庞 姝 常 乐
沈阳城市建设学院
西藏高原海拔高,地形复杂多样、有高峻逶迤的山脉,陡峭深切的沟峡。地质情况复杂,不良岩土有季节性冻土、多年冻土,不良地质有沼泽、热融湖(塘),自然因素影响剧烈的路基:风积雪、冰丘、冰锥等。
农村公路的设计理念是因地制宜、灾害防治、保护环境。农村公路应在保证公路安全运营的情况下,节省投资。因此,农村公路设计应基于通达、通畅两个目标。
以通达为建设目标的项目设计注重以通为主,可考虑“一次性设计,分期实施”的设计原则。一期工程应保证路基的稳定,对小型灾害进行治理,对于难以绕避的大中型灾害考虑保通。以通畅为建设目标的项目设计注重以畅为主,注重排水、防护质量,确保寿命,提高抗灾能力,具有较为完善的排水工程、交通安全设施。
公路等级:四级公路。
设计时速:地形条件简单20km/h,地形条件复杂15km/h。
路基、路面宽度:6.5米/6.0米(沥青路、砂石路),4.5米/4.5米(水泥路),4.5米/3.5米(砂石路),单车道需设置错车道。
一般路基的最小填土高度为旧路面以上新建路面结构层厚度,填土高度宜控制在0.6-0.8米。多年冻土、沼泽、宜积雪路段宜控制在1.2-1.5米。
土石方利用率及调配原则,自然方与压实方的换算系数:石方为0.84;土方为松土1.11、普通土1.05、硬土1.00。基底清表厚度20cm。挖方边沟土方计入土方表(砌护的边沟按外轮廓计量),参与土方调配;填方边沟不计入土方表,堆砌边沟外侧或做为后期绿化用土。
路堤边坡采用折线形,填方高度≤10米时,边坡坡率采用1:1.5;填方边坡高度10~18米时,路面以下8米范围内采用1:1.5,8米以下采用1:1.75;路堤高度大于18米时,路面16米以下边坡坡率采用1:2。
浸水路基在设计水位以下的边坡(包括防护的边坡)坡率不宜陡于1:1.75,采用不小于30cm厚的浆砌片石护坡。
高边坡路基:对边坡高度>20m的路堤或地面斜坡率陡于1:2.5的高边坡路堤,必须进行稳定性验算;宜采用简化Bishop法进行分析计算,稳定安全系数1.35~1.45;路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性分析,采用不平衡推力法计算,稳定安全系数≮1.30。
路堑边坡坡率应根据工程地质与水文地质条件、边坡高度等确定。
碎落台宽度1-2米(根据地质确定碎落情况,无碎落可不设置),积雪台宽度3-5米。
路堑边坡形式采用折线式。悬崖陡壁地段,当山体岩石整体性好时,可采用半山洞。
路基纵向填挖交界处理:地面纵坡陡于1:5的路段,将地面开挖成台阶,台阶宽度1m,台阶面向内倾斜4%横坡,然后填筑路基。
路基横向半填半挖交界处理:地面的横坡陡于1:5~1:2.5时,将原地面挖成台阶,台阶宽度≮1m。台阶面向内倾斜4%横坡,然后填筑路基。
地面横坡缓于1:5时,在清除地表后,可直接在天然地面上填筑路基。
地面横坡为1:5~1:2.5时,原地面应挖台阶,台阶宽度不应小于1米。土质台阶面向内倾斜4%横坡,石质台阶面向外倾斜4%横坡。
地面横坡陡于1:2.5地段的陡坡路堤,必须采用不平衡推力法验算路堤整体沿基底及基底下软弱层滑动的稳定性,抗滑稳定系数≥1.30。
在水塘、湖塘、沼泽等地段,应视具体情况采取排水、清淤、换填砂砾或石渣处理措施。处理宽度为坡脚范围,处理高度为淤泥标高以上0.5米。
换填材料应优先选择挖方石料,也可采用碎石、砂砾、石渣等材料进行换填,其最大粒径≯10cm、含土量≯5%。
滑坡、崩塌地段路基,建议采用放缓挖方边坡以保证路基稳定。采用设置碎落台+拦土墙。设置仰斜式挡土墙泥石流地段路基,采用铅丝石笼配合过水路面。设置盖板涵,注意涵底纵坡选择。季节冻土、多年冻土地区路基,根据规范计算最小填土高度。雪害地段路基,避免产生挖方,设置雪标杆。
路面采用散排方式,行车道横坡2%,土路肩横坡3%。采用沥青及水泥路面,土路肩硬化。硬化路肩采用C25混凝土,加固厚度为25cm、宽度为25cm。
边沟沟底纵坡宜与路线纵坡一致,不宜<3‰,地面平坦、困难地区,可减少至1‰,并适当加大边沟尺寸。土质边沟纵坡大于5%时,应采取沟底铺砌、设置跌水等防护措施。
填方路基边沟:按排水需求设梯形土边沟,沟底宽40cm,沟深40cm,内坡1:1.5,外坡1:1。冻土路段设置挡水埝。
村屯段石砌边沟:矩形断面,底宽40cm、深度60cm,边沟混凝土铺砌。材料采用25cm厚C25混凝土,内侧沟壁计入路基全宽。15cm 厚C25钢筋混凝土盖板。
挖方路堑边沟:矩形断面,底宽40cm、深度40cm,混凝土铺砌。25cm厚C25混凝土,内侧沟壁计入路基全宽。
路基防护应贯彻“不破坏就是最大的保护”的设计新理念。加强挖方段防护工程的动态设计,根据施工现场具体情况,进一步修改、完善防护方案。河流坝内的大桥路基两侧引道,需冲刷防护的护坦宽度应不小于4.0米,片石的尺寸应≮30cm。
填方路基防护:因地制宜,灵活选用。墙高大于8米,采用C25片石混凝土,其他采用M10浆砌片石。地面线平缓,填土高度大于2.0米,采用仰斜式挡土墙。沿河路基防护采用石笼式挡土墙。陡坡路段采用衡重式挡土墙(经计算取最优断面)。
本文在路基设计要求、路基处理、排水、防护等方面提出了设计指标要求和设计指导思想,用于指导西藏地区农村公路路基设计,也可用于类似工程参考使用。
[1]公路工程技术标准.JTG B01-2014.北京.人民交通出版社,2014.
[2]公路路基设计规范.JTG D30-2015.北京.人民交通出版社,2015.
[3]公路排水设计规范.JTG/T D33-2012.北京.人民交通出版社.2013.