龐 姝 常 樂
沈陽城市建設學院
西藏高原海拔高,地形復雜多樣、有高峻逶迤的山脈,陡峭深切的溝峽。地質情況復雜,不良巖土有季節性凍土、多年凍土,不良地質有沼澤、熱融湖(塘),自然因素影響劇烈的路基:風積雪、冰丘、冰錐等。
農村公路的設計理念是因地制宜、災害防治、保護環境。農村公路應在保證公路安全運營的情況下,節省投資。因此,農村公路設計應基于通達、通暢兩個目標。
以通達為建設目標的項目設計注重以通為主,可考慮“一次性設計,分期實施”的設計原則。一期工程應保證路基的穩定,對小型災害進行治理,對于難以繞避的大中型災害考慮保通。以通暢為建設目標的項目設計注重以暢為主,注重排水、防護質量,確保壽命,提高抗災能力,具有較為完善的排水工程、交通安全設施。
公路等級:四級公路。
設計時速:地形條件簡單20km/h,地形條件復雜15km/h。
路基、路面寬度:6.5米/6.0米(瀝青路、砂石路),4.5米/4.5米(水泥路),4.5米/3.5米(砂石路),單車道需設置錯車道。
一般路基的最小填土高度為舊路面以上新建路面結構層厚度,填土高度宜控制在0.6-0.8米。多年凍土、沼澤、宜積雪路段宜控制在1.2-1.5米。
土石方利用率及調配原則,自然方與壓實方的換算系數:石方為0.84;土方為松土1.11、普通土1.05、硬土1.00。基底清表厚度20cm。挖方邊溝土方計入土方表(砌護的邊溝按外輪廓計量),參與土方調配;填方邊溝不計入土方表,堆砌邊溝外側或做為后期綠化用土。
路堤邊坡采用折線形,填方高度≤10米時,邊坡坡率采用1:1.5;填方邊坡高度10~18米時,路面以下8米范圍內采用1:1.5,8米以下采用1:1.75;路堤高度大于18米時,路面16米以下邊坡坡率采用1:2。
浸水路基在設計水位以下的邊坡(包括防護的邊坡)坡率不宜陡于1:1.75,采用不小于30cm厚的漿砌片石護坡。
高邊坡路基:對邊坡高度>20m的路堤或地面斜坡率陡于1:2.5的高邊坡路堤,必須進行穩定性驗算;宜采用簡化Bishop法進行分析計算,穩定安全系數1.35~1.45;路堤沿斜坡地基或軟弱層帶滑動的穩定性分析,采用不平衡推力法計算,穩定安全系數≮1.30。
路塹邊坡坡率應根據工程地質與水文地質條件、邊坡高度等確定。
碎落臺寬度1-2米(根據地質確定碎落情況,無碎落可不設置),積雪臺寬度3-5米。
路塹邊坡形式采用折線式。懸崖陡壁地段,當山體巖石整體性好時,可采用半山洞。
路基縱向填挖交界處理:地面縱坡陡于1:5的路段,將地面開挖成臺階,臺階寬度1m,臺階面向內傾斜4%橫坡,然后填筑路基。
路基橫向半填半挖交界處理:地面的橫坡陡于1:5~1:2.5時,將原地面挖成臺階,臺階寬度≮1m。臺階面向內傾斜4%橫坡,然后填筑路基。
地面橫坡緩于1:5時,在清除地表后,可直接在天然地面上填筑路基。
地面橫坡為1:5~1:2.5時,原地面應挖臺階,臺階寬度不應小于1米。土質臺階面向內傾斜4%橫坡,石質臺階面向外傾斜4%橫坡。
地面橫坡陡于1:2.5地段的陡坡路堤,必須采用不平衡推力法驗算路堤整體沿基底及基底下軟弱層滑動的穩定性,抗滑穩定系數≥1.30。
在水塘、湖塘、沼澤等地段,應視具體情況采取排水、清淤、換填砂礫或石渣處理措施。處理寬度為坡腳范圍,處理高度為淤泥標高以上0.5米。
換填材料應優先選擇挖方石料,也可采用碎石、砂礫、石渣等材料進行換填,其最大粒徑≯10cm、含土量≯5%。
滑坡、崩塌地段路基,建議采用放緩挖方邊坡以保證路基穩定。采用設置碎落臺+攔土墻。設置仰斜式擋土墻泥石流地段路基,采用鉛絲石籠配合過水路面。設置蓋板涵,注意涵底縱坡選擇。季節凍土、多年凍土地區路基,根據規范計算最小填土高度。雪害地段路基,避免產生挖方,設置雪標桿。
路面采用散排方式,行車道橫坡2%,土路肩橫坡3%。采用瀝青及水泥路面,土路肩硬化。硬化路肩采用C25混凝土,加固厚度為25cm、寬度為25cm。
邊溝溝底縱坡宜與路線縱坡一致,不宜<3‰,地面平坦、困難地區,可減少至1‰,并適當加大邊溝尺寸。土質邊溝縱坡大于5%時,應采取溝底鋪砌、設置跌水等防護措施。
填方路基邊溝:按排水需求設梯形土邊溝,溝底寬40cm,溝深40cm,內坡1:1.5,外坡1:1。凍土路段設置擋水埝。
村屯段石砌邊溝:矩形斷面,底寬40cm、深度60cm,邊溝混凝土鋪砌。材料采用25cm厚C25混凝土,內側溝壁計入路基全寬。15cm 厚C25鋼筋混凝土蓋板。
挖方路塹邊溝:矩形斷面,底寬40cm、深度40cm,混凝土鋪砌。25cm厚C25混凝土,內側溝壁計入路基全寬。
路基防護應貫徹“不破壞就是最大的保護”的設計新理念。加強挖方段防護工程的動態設計,根據施工現場具體情況,進一步修改、完善防護方案。河流壩內的大橋路基兩側引道,需沖刷防護的護坦寬度應不小于4.0米,片石的尺寸應≮30cm。
填方路基防護:因地制宜,靈活選用。墻高大于8米,采用C25片石混凝土,其他采用M10漿砌片石。地面線平緩,填土高度大于2.0米,采用仰斜式擋土墻。沿河路基防護采用石籠式擋土墻。陡坡路段采用衡重式擋土墻(經計算取最優斷面)。
本文在路基設計要求、路基處理、排水、防護等方面提出了設計指標要求和設計指導思想,用于指導西藏地區農村公路路基設計,也可用于類似工程參考使用。
[1]公路工程技術標準.JTG B01-2014.北京.人民交通出版社,2014.
[2]公路路基設計規范.JTG D30-2015.北京.人民交通出版社,2015.
[3]公路排水設計規范.JTG/T D33-2012.北京.人民交通出版社.2013.