关于对山区高速公路路基设计的思考

代勇

（重庆华文交通规划设计咨询有限责任公司，重庆 401122）

0 引言

随着中国经济建设的高速推进，我国高速公路建设行业发展水平也得到一定程度的提高。山区高速公路建设区域的地形、地质、水文等条件较为复杂。因此，路基的设计应因地制宜，经济合理。路基的稳定性是确保高速公路安全正常运营的前提条件，保证路基设计质量以及后期运营维护的安全，设计人员应按照相关的设计规范和原则进行精细化设计。同时应最大限度满足安全、经济、环保以及稳定性等多方面要求。本文主要针对山区高速公路路基设计进行研究。

1 工程概况

江龙高速公路位于重庆市云阳县境内，项目起于江口镇，止于清水乡，路线全长78km，路面宽度为24.5m，双向四车道，是重庆市地方高速公路重要干线中的组成部分。项目位于四川盆地东部平行岭谷区，区内地貌主要可分为河谷地貌、构造剥蚀丘陵地貌、构造剥蚀中低山地貌，项目区域属亚热带季风气候区，气候温和，雨量充沛，多年平均降雨量1149.3～1213.5mm，降雨量主要集中于5—9 月，占全年降雨量的70%。

2 路基设计原则

与地形地质相结合，最大限度减少对自然环境的破坏：

在地势比较陡峭的地方，往往需要设置挡墙或桥梁，为了保证路基稳定，需要在山腰陡坡起伏的不同地方布设不同的路基型式，如分离式路基、整体式路基等，路基断面要和实际地势相符合，通过路基设计将高速公路挖填方边坡高度控制在一定范围内，使路基以及周围边坡安全可靠。对不同的路段，拟定不同的路基设计点，如对植被覆盖率比较少、地形高低起伏较小的地方，因为土壤的附着力比较小，容易在外力作用下，发生垮塌事故，所以在设计路基时，应考虑削坡绿化的方式解决。

3 山区高速公路路基的具体设计方案

3.1 路基横断面设计

主要包括两方面：首先是整体式路基的设计。这种设计比较适合稳定性比较高的路段，因为地势没有连续高低起伏的现象，地质土壤以及水文环境也不会轻易对路基稳定造成负面影响，这种路段的地基设计较为简单。为保证路基在横向填挖过程中不会失稳，需对纵面和平面的线路进行具体设计，要保证设计和实际相一致。对于坡度不陡的位置，线形应保持平直顺畅，将水平方向和纵向的线形结合起来，可设计为整体式路基。

图1 整体式路基

分幅式路基的设计主要用于横坡陡峭、U 型峡谷等地形，将高速公路分成上、下行分离的两条单向公路，可大大降低填方、挖方边坡和防护工程，同时确保路基的稳定性和安全性，如图2所示。

3.2 路基防护设计

山区高速公路建设，路基防护工程必不可少，路基防护设计要遵循安全、经济、使用、施工方便等多项原则，常见的防护措施有路堤挡墙、路肩挡墙、护坡、锚索框架、喷播植草等防护形式。

图2 分幅式路基

路堑边坡对地势陡峭的路段，为防止路基下的土壤在后期运营中，不会发生掉落、散掉失稳问题，在路基设计时，应采用竖梁锚杆以及预应力锚索框架等处治方式进行加固处理。山区高速公路路基稳定性较差，尤其是边坡陡峭的路段，还可以借助绿色植物来对其进行加固，将其用到路基中间的中央分隔带上或边坡处，即使有雨水冲刷，也能提升用处的土壤附着力。

路堤边坡一般采用挡墙工程进行防护，针对低边坡则修筑护脚墙结合拱形骨架护坡处理。

3.3 特殊路基设计

特殊路基是指修建在不良地质现象，特殊地形地质情况，某些特殊气候因素等不利条件下的道路路基。特殊路基有可能因自然平衡条件被打破，或者边坡过陡，或者地质承载力过低，而出现各种各样的问题，因此，除要按一般路基标准，要求进行设计外，还要针对特殊问题进行研究，作出处理。特殊路段路基设计，如滑坡、崩塌路基，应采取加固措施；还有山间软土以及湿土处的软弱路基设计，如果路段范围较小，可以采取换填措施，要保证换填材料是稳定可靠的。对于岩层较厚横坡陡峭的路基设计，可对其采取控制性爆破手段，清除路基范围内的岩石，同时应确保路基工程有足够的稳定性和耐久性，使路面能承受车辆的反复荷载作用和抵御各种自然因素，保证公路交通的正常运营。

3.4 路基排水设计

路基设计中主要有两个方面排水问题：①填方路段。尽量借助坡脚的排水沟，与附近的河道或者涵洞连接起来，将水引入到涵洞或者河道之中；②挖方路段。尽量借助截水沟和边沟，将其与填方路段的排水沟连接起来，对于一些沟底纵坡比较大的挖方路段，则修建跌水沟或急流槽。

路基排水不畅经长期浸泡，其组成的土壤结构会松散，不再保持固结状态，严重情况下，会使路基发生坍塌，整个路面会发生断裂，这便是路基需长期保持干燥的原因。路基中的含水量过多，一方面在于一开始就没有将土壤中过多的水分排除掉，另一方面，没有对其设计好排水系统，雨水以及其他水体在冲刷路基时，排水系统功能失效。由于排水系统不完善，导致排水冲刷填方边坡，导致路基下沉、开裂。排水系统不完善，影响到路基土体的结构特征和强度，导致路基不均匀沉降。所以路基设计，应考虑全面完善排水系统，避免水流冲刷，并尽可能降低地下水位。施工中应做好排水沟、截水沟等排水设施，防止水流对施工场地和路基的影响。具体的排水工程设计方案主要有五方面：①做好前期准备工作，指的是调研工作以及相关方案设计制定工作。要将不同路段的地质条件和水文环境调查清楚，并在文件上做好记录，方便查阅。合理安排涵洞的位置，使其不会对高速公路行车顺畅造成影响，还能对排水起到一定的辅助作用。还要对不同的排水设施的位置进行设计和安排，使其能利用地势以及周围的河流等进行有效排水；②高路公路路基处的排水设计要注意做好水土保持工作，在对排水管道进行地下敷设时，要注意不会对周围的土体结构造成破坏，否则本身就容易失稳的土壤附着力下降，本身结构会松散，会随着排除的水流一起远离原处，如此，路基一样会失稳；③排水管道的敷设距离或排水沟的长度都要在控制范围内，否则水流的长时间汇集和冲刷，会使土壤环境变差，还要保证将管道和沟渠均匀分散在高速公路路基处，使水流能有效分散到安全的位置，还不会使某处水量过多；④挖土方路段和填土方路段的排水系统要一体化，整个排水系统在高速公路路基含水量保持正常中发挥作用；⑤做好深填高挖路段处的排水问题。

3.5 路基景观设计

高速公路景观设计除美化环境和保护环境的要求外，同时需兼顾驾驶舒适性和安全性的要求。在高速公路上行驶的司机，在较长时间内容易产生视觉疲劳，对行车安全影响大。因此，路基景观设计是路基设计的重要组成部分，其结构形式应避免千篇一律，根据不同路基形式布设不同的绿化景观，同时设计人员应结合山区的自然景观进行设计，做到自然景观与人工景观相互结合。

4 结语

山区高速公路不同于其他平原地区，在地形地势以及自然环境等方面都不具优势，为了保证高速公路路基安全可靠，设计人员应充分结合地形地貌、地质水文、环境等影响因素进行认真调查分析和精细化设计，使设计的路基能有实用价值。