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公路工程曲线边坡的设计要点分析

更新时间:2009-03-28

1 公路工程曲线边坡设计的原则

对公路工程曲线边坡进行设计时,主要考虑以下两个原则:(1)美观性原则。主要是从结构美学的角度出发,确保边坡受力稳定的基础上,保证边坡曲线走向的协调性与稳定性,使其符合相关的美学审美。在对边坡进行曲线设计时,要根据公路土质进行选择设计,例如岩质边坡的石材会使人感觉到稳重有力、刚劲挺拔,因此,一般这种边坡并不建议进行曲线设计,可以增强其直线形式,在此基础上进行适当修饰。而对土质边坡可以采用多种曲线设计方式,增强边坡曲线设计的动态与轻巧之感。同时还要注意的是,要设计适当的绿化植物,增强曲线边坡设计的景观性。(2)安全性原则。对曲线边坡设计时,尤其要考虑曲线边坡在施工过程中可能会遭到的破坏与失稳的情况,并对边坡的整体滑塌性进行严格测算与设计。在施工过程中要注意选择合适的施工材料,要确保选择的材料具有较强的稳固性,并且要确保曲线设计的平缓性,降低出现交通事故的概率。另外,在对边坡的曲线走势进行设计时,一定要注意的是要确保视线过渡时的平缓性,要确保驾驶员在曲线边坡过渡阶段的视线能够明确清楚地看到对面的车辆,增加驾驶员的视觉舒适性,确保驾驶员能够掌握前方道路情况,提高边坡曲线的安全性。在边坡的坡脚位置时,车辆一般处于悬空的状态,如果曲线设计弧度较大则很容易发生交通事故,因此,可以使用流线型坡脚设计,降低车辆在坡脚的悬空可能性,提高车辆行驶的安全性,防止因坡脚弧度较大而出现交通事故。

2 公路工程曲线边坡设计的要点

2.1 对公路路基边坡形式有具体全面的了解

在曲线边坡设计过程中,必须对路基边坡的整体走势有全面具体的了解,才能确保曲线边坡设计的合理性与科学性。路基边坡曲线设计的总形式与路基的高度联系紧密,所以,在设计过程中主要考虑路基高度存在差异的情况确定整体曲线边坡设计方案。在设计过程中要将安全性作为第一考虑因素,一般要从边坡的平缓性进行出发:(1)对坡率比大于1∶4的道路边坡曲线锈蚀设计方法进行选择讨论,确定最佳设计方案。而对小于1∶4的边坡曲线进行设计时就要更多考虑其美观性,可以使用部分填方增加路基高度。通常情况下,下边坡的路基高度没有超过3m,可以使用1∶1.5~1∶3的坡率,另外要注意坡脚与坡顶进行局部修饰,最后形成协调性较好的曲线边坡。而路基高度在3m到4.5m之间时,需要使用1∶1.5~1∶3与1∶4两种以上的坡率才能更好地增强曲线边坡的稳定性与安全性。在公路下边坡会更多使用1∶1.5~1∶3的坡率,而上边坡设计会使用1∶4的坡率。当路基高度超过4.5m时,最好将边坡分为多个边坡阶段进行设计,坡率要根据分的边坡阶段灵活变化,上边坡的坡率要注重协调性与安全性,而下边坡坡率更加注重景观性。

2.2 注意对曲线边坡的局部进行必要修饰

注意曲线边坡设计的细节部分主要是为了减少道路路基施工时挖方施工与填方施工对边坡整体性与美观性造成的不利影响。对施工过程中的一些细节局部进行修饰是保证曲线边坡整体性与协调性的关键。因此,设计人员必须对公路工程的施工情况有全面具体的了解,对影响曲线边坡整体曲线走势进行最佳设计与处理,保证边坡整体曲线的平缓性与协调性。

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对曲线形边坡进行设计时主要是从道路的横断面角度进行分析的,但是通常道路必须适应地形的起伏变化与纵坡变化,因此,为了确保曲线边坡设计的协调性,必须对曲线边坡在道路纵向衔接处进行严格处理。常见的处理方式有:(1)在纵向衔接处保持相同形状,形成纵向直线形的变化。这种处理方式相对简单,但是因为是直线形变化,会导致一部分曲线边坡出现折现,影响整体路线的自然性;(2)利用空间曲线的变化对纵向衔接进行处理。这种处理方式的设计难度相对较大,并且很容易影响曲线边坡设计的美观性与整体性。(3)在纵向直线形变化的基础上,对折线部分进行曲线弧形处理。这种处理方式是上面两种处理方式的结合,可以减少折线部分的冲突性与,提高其平缓性,并且能够较好地保证曲线边坡设计的美观性与整体性。

2.3 对边坡坡脚的纵向衔接进行严格处理

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除了要重视坡脚衔接情况外,还要注意边坡施工过程中使用的材料要求,为了增强坡脚稳固性,最好在对自然地质进行充分考察后,在自然放坡的基础上适当使用混凝土浇筑,增强坡脚稳固性与强度。

2.4 注意验算曲线边坡的稳定性

在边坡设计过程中,确保其稳定性与安全性是公路工程曲线边坡设计的重要要点,主要目的是为了防止边坡滑塌问题。所以,在对曲线边坡设计时,要使用专业的岩土力学方法对边坡的稳定性进行验算,一般包括以下方法:(1)根据曲线边坡的土质参数以及几何参数确定其出现滑塌失效的可能性;(2)根据计算出来的滑塌失效可能性确定边坡设计的临界失效状态,同时选择合适的岩土力学方法对边坡的稳定系数进行计算确定;(3)根据计算出来的边坡稳定系数对边坡的稳定性与安全性进行准确评估,并且要选择恰当的加固方式,增强边坡的稳定性,需要注意的是,对边坡进行加固时,要考虑到其美观性和可实施性。

2.5 曲线边坡的绿化处理

公路工程曲线边坡的绿化处理直接影响曲线边坡的景观性,因此,重视曲线边坡的绿化设计也是公路工程曲线边坡设计的要点之一。对曲线边坡进行绿化处理时,主要是根据曲线边坡的设计方案对边坡的花草树木进行设计种植,一般要遵循的原则是:要确保花草树木与当地的气候环境等相适应,提高绿化植物的存活率。另外,还可以根据曲线边坡的设计方案,将花草树木设计成不同的形状,增强边坡的景观性。对自然环境状况较好的边坡最好按照自然景观的生长规律,对其进行一定的修剪处理即可,而自然状况较差的公路边坡要根据当地自然气候选择合适的绿化植物,同时要加大人工保养的工作力度。

3 曲线边坡设计过程中的关键问题

曲线边坡设计的主要目的是对原有的直线边坡进行改进设计,在确保边坡设计的安全性基础上,对直线边坡进行修饰,使边坡设计更具有景观性,并且能够有效提升行车安全。但是相对直线边坡,曲线边坡设计更加复杂,需要注意的问题也更多。通常情况下对边坡进行曲线设计时,要特别注意以下问题:(1)对边坡的填料进行充分考察与研究,特别是对边坡填料的物理性质与力学特征要有全面具体的了解。在此基础上,根据边坡的高度以及地质条件对边坡曲线进行科学合理的设计。在这一设计过程中要注意根据边坡高度选择合适的坡率,保证边坡曲线的平缓性是确保曲线边坡设计安全性的重要基础。(2)要根据边坡本身的岩质对边坡曲线进行细节修饰,确保边坡曲线与自然环境的统一性与协调性,例如在土质边坡中设计曲线时,可以使用圆弧曲线+直线边坡+圆弧曲线的方式进行设计,这样可以增强边坡的灵动性与渐变性,提高曲线边坡的景观性。(3)需要特别注意的是曲线边坡设计的主要目的是保证边坡的安全性的基础上进行美观性修饰,所以,在设计边坡曲线时,一定要按照地形起伏进行设计。

4 结语

综上所述,对公路工程进行曲线边坡设计时,一定要注意边坡的稳定性与安全性,这是曲线边坡设计的重中之重,是设计人员必须关注的重点问题。同时,还要考虑曲线边坡设计的美观性,增加曲线边坡的景观价值。要充分认识到曲线边坡设计不是点状设计,要从边坡的带状和面状来综合考虑,才能达到环境和人文的协调,提高我国公路工程项目的美观设计,并且可以缓解驾驶人员的行驶疲劳,增强驾驶人员对公路景观的体验性。

参考文献

[1]孙彦卓,王冬生.公路曲线边坡设计探讨[J].黑龙江科技信息,2009(17):246.

[2]张先勇,卫军,周荣贵,等.公路平曲线设计用曲线元素的研究[J].公路工程,2006,31(5):63-66.

[3]胡琪堂.基于深部位移曲线特征的公路边坡稳定性评价方法研究——以云南省武易高速公路为例[D].安徽理工大学,2017.

 
陈兴平
《科技创新导报》 2018年第07期
《科技创新导报》2018年第07期文献

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