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摘要:本文先从环境和实际情况两方面对高速公路路基设计原则进行总结,然后在一般路基和软土路基基础上,对高速公路路基的设计方式进行叙述,进而在路基地表排水、软土地基处理以及防护等方面入手,对高速公路路基的施工进行详细阐述。
关键词:高速公路;路基设计;施工
引言
高速公路是我国交通运输系统中重要的构成部分,随着科学技术的不断发展,高速公路覆盖的范围更广,人们可以通过高速公路到达更远的地方。高速公路不但能方便人们的出行,同时也能够促使地方经济的发展。在这种情况下,社会对高速公路的质量有着更高要求。路基是公路的关键构成部分,路基的质量直接决定了整个公路的质量。因此,在对高速公路进行建设时,需要做好路基的设计和施工工作,以此保证整个公路的质量。所以,对路基的设计和施工进行深入研究有着一定的现实意义。
1高速公路路基设计的原则
高速公路属于高等级公路,高速公路平均时速在80千米以上,最高时速能够达到120千米,是普通公路的6到7倍。高速公路的通行能力很强,其车道很多,并且路面很宽。高速公路承担的运输量是普通公路的几十倍。高速公路有着相对健全的道路设施条件,这些条件能够让汽车单位输送过程中的耗油量、车辆磨损以及货物损失降到最低,这样就在根本上减低了运输成本。由此可见,高速公路在整个交通运输行业中是十分重要的。所以在对高速公路的路基进行设计时要考虑更多因素,并且要遵循以下几方面的原则。
1.1遵从实际原则
公路路基的设计必须要依据施工地的实际情况进行,这是公路建设时最基本的要求。我国的疆土十分辽阔,并且地形地貌各不相同。所以,公路路基的设计也需要考虑到当地的地质水文、气候条件以及动植物等,同时还需要考虑到高速公路的建设是否对当地的景观进行影响。地质环境对公路的建设而言存在着很大的影响。因此,在对高速公路的路基进行设计时,需要对施工地的地形、地貌、底层结构以及地下水等相关情况进行综合考虑,以此收集全面的信息和资料,为公路的路基设计提供可靠的数据信息[1]。因为高速路的路基主要是由边坡、高度和宽度构成,所以在进行设计的时候,需要依据当地地质水文与自然条件,对路基的边坡与路基横截面进行合理的设计与控制。我国的土地面积很大,高速公路的建设通常穿越很多不通过种类的地质与地区,在一些河流沟谷等地进行施工时,需要加强工程与结构物的设计,并且控制路缘标高,以此防御河道堵塞产生的洪水导致道路被冲垮的现象出现。
1.2遵从保护环境的原则
高速公路的建设是经济发展的必要,但是经济的发展不能置环境而不顾,也不能将牺牲环境作为代价。我国提出的可持续发展战略同样适用于公路的建设理念,在公路建设过程中不能够随意的对地貌地形进行改变,也不能够对一些地表面的径流进行切断,同时也不能把路基施工时开挖的岩石与废弃物随便的丢弃。在一些脆弱的生态环境中进行施工,开挖作业会让水土流失和坍塌,进而导致严重的生态灾害,同时自然景观与人文景观也会被破坏。所以,在对高速公路的路基进行设计时,需要坚持可持续发展的理念,要将环境保护的设计理念融入其中[2]。在进行路基设计时要对环境影响进行评估,要保持公路周围的自然环境不会因为道路的建设而遭到破坏。在建设的时候要尽可能的不破坏动物行动的路线与当地居民的生活路径,这样才能够让公路建设和环境和谐共处。
2高速公路路基设计方式
在对高速公路路基进行设计时,首先要做的是对施工地段的自然环境进行勘察和调查,从中研究出原始资料和数据参考。然后再依据路线纵断面图缺点,以此填挖高度,综合当地的地质情况明确路基横断面的形状。在确定了路基的横断面形状之后,要依据沿线地面水流的实际情况制定针对性的排水方案,并在此基础上做好路基防护和加固设计。高速公路的施工经常会跨越很多地方,有时候甚至会跨越过省。因此,在对高速公路路基进行设计时,要对一般的地基和软土地基进行综合考虑,这样才能让整个高速公路路基的设计工作更加规范。
2.1一般路基设计
就一般普通的高速公里路基而言,其结构分成整体式与分离式两种。整体式路基的设计首先需要根据国家的规范要求,把公路路基宽度设计控制在26m。其中依据高速公路功能性质,行车道部分宽度需要控制在2×2×3.75m,其中路肩要控制在2×3.0m,而中间带(绿化带)要设置在3.50m左右。分离式路基适用于高速路隧道的入口和出口的地方,其中单个分离式路基宽度同样要依据国家规范进行,其宽度尽量控制在13米左右,依据功能的划分可以将行车道部分设置成2×3.75米,并且路肩的宽度应该在3.0米,其中左侧路边缘的宽度应该是1m。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对一般性的高速公路路基设计而言,设计人员需要控制好压路机碾压的长度,并且要保障碾压速度的合理性,这样才能够保障路基的平整[3]。在对路基进行压实施工时,压路机碾压的长度和速度的合理性能够保障路基的稳定,所以路基碾压设计对路基的实际施工有着很大的影响。因此,路基设计人员需要合理控制好压路机碾压段的长度和速度,保障两者之间的协调。
2.2软土路基的设计
软土路基是我国公路施工中最常见的一种地质情况,软土路基的功能设计和一般路基一样,基本都是使用国家规定的标准与尺寸进行。但是因为软土地基存在着含水量、地质松散以及抗压能力弱等相关问题,所以很容易导致公路路基出现不均匀沉降的现象,这对整个高速公路路基设计的稳定性有着大的影响。所以,高速公路的路基设计人员在进行设计工作时,要将重点放在软土路基的加固方面。当前我国高速公路中的软土地基设计处理方式有两种。其一是砂石垫层处理,具体时在软土层中填埋一定量的砂石,以此对路基进行加固处理。这样的方式可以解决软土地基中含水量高的问题,让路基变得更加干燥,进而加固整个路体结构。其二是软土换填的处理方式,软土换填具体是把软土路基挖掉,将含水量较高的土体进行替换,然后填上稳定性好和含水量低的土体。通过这种方式能够在根本上提升路基的稳定性,让高速路路基的设计更加规范,并且符合高速路的实际需要。
3高速公路路基的具体施工措施
3.1路基的排水施工
路基的排水施工分为很多种。其一是地面排水,使用最广泛的为边沟、截水沟以及急流槽等相关的设施。对于高速公路中使用的排水明渠而言,通常要对其进行铺砌防护处理,以此保证排水的通畅无阻。铺砌防护通常是使用砂浆片石进行加固处理。在科学技术的不断更新之下,一些混凝土预制板等也被使用在其中,并且获得了更好的加固效果。其二是路面排水,路面排水十分重要,其能够快速降低路面的积水,进而减少水从路面渗透到路基中,以此对路基边坡进行保护。在通常情况下,路拱横坡需要在2%之上,路面排水的方式有集中排水和分散排水。其三是地下排水。地下排水是路基排水施工中常用的一种方式,一般使用暗沟或者是渗水沟等相关的排水方式,这种排水法的特点在于有很高的渗透能力,特别是在需要排出大量水流的时候,通常可以经过带渗水管的渗水沟进行排水作业。所以。最近几年中,路基的施工经常使用沙砾反滤层进行改善,使其具备一定的反滤功能,然后再进行地下排水工作。
3.2软土地基的处理施工
软土地基是高速公路施工时经常遇到的一种土质,所以特地将软土地基的施工处理进行单独分析和阐述。在软土层中的含水量过大时,通常使用灰土挤密桩的方式进行施工。因为软土地基承载力有一定的限制,所以在对路堤进行设计时,通常会使用一些轻质材料来对路堤进行填筑,以此减少路基面临的压力。目前我国使用最广泛的轻质材料是粉煤灰,经过对粉煤灰的使用能够把路堤本身的重量进行降低。在这之后就可以在粉煤灰路堤边坡表层1到2米之间使用粘质土进行包裹,让其边缘可以生长出护坡草,以此对路堤进行进一步的加固。对一些浅层的地基而言,还可以事先在地表上铺设土工布,然后再对路堤的表层进行填筑。在此过程中要让土工布发挥出分隔、过滤以及排水等相关作用,这是一种比较有效的软土地基处理方式。除此之外还能够使用聚丙烯或是聚乙烯制作成土工格栅,使用网箱席垫的方式降低沉降现象出现的几率。
3.3填土施工
填土是路基施工中的重要部分。高速公路路线基本都很长,有时候会经历半年或者是一整年的施工周期。因此,在施工过程中会面临着多变的气候。在夏季时期中,雨季时间很长,并且雨量比较大。在进行施工的时候就需要对潮湿的路基进行填土翻晒处理。在高速公路建设中可以使用有犂钯翻土机,对受雨水浸泡的路基填土进行犂钯翻晒晾干,重新碾压,有效地解决了路基受雨水浸泡后含水量过大及强度降低的问题,保证了路基每层填土的密实稳定。除此之外还需要对路基进行强夯处理,在路基的填筑施工过程中,对一些高填方的路基而言,在分层填筑了3到5层,在使用冲击式压实设备对填土进行压实和补充,以此保证路基填土的紧密性与压实度,降低施工完成后出现沉降现象的几率。在路基填挖交界以及分阶段前后填土的结合部,这些都是压实质量控制较为薄弱的位置,针对这个问题就可以使用动落锤式强夯锤进行补充夯实,以此来保证该部位的路基填土的密实稳定。
3.4路基防护施工
因为高速公路路基的修筑会对地层的平衡进行打破,并且会缩小路基暴露在空间中的大小,进而导致其长期受到各种外在因素的影响,比如侵蚀与风化等,所以在对高速公路的路基进行施工时要做好相关的防护措施,以此保证整个公路的稳定性。对路基进行防护的方式有很多,其一是坡面防护。坡面防护的关键在于对路面径流的冲刷进行预防,并且还能够减少因为坡面岩土的风化而致使的剥落,加强路基与周围环境之间的和谐性,在施工过程中主要使用砂浆石砌或者是混凝土预制板的方式进行保护[4]。其二是冲刷保护。冲刷防护主要是使用在一些沿河岸修建的高速公路中,目前的防护方式对传统的砌石、抛石以及挡土墙进行了优化与改进,经过使用强度高的土工格栅对传统的铁丝石笼进行替代,以此增强了对不均匀沉降的适应程度。其三是支档防护,挡土墙依旧是目前使用最广泛的路基防护方式之一,其主要运用在石料比较丰富、墙面低以及路基地基较好的情况下。除此之外,使用钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙也能够起到很好的防护作用。
结语
高速公路是我国交通运输系统中的关键部分,而路基是高速公路结构中的重要组成部分。因此,在对高速公路路基进行设计时,不但要遵从施工实际情况与环境保护的原则,并且还需要考虑到土质的不同性,对一般路基与软土地基进行分开设计,以此保证高速公路路基设计的规范性。在对路基进行施工时,路基的防护、填筑、排水以及软土地基的处理施工十分重要,通过这些步骤的实施,能够有效保障路基的稳定性,进而提升整个高速公路的质量。
参考文献
[1]卢华诚.浅谈高速公路路基设计与施工[J].四川建材,2017,43(12):182-183.
[2]王栋明.高速公路路基设计与施工技术[J].中国标准化,2017(02):141.
[3]李云英,王韶翔.高速公路路基设计与施工技术[J].交通世界,2016(29):34-35.
[4]程锐.浅谈高速公路路基设计与施工技术[J].中国新技术新产品,2010(15):89
论文作者:董岩松
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/28
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