公路路基边坡设计及防护

公路路基边坡设计及防护

【摘要】：公路路基边坡设计及防护是现代公路工程建设中非常重要的课题，对于保障社会经济发展与人们生活具有重要的意义。本文主要从路基边坡设计与防护两个方面展开分析，全面探讨了公路路基稳定性的机理以及主要的防护措施。文中内容对于实际工程具有一定的参考价值。

【关键词】：公路路基，边坡设计，边坡防护，滑坡

1 引言

随着经济发展及城市建设的加快，国家在全国范围内普及着公路运输，从国道、省道、市道以及一般的县级公路几乎都延伸到各个角落。从宏观上而言，公路发展提升了国家城市建设步伐，促进了社会城乡一体化建设，在社会发展过程中扮演着重要的角色。公路建设和发展的意义也对公路质量提出了新的要求，如何建设高质量的公路工程是工程建设过程中需要面对的重要问题。在整个公路工程建设过程中，公路路基边坡的施工是整个工程中非常重要的一部分，因为它关系到整个公路的稳定性问题，所以，在整个工程的施工过程中，对于公路路基边坡工程的设计及防护具有重要的实际意义。文章就从两个方面对边坡稳定性问题进行了分析，以期通过文中的分析对公路路基边坡施工具有一定的参考。

2 公路路基边坡设计分析

2.1 公路路基边坡稳定性力学机理分析

在公路路基的建设过程中，由于岩土重力以及人为因素在路基的两侧形成了一定的坡

度就被称为路基边坡。路基边坡最重要的功能是为了增加路基的承载和变形，但是由于其自身受力问题会产生滑坡等自然灾害。一般路基边坡如图1所示。

图1 公路路基边坡

在土体的重力作用下，在坡体内部将产生切向应力，当切向应力大于土的抗剪强度时，边坡就产生剪切破坏，发生了滑坡现象。边坡在发生滑坡时，首先开始明显的下沉并且出现裂缝，坡脚附近的地面则有微微的隆起。随着滑坡的继续发生，裂纹逐渐扩展，土体突然沿着某一个滑动面继续下滑，就导致了大面积的滑坡。在极限的滑坡状态下，剪应力等于抗剪力，即

f1=CnL1 (1)

式中，f1表示剪应力，Cn表示抗剪强度峰值，L1表示主滑段长度。

在滑坡时，土体的抗剪强度迅速减小，滑体离开土体启动，此时长生了不平衡剪力，即

F2= f1-C0L1= CnL1-C0L1 (2)

式中，f2表示不平衡剪力，C0表示残余抗剪强度。

由此产生了滑体滑移的加速度

a=（CnL1-C0L1）g/W(3)

式中，a表示滑体滑移的加速度，W表示滑体的重量，g表示重力加速度。

2.2 公路路基边坡稳定性分析方法

随着公路工程技术的发展，许多方法被运用到路基边坡稳定性分析过程中。在这众多的方法中，力学演算法与工程地质法是最常用的两种方法。力学演算法主要根据几个假设，求解最危险滑移面，并在此基础上通过图表、曲线等形式进行进一步演算，主要是一种理论上的分析方法。与力学演算法相比，工程地质法则更加贴近实际，它主要是通过对工程地质条件、水文地质条件以及边坡高度等地质条件进行分析，通过施工经验等进行判断，从而确定破面的一系列的设计问题。通过工程地质法可以确定路基边坡的类型，例如，当工程地质条件和水文条件较好，且土质均匀，路基边坡不是很大时可以将其设计为一坡到顶的直线型路基边坡；而当边坡较高或者路基由多层土组成，并且上下路基组成材料差异性较大时，需要采用折线形的边坡。

2.3 公路路基边坡的工程设计

公路路基的边坡设计问题整体而言包括四个部分，边坡的整体设计方案、排水系统的设计、支护结构的设计以及其其它部分的设计。整体设计中必须对整个路基边坡有一个整体的规划，例如边坡的高度、大小、坡度等；在排水系统的设计中，主要有三个方面，在坡顶应该设置截水沟、排水沟以及防止地表水渗入边坡体内的结构设计，坡面设置泄水孔的设计位置，在台阶处及坡面设置的排水沟位置及大小等；支护结构的设计较为重要，在方案设计时要考虑采用怎样的支护形式，在什么位置进行支护等，例如，在第一级坡面采用钢筋混凝土板与锚杆相结合、其他坡面支护采用锚喷网等；其他结构的设计如踏步、种植槽、安全护栏以及沟盖板等设计。

3 公路路基边坡的防护分析

3.1 公路路基边坡挡土墙防护措施

在公路路基边坡防护中，挡土墙是一类常用的且施工较为简单的防护措施。与其他防护措施不同，在路基边坡的挡土墙防护措施中，首先要在路面施工之前进行挡土墙的施工。它的主要施工工艺是：定位放线―土方分段开挖―修筑排水和集水井―边坡用水泥砂浆进行部分硬化―进行挡土墙的具体施工―土方分层夯填―渗水管处鹅卵石摆放―最后进行路面施工。实际验证表明，挡土墙在边坡防护方面具有非常中要的作用。随着挡土墙技术的发展，在现代路基边坡防护中，开发和利用了加筋土挡墙新技术。这种技术的作业机理是充分利用钢筋受拉强度高的特性，使环内填料产生的侧向压力转由加筋环承担，加筋环内的填料在垂直荷载的作用下受到挤压并产生侧向膨胀，而加筋环约束了这种侧向变形，使侧向压力全部转化为由钢筋圆环来承担。辊筋环阻断了环内侧压力向环外的传递，使圆环内填料形成一个“饼”状物，若干层“土饼”交叉叠加后组成加筋土实体。加筋土挡墙提高了挡土墙的承载能力，使得防护效果更佳明显。

3.2 公路路基边坡锚固支护防护措施

随着路基边坡支护与防护技术的发展，用于煤矿以及隧洞中的锚固支护技术已经被引入到路基边坡支护中，并且在边坡支护中发挥着重要的作用，特别是对要求较高的高速公路路基边坡支护中，锚固技术更是被广泛的应用。在路基边坡锚固防护中，包括很多技术，例如锚杆支护、锚网锚索支护以及锚网喷支护技术等。通过锚固方式使得边坡土体与锚杆、锚网等形成了统一的锚固体，充分发挥了地基自身的强度和自稳能力。在这其中，锚杆支护是被广泛应用的一种形式。锚杆是一种受拉杆件，它的一段与工程结构物或挡土墙连接，另一端锚固于地基土层中，以承受结构物上的各种载荷，利用锚固力维持边坡周围土体的

稳定。

3.3 公路路基边坡生态防护措施

生态防护是现代公路路基边坡防护的主要方式，它主要是通过在边坡种植植被以此来达到固定边坡滑移体的目的。由于现代社会对于环境保护理念的增强，因此，通过植被进行边坡支护已经成为路基边坡支护的最重要的手段。生态防护措施具有非常明确的特点，主要体现在三个方面。首先，功能性较强。植被在公路绿地中的主要用途是护土回坡，防止水土流失。无植被的边坡极易发生地表径流，进而产生侵蚀沟；其次，经济型较强。利用草坪护坡，可以大大降低建设成本。如采用浆砌石块护坡，则工程量大，成本高，每平方米造价在20元以上，施工进度也较慢。而采用植物护坡，成本低，每平方米仅3－10元，施工进度快；第三，生态性较强。在高速公路系统中，由于汽车数量多，速度快，会排出大量的尾气，产生噪声。草坪可以有效地吸附尘埃，吸收尾气，降低噪音。植被还可以显著降低路面温度。

4 结语

公路路基边坡防护对于现代交通运输非常重要，对其防护措施的研究具有重要的意义。文中最后给出的三种路基边坡防护措施主要从两个大方面展开分析，具有一定的实际意义。当然，文中的分析并不完全，还需要进一步的研究才能从真正意义上给路基边坡防护带来参考价值。

参考文献

[1] 黄彦春. 浅谈公路路基支挡及边坡加固防护工程设计与施工[J]. 价值工程，

2010,32

[2] 傅励. 临长高速公路路基处理及防护设计[J]. 湖南交通科技，2001,2

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。