高低分離式路基在山區(qū)公路中的運(yùn)用

梁友哲

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥　230088)

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高低分離式路基在山區(qū)公路中的運(yùn)用

梁友哲

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥230088)

摘要：高低分離式路基由于其靈活多變性，能很好地適應(yīng)山區(qū)陡峭地形和地物，在橫坡陡峭的山腰線、越嶺線中獲得廣泛的應(yīng)用。由于其在克服橫斷面高差、減少開挖、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面具有很大的優(yōu)勢, 越來越受到人們的重視。文章闡述了高低分離式路基在山區(qū)公路中的運(yùn)用及主要特點(diǎn)和適用原則。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路；高低分離式路基；設(shè)計(jì)

我國幅員遼闊，山區(qū)及丘陵地區(qū)約占全國總面積的三分之二。近年來，隨著我國交通建設(shè)的飛速發(fā)展，公路建設(shè)逐漸向偏遠(yuǎn)山區(qū)地形復(fù)雜地段延伸，其所在區(qū)域工程建設(shè)條件困難，山體綿延起伏，地形、地質(zhì)、水文條件極為復(fù)雜。為適應(yīng)地形及克服高差,分離式路基在各等級(jí)公路中的應(yīng)用越來越多。如何準(zhǔn)確把握山區(qū)公路的特點(diǎn)、難點(diǎn)，合理運(yùn)用技術(shù)指標(biāo)，靈活布線，不僅關(guān)系到公路的使用功能、服務(wù)水平，也是降低工程造價(jià)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、節(jié)約運(yùn)營成本的關(guān)鍵[1-2]。本文將結(jié)合在建的福建省普通國省干線公路縱三線的高低分離式路基設(shè)計(jì)實(shí)踐，對(duì)山區(qū)公路高低分離式路基的選用原則、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及難點(diǎn)進(jìn)行分析。

1高低式分離路基的特點(diǎn)及適用原則

1.1高低式分離路基的特點(diǎn)

分離式路基可分為平面線形分離式路基和縱面高程分離的高低分離式路基(分臺(tái)式路基)兩種形式。一般情況下，分離式路基是指平面線形分離式路基, 即上下行車道分開設(shè)計(jì)具有獨(dú)立平縱面設(shè)計(jì)線的路基形式；而高低分離式路基是指上下行車道共用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)中線, 或者中心線分離距離較小(僅滿足設(shè)置擋墻和邊溝需要)，縱斷面線采用不同設(shè)計(jì)高程的路基形式[3]。

高低分離式路基由于其靈活多變性，能很好地適應(yīng)山區(qū)陡峭地形和地物，在各等級(jí)山區(qū)公路的設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用。由于其在克服橫斷面高差、減少開挖、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面具有很大的優(yōu)勢, 因此當(dāng)山嶺區(qū)或者重丘區(qū)等橫坡陡峭的地段采用山腰線、越嶺線沿埡口兩側(cè)展線的方案時(shí)，分離式路基能夠取得較好的效果[4]。高低式分離路基由于其特殊性，具有如下的特點(diǎn)。

(1) 高低分離式路基由于上下行兩幅路基分隔帶距離較小，上下兩幅路基中間需設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)。

(2) 山嶺重丘區(qū)橫坡陡峭路段，高低分離式路基在克服橫斷面地形高差、減少挖方、降低邊坡高度、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面優(yōu)于常規(guī)的整體式路基斷面。

1.2高低式分離路基的選用原則

(1) 一般適用于路基填挖方數(shù)量大，采用整幅路基橫斷面形式對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重的山區(qū)地形橫坡陡峭路段。

(2) 由于高低兩幅路基高程落差較大，一般不適用沿線有相交道路，需設(shè)置平交的路段。

(3) 從工程造價(jià)及生態(tài)環(huán)境保護(hù)來看，采用高低式分離路基在較寬的雙向4車道及以上高等級(jí)公路較整體式路基具有明顯優(yōu)勢。

(4) 高低分離式路基可結(jié)合左右線分離的小凈距隧道方案，避免整體式斷面連拱隧道設(shè)計(jì)難度和施工難度，降低工程造價(jià)。

2高低式分離路基主要技術(shù)難點(diǎn)及處理措施

2.1路基擋墻與高低線分離的關(guān)系

路基擋墻設(shè)置一般受到擋墻高度，沿線地質(zhì)、地形、水文、外力及墻后填土等多種因素的影響，因此，分離式路基高低線設(shè)計(jì)高程應(yīng)結(jié)合擋墻的設(shè)置進(jìn)行綜合考慮，避免高程分離過大導(dǎo)致?lián)鯄κХ€(wěn)而坍塌，一般以4～8 m的高度較為適宜。

2.2超高旋轉(zhuǎn)軸的選擇及道路橫坡的確定

山區(qū)公路高低式分離路基路段，由于地形陡峭，特別是等級(jí)較低的二級(jí)公路，路線平面線形指標(biāo)一般不大，平曲線超高值較大，超高過渡段一般較長，靈活選擇超高旋轉(zhuǎn)軸位置，將旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在半幅分離路基中心線，有利于減小緩和曲線設(shè)置長度，便于路線平面展線。

分離式路基半幅路面橫坡采用常規(guī)的雙向人字坡，不利于分離式路基起終點(diǎn)與整體式路基的銜接，隧道段排水和超高過渡困難。鑒于此特殊情況下，正常路段也可選用單向向外的路基橫坡[5]。

2.3結(jié)合地形地貌，靈活設(shè)置加寬段

山區(qū)公路高低分離式路基斷面為克服地形橫向高差，一般填挖方量較大，對(duì)于等級(jí)較低的道路由于平曲線半徑較小，一般均小于不設(shè)加寬平曲線。小平曲線路段，可結(jié)合地形地貌，在外側(cè)挖方富裕路段設(shè)置加寬，方便超車。

2.4涵洞排水引導(dǎo)設(shè)計(jì)

高低式分離路基一般設(shè)置在橫坡陡峭的山區(qū)道路，山區(qū)沖溝溝底坡降大，水流速度快，常規(guī)的涵洞設(shè)計(jì)不適用于分離式路基段，需進(jìn)行專門的排水引導(dǎo)設(shè)計(jì)，通過設(shè)置跌水或采用臺(tái)階式涵洞等措施，避免沖溝山洪直接宣泄到路面。

2.5高低分離式路基施工順序

分臺(tái)式路基施工應(yīng)按從下往上的工序依次施工成型，擋墻背后的原狀土應(yīng)盡量少擾動(dòng)，并做好新填土與原狀土的有效結(jié)合[6-7]。

2.6考慮搶險(xiǎn)、救災(zāi)需要，合理設(shè)置應(yīng)急車道

山區(qū)公路高低分離式路基斷面為克服橫向高差，一般上下半幅路基高差較大，分離式路基段較長，考慮運(yùn)營過程中發(fā)生事故救災(zāi)和養(yǎng)護(hù)臨時(shí)并線、調(diào)頭通行需要，一般需根據(jù)分離長度設(shè)置應(yīng)急聯(lián)絡(luò)車道[8]。

3工程實(shí)例

3.1 項(xiàng)目概況

福建省普通國省干線公路縱三線仙游境內(nèi)段工程是《福建省普通國省道干線公路網(wǎng)布局規(guī)劃》“八縱十一橫十五聯(lián)”的重要組成部分。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)速度40 km/h，路基寬16 m，道路等級(jí)為山區(qū)二級(jí)公路。路面類型采用水泥混凝土路面。

該項(xiàng)目在仙游縣鐘山鎮(zhèn)何嶺關(guān)埡口至榜頭鎮(zhèn)上昆村段為13.24 km連續(xù)下坡路段，此路段從鐘山鎮(zhèn)何嶺關(guān)至榜頭鎮(zhèn)天馬山一帶，山體陡峭，峰巒疊嶂，地形起伏大，山頂海拔500～700 m，切割深度達(dá)200～500 m，山坡橫坡度大于40°。

3.2路基方案的擬定

根據(jù)本項(xiàng)目地形以及沿線隧道方案(采用小凈距雙洞隧道)，同時(shí)考慮沿線無相交道路的特點(diǎn)，從保護(hù)自然環(huán)境、避免高擋墻和超高挖方路塹等因素考慮，設(shè)計(jì)針對(duì)39 km+600 m～47 km+210.819 m何嶺關(guān)至祖師寺段地形特別陡峭路段，采用高低分離式路基方案(圖1)。

圖1　高低式分離路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖

3.3擋土墻設(shè)計(jì)

(1) 對(duì)全挖方路基段，上下分離的擋墻采用錨桿擋墻。半填半挖路基段，上下分離式路基一般采用經(jīng)濟(jì)性較好、安全性較高的重力式擋墻(圖2)。

(2) 對(duì)于全填方、高填方路段，設(shè)置重力式擋墻困難，且縱坡較大(當(dāng)路線縱坡>4%)，設(shè)置橋梁縱坡受限時(shí)，可采用樁板式擋墻形式[9]。

圖2　高低式分離路基擋墻布置圖

3.4超高及加寬設(shè)計(jì)

根據(jù)文獻(xiàn)[10]相關(guān)規(guī)定，全線平曲線路段左右半幅各需加寬0.8～2.5 m。設(shè)計(jì)結(jié)合規(guī)范要求和沿線地形條件，同時(shí)考慮車輛實(shí)際運(yùn)行軌跡，當(dāng)大型車輛行駛在小半徑平曲線彎道路段上時(shí)，可以壓占內(nèi)測車道，安全行駛。因此該路段不進(jìn)行專門的加寬處理，局部路段可結(jié)合有利地形，對(duì)臨崖挖方路段進(jìn)行適當(dāng)加寬平整，以供臨時(shí)停車使用。

為方便非超高正常路段路面及隧道排水，非超高正常路段采用單向向外2%橫坡[10-11]。

3.5涵洞設(shè)計(jì)

項(xiàng)目地處東南沿海，降雨強(qiáng)度大，分離式路基段涵洞以泄洪功能為主，設(shè)計(jì)均采用蓋板涵。

因山間沖溝溝底自然坡降過大一般均大于40°，設(shè)計(jì)中考慮高低分幅路基不同土壓力對(duì)涵洞作用，設(shè)計(jì)采用高差不大的階梯涵形式(圖3)。階梯涵設(shè)計(jì)縱坡不大于35%，階梯分段長度不小于2 m，階梯高度不大于70 cm。

圖3　臺(tái)階式涵洞剖面圖

3.6應(yīng)急車道設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目39 km+600 m～47 km+210.819 m段分離式路基全長7.61 km，為滿足高低分離式路基的調(diào)頭、應(yīng)急救災(zāi)需要，設(shè)計(jì)結(jié)合小凈距隧道方案，分別于41 km+220 m及43 km+750 m兩處設(shè)置應(yīng)急車道，應(yīng)急車道寬4.0 m。

4結(jié)束語

在山區(qū)道路設(shè)計(jì)中，分離式路基因其特有的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。雖然其設(shè)計(jì)方案在地形適應(yīng)性、減少工程建設(shè)對(duì)環(huán)境的破壞、節(jié)省投資等方面具有突出優(yōu)點(diǎn)，但在選用時(shí)不能生搬硬套，仍應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，選用技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)境友好的路基方案。

〔參考文獻(xiàn)〕

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[8]劉永勝.廣西山區(qū)高速公路分離式路基設(shè)計(jì)實(shí)踐[J].西部交通科技，2009，27(9):166-172．

[9]JTG D20-2006，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．

[10]JTG D20-2006，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．

[11]JTG B01-2014，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S]．

收稿日期：2016-03-26；修改日期：2016-03-30

作者簡介：梁友哲(1983-)，男，貴州從江人，安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司工程師．

中圖分類號(hào)：U416.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-5781(2016)02-0183-03