.路基高度设计及影响因素分析与路基施工.黑龙江交通科技.2008
5.张珂.我国高速公路路基填土高度控制的主要因素.河南交通科技.1997
【关键词】 平原区；高速公路；路基填土高度
路基是公路的重要组成部分，作为路面的支承结构物，要承受由路面传来的荷载，其强度、稳定性和耐久性直接影响路面的使用性能。路基的填筑高度是综合考虑路线线形、路基稳定性、工程经济及交通需求等因素确定的，这些因素既有技术的又有经济的，既有环境的又有社会。有的因素是直接影响，有的因素是间接影响。因此应将影响路基高度的众多因素加以分类，这样才能有效地控制路基填土高度，确定合理的工程建设方案。
一、自然条件因素
1、地理条件：公路沿线的地形地貌不仅影响路线的选定，同时也影响路基的设计。平原区地势平坦，排水困难地表易积水，地下水位相对较高，因而路基需要保持一定的最小填土高度，并设置一定的排水设施。
2、工程地质条件：沿线的地质条件，如岩石的种类、成因、节理、风化程度和裂隙情况，岩石走向、岩层厚度，有无遇水软化的夹层，以及有无断层或其他不良地质现象（岩溶、泥石流、地震等）都对路基高度产生一定的影响，尤其是遇到软基、冻土等不良地质条件时，更需要填筑一定高度的路基来保证路基的功用。
3、气候条件：气候条件如气温、降水、湿度、冰冻深度等都会影响公路沿线的地面水和地下水状况，并且影响路基水温情况，季节的变化也会对路基的水温状况产生影响。
4、水文和水文地质条件：水文条件如公路沿线地表水的排泄，有无地表积水和积水时期的长短，河岸的淤积情况等。水文地质条件如地下水位，地下水移动的规律，有无层间水、裂隙水、泉水等。所有这些都会影响路基稳定性，进而对路基的填筑高度产生影响。
5、路基填土的类别：不同类别的土质具有不同的工程性质，因而达到相同的强度和性能时不同的土质需要的填筑高度也不同。
二、技术性因素
影响路基高度的技术性因素有路线的平面控制点、线型设计指标、路基最小填土高度、相交道路的设置和净空要求、以及防洪等，这些是影响路基高度的主要因素，也是在公路规划和设计阶段要重点考虑的因素。
1、路线的平面控制点：道路线形的主要控制点包括道路的起、终点，路线必须经过的重要城镇或地点等控制节点等，这些控制点是在外业勘测数据的基础上，综合考虑政治、经济、国防和道路的使用功能等方面的因素在公路网规划阶段所选定的，其平面位置基本不能改变，纵面标高可以调整变化的余地不大，它们会对公路的路基标高产生影响。
2、线型设计指标：线型设计对路基高度的影响主要表现在纵断面线形设计以及平纵横协调设计时各指标的选用。
（1）纵断面线型设计
路基填土高度设计实质上是路线纵坡设计，而纵坡设计要符合《公路路线设计规范》中关于最大纵坡、最小纵坡、坡长限制、平均纵坡限制等的各项要求，这些对于高速公路的路基高度有很大的影响。在平原区选线时，由于地势平缓，为了满足最小纵坡的要求，会人为设计一定的纵坡而增加路基的填方。
（2）平纵横协调设计
纵坡设计的主要目标是在较高的纵向指标和最经济的土石方工程量两者之间找出最佳组合。在路线纵坡设计时，针对工程实际，严格、合理執行有关规范，克服盲目追求高标准的倾向，充分结合气象水文、地形地貌、工程地质及水文地质、地物环境等条件进行合理设计，把公路平、纵、横三要素有机结合起来，使线形顺捷，并与地形、地物相适应，与周围人文、环境相协调。连续、均衡的平面线形应与纵坡密切配合，应注意大多数横断面的经济合理，既要避免为取直而使纵坡起伏过大或很短，又要避免只求纵坡平顺，随弯就弯，造成线形纵面填挖不合理过于弯曲，而导致路线过长。
（3）路基最小填土高度
路基的最小填土高度是指保证路基稳定性和强度下的路基填土高度，而路基的稳定性主要受其水稳定性的影响，即路基的干湿类型；同时路基工作区范围内土基的强度与稳定性也是必须考虑的因素。
（4）通道、立交等构造物的净空因素
高速公路是全封闭、全立交的，与其相交的乡村道路都要改为通道或天桥，提供横向交通。通道的数量与净空以及通道与天桥形式的选择对高速公路路基高度有很大的影响。同时《公路工程技术标准》规定，高速公路、一级公路与其他各级公路交叉，应尽量采用立体交叉，互通式立体交叉处的高速公路路基高度必须保证，而分离交叉可采用上跨或下穿两种方式，这将直接影响路基填土高度。此处将互通式立交单独分开说明，将分离式立交与通道的影响统称通道影响。
①互通式立交处高速公路路基高度制约因素很多，一经确定必须保证。但是互通式立交在一条高速公路中的数量不会太多，其影响范围只是在局部。
②通道的数量与设置密度
通道在高速公路中的数量很多，其设置密度与路线经过地区的村镇密集程度、社会经济发展程度、人们的出行习惯、当地路网规划等因素直接相关。通道的密度大，意味着高速公路纵坡设计时可以选择的余地更少，对路基高度的影响比较大。
（5）防洪因素
根据现行规范要求，高速公路桥涵设计洪水频率为l/300，路基的防洪频率为1/100，为满足此项要求，桥梁和受水侵蚀的路基必须达到一定的设计高度。这部分高度要求对整个工程填筑高度的影响是比较少的，因为桥面高度提高后可以很快通过引道纵坡降下来，而受侵蚀的路基一般在河滩或低洼地带，占路线总长度的比例也较小。另外，对于所设置的暗涵，除考虑其与两侧水流的顺接、流量断面的要求，还应从力学稳定性方面考虑暗涵上填土高度的要求，这就会影响到高速公路的路基填土高度。
三、社会经济因素
高速公路的路基高度方案影响到地方经济效益和高速公路的造价，因此在确定高速公路路基高度的时候就需要考虑地方路网和高速公路本身造价的影响。 1、地方路网、行政区划等的影响：高速公路路基高度降不下来的一个最主要的原因就是横穿通道的影响，对横穿通道起决定性影响的就是地方路网和行政区划。减少通道的影响就需要对地方路网进行合理的规划与调整，尽可能使下穿通道既不影响当地群众的出行，又不影响高速公路路基高度。
2、公路用地的影响：不同路基高度的公路的占地是不同的，一般情况下，高路基的公路战地相对较多，而且取土坑的用地也多，因此从减少公路用地的方面希望高速公路路基高度越低越好。
3、路基造价影响：高路基的高速公路的路基土方与边坡防护的工程量巨大，降低路基高度以后，会节省这两方面的工程造价，但是会增加其他措施（例如排水设施）的造价，两者需要具体分析比较。
四、其他影响因素
1、道路交通安全因素
较高填方路基不利于交通行车安全，一旦发生交通事故，后果将不堪设想。较高填方路基公路与低填方路基公路的交通安全虽没有定量的比较，但从公路使用经验中完全可以肯定，较高填方路基公路交通行车要比低填方路基公路交通行车危险的多。
①由于较高填方路基路面高于原地面，使公路两旁遮挡建筑物减少，容易使司机产生眩光现象，影响行车安全，增加事故率。
②路基过高容易使司乘人员产生心理紧张感。因为汽车在高4米以上的道路上行驶，无论对驾驶员还是乘客来说，均不如在低填方路基的道路上行驶舒适和放心。
③在较高填方路基上发生事故时造成的伤害也要比低填方路基大的多。虽然高填方路基上安装有防撞栏，但汽车仍有可能撞坏护栏而冲下路基，一旦发生交通事故，便会导致车毁人亡，后果不堪设想。低填方路基即使不设防撞护栏，汽车冲下路基也不会造成严重后果。此外，对于低填方路基发生交通事故故障车的处理，排障工程车可以方便地将故障车拖出公路，而高填方路基则使得这种排除工作十分困难，不利于车辆的正常行驶。但是并不是路基高度越低对交通安全越好，路基填土高度过低容易形成驼峰竖曲线，严重影响行车舒适性，并容易发生交通事故。有资料表明高路基交通事故较多，且以重大交通事故偏多；过低路基高度也易发成交通事故，但以轻微事故为主。
2、景观环境因素
公路是修筑在天然地表面按照道路的设计线形、位置和设计横断面的要求开挖或堆填而成的带状岩土结构物。在天然地表面建造的道路结构物改变了自然的平衡，或多或少的破坏了自然界的稳定状态，而修建的高填方路基更是对自然界造成了严重的破坏。
公路建设会永久性的占用大量土地，而公路建设本身也会引起水土流失。水土流失雖然没有造成对耕地和土地资源的直接占用，但其造成土壤的流失与污染，土地沙化和沙漠化，土地生产力的降低，直接影响了耕地和土地资源的质量，实质上间接造成了土地和耕地资源的减少和“占用”，所以公路建设对土地资源的占用数量是相当大的，不仅仅指公路的永久性占地和施工过程中的各项临时用地，还包括其产生的水土流失对土地资源的破坏和影响。
①较高填方路基易引起水土流失，减少耕地，破坏地表植被，造成耕地被分割，影响农民的正常耕作，使较多的耕地成为死角地。而且较高填方路基公路用地范围较大，占用了较多的耕地，破坏了自然资源。
②较高填方路基对物种也有一定的影响，影响路基两边植物花粉的正常传播和动物正常的繁殖和交配，影响了生态平衡。
③较高填方路基破坏其周围景观的整体性与连续性，与其周围环境不协调，不能满足人们视觉、心理上的舒适和安全的需要。
④较高填方路基给人感觉压抑，给环境景观造成破坏。而低填方路基道路与周边地区较为协调，与道路两边景观更为相融，改善了道路景观，使道路工程与周边地区环境紧密相连，形成一幅美景。
⑤汽车在公路上行驶会产生一定的噪声和废气，较高填方的路基会使汽车噪声和废气传播的基点比较高，而使其不利影响范围加大。
五、结论
平原区高速公路路线设计过程中，应根据项目所处的地域环境特点，综合考虑影响路基填土高度的各项因素，合理确定路基填土高度。
参考文献：
1. JTG D30-2004.公路路基设计规范[S].北京：人民交通出版社.2004
2.杨发相，雷加强1，李江华等，新疆公路自然区划探讨.干旱地理.2007
3.张涛.路基填土高度设计影响因素分析.山西建筑.2009
4.路基高度设计及影响因素分析与路基施工.黑龙江交通科技.2008
5.张珂.我国高速公路路基填土高度控制的主要因素.河南交通科技.1997