高速公路路基設(shè)計(jì)高度探討
時(shí)間:2022-09-17 08:40:34
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摘要:首先闡述了高速公路路基設(shè)計(jì)高度的影響因素,然后分析了高速公路路基設(shè)計(jì)高度的確定原則,如與自然環(huán)境相協(xié)調(diào),體現(xiàn)以人為本的設(shè)計(jì)理念,綜合考慮多方因素,高速公路路基設(shè)計(jì)高度不能過低,最后提出了高速公路路基設(shè)計(jì)的合理措施,主要內(nèi)容包括合理設(shè)計(jì)縱斷面,設(shè)計(jì)好跨越道路標(biāo)高,盡量做到主線下穿,對水利設(shè)施和道路進(jìn)行合理規(guī)劃,設(shè)計(jì)好構(gòu)造物的凈空和間距等內(nèi)容。
關(guān)鍵詞:高速公路;路基;構(gòu)造物
路基高度直接影響高速公路的造價(jià),使用性能,附屬設(shè)施布置形式和密度,填方數(shù)量和占地面積,是高速公路設(shè)計(jì)中非常重要的一個(gè)綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。路基設(shè)計(jì)高度越低,用地越少,工程投資越少,與自然環(huán)境越協(xié)調(diào),但路基過低,地下水、氣候環(huán)境對路基填料的影響越大,路基強(qiáng)度衰減越快,沉降變形越大,影響路基的排水等,容易引發(fā)路基出現(xiàn)早期變形破壞[1]。因此確定合理的路基設(shè)計(jì)高度是一個(gè)非常值得研究和急需解決的重要問題。
1高速公路路基設(shè)計(jì)高度影響因素
1.1規(guī)范和技術(shù)要求。高速公路路基設(shè)計(jì)高度必須滿足路基設(shè)計(jì)規(guī)范和路基填筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[2]。高速公路的最小填筑高度應(yīng)根據(jù)公路途徑地區(qū)的水文地質(zhì)、地理氣候等條件,能保證滿足車輛荷載作用產(chǎn)生的剪應(yīng)力及變形要求,路基中央分隔帶橫向排水要求,路基的穩(wěn)定性不受地下水影響的要求。路基縱坡設(shè)計(jì)必須滿足相關(guān)規(guī)定要求,高速公路縱坡的大小直接影響路基的設(shè)計(jì)高度。1.2構(gòu)造物要求。構(gòu)造物形式及數(shù)量對高速公路路基設(shè)計(jì)高度有很大影響,特別是構(gòu)造物的凈高和形式直接影響高速公路路基設(shè)計(jì)高度。構(gòu)造物的設(shè)置與高速公路沿線的氣候、經(jīng)濟(jì)、人口等因素密切相關(guān)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高、道路網(wǎng)密集、村鎮(zhèn)多、人口密度大的地方,農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū),多雨的地區(qū),構(gòu)造物設(shè)置數(shù)量就多,因?yàn)橐獫M足通道凈高、農(nóng)田灌溉設(shè)施、水利設(shè)施等要求,路基設(shè)計(jì)高度一般要求也越高。人煙稀少的地方構(gòu)造物間距大、數(shù)量少,路基設(shè)計(jì)高度一般也較低,如吐烏大高速公路,地處戈壁,人煙稀少,構(gòu)造物間距較長,平均路基高度只有2.5m[3]。某高速公路平均每公里有橋涵構(gòu)造物7.1座,在長44.5km范圍內(nèi)共有橋涵構(gòu)造物315座,構(gòu)造物多且密,線路高程很難降低,造成路基設(shè)計(jì)高度高。
2高速公路路基設(shè)計(jì)高度確定原則
2.1與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。高速公路路基設(shè)計(jì)高度的確定應(yīng)考慮公路與環(huán)境的協(xié)調(diào),盡量采用低路基,以減少大填大挖,避免對沿線自然環(huán)境造成很大的破壞,減小財(cái)力、人力、物力的消耗,與周邊環(huán)境更協(xié)調(diào)。路基設(shè)計(jì)高度過高,高填深挖會(huì)減少耕地面積,引發(fā)水土流失,破壞掉地表植被,造成道路與自然環(huán)境的不協(xié)調(diào)。2.2體現(xiàn)以人為本的設(shè)計(jì)理念。高速公路路基設(shè)計(jì)高度的確定應(yīng)盡可能滿足沿線人民生活生產(chǎn)的需要,堅(jiān)持以人為本的設(shè)計(jì)理念,充分考慮沿線通道的形式。密度和位置,保證設(shè)置的構(gòu)造物能滿足人們橫向穿越、農(nóng)田灌溉等要求,但又不能過密、過多,易造成路基設(shè)計(jì)高度過高,增加工程造價(jià);也不能為降低工程造價(jià),人為降低路基設(shè)計(jì)高度,大幅度降低或合并過人通道等構(gòu)造物。2.3高速公路路基設(shè)計(jì)高度確定必須綜合考慮多方因素。應(yīng)對高速公路沿線的地質(zhì)水文、地貌地形、社會(huì)環(huán)境、氣候條件、風(fēng)俗及文化習(xí)慣傳統(tǒng)、同區(qū)域內(nèi)外其他的運(yùn)輸方式等進(jìn)行全面調(diào)查分析,對各個(gè)因素的影響進(jìn)行綜合分析,合理確定路基設(shè)計(jì)高度,減少設(shè)計(jì)的劣勢。2.4高速公路路基設(shè)計(jì)高度不能過低。高速公路路基設(shè)計(jì)高度過低,會(huì)造成路基路面排水不暢引發(fā)路基路面出現(xiàn)水毀或翻漿破壞;路基設(shè)計(jì)高度過低,很容易在路基縱斷面上產(chǎn)生駝峰豎曲線,影響到行車的舒適性;路基設(shè)計(jì)高度過低還會(huì)影響路基水穩(wěn)定性,減弱路基對病害產(chǎn)生的抵抗能力[4]。
3高速公路路基設(shè)計(jì)的合理措施
3.1合理設(shè)計(jì)縱斷面縱斷面的坡長和縱坡對高速公路路基設(shè)計(jì)高度有重要影響。因此,在高速公路縱斷面設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)高程控制點(diǎn),合理選擇坡長和縱坡,通過多方方案比較,確定盡可能小的路基設(shè)計(jì)高度??v坡不大時(shí),可適當(dāng)增加坡長;縱坡較大時(shí),可適當(dāng)減小坡長。大中橋梁因受通航和設(shè)計(jì)水文限制,路基橋梁設(shè)計(jì)高度高,不宜設(shè)計(jì)長長縱坡,在滿足縱坡規(guī)定要求的情況下,盡可能采用短的坡長。豎曲線和平曲線組合地段,應(yīng)考慮實(shí)際情況,保證平曲線和豎向線組合要求的條件下,及時(shí)增加邊坡點(diǎn),變換坡度。設(shè)計(jì)時(shí),先把構(gòu)造物位置確定好,然后如圖1所示在構(gòu)造物上面設(shè)計(jì)凸形豎曲線[5],相鄰縱坡采取圓順地連,坡長控制在500~800m,以滿足通道設(shè)置要求。3.2設(shè)計(jì)好跨越道路標(biāo)高當(dāng)高速公路跨越上跨道路時(shí),可降低跨越道路標(biāo)高,以減小高速公路跨越通道及橋梁高度,降低路基設(shè)計(jì)高程。降低跨越道路標(biāo)高可采取合理下挖一定深度,但要設(shè)計(jì)好排水設(shè)施,保證跨越道路的積水能及時(shí)排出。3.3盡量做到主線下穿設(shè)計(jì)高速公路在條件許可時(shí),主線盡量采用從被交道路下方穿過,以降低路基設(shè)計(jì)高度。某高速公路在某城鎮(zhèn)需連跨兩條公路,通過設(shè)置車行天橋和分離式立交,高速公路從下方穿過,路基設(shè)計(jì)高度降低了1.7m。3.4對水利設(shè)施和道路進(jìn)行合理規(guī)劃設(shè)計(jì)前搞好調(diào)查和預(yù)測,對水利設(shè)施等構(gòu)造物間距、結(jié)構(gòu),跨越道路等進(jìn)行合理規(guī)劃,盡量降低高速公路路基設(shè)計(jì)高度。應(yīng)對被交叉道路進(jìn)行調(diào)查并預(yù)測好交通量,保證立交和通道合理布設(shè),通道和立交宜交錯(cuò)布置,通道孔徑大小應(yīng)合理。對道路過密地段,可采取改路、合并,水利設(shè)施也可適當(dāng)合并和改線,盡量減少橫穿高速公路的構(gòu)造物,達(dá)到降低高速公路路基設(shè)計(jì)標(biāo)高的目的。如圖2所示,用輔路將相鄰多條支路合并,高速公路下只需設(shè)一條通道便可以滿足使用要求。3.5設(shè)計(jì)好構(gòu)造物的凈空和間距構(gòu)造物的設(shè)置應(yīng)依據(jù)沿線的人口、村鎮(zhèn)分布密度,路網(wǎng)分布密度,水文、工農(nóng)業(yè)發(fā)展水平綜合確定,以滿足沿線居民生活、生產(chǎn)及交通要求,而路基設(shè)計(jì)高度盡量低為目標(biāo)。設(shè)置適當(dāng)?shù)臉?gòu)造物間距和凈空,構(gòu)筑物能不增加盡量不增加,能利用相鄰橋梁和通道的,盡可能合并利用,可以把排水用的涵洞增加孔徑,兼做排水、行人通道;構(gòu)造物盡量根據(jù)水文、地質(zhì)和構(gòu)造物凈空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),合理設(shè)置,不要隨意提高標(biāo)準(zhǔn)。如果構(gòu)筑物難以避免是,可采取構(gòu)造物下挖方式,降低路基設(shè)計(jì)高度,但要做好構(gòu)造物的排水。為減少進(jìn)入構(gòu)造物的水梁,可將構(gòu)造物的出入口設(shè)置成反坡,在構(gòu)造物內(nèi)設(shè)置蒸發(fā)池、滲井等排水設(shè)施,如圖3所示。對過人通道,可采取在通道內(nèi)設(shè)臺階來排水,以不影響行人通行,如圖4所示。還可以在通道周邊設(shè)置集水井、低矮的攔水帶等排水,如圖5所示。
4結(jié)語
高速公路路基高度設(shè)計(jì)直接影響工程的造價(jià)和質(zhì)量,是目前路基設(shè)計(jì)中必須解決的關(guān)鍵問題。高速公路路基設(shè)計(jì)高度應(yīng)認(rèn)真考慮各種影響因素,嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)原則,采取合理的降低路基設(shè)計(jì)高度措施,才能保證設(shè)計(jì)高度確定的合理性。
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作者:李雪姣 單位:河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院