滨海潮差侵蚀路段路基设计及填料要点
2012-06-06刘莉
刘 莉
(沈阳建筑大学)
滨海潮差侵蚀路段路基设计及填料要点
刘 莉
(沈阳建筑大学)
以试验路为基础，提出了滨海潮差侵蚀路段路基设计及填料的要求，可对沿海地带滨海公路的建设起一定指导作用。
滨海公路;潮差侵蚀;设计;填料
1 路基横横断面形式
因为地基中的水含量较高，因此，会对路段造成侵蚀作用。为了进一步减少地基水分对公路的路面造成更大的影响，一般选取路堤形式进行路基横断面的设计。考虑到路堤中受到来自波浪以及潮差方面的严重，引起路堤横断面的设计部分遭受影响。对于横断面设计而言，重点的设计应该是对路堤中的侧边坡所进行的设计环节。此外，斜坡的横断面形式不仅具备良好的削减波浪的性能，而且斜坡式的横断面中的边坡还对地基的要求较低，能起到稳定作用、易于施工的操作，还可在风浪相对大的堤段中使用。
2 路堤高度的计算
路基的高度指的是将路基的高度作为路基高程的计算。将锦州地区路段当作计算的基础，由于该路段为填海路段，因此，路堤受到的影响有潮差以及波浪等影响。此外，堤轴的法线与波浪波向线的角度应该小于150，边坡的复合坡形式为带肩台式、且肩台的宽度应为3 m;平台高度与常水位的高度持平、或者是略高一些。锦州填海的路段中有关的海况条件如下表1所示。
表1 锦州填海的路段海况条件
基于该路段的复合坡边坡是带肩台式，因此，应该先进行边坡系数的转换，将复合边坡系数转换成单坡系数，再按照我国有关《公路路基设计规范》的规定，确定路基的边坡坡度的系数应大于1.5。此时，将上坡坡度与下坡中坡度系数分别确定为1.5与2.5;上坡比下坡陡时，那么△m大于0，则此时坡度的系数的计算公式应为
将相关的数据进行计算，可得到：me为3.05。该路段为沥青混凝土，因此无越浪，那么爬高的累积频率取2%，根据上表查表得到波浪爬高修正系数见表2。
表2 波浪爬高的修正系数
当m=1.5～5时，可根据下式进行计算：
带入上式得到波浪爬高Rp=1.40 m。
锦州段的水文条件如表3所示：
表3 锦州填海段的水文条件情况
由以表3中的数据结果，将数据带入公式，经过计算可得F=4 449.4 m，为了确保安全，取F为整数5 000 m，然后再将其值带入壅水的高度计算当中，最后，计算的结果为e=0.37 m。
按照允许越浪以及禁止越浪的设计准则，可对安全高度进行确定。允许越浪则波浪爬高的超越概率为13%;其的安全高度是0.5 m;当禁止越浪之时，其的概率为2%，安全高度是1 m。而锦州段的路段是沥青混凝结构，为禁止越浪，因此，该段的安全高度应为1 m。路基的标高=设计潮位(2.25)+壅水高度(1.4)+安全高度(1)+波浪爬高(0.37)=5.02。
3 填筑的材料要求
3.1 颗粒起动计算
砂粒在波浪的作用之下，受到水平推力以及重力等因素的影响，加上粘着力等的作用条件之下，即可得到有关粒径、填料的起动波高的计算公式为
上述公式当中，H*与L及h分别表示的是波高与波长以及水深;β 为常数，通常取其值为 0.039;εk= ε/ρ=2.56，ε为粘着力系数，d为填料粒径。非粘性土填料，其的粒径范围的密度应该在2.65～2.7之间。
3.2 颗粒起动的改进公式
若得知水深与粒径之后，则波高H就是周期T的函数。为此，波高并不是唯一物理量。对于填料起动的水深未知，但已知组成与波要素时可将如下公式(1)改变成起动的水深形式：
当填料的粒径与水深及周期已给定均已知时，按照实测起动的波高与由公式计算可得表4数据。
表4 实测的波高以及计算结果的情况
［1］杨昊.辽宁滨海公路潮差侵蚀路段路基顶面标高的推算方法［J］.北方交通，2008，(6)：6-8.
U416.1
C
1008-3383(2012)11-0067-01
2012-06-11
