公路高邊坡路堤設計探討

曾俊祥

摘 要：近年來，隨著我國高速公路的快速發展，高速公路已大規模進入山區，山區高速公路的修建，不可避免的會遇到大量的高邊坡路堤。通過已有的工程經驗，高邊坡路堤的路基強度和路基穩定性是保證路基整體質量的關鍵，設計時需要針對高邊坡路堤路段的地質、水文、氣候等條件，采用合理的工程措施，確保路基的強度和穩定性。

關鍵詞：高邊坡路堤；路基強度；路基穩定性

1 高邊坡路堤的設計要點

1.1 地基處理

高邊坡路堤對于路基基底的要求較高，但是高邊坡路堤路段多處于低洼地帶，地表水相對較為豐富，部分路段由于排水不暢，會導致原狀土長期處于浸泡狀態，形成軟弱地基，軟弱地基具有強度低、壓縮性大、厚度小、埋深淺等特點，在軟弱地基上直接進行路堤填筑，當路基填料不斷增加時，原狀土會發生壓縮變形和擠壓位移，地基的壓縮變形致使路基開裂或整體滑移。

1.2 開挖臺階

地面橫坡是影響高填斜陡路堤穩定性的外在因素，隨著地面橫坡的變陡，高邊坡路堤的穩定性會降低。規范要求當地面橫坡大于1：5時，原地面應挖臺階，臺階寬度不小于2米，并設置3～4%的內傾坡。

1.3 排水系統設置

水是路堤失穩的一個重要因素，路基的強度、穩定性、耐久性與水的關系十分密切，路基的多種病害都與地下水或地表水浸入路基有關。為保證高邊坡路堤的穩定性，應確保路基常年處于干燥狀態。

1.4 路基填筑材料

路基填筑材料的好壞，對高填方路堤的穩定性有著直接的影響，在施工時應對路基填料著重加以控制。路基填料一般應為天然含水量低、易壓實、強度高的低液限粘土和粘土質砂，但實際施工中采用不良填料的情況時有發生，而且現行規范和手冊中對填料的強度規定不明確，導致路基填料的強度指標達不到要求。

1.5 路基填筑補強

高邊坡路堤路基填筑高度較大，為保證路基的強度和穩定性，需要對路基進行補強，主要的措施有分層碾壓、補強碾壓、設置土工格柵等。

（1）分層碾壓。分層填筑的控制，土方路堤，高速公路和一級公路最大松鋪厚度不應超過30cm，其他公路最大松鋪厚度不宜超過50cm，且必須根據設計斷面進行分層填筑壓實；石方路堤，高速公路和一級公路最大松鋪厚度不應超過50cm，且填料粒徑不宜超過最大松鋪厚度的2/3層厚，其他公路最大松鋪厚度不宜超過80cm，最大不超過100cm。

（2）補強碾壓。進行高邊坡路堤路基填筑時，應沿縱向每2～4米對路基進行補強碾壓，提高路堤整體性和強度。補強碾壓的方法包括沖擊碾壓、液壓式壓路機碾壓、強夯等。用沖擊式壓路機沖碾路基時應大面積進行，長度至少應大于100米，以便于壓路機沖擊時提高行駛速度，增加激震效果。當碾壓長度小于100米時，可采用液壓式壓路機或強夯進行補強。

（3）路基加筋。土工合成材料應用于路基加筋，主要作用在于提高路基的穩定性，高邊坡路堤一般用土工格柵進行路基加筋。土工格柵是聚合材料經過特殊工藝定向拉伸形成的一種網狀土工合成材料，土工格柵設置于碾壓土層之間，主要通過與土的摩擦、抗阻、鎖定三種作用力限制土體的側向滑動和變形，抑制大幅度不均勻沉降，增強土體的整體抗剪強度，從而保證路基的整體穩定性。

2 工程案例

2.1 工程概況

揭博高速是廣東省高速公路網“二橫”線——汕湛高速公路的重要組成部分，是廣東省十二五規劃建設的重點工程，起于揭陽市揭西縣大溪鎮，與汕湛高速公路汕頭至揭西段相接，設大溪樞紐互通與潮州至惠州高速公路相交，經梅州市五華縣、河源市紫金縣（河源段又稱河紫高速公路）、跨東江至惠州市博羅縣石壩鎮，終點與廣河高速公路順接，設石壩樞紐互通與惠河高速公路相交。

揭博高速沿線山間多為谷地，V型谷發育，地面高程50～330m，線路相對高差20～150m，山體坡度一般10°～20°，局部為40°～50°，山間多為谷地。K212+580～K212+680段為高邊坡路堤路段，現就該路段進行高邊坡路堤設計。

2.2 工程地質條件

（1）地層巖性。沿線出露地層較多，地表為第四系全新統坡殘積層，山間凹地及河流階地分布沖洪積層堆積物。地層巖性變化較為復雜，按從新至老排列，所出露的地層有：新生界第四系地層（Q）、侏羅系下統藍塘群（J1ln）。出露巖漿巖有新生代晚第三紀（N）輝綠巖。

（2）地質構造、地震。據《汕頭至湛江高速公路揭西大溪至博羅石壩段工程場地地震安全性評價報告》，項目區內場地的基巖較完整，未發現有明顯的斷裂構造跡象。從場地及附近主要斷裂構造的分布來看，線路所穿越的斷裂在晚更新世以來無明顯的活動，場地內無地震斷層引起地表破裂問題。根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001），本項目A4設計合同段的地震動峰值加速度值為0.05g，地震動反應譜特征周期為0.35s，設計地震分組為第一組，抗震設防烈度為6度。

（3）水文地質。地表水：路線走廊帶內均屬東江水系，支流-秋香江和義容河流域，其次級支流較多，匯水面積大，匯排水系統呈“樹枝狀”或“雞爪狀”分布，同時區內水庫、水塘、圍堰星羅棋布，地表水發育。地下水：沿線氣候潮濕，降水充沛，地表徑流豐富，為地下水的補給提供了良好的條件，各類巖組裂隙較發育，為地下水的富集提供了條件，地下水類型可劃分為第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩大類。

2.3 高邊坡路堤處理措施

（1）路基底部較大范圍分布淺層軟土。鉆孔揭示為厚約1m的粉質粘土，軟塑-可塑狀態；下覆強風化花崗巖，地表水系發達。設計考慮基底挖除粉質粘土層，換填碎石土，坡腳設反壓護道。（2）原地面橫坡陡于1：5，在橫向上應挖臺階填筑，臺階寬不小于2m，朝內側傾斜3%。（3）為了避免水對路堤的影響，在填方臺階下設置縱向碎石盲溝，自路床向下垂直高度每4m設置一道盲溝，將地下水引至路堤邊坡急流槽。橫向排水管每30m設置一道，外部包裹10cm厚C15砼，橫向排水管與縱向盲溝中的多孔排水管通過三通管連接。橫向排水管的坡度宜與碾壓面坡度相同，當碾壓面坡度小于1%或與橫向排水管坡度相反時，排水管坡度取1%。（4）路基中的土工格柵每4米設置一層，寬度為6米；在路床范圍設置2層雙向土工格柵。土工格柵采用雙向鋼塑土工格柵，縱橫向拉伸屈服力≥80KN/m，屈服伸長率≤4%，開孔尺寸172×172mm，幅寬≥2.0m。每層土工格柵均采用U型鋼釘加以固定，U型釘按照3m間距，梅花梅花形布設。（5）路堤填料優先采用碎石土，碎石土的綜合內摩擦角不小于40°。（6）在達到要求的壓實度基礎上在基底、基底至下路床底面之間采用采用80T大功率壓路機進行補強壓實，每隔1m一次，每次5遍（每級邊坡中部、每一級平臺處必壓）。（7）橫向半填半挖、縱向填挖交界路段，應向挖方段超挖8m長、80cm深，然后采用線內挖方石碴、碎石土等優質填料進行填筑。

3 結束語

路基是公路的基礎，公路的使用壽命直接受到路基好壞的影響。高邊坡路堤設計是公路路基設計中的重點和難點，設計時應根據工程地質狀況、水文、氣候等自然條件，確保地基強度、穩定性滿足要求，同時處理好路基排水，選用合適的路基填料并結合路基補強措施，保證高邊坡路堤的穩定、安全。

參考文獻

[1]JTG D30-2004.公路路基設計規范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]JTG F10-2006.公路路基施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2006.

[3]JTG/TD32-2012.公路土工合成材料應用技術規范[S].北京：人民交通出版社，2012.