論文導讀:平原地區高速公路低路堤設計作為一種新的理念,近年來在公路工程勘察設計行業進行了深入廣泛的探討。作者通過具體項目的工程設計實踐,闡述了低路堤設計理念的社套可行性和工程可行性,并對合理降低路堤填筑高度的措施、低路堤設計存在的問題及解決的方法進行了探討,以供從事高速公路設計、建設和管理、政府和決策部門有關人員參考。
關鍵詞:低路堤設計理念探討
1我國高速公路發展階段及特點
高速公路作為現代社會以及后現代社會的陸路物流載體,在社會生活和經濟發展中發揮著巨大的作用。論文大全。從1988年10月滬嘉高速公路通車至今,中國高速公路走過了18年的發展歷程,4萬多公里的高速公路正在為中國經濟和社會發展提供著安全快速的運輸服務。2004年12月17日,國家高速公路網規劃已經國務院審議通過,到2020年前規劃建設的8.5萬公里高速公路將對中國經濟和社會的發展以及公眾的生活方式和質量產生重大而深遠的影響,也標志著中國高速公路發展進入了新的歷史階段。論文大全。
2 高速公路路堤高度的設計思考
2.1路基高度設計的一般概念
在高速公路工程路基高度設計中,除了滿足河流通航、洪水位、路基臨界高度的要求外,還要設置大量的通道和立交橋,以保證當地居民的出行。在村鎮密集的平原地區,為滿足現階段農民生產耕作的要求,通道及立交橋等結構物的數量一般平均每公里2~3道,這些構造物成為控制路基平均高度的主要因素。
2.2高路堤的缺陷
(1)高路堤更易帶來“三大質量通病”
路面早期破損、橋頭跳車和路基不均勻沉降已成為我國高速公路較為突出的“三大質量通病”,在高路堤路段這些問題更加突出。因為高路堤自重大,對地基產生較大的壓力,使地基產生較大的變形;同時高路堤路基壓實層次多,產生質量缺陷的因素增多,工后沉降量一般較大,易造成路基沉陷、路面下沉、路面開裂和橋頭跳車等病害。
(2)占用土地多,取土量大
如果路基平均高度增加Im,邊坡按1:1.5考慮,取土坑取土深度按1.5m,則每公里四車道高速公路需多征用永久用地約3000m2,臨時用地約26668m2。由于平原地區人口稠密,土地資源十分寶貴,平原地區地下水位普遍較高,路基取土深度有限,同時軟土和不良土質分布廣泛,平原地區路基用土十分困難,大量的取土用地易引起水土流失,減少耕地,破壞地表植被。
3 高路堤與低路堤的工程設計比較
為了對高路堤與低路堤有更確切的認識,初步設計階段對同一路段采用高路堤與低路堤進行同深度的設計比較,進行詳細的經濟技術比較論證,以積累平原地區高速公路路基設計經驗。比較段落選在商丘段K116+800~K128+100,長11. 3km,該段地勢平坦,人口密度較大,鄉村道路和機耕路密集,在平原地區有普遍的代表性。
通過詳細比較論證,商丘一周口高速公路全線采用了低路堤方案,因為項目要跨越多條大型河流,與高速公路交叉3處,與國道和省道公路交叉11處,降低項目路基高度十分困難,但又很有必要。項目設計人員克服各種困難、運用各種技術措施,使商丘一周口高速公路商丘段路基平均填土高度降為2. 41m,周口段路基平均填土高度降為2.52m。目前,商丘一周口高速公路已于2006年12月15日全線建成通車,成為河南省貫徹低路堤設計理念的高速公路之一。
4低路堤設計理念的確立
4.1低路堤設計的意義
(1)公路永久占地面積減少、路基土方減少、取土坑臨時占地減少,工程造價降低。論文大全。
(2)填土高度降低后,工后沉降減小,改善了行車舒適性。
(3)低填緩坡使高速公路與地貌自然融合;形式多樣的上跨建筑物在平原地區增加了景觀效果,改善視覺單調性。
(4)路基較低利于將來其他規劃交叉構造物的跨越。
4.2合理降低路堤填筑高度的措施
(1)規劃部門應有長遠的計劃
交通主管部門要對路網有長遠的規劃,同時設計時要充分考慮相關的規劃,尤其對相交的規劃公路要做好預留,避免造成樞紐立交在高路堤上再上跨等情況。
(2)合理的線位選擇可以有效降低路堤高度
高速公路路堤高度降不下來的一大因素就是橫向穿越構造物的處置方式。要想降低路堤高度就要盡量減少居民反復穿越高速公路的可能。這里的合理選線有兩方面的含義:第一,進行認真的技術分析,權衡利弊,從路線的規劃著手。選擇橫向干擾少,又有利于布設通道或分離式立交的位置布線,并盡量避免穿村越田;第二,高速公路的走向及線形應結合沿線的村鎮分布、農田分配、工業布局等進行合理布設。
(3)合理解決平豎曲線組合的關系
實踐證明,當平面或縱面指標達到較低值時,特別是當平面與縱面指標同時達到較低值時,強調兩者組合是必要的。當平面和縱面指標都較高時,可以放松平縱組合的要求,尤其當平曲線半徑大于6000m、縱面坡差小于1%時,可以不考慮平縱組合的要求。在地面縱坡變化較大,路線平曲線較長的情況下,本著降低路基高度,減少工程造價的原則,合理的設置多個變坡點是必要的。
(4)盡量采用被交路上跨主線的立交方案
上跨的分離式立交橋和天橋,由于上部一般都不復雜,其基礎不受沖刷影響,埋深較淺,因而施工方便、快捷。與下穿相比有一定的優越性,而且還可以為高速公路增加景觀,消除行車的單調感。同時需要將該處路基盡量降低,以利上跨,可有效減少接線長度和接線路堤高度。
(5)在保證不積水的情況,通道和下穿主線的分離式立交適當下挖
若周圍地勢高,邊溝有排水至低塘或河流的條件時,可以對被交叉道路適當下挖,并做好排水設計,保證通道和下穿立交不積水。
4.3低路堤設計方案存在的問題及解決的方法
(1)由于天然地基上的路堤較低,路床不能得到充分壓實,很難達到要求的承載力。在雨季施工時難度較大,故在低路堤施工中應注重施工組織設計。
(2)采用低路堤方案,橫向通道設置困難。沿線鄉鎮一般都要求設置下穿通道,當工程無法滿足地方要求,協調難度增大。對于一些通道下挖處理辦法,要妥善處理好排水問題。
(3)被交路上跨存在的問題。
由于被交路上跨改變了當地居民的出行方式,特別是在居民聚集區,所造成的社會影響較大,協調難度大,實施時應合理協調解決好當地居民出行要求。
5結語
通過對高路堤和低路堤設計的比較分析,在平原地區采用低路堤方案有著肯定的優勢,但同時也存在一定技術及社會問題。因此,在平原地區高速公路設計中應通過合理運用指標,統籌考慮結構物布設,路基、路面綜合設計等手段,盡可能地降低路基的高度。
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