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摘要:对公路路基设计的实用性原则、价值性原则、综合性原则进行了总结,对基层平整度的控制、软土地基的处理、防护设计、路基排水设计、特殊路基的设计以及设计过程中应该注意的其他事项进行了分析,以期更好地提高公路路基的设计质量,有效延长公路的使用寿命。
关键词:公路路基;设计;问题;对策
随着当前我国社会经济的快速发展,公路交通运输也得到了蓬勃的发展,可以说,公路交通运输作为我国国民经济的命脉,其在整个社会机制中起到了重要的纽带作用,因此,在公路路基设计过程中,应该要以保障公路行车安全为目标。但结合我国众多公路设计的现状,发现很多公路工程施工质量不高,再加上经常出现车辆超载的问题,导致我国公路塌方、断裂和路面变形等问题十分严重,无法有效保障行车的安全,也在一定程度上影响了我国公路交通运输事业的发展。
1公路路基设计原则
1.1实用性原则
在进行公路路基设计过程中,设计人员必须要遵循实用性原则。公路不同于其他的城市建筑项目,比如园林建设。园林建设更注重美观性,而公路是人们出行中的必要存在,若是公路路基设计中过度重视美观而忽视了实用性,则会导致人们的出行存在安全隐患。所以说,在公路路基设计过程中,遵循实用性原则是非常有必要的。
1.2价值性原则
公路的建设是一项较为浩大的工程,在开展此工程建设过程中,会耗费较多的资金,增加城市的建设压力。所以面对这样的情况,在进行公路路基设计过程中,就应遵循价值性原则,在实际设计过程中争取以最小的成本获取最大的经济效益。也就是说,在进行公路路基设计过程中,应从实际出发,在保证设计合理的基础上尽可能减少设计投入,实现道路经济价值的最大化。
1.3综合性原则
在进行公路路基设计过程中,设计人员需要考虑未来的城市发展,需要考虑城市其他基础设置的建设。公路是城市中的一部分,若是公路建设完全独立,不考虑城市中其他基础设施,就会导致城市建设出现不和谐的情况。所以说,在进行公路路基设计过程中,就应遵循综合性原则,全方位、长远地进行考虑,以此来确保建设好的公路能够与城市整体发展相容。
2公路路基设计中常见的问题
2.1公路路基高度设计精确度不够
在实际的公路使用过程中,公路稳定性的高低和防御自然灾害的能力,就是直接由公路路基的高度决定的,而公路路基高度的构成要素,就是地面开挖的深度和路基填筑的高度。从这一角度出发,对于公路路基高度的设计,需要建立在符合自然环境和满足公路自身要求的条件上,通常公路路基施工土壤的成分、坚固程度和土壤粘度等各方面,都会直接影响到公路路基设计的高度,因此在实际设计过程中,需要先对公路路基设计地区的地质条件和气候环境进行综合性的分析。在当前公路路基高度设计过程中,经常会出现以偏概全的情况,在实际设计过程中并没有充分地结合当地的地质条件和环境,这就导致设计出的公路经常容易出现各种病害问题。
2.2公路路基排水系统设计不完善
公路路基设计可以说是公路工程设计的一个重要部分,而在实际设计过程中,公路路基的稳定性和使用寿命,又会直接受到地表和地下水的侵蚀作用影响。那么水侵蚀最明显的特征就是动态性,其不会受到地形的限制,只要是有地表或者地下水存在的区域,在设计过程中如果没有考虑到该因素,公路路基后期都会直接受到水侵蚀作用的影响,并且破坏作用和地域之间没有联系,只有作用大小会受到地理环境的限制。
2.3公路路基边坡设计不足
在实际的公路路基设计过程中,经常出现忽视路基边坡设计的情况,但实际上边坡设计对于公路路基的稳定性有着十分重要的影响。因为一旦路基边坡防护设计不完善,使用时间增长,地面会很容易形成冲刷水的情况,受到水流的侵蚀,那么路基的边坡坡面和坡脚就很容易出现失稳的情况。
3公路路基设计问题对策
3.1基层平整度的控制
路基是公路的重要组成部分,在公路路基设计的过程中,对路基的稳定性提出了较高的要求。而对于以石灰石稳定土为基层的公路路基,其平整度的要求没有那么高,相对来说质量更容易控制,直接采用平地机来进行整平即可。但是对于以水泥稳定碎石为基层的路基来说,其施工工艺和施工质量的要求就要高很多,主要是水泥稳定类材料施工过程中,若压实度没有控制好,将直接影响路基的强度。因此,在水泥稳定碎石基层设计过程中,应该对所使用的机械设备、所选用的材料类型、材料的配合比等进行严格控制,也可以采用缓凝减水剂等延长初凝时间。
通过现场的数据来看,初凝时间控制在270min左右为宜。对于路基的压实度,应该从设计的角度进行严格控制,特别是在人工构造物与路堤交界的位置,大型机械无法压实到位,应该采用小型机械设备配合人工进行夯实。因此,在设计的过程中,应对这些部位予以重视。
3.2软土路基的处理
通过查阅大量的文献资料可知,软土路基若处理不好,容易引起路基塌陷、跳车等现象。追究其根本原因,一方面是设计的过程中,地质钻探布孔太少,一些地方的软土地基没有及时被发现或者对软土地基的深度、范围和物理力学性质等没能准确探明,致使没有对软土地基进行相应的加固处理或处理方法不够完善。另外,软土地基的加固处理计算参数和计算方法与软土地基实际情况或多或少存在一定差距,软土地基的处理很难达到技术要求及预期效果。还有,雨水侵蚀导致路基填充材料流失和强度降低,也是导致公路工程路基沉降的主要原因之一。各种软土地基处理方法的适应性和机理各有特点,在设计的过程中应根据工程实际情况有选择地采用。针对这种难以控制路基稳定与固结时间的路段,在设计的时候,可以考虑用真空联合堆载预压的方法进行加固处理。
3.3防护设计
(1)生态防护主要通过一些生态技术手段加强边坡的稳定性。生态防护的基本机理是通过植被涵水原理固定土壤从而稳定边坡,其护坡的基本原理是利用植物深根进行岩土锚固,利用浅根进行加筋作用,降低坡体的孔隙水压力,同时达到控制土粒流失、降雨截流、削弱雨水溅蚀的目的。常见的生态防护技术包括人工种草护坡、平铺草皮护坡、直接喷草护坡、蜂窝网格植草护坡等。
(2)工程防护则是通过工程技术手段,采用框架梁、喷浆、坡面护槽等水泥混凝土或者浆砌块石所进行的坡面加固措施,并通过预应力锚索或者锚杆固定到稳定岩层上。其根本原理是在边坡的表面采取工程措施,加强与坡面的摩擦力,通过预应力锚索固定到稳定岩层中,从而稳定边坡。这种防护技术可以适用于任意的土质边坡和岩质边坡。常用的边坡边框有六边形、预制块和石拱形。这些形状一方面是起到稳定边坡的作用,另一方面能增强边坡的美观效果。
3.4路基排水设计
(1)对自然降雨的排水设计。如果公路路基排水性能差,积水就会影响行车安全,因此需要在道路两侧借助重力进行排水,也需要在中央分隔带进行排水,避免雨水长期积存渗入到路基内部。
(2)应该借助路线沿线河流进行排水引流,将公路系统中的雨水排入河流中。
(3)应该对路基边坡上设置全面的排水系统,避免雨水的冲刷和浸泡,影响边坡稳定性。
结语
综上所述,公路路基设计作为公路工程建设中的重要部分,不仅影响到公路建设工程的质量,而且直接影响到通车运行后车辆的行驶安全。因此,在对公路路基进行设计时,一定要进行施工现场的实地考察测量,尽量控制公路路基的填土高度,减小荷载对公路路基的冲击,保证公路的正常运行。
参考文献:
[1]李宁,张鹏,于冲,等.边坡预应力锚索加固的数值模拟方法研究[J].岩石力学与工程学报,2007,26(2):254-261.
[2]钟德华.高边坡支护施工与开挖技术应用[J].河南水利与南水北调,2016(12):55-56.