半山区高等级公路的设计与施工及与养护

胡雅静　于　彪

一、对设计的要求

在修建高速公路时,第一项工作便是选线,那么地处山区的高速公路与平原地区的高速公路选线就有着皆然不同之处。在平原地带,选线时主要应处理好路线与农田水利、道路、村镇和其他建筑设施的关系,使路线短捷、舒顺,尽量少拆房屋、少占田地,并尽可能少占或不占高产田地、经济林园等。而在山区,选线时应该考虑到如何降低工程造价,在满足设计要求的同时,如何避免大填大挖,如何做到填挖平衡,尽力减少调配距离,努力做到填、挖、借、弃合理。

在平原地区,桥涵设计,应根据因地制宜、就地取材、便于施工、利于养护的原则。选定桥涵的结构类型,应尽量采用标准形式,减少结构类型。而在山区,桥涵的设计,一般采取逢沟设涵的原则,对于较大的山谷处,应通过水文计算和地质条件来确定桥涵的位置及结构形式。

二、对路堤的处理

1.高填路堤。对于高路堤的边坡形状,填料为细料土时,一般宜采用折线形边坡;在长期使用中也能保持这种形状;对于用不易风化石块填筑时,由于边坡表层通常要进行码砌,做成折线形并不困难,故也宜采用折线形边坡。填料为中砂、砾石土、卵石土以及易风化岩块时,由于这些填料难于长期保持折线形状,故宜在边坡中部适当位置设宽1～2m平台,平台上下均用直线形边坡。

2.填石路堤。填石路堤一般是指用石质挖方路段的开挖石块填筑的路堤。用不易风化的石块填筑路堤,其边坡坡度和形状按填石路堤考虑,填石路堤一般也应分层填筑,每层厚度不要超过1m,其中大石块大于填筑层厚度2/3时,应予解小,或码砌于坡脚,压实前需用大型推土机将层面推平,局部要用细石料人工找平。

三、对路基排水的处理

路基地面排水措施通常有:边沟、截水沟、排水沟、跌水和急流槽、拦水带。

1.边沟:挖方地段和填土高度小于边沟深度的填方地段均应设置边沟,用以汇集和排除路基范围内或流向路基的少量地面水。边沟的断面形式,一般土质边沟宜用梯形,矮路堤或机械化施工时可用三角形,在场地宽度受到限制时,可用石砌矩形。

2.截水沟:设在路堑坡顶外或山坡路堤上方,用以截栏上方流来的地面水。其断面形式—般为梯形,在地面横坡较陡时,可作成石砌矩形。截水沟底宽不易小于0.5m,堑顶外截水沟,有弃土堆时,设在弃土堆之外,无弃土堆时,距堑顶边缘至少5m。

3.排水沟:其作用是将边沟、截水沟、取土坑或路基附近的积水引入就近桥涵或沟谷中去。排水沟的断面和纵坡要求与截水沟基本相同。

4.跌水和急流槽:在纵坡陡峻地段的截水沟、排水沟,可用单级或多级跌水急流槽连接。跌水和急流槽的断面一般采用矩形,用浆砌片石或混凝土修筑,进口部分始端和出口部分终端的裙墙应进入冻结线以下。

5.拦水带:为避免高路堤边坡被路面汇集的雨水冲坏,可在路肩上作拦水带,将水流拦截至挖方边沟或在适当地点设急流槽引离路基。

四、对冻胀翻浆的处理

在山区路堑段较多,由于地下水位较高,颗粒之间的孔隙多为水和气体所占据,因此采用机械增加对路基的碾压,可使土颗粒重新排列,彼此挤紧,孔隙减小,形成新的密实体,增强粗粒土之间摩擦和咬合,以及增加细料土之间的分子引力,从而提高土的强度和稳定性。

五、对路堑段滑塌现象的处理

1.细粒土地层。细粒土一般都具有黏聚力和内摩阻角,边坡坡度要通过圆弧法检算确定。这种路堑宜在边坡上每隔10m左右的高度上设置宽1～2m平台,形成阶梯式边坡,平台应尽量作在地层分界处。平台的纵向坡度宜与路线纵坡平行。平台应有1%～2%的向外排水横坡,或设置纵向排水沟,折线形边坡由于变坡点易被雨水冲刷破坏,除非予以防护,一般不宜采用。

2.砂类土地层。砂类土地层的路堑边坡坡度可用直线法检算确定。其边坡形状同细粒土地层,以阶梯式为好,但对于边坡上的松散夹层要进行防护。在坡脚处最好设置碎落台,以免堵塞边沟。

3.砾石土和巨粒土地层。砾石土和巨粒土的路堑边坡坡度通常采用工程地质法确定,即参考当地自然山坡和人工边坡,以及地质构造、水文条件等因素,推断适宜的稳定边坡坡度。其边坡形状也宜采用阶梯式,平台最好设在地层分界处,边坡上的松散夹层应予防护。

4.岩石地层。岩层状结构面或镶嵌结构的一组主要节理面或几组主要节理面的交线倾角陡于30度,且走向大致与路线平行时,可按此倾角开挖边坡,否则应作支挡工程。若岩层为散粒结构,颗粒之间完全脱离,或已风化碎石、砂或土状,或受断裂构造挤压成角砾或泥质时,这种岩层已丧失岩石性质,边坡坡度应搪砾石土或细料土考虑。

六、养护管理

1.路面清扫:山区半山区高速公路与平原地区高速公路一样,每日采用人机结合办法清扫路面杂物,但于山区路堑段较多,路面上经常滑落下风带碎石块,影响行车安全,就要增加清扫次数和巡逻频率,保持路面清洁、安全、畅通。

2.排水:在山区半山区,由于采用了逢谷设涵的原则,因此涵洞较多,为满足夏季排水畅通。路堑边沟在雨季到来时,也极易阻塞。做到及时处理水毁,势必增大养护工作任务。

3.除雪防滑:哈同高速公路地处寒区,冬季养护以除雪防滑为主,做到机具齐全、队伍精良、以雪为令、雪停即清,杜绝雪阻。