公路路基工程
正文
修築公路路面的基礎及其排水、防護、加固、支擋等構築物的工程。路基按其填挖高度和所處地形的不同,有各種不同的橫斷面(圖1)。
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路基設計 主要包括路基本體工程設計、路基防護和加固工程設計、路基支擋工程設計。
路基本體工程設計 主要是路基橫斷面設計,包括路基寬度和高度、路堤邊坡和路塹邊坡,以及取土坑、棄土堆、護坡道和各種排水設施等設計。
路基寬度是指兩側路肩邊緣之間的距離。一般公路的路基寬度為行車道寬度和路肩寬度之和。路基寬度在設計時主要是根據公路等級確定。高級公路的路基寬度除行車道和路肩寬度外,還包括中央分隔帶和路緣帶的寬度。高級公路路肩由硬路肩和土路肩兩部分組成。圖2
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路基高度是指路基頂面邊緣的標高。路基設計標高由路基縱斷面設計確定。在受地面水或地下水危害的路段,路槽底面應高出不利水位一定的安全高度。中國根據公路的自然區劃和路基土的組別,規定了公路在不同潮濕情況下的路基臨界高度。在潮濕路段,為保證路面的穩定性,根據情況也可採用各種隔水、排水措施。在重冰凍地區,還應考慮採取各種防凍設施。
路基邊坡坡度的大小取決於路基所處地形、路基修築的土石種類和結構,以及邊坡高度和施工方法等。路堤和路塹的邊坡,都應有一定的坡度,以保持路基的穩定。土質路堤一般採用1:1.5的坡度,高路堤和浸水路堤邊坡應進行特殊設計。土質(包括石質土)路塹邊坡率根據土質種類、密實程度、水文地質和邊坡高度來確定。石質路塹邊坡,對整體性岩石可根據岩石硬度確定;對破碎岩層要考慮其節理和裂縫情況,採用較緩邊坡;對風化岩石要根據風化的程度來確定;對黃土層路塹邊坡,因黃土結構性強,粘聚力大,具有明顯的垂直節理,路塹邊坡應採用工程地質法,參照現有的路塹邊坡及自然斜坡確定。
路基防護和加固工程設計 主要是路基坡面防護和沖刷防護工程設計。
路基坡面防護是防止土質或風化岩石路基邊坡的沖刷或剝落採取的措施。常採取抹面、噴漿、圬工鋪砌等措施,以保護路基坡面。在路基坡面上種草植灌木,也是常用的措施。坡面防護措施在設計時應根據路基坡面情況選用。
路基沖刷防護是防止路基遭受沖刷和淘刷所採取的措施。主要包括:①護岸工程。為保護路基邊坡或河岸免遭沖刷,常採用植物防護、拋石防護、砌石防護、石籠防護、浸水擋牆等。為保護路基邊坡或河岸免遭淘刷,常採用鋼筋混凝土沉排、石床、大型砌塊、活動護坡等。②導流工程。用丁壩、順壩和格壩等調治構造物迫使河流主流偏離岸坡,以防止沖刷和淘刷路基邊坡和河岸。③改移河道工程。路基侵占某段河流河床,為了防止水流危害路基,或為了免建跨河橋所採取的措施。在路基沖刷防護設計時,對於旁水的路基,可根據岸坡位置、水流性質及其對岸坡的危害,並考慮地形地質條件,選擇使用不同的防護方法和措施。
路基支擋工程設計 主要是擋土牆的設計。擋土牆是用來支撐路堤或路塹邊坡、隧道洞口、橋台端部及河流岸壁的構築物。按擋土牆所在位置不同分為路塹擋土牆、山坡擋土牆、路堤擋土牆和路肩擋土牆(圖3)。
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路基修築 包括土質路基修築和石質路基修築。
土質路基修築 主要有基底處理、路堤填築、路塹開挖、路基壓實等。
基底處理是根據地基土密實程度和地面橫坡大小,分別採取清除植被、壓實鬆土、挖原地面成台階等措施,以保證路坡填土和地基緊密結合。低路堤及路塹,都要預先壓實基底。當地面橫坡較大時,應驗算路堤整體滑動穩定性,並採取相應穩定措施。如遇積水窪地、稻田或地下水出露,應予排除疏乾,或在路堤底部填滲水材料或石塊。在軟土地區築路,應採取有效加固措施,如換土、拋石擠淤、反壓護道、砂墊層、砂井、柴排等,以防路基坍滑、沉陷,保證路基穩定。
路堤填築要根據地形及施工機械選定填築方法。當用推土機自路塹取土填築路堤時,如地形較平坦,可沿縱向水平分層填築,在深谷陡坡地段,可採用豎向填築;如堤身較高,可採用混合填築,即路堤下層用豎向填築,上層用水平分層填築。要注意基底處理、填料選擇和填土分層壓實。
路塹開挖應根據具體情況,採用橫向全寬掘進法,對路塹整個斷面沿路塹兩端向前掘進;也可以採用縱向通道掘進法,先沿路塹縱向挖出通道,再向兩側進行拓寬。要注意排水,擴大工作面,保證施工安全。
路基壓實的目的在於提高路基的強度和穩定性。各國都制定了壓實標準,規定了在不同深度所要求的路基壓實度。中國公路路基壓實標準見表。
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標準擊實試驗法分輕型與重型兩種。輕型擊實試驗法錘重2.5公斤,落高30厘米,適用於一般公路。重型擊實試驗法錘重4.5公斤,落高45厘米,單位擊實功為輕型的4.5倍,適用於重要公路。
石質路基修築 包括石方路塹和填石路堤修築。石方路塹用爆破方法開挖(見路基爆破),路塹強度一般能符合要求。但路基表面應有一定的路拱和平整度,可篩選開山石碴做整平層。邊溝應修整或漿砌成型以利排水。嚴重風化岩類和泥質頁岩路基,其路肩和邊溝均應作防滲處理。填石路堤要求填築的大小石塊儘可能互相嵌擠穩定,在不能保證分層碾壓條件下,可先開放行車,待路基穩定後再鋪築路面。