高速公路路基設計高度探討
時間:2022-09-17 08:40:34
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摘要:首先闡述了高速公路路基設計高度的影響因素,然后分析了高速公路路基設計高度的確定原則,如與自然環(huán)境相協(xié)調(diào),體現(xiàn)以人為本的設計理念,綜合考慮多方因素,高速公路路基設計高度不能過低,最后提出了高速公路路基設計的合理措施,主要內(nèi)容包括合理設計縱斷面,設計好跨越道路標高,盡量做到主線下穿,對水利設施和道路進行合理規(guī)劃,設計好構造物的凈空和間距等內(nèi)容。
關鍵詞:高速公路;路基;構造物
路基高度直接影響高速公路的造價,使用性能,附屬設施布置形式和密度,填方數(shù)量和占地面積,是高速公路設計中非常重要的一個綜合經(jīng)濟技術指標。路基設計高度越低,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計高度是一個非常值得研究和急需解決的重要問題。
1高速公路路基設計高度影響因素
1.1規(guī)范和技術要求。高速公路路基設計高度必須滿足路基設計規(guī)范和路基填筑技術標準規(guī)定[2]。高速公路的最小填筑高度應根據(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。路基縱坡設計必須滿足相關規(guī)定要求,高速公路縱坡的大小直接影響路基的設計高度。1.2構造物要求。構造物形式及數(shù)量對高速公路路基設計高度有很大影響,特別是構造物的凈高和形式直接影響高速公路路基設計高度。構造物的設置與高速公路沿線的氣候、經(jīng)濟、人口等因素密切相關。經(jīng)濟發(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)達的地區(qū),多雨的地區(qū),構造物設置數(shù)量就多,因為要滿足通道凈高、農(nóng)田灌溉設施、水利設施等要求,路基設計高度一般要求也越高。人煙稀少的地方構造物間距大、數(shù)量少,路基設計高度一般也較低,如吐烏大高速公路,地處戈壁,人煙稀少,構造物間距較長,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造物7.1座,在長44.5km范圍內(nèi)共有橋涵構造物315座,構造物多且密,線路高程很難降低,造成路基設計高度高。
2高速公路路基設計高度確定原則
2.1與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。高速公路路基設計高度的確定應考慮公路與環(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,減小財力、人力、物力的消耗,與周邊環(huán)境更協(xié)調(diào)。路基設計高度過高,高填深挖會減少耕地面積,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)以人為本的設計理念。高速公路路基設計高度的確定應盡可能滿足沿線人民生活生產(chǎn)的需要,堅持以人為本的設計理念,充分考慮沿線通道的形式。密度和位置,保證設置的構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,易造成路基設計高度過高,增加工程造價;也不能為降低工程造價,人為降低路基設計高度,大幅度降低或合并過人通道等構造物。2.3高速公路路基設計高度確定必須綜合考慮多方因素。應對高速公路沿線的地質(zhì)水文、地貌地形、社會環(huán)境、氣候條件、風俗及文化習慣傳統(tǒng)、同區(qū)域內(nèi)外其他的運輸方式等進行全面調(diào)查分析,對各個因素的影響進行綜合分析,合理確定路基設計高度,減少設計的劣勢。2.4高速公路路基設計高度不能過低。高速公路路基設計高度過低,會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;路基設計高度過低,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;路基設計高度過低還會影響路基水穩(wěn)定性,減弱路基對病害產(chǎn)生的抵抗能力[4]。
3高速公路路基設計的合理措施
3.1合理設計縱斷面縱斷面的坡長和縱坡對高速公路路基設計高度有重要影響。因此,在高速公路縱斷面設計時,應根據(jù)高程控制點,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計高度。縱坡不大時,可適當增加坡長;縱坡較大時,可適當減小坡長。大中橋梁因受通航和設計水文限制,路基橋梁設計高度高,不宜設計長長縱坡,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,應考慮實際情況,保證平曲線和豎向線組合要求的條件下,及時增加邊坡點,變換坡度。設計時,先把構造物位置確定好,然后如圖1所示在構造物上面設計凸形豎曲線[5],相鄰縱坡采取圓順地連,坡長控制在500~800m,以滿足通道設置要求。3.2設計好跨越道路標高當高速公路跨越上跨道路時,可降低跨越道路標高,以減小高速公路跨越通道及橋梁高度,降低路基設計高程。降低跨越道路標高可采取合理下挖一定深度,但要設計好排水設施,保證跨越道路的積水能及時排出。3.3盡量做到主線下穿設計高速公路在條件許可時,主線盡量采用從被交道路下方穿過,以降低路基設計高度。某高速公路在某城鎮(zhèn)需連跨兩條公路,通過設置車行天橋和分離式立交,高速公路從下方穿過,路基設計高度降低了1.7m。3.4對水利設施和道路進行合理規(guī)劃設計前搞好調(diào)查和預測,對水利設施等構造物間距、結構,跨越道路等進行合理規(guī)劃,盡量降低高速公路路基設計高度。應對被交叉道路進行調(diào)查并預測好交通量,保證立交和通道合理布設,通道和立交宜交錯布置,通道孔徑大小應合理。對道路過密地段,可采取改路、合并,水利設施也可適當合并和改線,盡量減少橫穿高速公路的構造物,達到降低高速公路路基設計標高的目的。如圖2所示,用輔路將相鄰多條支路合并,高速公路下只需設一條通道便可以滿足使用要求。3.5設計好構造物的凈空和間距構造物的設置應依據(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,而路基設計高度盡量低為目標。設置適當?shù)臉嬙煳镩g距和凈空,構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;構造物盡量根據(jù)水文、地質(zhì)和構造物凈空技術標準,合理設置,不要隨意提高標準。如果構筑物難以避免是,可采取構造物下挖方式,降低路基設計高度,但要做好構造物的排水。為減少進入構造物的水梁,可將構造物的出入口設置成反坡,在構造物內(nèi)設置蒸發(fā)池、滲井等排水設施,如圖3所示。對過人通道,可采取在通道內(nèi)設臺階來排水,以不影響行人通行,如圖4所示。還可以在通道周邊設置集水井、低矮的攔水帶等排水,如圖5所示。
4結語
高速公路路基高度設計直接影響工程的造價和質(zhì)量,是目前路基設計中必須解決的關鍵問題。高速公路路基設計高度應認真考慮各種影響因素,嚴格遵循設計原則,采取合理的降低路基設計高度措施,才能保證設計高度確定的合理性。
參考文獻:
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[2]萬曉東,薛東峰,張雪強.高速公路路基高度影響因素及降低對策[J].山西建筑,2007(1):338-339
[3]溫學鈞,王海燕.平微區(qū)高速公路合理路堤高度[J].長安大學學報(自然科學版),2002,22(2):9-10.
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[5]劉超群.降低高速公路路基高度的幾點措施[J].路基工程,2007(3):151-152.
作者:李雪姣 單位:河北省交通規(guī)劃設計院
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