公路路基边坡防护工程的设计研究

发表时间:2021/8/25   来源:《工程管理前沿》2021年第10期   作者:惠盼盼
[导读] 在社会经济水平不断进步和发展的背景下,交通行业发展迅速,公路工程的建设数量逐步增多,保证公路安全及行车安全仍旧是最基本的要求。
        惠盼盼
        西安公路研究院有限公司 陕西 西安 710000 身份证号:61062319961021****
        摘要:在社会经济水平不断进步和发展的背景下,交通行业发展迅速,公路工程的建设数量逐步增多,保证公路安全及行车安全仍旧是最基本的要求。论文主要探讨公路一般路基的边坡防护设计,以降低边坡滑坡、塌方等对公路造成的不利影响,确保公路工程本身安全及行车安全。
        
关键词:路基;公路;边坡防护;设计
        
1边坡防护新理念
        在传统公路边坡防护设计工作中,为了实现边坡的稳定性,保证公路的运营安全,设计人员往往更注重边坡强度功效,采用混凝土灰色防护,这一防护形式具有投资成本高、工程量大以及单调等特点,且与周围的自然环境不协调,在目前的公路边坡防护设计中已逐渐被淘汰。新形势下,公路边坡防护新理念提倡以边坡稳定为基础,采用绿色防护新理念,因为绿色防护具有美化环境、保持水土、恢复植被、防护浅层边坡以及完全覆盖岩土边坡等众多优势,既实现了加固和绿化刚柔并剂的效果,又能保证边坡稳定、解决边坡防护与生态环境问题,进而实现人与自然的和谐共处。
2一般路基边坡常见病害
        由于路基边坡大面积裸露于空间, 长期受自然因素的强烈作用, 常发生物理力学性质的变化,浸水后湿度增大,强度降低;岩性差的岩体,在水温变化条件下,加剧风化: 路基边坡表面在温差作用下形成胀缩循环, 在湿差作用下形成干湿循环,从而导致强度衰减和剥蚀; 地表水冲刷,地下水侵入, 使岩土表面失稳,极易加剧边坡的病害; 沿河路堤在水流冲击、 淘刷和侵蚀作用下, 地基承载力下降,引起路基沉陷,导致边坡病害;边坡防护型式不当,导致防护失败;边坡或桥台背填料压实度不足以及偷工减料、 植物防护由于物种选择不当遭受虫害或成活率降低等等,均是导致边坡破坏的原因。
        
3一般路基边坡防护措施
        公路边坡防护型式按照防护材料和造型的不同, 将其划分为: 植物防护, 圬工防护,骨架植物防护及捶面、抹面四大类。
        3.1植物防护
        植物防护在稳定边坡的同时,可以保护和恢复生态环境,在选择防护类型时,宜采用植物防护的边坡优先采用植物防护。植物防护分为种草防护、铺草皮等。种草防护适用于边坡稳定,坡长较短,坡面冲刷轻微,边坡坡度缓于1:1,且宜于草类生长的上质路堤或路堑边坡以及经改良的边坡,用以防止表面水土流失,固结表土,增强路基的稳定性,同时美化环境。经常浸水或长期浸水的路堤边坡,种草不宜成活和生长,不宜采用。当边坡较高、坡度大于 1:1 时,可用土工网、土工格式与种草结合防护。铺草皮防护,其作用与种草防护相同,适合于当地有足够供挖取使用的草皮地段路基防护,但在边坡较高陡和坡面冲刷较重的地方,铺草皮较种草防护收效快。草皮用于沿河路基冲刷防护时,应以下列条件为限:河床比较宽阔,主流比较固定,有明显的浅滩处;流速小于 1. 8m/s ,波高小于 0. 4m;水流方向与路线接近平行的地段,井不受主流冲刷;防护的坡面有季节性的浸水;但有流冰情况时不宜采用。块状草皮的尺寸, 一般为 20m×25m、25m×40m及 30m×50m几种;带状草皮一般宽 25cm,长 200~300cm;草皮厚度根据草根的深度而定, 一般为 6~10cm, 干旱和炎热地区可增加到 15cm。挖草皮时, 草皮两端斜切(横切面为平行四边形)。铺草皮的方法,常用的有以下四种形式:平铺草皮、平铺叠置草皮、方格式草皮、卵/片石方格草皮。
        3.2圬工防护
        圬工防护效果较好,只要设计合理,施工认真,其稳定风化岩石边坡的效果明显,防治了岩石的进一步风化、碎落;但造价较高,而且不如植物防护视觉效果好,从环境保护的角度来看,应尽量避免使用该种防护型式。圬工防护形式有护面墙、浆砌片石护坡、挂网喷护等。
        3.2.1护面墙
        护面墙是为了覆盖各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡, 免受大气因素影响而修建的墙。多用于易风化的云母片岩、绿泥片岩、泥质页岩、千枚岩及其它风化严重的软质岩层和较破碎岩地段,以防止继续风化。护面墙除自重外,不担负其它荷载,亦不承受墙后的土压力,因此护面墙所防护的挖方边坡坡度应该符合极限稳定边坡的要求。


        护面墙基础应设置在稳定的地基上,埋置深度应根据地质条件确定,冰冻地区,应理置在冰冻深度以下不小于 250mm。护面墙墙前趾应低于边沟铺砌的底面。护面墙的类型有:实体护面墙、孔窗式护面墙及拱式护面墙等。
        3.2.2浆砌片石护坡
        浆砌片石护坡主要适用于防护流速较大 3~6m/s 的边坡。其采用的砂浆强度不得低于M5,护坡厚度宜为 250~500mm。当用于冲刷防护时,应按流速及波浪大小确定,不应小于 350mm。护坡底面应设厚度 100~150mm碎石或沙砾垫层,也可用反滤效果等效于沙砾垫层的土工布代替。浆砌片石护坡坡脚应修筑墁石铺砌式基础,埋置深度一般为 1.5倍护坡厚度。浆砌片石护坡还应设置伸缩缝,伸缩缝间距宜为 10~15m;同时还应间隔2~3m交错设置泄水孔,孔径为 100mm。
        3.2.3挂网喷护
        挂网喷护适用于风化破碎的岩石边坡防护。挂网喷浆混凝土防护对生态环境影响较大,高速公路不宜过多使用,为防止风化破碎较为严重的边坡的局部楔型破坏,可采用系统锚杆混凝土框架等。
        3.3骨架植物防护
        此种防护形式将圬工防护与植物防护很好地结合起来,既可以美化路容,又能起到环境保护和稳定路基的作用,是一种应用广泛的边坡防护形式。本文主要介绍浆砌片石或混凝土骨架植物防护。
        该类防护主要用于1:1以上的缓坡路段;受雨水侵蚀和风化严重的土质,产生沟槽的路段;不适宜植物生长的土质和由于周围环境需要绿化的路段; 仅用植物防护不足以抵抗侵蚀冲刷的粘土路基或高填路段。这种防护的特点是坡面排水效果较好,材料用量较少,施工方便,边坡线条简洁,费用较低。缺点是骨架较薄弱,不能增加边坡的稳定性,骨架适应变形能力较差,边坡产生变形时, 整条或多条骨架同时破坏。 因此选用此种防护型式时要注意边坡是否满足适用条件,谨慎从事。
        3.4捶面、抹面防护
        该类防护主要适用于易于风化的岩石,如页岩、泥岩、泥灰岩等软体岩层的路堑边坡防护,可用混合材料抹面。对于受冲刷的边坡和易风化的岩石坡防护可用混合材料捶面。抹面和捶面的边坡坡度不受限制, 但不能担负荷载, 亦不能承受土压力, 故要求边坡必须是稳定的,坡面应该平整干燥。常用的抹面混合料有石灰炉渣混合灰浆、 石灰炉渣三合、 四合土及水泥石灰沙浆。长用的捶面混合料有水泥炉渣混合土、石灰炉渣三合、四合土。
        3.4.1注意事项
        (1)抹面或捶面工程的周边与未防护坡面衔接处,应严格封闭,如在其边坡顶部作截水沟,沟底及沟面也要应抹面或捶面防护。
        (2)大面积抹面或捶面时,每隔 5~10m应设伸缩缝,伸缩缝宽 1~2cm,c 为了防止抹面表面开裂, 增强抗冲蚀能力, 可在表面涂沥青保护层, 要求沥青软化点稍高于当地气温。
        (3)捶面厚度为 10~15cm,一般采用等厚截面。当边坡较高时,采用上薄下厚截面。
        (4)抹面或捶面工程应经常检查维修, 发现裂缝、开裂或脱落应及时灌浆修补。抹面使用年限为 6~8年, 捶面使用年限为 10~15年。
4结语
        搞好公路建设,确保路基边坡稳定、安全,满足道路的正常使用要求是重中之重,同时做到保护环境也是不容忽视的。路基边坡防护设计时因针对不同的工程地质、水文、气候等特点灵活采用防护形式,并加强施工管理,使我国公路建设优质、快速发展。
        参考文献:
        [1]王文鹏.路基边坡防护设计探析[J].交通世界,2021(14):103-104.
        [2]胡晨.公路路基边坡工程设计与稳定性分析[J].交通世界,2021(07):54-55.
        [3]李舜.公路路基高边坡防护设计分析[J].工程技术研究,2020,5(16):205-206.
        [4]何刚.公路路基边坡稳定性及加固技术探讨[J].黑龙江交通科技,2015,38(09):45.
        [5]崔学坤.公路路基设计中的边坡防护问题分析[J].交通世界,2020(16):40-41.
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