譚秋馨
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隨著公路建設的發展,當前國內越來越多公路工程都位于復雜的地形和地勢條件下,同時隨著生態環保理念日益深入,傳統粗放式路基施工技術和工藝已經無法滿足新時期工程建設需求。在這樣的背景下,分離式路基應運而生,其不僅可以減少復雜地勢條件下基坑開挖的挖方量,克服高差問題,也大大增強了環保價值,具有很強的應用和推廣價值。
分離式路基是公路路基設計中常用的一種類型,可以分成兩種形式,即:分臺式路基(高低分離式路基)和平面線形分離式路基[1]。前者是指上行車道和下行車道共同統一的設計中線,或者路基縱斷面線的設計高程有所不同。后者則是指上行車道和下行車道分開設計,二者具有獨立的設計中線,具體結合實際情況來合理選擇。不同于整體式路基設計,分離式路基設計高位置均有所差異,如圖1所示。

圖1 分離式路基和整體式路基設計的差異示意圖
為了確保分離式路基設計的質量,先明確其設計的基本原則,主要包括如下幾個方面:其一,經濟性原則。通過恰當路基設計方案減少挖方量,降低工程造價,增加路基設計的經濟效益。其二,環保性原則。為了滿足可持續發展理念,要加強路基設計的環保價值,減少分離式路基設計給自然環境造成嚴重破壞。其三,安全性原則。設計人員必須將安全性原則貫穿于設計的各個環節中,嚴格遵從規范和要求開展設計,確保路基設計的科學性和合理性,避免錯誤的路基設計方案影響了路基設計的安全性。
平面設計線主要包括兩種類型,即以行車道中心線和邊緣線為主的設計線。在推算路線連續里程的過程,通常會直接應用相對比較直的一幅里程進行推算,同時在兩幅路上科學、合理地設置對應的里程樁號。此外,如果分離式路基最終匯合成整體式路基,或者整體式路基分割成若干分離式路基,那么相應的公路車道會發生一定改變,為了實現車道的順利過渡,需要在彎道內的回旋線范圍內合理設置過渡段,保持其相應的同回旋線長度之間的一致性,且相應的漸變率要小于1/100。
鑒于公路設計中采用分離式路基,左幅和右幅的標高一般不會受到相互影響,但是必須要保證合幅和分幅位置處同整體式公路路基之間銜接的平滑性,這需要在設計分離式路基縱斷面的過程中,確保左幅路基縱坡和右幅縱坡設計過程中分幅起點與合幅點標高同整體式路基設計標高的一致性[2]。如果分離式路基的間距比較小,那么要注意對其縱面高差以及左右兩幅公路路基平面間距的協調性和均衡性進行有效控制,切不可出現頻繁的大小變化,考慮安全因素,對下坡的一幅路的路基標高等值進行合理控制。
從本質上來講,分離式路基合幅和分幅位置處,并沒有做到完全分開,左右幅路基上的樁號需要保持同步性,縱斷面上需要保持同一坡度值,所以可以按照一個規模比較大的整體式斷面來進行斷面設計。但是在完全分開左幅路和右幅路之后,要對左右幅路的橫斷面進行科學設計,右幅路的橫斷面設計要與左幅路基之間的關系進行合理處理。在分離式路基設計中,合幅部位和分幅部位按照貫通式來設計相應的橫斷面。對于每一幅路基的路拱設計,除了可以應用單向且向公路路基外側傾斜的橫坡設計方式外,還可以采用雙向路拱設計形式,且該種路拱設計方式適合有凍融或積雪環境條件。如果車道數目小于3,或者雨水量不大的情況下,適宜采用單向橫坡的方式來設計路拱,具有很好地行車舒適性,但是相應的排水效果比較差。
超高旋轉軸設計期間主要以中央分隔帶外邊緣為依據,這樣使兩側的行車道成為相互獨立的單向超高斷面。但是分離式斷面公路路基則有所不同,其具有差異性過渡方式,基本上可以看成兩條不具備中間帶的公路進行設計,分別以左幅和右幅公路路基的行車道中心線作為超高旋轉軸,這樣更好地將分離式斷面公路路基和整體式路基進行有效銜接,增強過渡的順暢性。
鑒于分離式路基在合幅前或分幅后的路段平面具有比較小的距離,縱向上基本不存在高差。若左幅、右幅公路路基存在比較大縱向高差時,會具有比較大的平面距離,可以在右幅路基左側或左幅右側之間則適宜采用自然放坡或挖平(填平)的處理方式。如果上行和下行兩幅路左側行車道外邊線的距離<12m,那么不管兩幅路有多大高差,均要合理地設置內側護欄;當高差值控制在2m時,可以將護欄設置在較高路基的內側位置處;如果上下行兩幅的高差>12m,那么需要綜合考慮兩幅路高差、間距、公路線形、車型構成等各種因素,決定是否需要在內側設置護欄。如果上行和下行路基的高差>2m或上下行兩幅左側行車道外邊線之間的距離>12m,又或者所在公路路段中設置有連續照明的條件下,可以不進行防眩設施設計工作。此外,注意科學設置路基排水結構。如果分離式路基左右線間存在高差,那么要盡量在較低的路基側設置暗邊溝,且其集水井口設置于曲線最低點,這樣更好地匯集雨水;在路堤段或者小間距分離式路基中間部位,結合實際的需求科學設計橫向排水和縱向排水。
分離式路基是公路結構設計中重要的組成部分,其具有很強的環境適應性和地域適應性,且有助于減少挖土量,減少對環境的破壞,經濟效益和環境效益均比較顯著。為了確保其設計質量,需要立足于設計原則的基礎上,做好平面、縱斷面、橫斷面、高速旋轉軸以及防護設計質量管控,促使有效提升分離式路基設計質量。