公路填方路基的边坡防护设计探讨

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:张云龙
[导读] 摘要:公路填方路基建设完工后,在使用过程中难免会受到各种各样外界环境的影响。
        天津市市政工程设计研究院昆明分院  云南省昆明市  650000
        摘要:公路填方路基建设完工后,在使用过程中难免会受到各种各样外界环境的影响。其中,风沙流、雨水等对路基侵蚀作用较为明显,久而久之可能使得边坡出现坍塌、滑落、损坏等问题,破坏公路整体美观度的同时还会导致公路路基强度下降,给公路行车埋下一定安全隐患。所以,相关部门应加强对公路填方路基边坡的设计与管理,有效降低环境对边坡造成的不利影响,对确保公路安全使用具有十分重要的意义。
        关键词:公路;填方路基;边坡防护设计
        引言
        公路填方路基在建成投入使用之后,就会受到雨水的冲刷、风沙流的侵蚀、冰冻的影响和大气的氧化,久而久之,路基边坡就会产生变形,变得残破不堪,进而破坏了外形整体的美观程度,更为严重的是,边坡结构失去稳定,路基强度也大幅度降低,从而使行车安全不能得到最基本的保障。对边坡进行有效的防护,不但能够保障路基的稳定,而且还能够保证公路的正常运营,实现交通安全的目的。
        1公路填方路基边坡防护设计原则
        1)需要注重强度、稳定性以及耐久性,这样一旦发生地质灾害等情况,可以减少对周围环境的影响。同时,强度、稳定性和耐久性达到标准,可以为车辆行驶提供最大的安全性,避免车辆安全事故的产生。
        2)在设计时,一定要基于设计路段的岩土物理学参数,并且对各个方面进行综合性的考虑,例如:地基处理、填料选择、路基强度与稳定性、防护工程、排水系统导尿管方面,这样可以对一些问题进行有效的规避,提升其设计效果,促使后期施工效率得到提升。
        3)需要注重公路填方路基边坡的安全高度,这样可以降低外界因素的影响,并且针对软土、滑坡等方面,可以利用动态的设计方式,这样主要是保证设计方案的完整性,以及合理性和科学性。
        2公路填方路基的边坡防护设计策略
        2.1边坡雨水防护设计
        当公路路基超过2m后,就需要设计相应的排水系统,以避免公路路面出现积水等情况,还需要避免雨水侵蚀对路基边坡造成滑坡等影响。且在设计排水系统的同时,还需要制定一定的防水措施,以全面加固边坡,减少雨水对边坡造成的不利影响。如果公路的路基边坡在2m以下,设计人员通常无须进行专业排水系统设计,但相应的排水措施必不可少。
        2.1.1拦水带设计
        拦水带属于公路路基边坡排水系统的重要组成部分,其一般设置在硬路肩(公路)外侧,主要目的为拦截路面雨水,避免路面雨水直接冲刷填方路基边坡。由于拦水带的存在,还需要根据当地降水实际情况,在拦水带上每间隔一段距离设计相应的泄水口,方便路面积水可以沿着泄水口排出。一般如果公路所处地区年降水量比较大则相应拦水带上的相邻泄水口的距离需要适当缩短,相反则可以适当延长。从泄水口排出的雨水还需要通过消力池、急流槽等将水集中引入相应天然边沟、河道、涵洞中。一般公路路基边坡使用的拦水带采用的形式主要包括混凝土(水泥)块石、沥青砂拦水带两种。其中,混凝土(水泥)块石类型拦水带大多镶砌在路面中,一方面可以起到拦水作用,另一方面可以起到美观的作用,诱导驾驶员的视线。沥青砂拦水带大多与路面形成统一的整体,施工中需要选择与路面相同的材料,再把沥青砂拦水带和肩路面(硬路)一同进行碾压和铺设,此种拦水带整体性比较好,相对造价也比较低,可以有效降低公路填方路基防护成本。
        2.1.2泄水口间距设计
        在遇到特大暴雨等恶劣天气的时候,为了避免路面积水给行车安全性带来不利影响,需要科学设置排水口及其间距,以便确保雨水及时排出公路路面。

排水口间距设置需要严格按照执行标准,结合项目所在地的实际情况,如路面粗糙情况、结构类型、暴雨等级及概率等(在借助测量仪器检测和计算,或者通过评估近年来项目所在地的自然气候条件来获取),确保在综合考虑这些影响泄水口设置合理性因素的基础上,对泄水口间距进行准确计算,以便快速排出公路路面上的积水。
        2.1.3急流槽设计
        在设计急流槽之前,需要先对其设置位置进行合理确定,通常会设置在公路填土路基边坡位置处,且需要结合实际施工标准和要求对急流槽的槽宽(一般以30~40cm为宜)和槽深(一般以15~20cm为宜)进行控制,否则可能会诱发比较严重的水害隐患。在实际的设计过程中,需要在急流槽的底部位置或侧面边缘位置等合理安置浆砌片石,运用水泥浆进行抹平施工处理,之后在其底部位置处按照施工标准和要求合理设置消力池设施,这样可以避免暴雨对边坡造成严重的冲刷。
        2.1.4排水暗沟设计
        在公路路侧部位处设置有挡土墙的公路路段,或者在立体交叉路段处,需要做好路肩排水系统设计工作,即要在公路路肩位置处合理安装排水暗沟,这样可以确保墙面美观性和整洁性的同时,避免土墙墙体遭受雨水冲刷对其结构造成破坏,具体设计要点为:先在公路路肩上挑选一个排水暗沟安置的适宜位置,之后引导公路路面上的积水沿着截流入水口导入暗沟中,并借助所设置的横暗管将暗沟水导入其他沟渠中。
        2.2边坡风蚀防护设计
        2.2.1边坡植被防护
        边坡植被主要是指在路堤边坡上移植或者是种植矮生植物,从而实现对坡面径流冲刷的有效抑制,实现对自然降水有效抵御。植物的根系在深入到填土表层以后,使其对土壤产生较强的凝聚力,使土壤流失得到有效抑制。在进行边坡植被防护施工时,使用的主要植物有矮生本草植物、藤本植物和花草等。在选择栽种的植物种类时,需要依据当地的实际情况,坡面土质不适合进行种草,可以先铺设种植土,铺设的厚度保持在20cm以上,接着将根系比较发达的草籽播种在种植土上。在草籽长成草丛以后,其根部盘结在一起,形成天然的防护墙,使表土得到固结,从而实现对冲蚀的有效抵制。
        2.2.2工程边坡防护
        1)浆砌防护工程。大多浆砌防护主要以石料等铺设浆砌为主,其浆砌厚度需要控制在0.25~0.5m,石料选择上需要严格根据公路所处区域的具体情况,适当进行选择。且在浆砌防护施工过程中,施工人员还需要控制好相应的伸缩缝,利用沥青木板与沥青麻筋做好相应的缝隙填充作业,每隔2~3m设置一个泄水孔,泄水孔径设置在0.1~0.15m,避免泄水口出现堵塞等问题,对路基造成不良影响。
        2)装砌片防护工程。技术人员在施工前,对已经出现松动的涂层进行相应的清洁处理,并根据边坡的具体情况,适当选择相应的装砌片石,对于积水冲击影响比较小的边坡,可以将浆砌片石设置在罩面下部,对于在雨水情况下才会出现积水的路面设置在罩面中。另外,为了确保整体边坡防护质量,需要利用水泥浆对装砌片砌缝进行加固,避免渗漏等问题出现,确保边坡防护质量。
        3)混凝土块铺砌工程。通过相应混凝土块铺砌实现对边坡的加固,技术人员可以在填方路基边坡上铺设多种多样形状的混凝土块,之后,在块内填满移植土,对混凝土块进行加固,有效提升公路填土路基稳固性。此种方式可以提升边坡稳固性,还可以增强边坡美感。另外,设计人员还可以利用预应力锚索抗滑桩支挡结构来实现对路基边坡的防护,提升路基边坡防护质量。
        结语
        在公路填方路基施工时,路基边坡设计是工程的重点和难点,如果边坡不稳定会直接影响路段的行车安全,特别对于填方路段来说,需要针对不同高度的边坡设计相应的坡率,然后根据不同的设计位置采用不同的支挡结构来提升边坡的稳定性。
        参考文献:
        [1]李恺.公路填方路基边坡防护设计[J].江苏科技信息,2018(23):53-55.
        [2]周姜.公路路基高边坡防护的设计分析[J].华东科技(综合),2019(8):174-175.
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