浅谈公路路基设计的问题及创新
2013-08-15沈世鑫
沈世鑫
(青海民族大学,青海 西宁 810007)
路基设计工程是人类工程设计开发方面最常见接触最多应用最广泛的工程环境,路基的稳固问题、边坡加固防护问题、路基排水工程问题是路基设计工程中最基础的问题。公路路基设计理念是公路设计人员的思维意识,是公路勘察设计产品的精髓和灵魂,路基设计首先要从安全性出发,本着安全第一的设计理念,把路基设计做到实处。提升设计理念,实践理念创新,树立和落实科学发展观,是实现交通新的跨越式发展目标的必然要求。
一、路基高度合理设计要求和路基排水系统设计要求
1路基高度合理设计要求
路堤高度是公路路基设计中一项综合技术指标,它直接影响到公路的使用功能、质量、安全性、工程投资效益和空间占用量。平原地区高速公路路堤高度除受设计洪水位控制外,主要受下穿道路的通道净高和通航河流的桥下通航净空高度控制,在村庄、地方道路、通航河流密集区,低路堤方案需归并通道、增设辅道、支线上跨等,配套工程建设规模大,低路堤方案的优势不显着。因此,应根据项目所处地形、地质、水文等自然条件,以及村镇、航道、道路网等分布特点,进行不同路堤高度方案的综合比选论证,因地制宜,合理确定路堤高度。
2路基排水系统设计要求
如何提高公路排水系统设计、施工和养护水平,减少公路的水害,防止出现重大的公路水毁,已成为当前公路建设,所亟待解决的问题。排水设施要全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济,并充分利用有利地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠宜短不宜长,以使水流不过于集中,作到及时疏散,就近分流。把降落在路界范围内的表面水有效地汇集并迅速排除出路界,同时把路界处于可能流入的地表水拦截在路基范围外,以减少地表水对路基和路面的危害以及对行车安全的不利。路基各项设施应具有足够的泄水能力,排除渗入路面结构内的自由水自由水在路面结构内的渗流时间不能太长,渗透路径不能太长,排水设施要有较好的耐久性。进入路面的水分和渗入的水分,是造成或加速路面结构过早损坏的主要原因之一,新型防水材料,无论从经济角度,还是施工工艺上来说,都可以有效提高路面使用性能,延长其使用寿命。为道路施工建设提供了有效的保障。
二、路基边坡中的骨架植物防护设计和软土地基路段的路基加固设计
1路基边坡中的骨架植物防护设计
在实际的道路施工中,对于路基防护,以前常常采用的是浆砌片石或水泥骨架等手段,这些方法在因为本身和道路的建设运用的手段、方法、材料等比较相似,可以减轻成本负担并且效率较高而一直得到采用。但经过一定时间之后,这种方法影响环境美观,材料容易受到气候等外界条件影响而老化,后期维护困难且维护费用偏高的缺点便暴漏出来了。能实现美化、自动进行后期的维护调整、创造附加价值的植被骨架的出现使这个问题迎刃而解。骨架植被由于其平衡地实现了工程建设中生态环境与经济效益的协调发展,而在越来越多的道路路基防护中使用。
具有骨架植被的路基是指那些以少量的土木工程材料形成栅格作为基本骨架,骨架内填充植被而形成的路基。栅格可以形成拱形、几何形、人字形等路基骨架。具体的骨架设计会结合工程学,美学等多方面知识。同时,植被的选择也要考虑到气候环境,当地土质,设计目标等多种因素。在路基上,符合土壤等环境的植物经过适当的培育养护之后都能良好地生长。植被在对路基的防护上有一些土木防护难以达到的功能:第一、植被具有减缓风雨对路基的冲击的作用。除此之外,路基还能吸收雨水,从而既能减少高速路面的积水又能利用雨水巩固土壤。第二、对路基进行绿化,能美化环境。这不仅仅是出于对环境的考虑,还对驾驶人员具有两个作用:(1)提供给驾驶人员美丽清新的风景,减轻其行车的疲劳感。(2)在培育时注意植物的整齐性,有助于引导驾驶人员,减少交通事故。第三、绿色植物能够进行光合作用吸收二氧化碳放出氧气,同时也可以吸附公路上的烟尘,有害气体等颗粒污染物,从而达到净化空气,维持行驶人员健康的作用。第四、浓密的植物能够调节气候。夏天,植物吸收辐射降低了高速公路的地面温度。冬天,具有一定密度的植物能起到保温的作用。第五、由于受到气候环境影响,土木防护往往容易在一定时间之后出现风化,滑坡等现象。如果使用植被对路基进行固定,出现以上事件的概率就会大大降低。
2软土地基路段的路基加固设计
由于某些地区地质结构比较特殊,土壤成分多由软土构成,导致公路路基土质软化,易导致安全隐患,再加上软土路基强度低、固结慢、变形大,导致路基抗剪强度、抗压强度不够引起路基侧向整体滑动,边坡外侧土体隆起;人工构造物与路基衔接处产生短截,引起路面坍塌或者断层现象。路基的变形以及地下水位过高,将导致路面的破坏等情况的出现。因此,对于软土路基的处理必须引起足够的重视。
软土路基的加固方法基本上分为两种,表层处理方法、换土处理方法、反压护道及侧向约束法和排水固结法。表层处理方法又分为表层排水法、砂垫层法、稳固剂表层处治法。加固路基的方法选择要因地制宜,根据当地的土质结构以及公路的负载量来选择合适的路基加固方法。
结语
公路作为最基础交通用的民用建筑,无时无刻不影响着居民的生活,保障了全国的经济交流,其设计必须兼顾安全和实用两方面。由于部分地区地质结构复杂特殊,其设计应当重点考虑到其环境的特殊性,必须适应当地地质条件。在设计过程中,严格控制好各项指标的设定,无论是方案设计、初步设计还是施工图设计,都要以严谨的设计态度对待,在施工方面也必须做到精益求精,争取建造出既坚固又实用的公路。
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