山地汽車試驗場設計理念和主要問題探討

朱駿

摘 要：本文介紹了山地汽車試車場的基本設計思路，探討了主要問題及其解決方案。

關鍵詞：山地汽車試驗場;山地汽車試驗場;高邊坡

0 引言

國內目前汽車試驗場的種類較多，但是主要處于平原地區。這是由于汽車測試對于線型的要求較高，若地勢不平整會影響建設成本和難度。以前用地較好批準，目前用地較難獲批，因此出現了山地汽車試驗場。對于這方面的建設和設計經驗幾為空白。本文以實際工程切入，重點討論山地試車場的設計思路、技術難點及其解決方法，為相關人士提供參考經驗和思路。

1 設計理念及思路

1.1 設計理念

汽車試驗場的試驗模塊是隨汽車試驗的需求而不斷變化改變的，因此在設計時應當考慮未來發展的趨勢與方向，對于部分試驗模塊需要預留遠期繼續開發或改造的條件。

在道路性能參數、道路豐富程度及試驗吞吐量方面均應根據建設方需求進行針對性設計。同時，適應行業發展趨勢，充分考慮新能源汽車測試及智能駕駛的測試需求（兼容傳統汽車試驗需求）。此外，建立完備配套設施，建設部分試驗室，集試驗、檢測與認證于一體，做到功能分區明確、合理、物流簡捷、順暢，追求投資的經濟性、合理性，在節約用地、保持生態的前提下，充分考慮汽車行業的發展和技術進步，充分考慮傳統燃油車、混合動力、純電、氫能源及預留飛行汽車的試驗需求。實現道路功能完備、布置科學、聯絡快捷安全、運營費用經濟合理。

試驗場為特種特殊用途場地，具有高安全性要求，對場地設計、施工精度要求高，由于后續維修成本高、維修困難，因此對前期的設計考慮必須充分。

1.2 設計思路

首先是對試驗場進行總體布局設計，設計之前需要對試驗場的各項基礎信息進行收集與對比，包括現狀其他試驗場的情況，總體規模布局，功能模塊的設置等，在此基礎上根據本項目試驗車輛的需求，由各個測試部分提供并匯總，進而總結整個場地內需要哪些試驗模塊。同時對整個場地未來的出入管理，運營方式進行分析，考慮未來試驗車輛的組成，是否對外營運，哪些試驗模塊需要保密測試等等，再確定這些邊界條件的基礎上，進行整個場地的運營管理規劃。最后將試驗模塊的需求與運營管理的模式統籌考慮得到最終的總體布局，同時需要總體考慮場地的排水泄洪通道布置，以及整體的管線綜合布置。

在總體的統籌布局基礎上，展開對試驗道路模塊的詳細設計，包括各試驗道路的基本設計、路譜設計以及結合場地環境的相關設計分析。

最后在總體方案及詳細設計的基礎上，對工程造價投資進行控制分析，擬定具體的實施方案。

2 工程案例

某公司擬建一山地汽車試驗場?？傉嫉丶s8 600畝。地質地形情況如下。

2.1 地形地貌

場區地面整體標高介于185.0 m～333.8 m，相對高差最大約148.8 m。場區地形起伏較大，地貌類型屬侵蝕型低山丘陵地地貌。擬建道路軸線通過地段地面高程182.9～297.1，相對高差114.2 m。

2.2 地質情況

場區以粉質粘土（硬塑）、砂質粘性土（可塑）、全風化花崗巖、強風化花崗巖為主。中風化巖層出露較晚。

2.3 主要問題

山地試車場由于測試的要求，道路走線不像山區公路那樣可以靈活選線，它必須按照實驗的要求保證一定的直線段長度、曲線段半徑和縱坡。因此不可避免需要高填深挖。同時其路面平整度要求高于高速公路，在使用期內基本做到不維修和少維護。對于路基的處理和邊坡的防護提出了非常高的要求。

3 解決方案

3.1 軟基處理方案

（1）一般處理。填高≤3 m路段，清除軟弱土并換填夯實后填筑路基。對埋深大于3 m的，清除3 m土后，進行強夯處理以提高地基強度，壓實度93%，同時做好截、排、泄水措施。

（2）若表層為淤泥層，且層厚≤3 m，應全部清除;若表層為淤泥層，且層厚>3 m，采用拋石擠淤。

（3）若淤泥層為夾層，且層厚≤2 m。淤泥層上覆較厚的粘土層，可直接填筑路基。

（4）高填路堤可在土基內壓入石料進行壓實。

3.2 填筑材料設計

（1）充分利用現場挖方料源形成土石混合料。

（2）粗粒土料中的粒徑大于2 mm的顆粒質量應大于總質量的50%，不均勻系數應大于或等于10，曲率系數宜為1～3，級配應良好，不得含有大于100 mm粒徑的黏土塊、植物土、生活垃圾等。

（3）土夾石混合料中的粒徑大于2 mm的顆粒質量應為總質量的30%～50%，最大粒徑不應大于750 mm，并小于填筑層厚度的2/3，不得含有大于100 mm粒徑的黏土塊、植物土、生活垃圾等。

（4）細粒土料中的粉土和黏性土不得含有粒徑大于100 mm的黏土塊、污染土和生活垃坂等，有機質含量不得大于5%。

（5）填方采用80 cm5%水泥土路床。挖方采用30 cm5%

水泥土路床。

3.3 邊坡防護一般原則

（1）挖方邊坡種類選擇一般原則：挖方最上級用六棱磚植草護坡或骨架護坡，強風化、全風化、中風化采用骨架護坡，微風化采用護面墻。

（2）坡頂設置截水溝，距離坡頂2 m～5 m。

（3）挖方段護坡形式和坡率選擇需根據地質情況、穩定性分析進行設計。

（4）第六級、第九級臺階寬度5 m～8 m。通過設置寬平臺的方式進行卸荷。

3.4 邊坡穩定性分析

以K0+325樁號邊坡為例，邊坡總高55 m。方案一采用1～3級1：1放坡，4～6級采用1：1.25放坡的方式。采用理正巖土進行穩定性計算，正常工況安全穩定系數1.25，非正常工況安全穩定系數0.993，不滿足穩定性要求（如圖1）。

采用打錨索和錨桿和放緩坡率的方法后，穩定性系數達到1.2，滿足規范要求（如圖2）。

3.5 高填路基設計

（1）地面坡度陡于1：5時挖臺階并設置4%反坡;陡于1：2.5的路堤應檢算整體沿基底及基底下軟弱層滑動的穩定性，穩定性達不到要求則須采取改善基地條件或設置支擋結構物等防滑措施。高陡路堤下路床內設置兩層高強土工格柵。高陡路堤填筑時由最低一層臺階填起，逐臺階向上填筑，分層夯實，所有臺階填完之后，可按一般填土進行。當地面橫坡較陡，填筑寬度不能滿足壓路機所需最小壓實寬度時，實施超挖。

（2）高填路基結構具有沉降大H≥32 m，最下級采用填石路基。

（3）陡坡路堤靠山側應設排水設施，并采取防滲加固措施。

4 結論

本文重點探討山地試車場設計理念和思路，對于山地深路塹和高填方的路基方案和邊坡支護方案作了介紹，并進行了穩定性分析。結論如下：

（1）山地試車場的設計需要有前瞻性眼光，考慮測試需求與環境的有效結合。

（2）錨桿錨索加固邊坡腰部和底部的效果明顯。

（3）挖方邊坡頂部采用放緩坡的方式對邊坡穩定性較為有利。

（4）路基應加強排水設計，同時采用強夯強化路基。

參考文獻：

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