季节性冻土地区路基排水设计.pdf
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1、张艳红: 季节性冻土地区路基排水设计 1 2 1 季节性冻土地 区路基排水设计 张艳红 ( 黑龙江 建筑职业技术学院 。 哈尔滨1 5 0 0 2 5) 【 摘要】 在季节性冻土地区路基路段 , 路基结构是影响路面使用情况的重要因素。合理的路基结构, 对提 高路基强度、 防治道路冻害的发生、 提高路面使用质量、 延长路面使用寿命都有着重要意义。然而, 由于问题的复 杂性 , 长期以来设计人员将地面排水、 地下排水孤立起来进行设计, 而未形成整体的路基结构。本文将两者有机 地结合起来, 形成合理的路基结构, 从而保证路基的强度和稳定性。 【 关键词】 季节性 ; 冻土地区; 路基排水 ; 设计
2、【 中图分类号】 T U 4 7 5 2 【 文献标识码J B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 4 ) 0 7 0 1 2 1 0 2 影响路基的水, 可分为地面水和地下水两大类。路基 吸水水分过多路基强度便降低 , 因而影响到路面承载能力, 使路面变形, 以至破坏。因此, 路基排水设计的 目的, 是改 善路基湿度状态 , 减轻水分对路基浸湿作用, 保证路基处于 较为干燥的状况 ; 限制路基的使用过程中因干湿作用引起 的体积变化, 保证路基处于较为稳定的状态; 消除因负湿差 作用而引起的严重湿度累积及其产生的冻胀与翻浆现象; 缩小路基在年循环内大气的季节性变化而
3、形成湿密度及强 度季节性变化的幅度。这就要求在路基排水设计中, 应将 地面排水设计与地下排水设计结合起来, 在路基断面上形 成系统, 发挥作用。 1边沟加 固设 计 路基两侧必须设置边沟, 使大气降水尽快 排离路 基。 边沟形式, 以往常采用阶梯形或矩形, 从行车安全和美观的 角度, 目 前部分省份采用的浅碟形边沟。高等级公路边沟 无论采用何种形式, 首先应满足流量要求 , 并应避免边沟的 冲刷和边沟水向路基渗入。通常高等级公路路基段边沟全 部采用浆砌片石( 或水泥混凝土预制块) 加固, 既能防止冲 刷又能防止边沟水渗入路槽。 在季节性冻土地 区, 浆砌片石边沟在使用初期能起到 很好的效果 ,
4、 由于冻融循环的影响, 勾缝砂浆会很快脱落 , 给养护工作带来很 大的困难。若养护不及时, 地表水就会 沿片石缝隙冲蚀片石下土层 , 导致片石坍塌 , 一部分水沿塌 陷处在边沟下流动并渗入路槽。 防冲刷防护形式比较多 , 如植草、 干砌片石防护以及近 年来发展起来的土工织物防护。这些防护形式不受冻融影 响, 但不能起到防渗效果。 为解决边沟水向路槽的渗入问题, 有以下的方法 ( 1 ) 将两段挖方改做填方形式( 图 1 ) 。这样 , 沟底在 路槽地面以下 , 边沟水不会渗入路槽中, 从而保证了路基稳 定。但这种方法 , 增加路基土方、 防护工程量较大, 而且增 加占地较多, 一般不宜采用。
5、( 2 ) 加深边沟, 排除路槽排水( 图2 ) 。上部断面仍为 梯形, 将沟底按原宽度加深 1 O m, 低于路槽底面2 0 e m , 加深 部分采用浆砌片石加 固。在靠近路基一侧高于沟底 2 0 c m, _ 一一 | 垂 图1 挖方改做填方横断面 设置泄水孔。这种做法虽能排除路槽排水 , 但边沟较深 , 不 利于行车安全和养护清理。清理不及时或沟内水深超过泄 水孔, 都会影响路槽内积水的排除。而且, 浆砌片石在冻融 循环中很容易损坏。 图2 加深边沟 ( 3 ) 如果不考虑防渗, 边沟加固设计会变得很简单。 将边沟与渗沟结合 , 在边沟下设置渗沟, 边沟加固仅考虑防 冲刷 , 在边沟设
6、计中是一种比较有效的方法( 图3 ) 。这样 , 既截断了边沟水 向路槽的渗入 , 又保证了路槽内积水的排 除。仅对可能产生冲刷的边沟加固, 一般路段可按土质边 沟设计。在保证流量的前提下, 尽可能减小边沟深度 , 以保 证行车安全。 2 渗沟的设置及横断面尺寸的确定 渗沟的设置对改善路基工作条件是必不可少的重要措 施。尤其在季节性冻土地区修建高等级公路时, 更应引起 重视。进行地下排水设计前 , 应进行野外工程地质和水文 地质调查、 勘探和测试, 查明水文地质条件, 获取有关水文 1 2 2 低温建筑技术 2 0 1 4年第7期( 总第 1 9 3 期) 图3 挖方路堑排水设计图 地质参数。
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