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摘要:公路填方路基施工完成后,在使用过程中不可避免地受到各种外部环境的影响。其中,沙流、雨水等侵蚀作用对路基的影响较为明显,久而久之可能会使边坡产生坍塌、滑动、破坏等问题,破坏公路的整体美观,也会导致公路路基强度的下降,给公路交通埋下一定的安全隐患。因此,有关部门应加强对公路填方路基边坡的设计和管理,有效减少环境对边坡的不利影响,对保证公路的安全使用具有重要意义。
关键词:公路路基;边坡防护;工程设计
1公路路基边坡防护工程
边坡一般指的是在工程中有临空面的地质结构形式,通常可以分为人工边坡、自然边坡、岩石边坡、土质边坡等等形式,而公路工程项目的路基结构在施工中,进行路基结构的建设施工,因为土与石料而组合形成的结构形式,在运行中需要受到岩土、地面、车辆等方面的作用力影响,同时也是公路建设的重要组成结构。在公路项目建设施工环节,开挖和填筑路基是必然要进行个工作,这样就会造成内部结构应力发生改变,导致人工边坡结构的形成。有些人工边坡在进行施工完毕后,就会成为稳定边坡的形式,而有些则会变为失稳边坡的形式,导致公路工程的质量不合格。
2路基边坡防护设计原则
2.1防护为主原则
大量开挖和填筑路基在修建山区道路中是不可或缺的环节,由此导致大量的人工边坡形成。而形成边坡过程的变化,决定人工边坡内部原有应力的变化,致使应力会重新分布,并极易出现应力集中等效应。而且部分边坡由于在大气中暴露时间过长,经过雨水侵蚀,加上风化作用等影响,稳定性极易丧失,进而对正常交通造成影响。就边坡防护设计而言,需要充分考虑到道路等级和当地水文等情况,需要结合实际情况,实现就地取材。秉承“防护为主,有机结合”的防治的思路,注重路线景观与周围环境协调,旨在实现路基病害的有效防治、确保路基的稳定性,实现景观环境的改善,促进生态平衡。
2.2高质量原则
设计人员在进行公路边坡设计时需要注意高质量。由于填方路基长期处于自然环境中,受雨水、风蚀等多种自然因素影响,容易产生坍塌、垮塌等问题,对公路的安全使用产生十分不利的影响。因此,在边坡防护设计中,需要特别注意其质量,以保证边坡防护能真正起到相应的防护效果,保证整个路基的稳定。
2.3经济原则
在公路填方路基边坡防护设计中,技术人员要科学区分涉及的各种问题和影响边坡防护效果的因素,严格遵循统一规划和安全的原则,综合考虑各种相关因素。同时,本着因地制宜的原则,结合当地的气候条件、地质条件等条件,选择合适的防护材料、工艺和技术,尽量选择当地的材料,从而在全面保证路基边坡防护质量和安全的基础上,提高成本节约和经济效益。
3路基边坡防护设计方法
3.1植草防护设计
植草防护是指在路基边坡上种植草皮,这样可以减弱雨水对于边坡的侵蚀,而且草皮的根系具有防风固沙的作用,有加固边坡的作用。植草防护不仅可以美化公路环境,对边坡进行防护,而且施工过程比较简单,经济效益也非常高,是使用最为普遍的一种方法。在进行植草防护时,草种是非常关键的,植草防护应选择生命力强、根系发达的草种,草种的成活率要高。草种选择好之后,接下来就是种植方法,种植方法主要有以下几种:(1)如果是在土质比较好的土壤上可以直接撒下草种进行种植,然后再进行适量的施肥,但是该方法有一个缺点,容易因为生物因素和气候因素导致草种不能成活;(2)就是在地势不好采用挖掘机挖平的边坡上,要改变播种方法,需要采用喷浆机将草种和肥料以及其他物质进行混合,然后喷洒在土壤上,这样能和土壤连接更加紧密,更有利于种子的存活,对边坡的防护效果也更好。
在植草初期,草坪还不能覆盖边坡,而且容易被雨水冲走,采用这种方法时要考虑到这一点,做好前期防护,此时可以对坡面覆盖纤维网,防止边坡受损,也给种子成长时间。
3.2拦水带设计
挡水带是公路路基边坡排水系统的重要组成部分,一般设置在硬路肩(公路)外侧,主要是拦截路面雨水,避免道路雨水直接冲刷路堤边坡。由于存在水障,需根据当地降水的实际情况,在每个间隔的距离处设计相应的排水口,以便于排水口沿线道路区域的排水。一般情况下,公路年降水量较大时,相应挡水坎上相邻出水口的距离应适当缩短,反之可适当延长。排水口排出的雨水也需要通过消力池和喷射池集中到相应的自然边沟、河道和涵洞中。一般来说,公路路基边坡采用的挡水材料主要有混凝土(水泥)块石和沥青砂挡水材料。其中,混凝土(水泥)块石型挡水坎大多埋入路面,一方面起到挡水作用,另一方面起到美观作用,引导驾驶员视线。沥青砂挡水墙大多与路面融为一体。施工时需选用与路面相同的材料,然后将沥青砂挡水板与路肩路面(硬路)碾压铺设在一起。挡水墙的完整性较好,相对造价较低,可有效降低公路填方路基防护费用。
3.3格栅加筋边坡设计
格栅加固技术是一种用砂浆块石、现浇钢筋混凝土或预制的预应力混凝土保护坡面,用锚杆或锚索固定边坡的加固技术。格栅加固技术一般与公路绿化相结合,采用框架护坡,同时在框架网格内种植花草,可以达到护坡和美观的效果。格栅的主要功能是减少残余的滑移力,将土压和岩石压力分配到格栅的节点,然后通过锚索将边坡传递给稳定的地层,使边坡处于锚杆或锚索所提供的固定状态。因此,格栅结构只是作为一种传力结构,主要是在格栅的接头部分设置锚杆或锚索。边坡格栅加固具有布置灵活,形式多样,断面调整便于使用等优点,可沿斜坡行走。
3.4黄土地区
3.4.1填方路基
在经过处理后路基状况较好,或者边坡高度在30m以下的情况,可以根据表5确定具体的断面形式、坡率等。阶梯断面的结构形式通常是应用到降水量超过500mm的地带,边坡高度在20m的位置上应该设置2.0~2.5m的边坡平台,根据要求在现场布置截水沟的结构,保证防渗加固效果合格。路堤边坡高度在30m以上的情况,和桥梁方案对比分析。此外,还需要进行力学性能、等级、边坡高度等方面的分析,选择合适的路基结构形式,满足当地的实际情况需要。
3.4.2挖方路基
黄土路堑的地质条件下选择边坡的结构形式可以根据表6的数据进行,通常会采用台阶形的形式进行施工。边坡的平台结构部分应该保证宽度为2.0~2.5m,但是应该根据计算数据来最终确定。如果年降雨量在250mm以上,应该根据需要设置截水沟的结构,同时采取必要的防护处理措施。挖方边坡高度应该限定在30m以内,且坡率的设计应该结合地质条件、地下水含量、降雨量高低等方式确定。
结论
基坑支护工程是公路路基中极为重要的结构,为了能够达到性能的标准,要做好施工工艺的选择和控制,消除其结构的变形量,保证周边结构物达到稳定性、安全性的要求,且应该具备一定的经济效益,符合目前的公路运行情况,保证交通运行的质量合格。
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