降低平原地区高速公路路基高度措施研究

摘要： 平原地区高速公路高路基会占用大量农田，不符合国家保护农田政策，并且存在较多弊病。本文先分析了造成平原地区高路基的六个制约因素，最后从技术因素角度考虑提出了降低路基高度的三项措施，对降低平原区路基高度具有一定的指导意义。

关键词：道路工程、路基高度、原因、措施

Abstract：The high subgrade of expressway in plain area will occupied large amount of cultivated land, which is not be in accord with national policy of protecting basic farmland, and the high subgrade exist many disadvantages. In article, the six restrictive factors on the high subgrade were analyzed; and then from the standpoint of technology, the three measures for decreasing subgrade height of expressway were put forward, which wil have the benefit for for decreasing subgrade height of expressway in plain area.

Key words：pavement enggineering; subgrade height; reason; measure

中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

1 引言

高速公路是国民经济建设的基础设施。长期以来，我国的高速公路一般采取高路基的方式建设：高速公路的平均路基高度一般为3m，有的地方达到4m。这导致高速公路的建设也占有大量土地，尤其是平原地区占用大量农田。随着国家对耕地保护的日益严格，公路用地与国家保护耕地之间矛盾越发凸显出来。以往高速公路采用高路基建设方式的缺点也越来越受到人们的重视。因此如何在保证路基稳定和排水通畅的情况下，把高速公路的路基高度降下来成为高速公路研究的重点。

2高速公路高路基的缺点

高路基对保证路基工作区处于干燥状态，防止路基冻胀翻浆起到积极的作用，也有利于设置下穿通道，但它也存在很多缺陷。

1）高路基增加了占地，施工用土量大，易引起水土流失，破坏地表植被，提高了工程造价；

2）高路基施工难度大，对机械设备要求高，施工周期长，增加了施工工期；

3）高路基自重大，沉降大，边坡较陡，容易出现塌方，边坡防护加固工程量大，养护困难，费用较高，对地基产生较大的压力，易引起地基产生较大的变形，造成路基沉陷、路面下沉、路面开裂和桥头跳车等病害；

4）高路基破坏其周围景观的整体性与连续性，与其周围环境不协调， 不能满足人们视觉、心理上的舒适和安全的需要；使交通事故率提高，由于高路基路面高于原地面，使公路两旁遮挡建筑物减少，容易使司机产生眩光现象，影响行车安全；

3 高路基产生的原因

造成我国平原区路基高度偏高的主要原因有以下几点：

1）平原地区人口众多，村庄稠密，路网发达。而高速公路又要求“全封闭，全立交”，为解决横向交通必须设置一些人行、车行通道，而在经济发达、人口密集的平原区，通道设置密度不得不相应的增大。加之修建公路征用土地后遗留土地缺乏整合，沿线村村户户各不相让，不能共用道路，就更加会增加通道的数量。

2）通道处要求有一定的净空，由于下挖通道处的排水问题不能解决，因此通道不能下挖低于地面。这样大密度的通道下穿高速公路，就要求增加高速公路路基高度来保证通道处的净空。

3）将下穿通道换成天桥，可大大降低高速公路路基高度；但是天桥方式不符合中国百姓的出行方式，而且天桥比通道的造价高很多，通道换天桥会大幅增加高速公路的投资，同时天桥还会影响高速公路的景观，因此此方案的可行性不高。

4）我国人多地少，小农经济成分很高，农田水利建设不到位。农村土地承包政策较长时期不变，造成一户农民土地常常分布在高速公路两侧，这就要求排灌桥涵数量多，这些构造物导致高速公路只能采用较高的路基。

5）规划部门缺乏远期计划，使得枢纽立交在高路基上再上跨，如能早期规划，前期修建的项目预留后期立交的线位，路基高度就会有很大改善。

6）公路设计者沿用以前的设计理念，为了保证路基干燥，又因为平原区取土方便，且易于填筑，在进行公路设计时通常全线填方，没有比选各种设计方案，没有考虑节约土地资源。

4 降低路基高度的措施

降低路基高度的措施，主要是根据高速公路路基高度的影响因素来确定，采取一定的措施来解决导致路基高度过高的因素，主要从技术性因素方面来考虑措施，包括以下3方面，

4.1 利用地质条件，降低路基填筑高度

采取必要的手段弄清工程地质复杂地段的详细情况，正确地引导路基设计。在充分掌握沿线工程地质条件的前提下，对岩性好、地基稳、地下水位深、地表排水通畅的地段，尽可能地降低路基填筑高度，缩小路基边坡，减少因地质情况不明而造成的高填方的浪费，降低公路的整体效益。同时要根据病害地区工程实际采取工程技术措施（如：设置砂垫层、掺石灰、加塑料排水板等方法处理路基土），降低路基填筑高度。还可以采用新材料、新施工工艺来降低特殊病害地区的路基高度

4.2 优化路线设计

1）合理设置纵坡

在路线纵断面设计时，纵面线形应与地形相适应，尽可能设计成视觉连续，平顺而圆滑的线，避免在短距离内出现频繁起伏等。设计人员总是希望采形用规范中的理想值，这本是无可厚非的，因为如果路线设计合理，那么路线上各种车辆的相互干扰最小，都能满足理想纵坡，运行状况最为良好，这是每个设计者和使用者都希望的。但此举如果引起路基填、挖方高度过大，对环境破坏过大，则这个问题就值得商榷了。公路上汽车的行驶速度是驾驶者根据路上的实际情况而采取的。

因此在进行纵坡设计时应反复推敲比较，合理使用坡长，及时进行坡度变换，以降低路基高度，减少工程量。对于高速公路，当纵坡较小，工程量不大时，纵坡长度可适当大些，可取800 m以上；当纵坡稍大，工程量可能增加时，纵坡长度可减少至300~600 m。在大中桥引桥部分，不宜采用长纵坡，因大中桥的高度受设计水位和通行的要求，桥面往往提高很多，如采用长纵坡，势必加大土方量，所以在满足纵坡标准的情况下，尽量减少坡长。

还可以适当采用较大纵坡，这对路线实际通行并不会造成很大影响，尤其是高速公路设中央分隔带、分快慢车道、车辆相互干扰较小的情况下更是如此。因此，我们在进行纵坡设计时，要灵活采用标准规范值，尽量降低填挖高度。对地形平坦、且不受洪水影响的路段应采用低路基，这样不但可减少工程量，减少占用土地，对自然环境的保护也达到最大限度。对地形复杂，相对高差大的路段，应充分结合平面设计，采用较大的坡率以尽量减小填挖方高度，这对减少工程量、路基边坡稳定及减少对自然环境的破坏都有很好的效果[23]。

《公路路线设计规范》中对于最小纵坡的要求主要是依据路面的排水来规定的，如果解决了平坡段或小于淤积坡度的路段的道路横向排水问题，在平原区纵坡设计时，就可以顺应平缓地势采用较多的平坡或小于淤积坡度的路段。关于平坡或小于淤积坡度路段高速公路的排水设施，本课题组作了相应的研究，并铺筑了实验路进行验证，其排水效果和经济性都很好。

2）合理解决平竖曲线的关系

根据我国《公路工程技术标准》规定：当平曲线与竖曲线组合时，竖曲线应包含在平曲线之内并且平曲线应稍大于竖曲线，在平曲线内应避免出现几个起伏的纵坡。这一规定的目的主要是为了保证平竖曲线配合协调，立体线形良好。然而工程中不能机械套用该项规定，因为高速公路平曲线较长，有时长达2~3 km。如果一个平曲线只设一个变坡点，势必增加路基高度，加大工程量造成由于线形设计而产生的不必要的浪费。所以在地面纵坡变化较大，路线平曲线较长的情况下本着降低路基高度，减少工程造价的原则，合理的设置多个变坡点是必要的。但在这些路段必须进行检验，如出现有视线中断、不连续、暗凹等现象，需进行调整或采用增设诱导视线的措施，使司机在视觉和心理上都有安全感和舒适感。

4.3合理设置通道、立体交叉等构造物

1）相交道路采用上跨方案

二、三级公路与高速、一级公路相交，设置的分离式立交采用低级道路上跨的方式；

或乡村道路与高速公路相交处的通道，全部或部分采用上跨主线的天桥，能有效降低路基高度。但是天桥的造价要远远高于通道，应对其进行经济性分析；另外天桥还涉及到当地人们的出行习惯和对道路景观的影响，因此这种措施要严格进行论证。

2）合理布设通道，减少通道数量和密度

通道的位置应布局合理，适当控制，不能按农村现有道路一一设置。在外业勘测中应当与当地政府协商，对原有道路过密地段适当合并，以减少通道数量；对原有乡村的行政分界和土地分界进行调整，把高速公路左侧土地划给左侧农民，把其右侧土地划给右侧农民，以避免农民耕地时穿越高速公路，从而减少通道数量。另外，在一些人行和车行通道附近有桥涵等构筑物时，可根据具体情况利用桥涵作通道。必要时可加大桥涵孔径或另加一孔，中间排水，两侧用作通道，还可利用大中桥的边孔作通道使用。在条件允许时留有一定数量的人行通道或利用桥孔兼作人行通道，对机耕标准以上的地方道路进行归并，一定距离内设置支线上跨天桥满足横向交通需求。

3）解决下挖通道处的排水问题

合理的路基设计高度，对横向通道设计尤为重要。路基设计高一点，通道下挖少一些，排水相应容易些，但是工程造价相应增高，并使得行车安全性降低。路基设计低一点，通道就下挖多一些，排水相应较困难，但工程造价低些，行车安全相对比较安全。如果过分压低主线的路基高度，必然会带来通道设计上的困难和使用上的后患。特别是在不能普遍使用机械排水的情况下，如果路基高度过低，使通道桥低于两侧地面而形成“锅底”，使得纵向排水无法纵向排泄，横向排水也只能采用管道将桥内积水引入线外蒸发池。

应采取必要的措施防止或减少下穿通道积水，通道就可以尽量的下挖，从而使通道不再是控制高速公路路基高度的主要因素，根本上降低路基高度。

5 结语

降低平原地区高速公路路基高度，最大限度的节约土地是平原地区高速公路建设的发展方向，应结合当地高速公路建设实际，考虑多种控制因素对路基高度进行优化，真正贯彻“安全、环保、节约、和谐”的高速公路建设理念。

参考文献

[1] 滕玉波．论路基工程质量通病的成因及处治措施[J]．哈尔滨：黑龙江交通科技，2008.8

[2] 杨玉光，李刚， 赵海云．黑龙江省路基设计最小高度的探讨 [J]．哈尔滨：黑龙江交通科技，2003.12

[3] 周鹏，刘德海，高伟．寒区公路路基高度影响因素探讨[J]．哈尔滨：黑龙江交通科技，2003.12

[4] 周绍林．路基高度设计影响因素分析与路基施工[J]．哈尔滨：黑龙江交通科技，2008.12

[5] 李光辉．高路堤施工预留沉降量的确定J]．哈尔滨：黑龙江交通科技，2008.4

作者简介：徐国生，(1981-02-6)，男，河北省石家庄人，北京逸群工程咨询有限责任公司，工程师，北京市经济技术开发区宏达中路甲12号，100176