內(nèi)蒙古地區(qū)路基高度設(shè)計(jì)分析與探討

岳秀梅

(呼倫貝爾市公路勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司)

1 合理路基高度確定原則

路基作為道路承重層結(jié)構(gòu)，不僅承受車(chē)輛荷載作用，同時(shí)承受著自然因素對(duì)路基影響作用，為了保證路基排水良好，通常路基有由級(jí)配良好的填料填筑并壓實(shí)，為了保證路基整體穩(wěn)定和強(qiáng)度來(lái)延長(zhǎng)道路使用壽命，路基填筑需要一個(gè)合理高度，路基合理高度要保證路基整體穩(wěn)定性，在荷載作用下滿(mǎn)足路基受力工作區(qū)內(nèi)填料的密實(shí)程度、保證土質(zhì)處于干燥和中濕狀態(tài);同時(shí)保證路基最小填土高度要求，提高路基穩(wěn)定性;特別在不良土質(zhì)地段，尋求一種施工工藝簡(jiǎn)單、滿(mǎn)足路基設(shè)計(jì)要求，工程造價(jià)相對(duì)低的方法進(jìn)行不良地質(zhì)處理，充分考慮路基翻漿、沙埋、風(fēng)蝕等破壞因素對(duì)路基造成原因進(jìn)行分析，為路基設(shè)計(jì)提供參考。

在路基設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量采用最小填土高度，節(jié)省造價(jià)，減少重大交通事故發(fā)生概率，同時(shí)減少高填方路基的不均勻沉降及高填方失穩(wěn)問(wèn)題。

2 已建公路路基高度調(diào)查分析

2.1 防沙埋、風(fēng)蝕要求路基高度

(1)風(fēng)蝕破壞調(diào)查

筆者對(duì)內(nèi)蒙古東北部地區(qū)部分公路調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析，分析結(jié)果為在路基高度較低時(shí)風(fēng)蝕現(xiàn)象較輕;當(dāng)路基高度較高時(shí)風(fēng)蝕現(xiàn)象嚴(yán)重。隨著路基高度不斷增加，風(fēng)蝕深度呈線性變化。當(dāng)路基高度范圍在0.3～2.0 m 之間時(shí)風(fēng)蝕深度增加到10 cm 左右，當(dāng)路基高度范圍在2.0～3.5 m 之間時(shí)風(fēng)蝕深度增加到12.5 cm;由此可見(jiàn)隨著路基高度的增加風(fēng)蝕深度逐步增大，因此在路基設(shè)計(jì)中如果存在風(fēng)蝕嚴(yán)重地區(qū)，需要將路基設(shè)計(jì)高度控制在0～0.3 m 之間。

(2)沙埋破壞調(diào)查

對(duì)內(nèi)蒙古東北部地區(qū)部分公路調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果當(dāng)路基高度范圍在40～60 cm 之間和120～160 cm 之間時(shí)路基被埋概率為60%～70%，被埋概率低于其他路基填筑高度。因此公路路基高度不應(yīng)小于30 cm 但也不應(yīng)該高于200 cm。

由于公路路線較長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)不同地質(zhì)、風(fēng)速、沙丘區(qū)域，各個(gè)線路防護(hù)、沙丘類(lèi)型、風(fēng)速等自然情況存在較大差異，通過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析在固定沙丘地區(qū)，當(dāng)路基高度在0～25 cm 和大于180 cm 范圍內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)沙埋;路基高度在25～180 cm區(qū)間沙埋概率較小，因此在固定沙丘地區(qū)路基高度通常選擇在30～120 cm 之間。

半固定沙丘地區(qū)，風(fēng)沙流動(dòng)性小，路基高度范圍在40～90 cm 之間時(shí)出現(xiàn)沙埋現(xiàn)象的概率為79%;路基高度范圍在140～180 cm 區(qū)間時(shí)沙埋現(xiàn)象的概率為51%。因此路基高度選擇范圍在140～200 cm 之間比較合理。

結(jié)合內(nèi)蒙古東北部地區(qū)工程實(shí)踐，提出不同沙丘類(lèi)型下路基高度推薦值范圍，見(jiàn)表1 所示。在具體工程設(shè)計(jì)時(shí)，路基高度應(yīng)根據(jù)工程所在地具體情況進(jìn)行綜合考慮，當(dāng)路基在沙丘附近，流動(dòng)性強(qiáng)情況下需要提高路基高度保證路基穩(wěn)定性;當(dāng)路基附近沙源較少、風(fēng)沙流為主情況下以低填為主。

表1 不同類(lèi)型沙丘高等級(jí)公路路基高度推薦表

2.2 行車(chē)安全路基高度

由于車(chē)輛在路面上行駛，路面的標(biāo)高由路基高度所決定，在高填方路堤路段不利于行車(chē)安全，如果發(fā)生交通事故就會(huì)造成嚴(yán)重的危害，目前我國(guó)公路設(shè)計(jì)規(guī)范還沒(méi)有明確路基填方高度在多少會(huì)造成交通事故危害最大，高填方路段出現(xiàn)不僅與設(shè)計(jì)縱坡有關(guān)，而且與路線選線有關(guān)，因此在路堤設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量避免高填路段出現(xiàn)，特別是高等級(jí)公路設(shè)計(jì)中一般傾向于高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致車(chē)輛行車(chē)速度較快，車(chē)輛失控沖破護(hù)欄進(jìn)而翻車(chē)，會(huì)造成車(chē)毀人亡重大交通事故，如果采用矮路堤，失控車(chē)輛在高速行駛狀態(tài)下最多發(fā)生側(cè)翻，嚴(yán)重情況下會(huì)出現(xiàn)車(chē)毀人亡交通事故，但是矮路基發(fā)生重大交通事故的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于高路基發(fā)生重大交通事故的頻率。

高填方路基屬于交通事故多發(fā)區(qū)，由于車(chē)輛在高填方路面上行駛，車(chē)輛司機(jī)有一定的心理壓力，缺乏安全感，在路基設(shè)計(jì)中在同等條件下為了避免交通事故的發(fā)生盡量減小路基高度，高度在1 m 范圍內(nèi)為宜。

3 路基高度與路基強(qiáng)度、穩(wěn)定性關(guān)系分析

在進(jìn)行路基設(shè)計(jì)時(shí)為了保證路基具有良好強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性和水溫穩(wěn)定性，路基設(shè)計(jì)高度應(yīng)該保證路基最小填土高度要求，滿(mǎn)足路基工作區(qū)填土處于干燥和中濕狀態(tài)，路基填土高度越高，路基工作區(qū)內(nèi)土體含水量越少，路基填土高度越低，路基工作區(qū)處于地表以下，水很容易進(jìn)去工作區(qū)導(dǎo)致水分增加，因此在路基設(shè)計(jì)時(shí)使路基處于高填方狀態(tài)，保證土體處于干燥和中濕狀態(tài)，為了方便橫向排水，通過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析路基最小填土高度砂性土在0.3～0.5 m 之間、粉性土在0.5～0.8 m 之間、粘性土在0.4～0.7 m 之間。內(nèi)蒙古干旱地區(qū)屬于干燥狀態(tài)，最小填土高度由土質(zhì)決定。內(nèi)蒙古地區(qū)路基最小填土高度可以控制在0.3～0.5 m 之間。

4 路基高度推薦

內(nèi)蒙古地區(qū)路基合理高度要針對(duì)路基設(shè)計(jì)區(qū)域氣候、土質(zhì)、地質(zhì)等條件進(jìn)行分析，劃分不同范圍，根據(jù)土質(zhì)強(qiáng)度、穩(wěn)定性、防止沙埋、風(fēng)蝕等方面綜合考慮路基合理高度范圍。

路基合理高度需要考慮風(fēng)沙流動(dòng)特性，矮路堤容易造成沙埋現(xiàn)象，高路堤阻礙風(fēng)沙流動(dòng)，因此該地區(qū)如果屬于固定沙丘區(qū)路基高度控制在1.0～1.6 m 為宜，半固定沙丘區(qū)高度控制在1.0～1.8 m 為宜，流動(dòng)沙丘區(qū)高度控制在1.0～2 m為宜。

低山丘陵區(qū)工程地質(zhì)條件較好。路基合理高度以降低造價(jià)，減小高填深挖路基高度以保證路基整體穩(wěn)定性為原則，路基高度控制在0.5～1.0 m為宜。

5 結(jié) 論

通過(guò)內(nèi)蒙古東部地區(qū)道路基層高度進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析，分別對(duì)不同沙丘類(lèi)型情況下對(duì)沙埋、風(fēng)蝕破壞時(shí)路基高度進(jìn)行分析，路基合理高度考慮風(fēng)沙流動(dòng)特性，矮路堤容易造成沙埋現(xiàn)象，高路堤能夠阻礙風(fēng)沙流動(dòng)等特點(diǎn)，因此路基合理高度在固定沙丘區(qū)高度控制在1.0～1.6 m，半固定沙丘區(qū)高度控制在1.0～1.8 m，流動(dòng)沙丘區(qū)高度控制在1.0～2 m。

［1］黃琴龍.路基工作區(qū)的確定方法研究［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，39(4):554－555.

［2］袁玉卿，王選倉(cāng).風(fēng)積沙壓實(shí)特性試驗(yàn)研究［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2007，29(3):360－365.

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