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交通物流畢業(yè)論文-高等級(jí)公路邊坡綜合防護(hù)系統(tǒng)探討
摘要 本文了路基邊坡的病害類(lèi)型、原因和邊坡的侵蝕機(jī)理，提出了邊坡的防護(hù)類(lèi)型、特點(diǎn)及防護(hù)類(lèi)型的選擇原則。?? 關(guān)鍵詞 路基邊坡 邊坡病害 侵蝕機(jī)理 防護(hù)適用性 植物防護(hù) 防護(hù)區(qū)劃綜合防護(hù)設(shè)計(jì)
Stuedy on Side Slope Protection System of Expressway
?Abstract?This paper analyses the types of side slope damages，reasons and principles of the damages.This paper?also explain the types，characters and selecting principles of protection methods.?
?Key words?Subgrade side slopeSide slope damageDamage principle Protection availability Plant protection?Protection district Compr ehensive protection design
?1前言?
隨著我國(guó)公路建設(shè)的飛速，高等級(jí)公路邊坡綜合防護(hù)系統(tǒng)日漸引起公路部門(mén)的重視。邊坡綜合防護(hù)設(shè)計(jì)是高等級(jí)公路設(shè)計(jì)的重要之一，需根據(jù)公路等級(jí)、降雨強(qiáng)度、地下水、地形、土質(zhì)、材料來(lái)源等情況綜合考慮，合理布局，因地制宜地選擇實(shí)用、合理、、美觀的工程措施，確保高等級(jí)公路的穩(wěn)定和高速行車(chē)安全，同時(shí)達(dá)到與周?chē)h(huán)境的協(xié)調(diào)，保持生態(tài)環(huán)境的相對(duì)平衡，美化高等級(jí)公路的效果。?
長(zhǎng)期以來(lái)，路基邊坡的綜合防護(hù)技術(shù)一直是公路修筑中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，我國(guó)在80年代中期以前，主要以低等級(jí)公路建設(shè)為主，由于量小，深挖高填較少，投資不大，因而防護(hù)工程不作為道路建設(shè)的主體工程，由此引起的損失亦不大，所以在工程中對(duì)邊坡的綜合防護(hù)研究常常被忽視。進(jìn)入90年代以后，我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)方興未艾，由于缺乏對(duì)防護(hù)技術(shù)的系統(tǒng)研究，沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)供設(shè)計(jì)部門(mén)，因此只能用低等級(jí)公路的防護(hù)技術(shù)或供鑒鐵路部門(mén)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)實(shí)施局部防護(hù)，缺乏綜合考慮，從而為工程埋下隱患，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的，有的甚至中斷交通，如沈大高速公路鲅魚(yú)圈所以南180km長(zhǎng)的路段，后期的工程防治費(fèi)用占整個(gè)工程防治費(fèi)的80％、京石高速公路在1997年遇到洪水沖擊后，很多路段出現(xiàn)路基垮塌，路面懸空的現(xiàn)象，再如眾所周知的昆祿路等。據(jù)交通部統(tǒng)計(jì)，僅1991年因水毀沖毀路基1577km，沖毀路面43733km，沖毀橋梁3606座、涵洞40343道，塌方4171萬(wàn)方，直接經(jīng)濟(jì)損失16.86億元，因排水防護(hù)不當(dāng)使基層與路基含水量增加引起公路整體強(qiáng)度下降造成的損失更是無(wú)法統(tǒng)計(jì)。?
隨著高等級(jí)公路的加快修建和交通量的急劇增加，環(huán)境破壞與環(huán)境污染與日俱增。自1972年聯(lián)合國(guó)斯德哥爾摩環(huán)保會(huì)議以來(lái)，由于公路工程修建等因素導(dǎo)致水土流失和耕地占用，農(nóng)民們失去了5000多億噸的表層土；同時(shí)由于植被破壞導(dǎo)致溫室效應(yīng)的CO?2增加了10％，世界在以每年80億噸的巨量排放CO?2和硫化物，臭氧層日益遭到破壞。自1950年以來(lái)，世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)了5倍，人口從26億上升到58億，但這一切增長(zhǎng)完全建立在對(duì)地球的超負(fù)荷掠奪上。地球退化、土地減少、每年對(duì)農(nóng)作物和牲畜業(yè)造成的損失達(dá)430億美元，相當(dāng)于美國(guó)一年的糧食收入。1950年～1984年世界糧食產(chǎn)量以每年3％的速率增長(zhǎng)，1984年以后放慢，1984～1992年增長(zhǎng)率僅為0.7％，不及人口增長(zhǎng)率的一半；與此同時(shí)，全世界的森林覆蓋率也由革命前的55％降至25％左右，我國(guó)森林覆蓋率由50年代的30％降至1997年的12％左右。隨著 環(huán)境的日益嚴(yán)峻，為了環(huán)境的持續(xù)發(fā)展，環(huán)境學(xué)誕生了，國(guó)際社會(huì)第一次認(rèn)真地考慮把環(huán)境和資源的損失到經(jīng)濟(jì)成本中去，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)必須考慮到環(huán)境的代價(jià)，即由環(huán)境問(wèn)題引起了環(huán)境會(huì)計(jì)和環(huán)境審計(jì)。如何在加快公路建設(shè)和汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的同時(shí)，減少對(duì)環(huán)境的損壞。降低噪音，吸收汽車(chē)排放物，恢復(fù)生態(tài)平衡已成為公路設(shè)計(jì)部門(mén)的當(dāng)務(wù)之急。?
與此同時(shí)，防護(hù)技術(shù)在方面尚需進(jìn)一步研究，如邊坡的侵蝕機(jī)理、邊坡水力學(xué)特性研究、地區(qū)差異性以及公路部門(mén)與園林部門(mén)的專(zhuān)業(yè)交叉研究等等，以便提供邊坡綜合防護(hù)的理論支持和依據(jù)。?
因此，為降低工程造價(jià)，減少或防止道路病害，保持生態(tài)環(huán)境的相對(duì)平衡，確保道路的安全與穩(wěn)定，急需對(duì)高等級(jí)公路的邊坡綜合防護(hù)加固技術(shù)進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究。?
?2國(guó)內(nèi)外研究概況?
國(guó)際上有關(guān)道路防護(hù)與加固技術(shù)的研究，多年來(lái)一直是廣大道路工作者關(guān)注的焦點(diǎn)之一。有的研究已開(kāi)始將水對(duì)邊坡的侵蝕沖刷定量化。根據(jù)降水侵蝕力系數(shù)，土固有的侵蝕性參數(shù)、地形分類(lèi)及侵蝕控制參數(shù)等計(jì)算邊坡上的平均流失，從而更地選擇合適的邊坡防護(hù)措施。Eillison提出擊濺板得出雨滴的擊濺侵蝕公式：G＝K·V4.22·d1.07·i0.05(G：侵蝕量；V：雨滴下降速度；d雨滴直徑；i：降雨強(qiáng)度；K：系數(shù))，開(kāi)創(chuàng)了植物防護(hù)定量研究的先河，以后經(jīng)多人的努力，如50年代美國(guó)學(xué)者Wischmeiere.W.H和simithD.D等人利用美國(guó)35個(gè)土壤保持試驗(yàn)站8250個(gè)休閑小區(qū)的降雨侵蝕實(shí)測(cè)資料，進(jìn)行了降雨量、降雨動(dòng)能、最大時(shí)段降雨、前期降雨以及各種復(fù)合因子與土壤流失量的回歸分析，最后得到一個(gè)通用土壤流失方程式，至今在國(guó)際上廣泛采用。同時(shí)許多國(guó)家都針對(duì)各自國(guó)家或地區(qū)的不同情況，確定最佳參數(shù)，推導(dǎo)土壤流失方程式，取得了豐碩的成果。日本、美國(guó)等國(guó)家在設(shè)計(jì)規(guī)范中明確了防護(hù)設(shè)計(jì)和公路園林的設(shè)計(jì)重點(diǎn)、原則和具體措施，如日本《高等級(jí)公路設(shè) 計(jì)規(guī)范》(日本道路公團(tuán)，1983，4)中，比較大的篇幅對(duì)護(hù)坡的、分類(lèi)、方案設(shè)計(jì)以及公路園林設(shè)計(jì)的基本原則，不同物種在本地區(qū)的適應(yīng)性均作出了詳細(xì)的規(guī)定，具有很強(qiáng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)性。在邊坡防護(hù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，國(guó)際上特別是發(fā)達(dá)國(guó)家尤為重視植物防護(hù)或植物與圬工防護(hù)相結(jié)合的方法，以期達(dá)到同時(shí)發(fā)揮防護(hù)與美化的作用。?
?隨著我國(guó)公路等級(jí)和人們生活水平的提高，路基邊坡防護(hù)日漸引起公路部門(mén)的重視。在我國(guó)多年的道路工程實(shí)踐中，積累了不少防護(hù)與加固技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)。水是公路邊坡上土壤侵蝕的主體，公路部門(mén)對(duì)水流的力學(xué)研究都是以明渠均勻流為研究對(duì)象，如曼寧流速公式等，利用這些公式進(jìn)行排水構(gòu)造物的設(shè)計(jì)取得了較滿意的效果，但如果以此來(lái)描述邊坡沖刷則有不妥。如我國(guó)《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ018-97)中推薦的溝管近似流速公式V＝20·i1／2，即流速與坡角的平方根成正比，而在公路邊坡中，隨邊坡坡角的增大，徑流流速確有增大的趨勢(shì)，但坡角增大導(dǎo)致匯水面積減小，必然使流速減小，所以邊坡徑流流速應(yīng)是產(chǎn)流降壓強(qiáng)度、坡長(zhǎng)、坡度、坡面粗糙系數(shù)的綜合函數(shù)；在圬工防護(hù)理論計(jì)算方面，庫(kù)倫理論，朗金理論被廣泛應(yīng)用。隨著的發(fā)展，各種新型支檔結(jié)構(gòu)和防護(hù)型式及CAD程序相繼而生，但在設(shè)計(jì)時(shí)，僅從邊坡的穩(wěn)定性等因素出發(fā)，很少考慮水對(duì)防護(hù)的量化沖刷能力和環(huán)保因素，如：可否利用工程經(jīng)濟(jì)學(xué)研究某路段采用集中排水或分散排水?可否用混凝土預(yù)制塊或網(wǎng)格代替費(fèi)工費(fèi)時(shí)的漿砌片石?可否用植被防護(hù)或綜合防護(hù)替代全圬工防護(hù)等等。由于工程的千差萬(wàn)別，上述問(wèn)題在規(guī)范中僅定性地作了限制，很少給出具體比選方法進(jìn)行量化計(jì)算分析，由此設(shè)計(jì)出的結(jié)果可能一方面是工程達(dá)到了防護(hù)效果卻造成了大量工程資金的浪費(fèi)，另一方面是防護(hù)不當(dāng)或方案錯(cuò)誤導(dǎo)致防護(hù)失敗，造成巨大資金重復(fù)投入，形成不良的社會(huì)影響。?
高等級(jí)公路由于線形標(biāo)準(zhǔn)較高、設(shè)計(jì)人員素質(zhì)低、比選方案少等因素，造成路基高填深挖現(xiàn)象普遍存在，同時(shí)大交通量給沿線造成的交通污染不但威脅沿線居民的身體健康，而且影響區(qū)域的生態(tài)平衡。由于諸多原因，我國(guó)公路的環(huán)保技術(shù)研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)今高速公路發(fā)展的道路建設(shè)要求，同時(shí)關(guān)于邊坡沖刷防護(hù)、交通環(huán)境美化進(jìn)行的綜合設(shè)計(jì)也鮮為報(bào)道。?
在國(guó)內(nèi)植物防護(hù)方面，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和生活質(zhì)量的提高，在適宜植物生長(zhǎng)的土質(zhì)邊坡、服務(wù)區(qū)、立交區(qū)，根據(jù)土壤、氣候特點(diǎn)栽種花草樹(shù)木，既可防風(fēng)護(hù)坡，恢復(fù)因建路而破壞的生態(tài)平衡，美化環(huán)境、吸收尾氣、誘導(dǎo)視線，還可防止暴雨對(duì)路基邊坡的擊濺沖刷。西北水保所對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，并在引用美國(guó)通用土壤流失方程式方面取得了一系列成果。貴州畢節(jié)公路段做過(guò)公路綠化效應(yīng)及山區(qū)公路水毀防治的研究，北京市公路管理處作了一系列公路綠化設(shè)計(jì)研究，河南省交通廳與天津大學(xué)聯(lián)合完成了"土工合成材料在鄭洛高速公路護(hù)坡工程中的應(yīng)用及綠化研究"，交通部科技信息所環(huán)保部分別在昆(明)-曲(靖)路，楚(雄)-大(理)路實(shí)施了"生物防護(hù)與景觀再造工程"等等，取得了較好的防護(hù)效果，但水對(duì)邊坡侵蝕沖刷的量化研究仍鮮為報(bào)道，理論上缺乏必要的支持。同時(shí)由于各處工程項(xiàng)目的地理氣候差異性，以及公路植物防護(hù)與園林專(zhuān)業(yè)的交叉相容，導(dǎo)致了防護(hù)物種和設(shè)計(jì)方案的千差萬(wàn)別，所以將水對(duì)土質(zhì)邊坡的侵蝕沖刷研究定量化，確定護(hù)坡方法的選擇原則，劃分不同地區(qū)用于公路防護(hù)的植物類(lèi)型及特性，從而確定最佳綜合防護(hù)設(shè)計(jì)方案已勢(shì)在必行。?
如前所述，由于理論研究上的不足和設(shè)計(jì)上的隨意性，同時(shí)由于國(guó)內(nèi)外不同地區(qū)的地理、氣候及工程建設(shè)規(guī)模的差異，決定了不同地區(qū)綜合防護(hù)方案的差異性，所以在侵蝕沖刷機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，對(duì)不同地區(qū)的高等級(jí)公路邊坡進(jìn)行綜合系統(tǒng)研究，提出最佳防護(hù)設(shè)計(jì)方案已迫在眉睫。?
反思我省的高等級(jí)公路邊坡防護(hù)現(xiàn)狀，雖然做了許多實(shí)驗(yàn)性嘗試，采用了多種防護(hù)型式，基本達(dá)到了預(yù)期防護(hù)效果，但仍有許多沉痛的教訓(xùn)值得認(rèn)真，如鄭洛路九標(biāo)1996年邊坡水毀，開(kāi)鄭路邊坡水毀索賠、安新路個(gè)別路段大面積邊坡混凝土預(yù)制塊坍滑等等，歸納起來(lái)存在的有：?
(1)缺乏系統(tǒng)的防護(hù)方案、措施和綜合設(shè)計(jì)；?
(2)在防護(hù)方案、防護(hù)型式選擇方面缺乏技術(shù)、工程比較；?
(3)植物物種選擇方面，隨意性過(guò)大，缺乏和園林部門(mén)的探討研究；?
(4)由于各地區(qū)的差異，缺乏各分區(qū)最佳防護(hù)典型型式，致使設(shè)計(jì)人員難以操作。?
總之，上述問(wèn)題的存在，使我省邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)可能一方面是工程達(dá)到了防護(hù)效果卻浪費(fèi)了大量的工程投資，另一方面是防護(hù)不當(dāng)導(dǎo)致了路基邊坡的早期病害。?
?3邊坡侵蝕機(jī)理研究?
通過(guò)對(duì)邊坡力學(xué)特性研究，可得以下結(jié)論：?
公路邊坡由降雨產(chǎn)生的坡面流與明渠流具有不同的水力學(xué)特點(diǎn)，它應(yīng)該是產(chǎn)流降雨強(qiáng)度、坡長(zhǎng)、坡角、粗糙系數(shù)的函數(shù)。由于坡角增大一方面使勢(shì)能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)化加快，另一方面卻使單位坡長(zhǎng)所接受的降雨減少，因此邊坡的流速應(yīng)該存在一個(gè)臨界坡角，從Muzik的邊坡徑流平衡時(shí)間關(guān)系式出發(fā)，推導(dǎo)出了一個(gè)公路邊坡坡面徑流流速的關(guān)系式(紊流)：?
V＝K·L0.3976·cos0.3976a·sin0.3012a·n－0.6024·δ0.3976??
式中，K為系數(shù)，L為坡長(zhǎng)，a為邊坡坡角，n為邊坡坡面粗糙系數(shù)，δ為產(chǎn)流降雨強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)此式的數(shù)學(xué)處理得到邊坡坡面流速的臨界坡角為41°左右；考慮到邊坡土壤侵蝕量是流量與流速的函數(shù)，進(jìn)一步推導(dǎo)出公路邊坡土壤侵蝕量同樣存在一個(gè)臨界坡角，這個(gè)坡角大約在25°左右，這與公路邊坡常采用1∶1.5坡率很是接近，因此對(duì)邊坡的防護(hù)應(yīng)引起足夠重視 。?
邊坡在界降雨情況下不斷經(jīng)受降雨的襲擊，其中一部分下滲，一部分在邊坡匯集，形成徑流，徑流在土顆粒表面產(chǎn)生剪切力，當(dāng)這種力大到能抵消土的抗侵蝕能力時(shí)，土顆粒被徑流帶走，從而發(fā)生侵蝕，這種徑流的剪切力與土壤粒抵抗力之間的相互作用不同相可引起濺蝕、溶蝕、片蝕、溝蝕等不同的侵蝕現(xiàn)象。?
? 4邊坡防護(hù)類(lèi)型及公路植物特性研究?
作者按照材料將路基防護(hù)分為3類(lèi)：植物防護(hù)、圬工防護(hù)和綜合防護(hù)。防護(hù)分類(lèi)如圖1。
通過(guò)對(duì)公路植物的特性研究，可得以下結(jié)論：?
(1)路基邊坡土質(zhì)、酸堿度、氣候、降雨等是公路植物的主要因素，由于路基邊坡防護(hù)的特殊性，故草種、樹(shù)種的選擇有別于園林綠化；?
(2)應(yīng)根據(jù)植物的類(lèi)型、氣候適應(yīng)性、土壤適應(yīng)性、抗病性、抗侵蝕沖刷，易粗放管理等要求選擇適易的物種用于公路邊坡防護(hù)；?
(3)盡量選用本地的物種，其適應(yīng)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于引進(jìn)物種。?
?5邊坡綜合防護(hù)設(shè)計(jì)原則與注意事項(xiàng)?
(1)“綜合設(shè)計(jì)、就地取材、以防為主、確保施工”是邊坡綜合防護(hù)設(shè)計(jì)的基本原則；?
(2)路基防護(hù)應(yīng)按照設(shè)計(jì)、施工與養(yǎng)護(hù)相結(jié)合的原則，深入調(diào)查研究，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、工程地質(zhì)和材料等情況，因地制宜，就地取材，選用適當(dāng)?shù)墓こ填?lèi)型或采取綜合措施，以保證路基的穩(wěn)固。不要輕易取消或減少必要的防護(hù)工程措施，而給養(yǎng)護(hù)遺留繁重的工作量；?
(3)路基防護(hù)措施是根據(jù)沿線不同土質(zhì)巖性、水文地質(zhì)條件、坡度、高度和當(dāng)?shù)夭牧�、氣候等因地制宜選擇，應(yīng)密切結(jié)合路面排水作綜合考慮；?
(4)護(hù)坡應(yīng)優(yōu)先考慮采用植物防護(hù)，當(dāng)土質(zhì)不宜植物生長(zhǎng)及難以保證邊坡穩(wěn)定時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性、施工及效果，采用圬工防護(hù)或相應(yīng)的輔助設(shè)施；?
(5)在防護(hù)方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)參照上述設(shè)計(jì)原則，初步選出護(hù)坡方法。在施工階段，要對(duì)每個(gè)邊坡的排水、土質(zhì)等調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果變更原設(shè)計(jì)；?
(6)在不良的氣候和水文條件下，對(duì)粉砂、細(xì)砂與易于風(fēng)化的巖石邊坡，以及黃土和黃土類(lèi)邊坡，均宜在土石方施工完成后及時(shí)防護(hù)。路塹邊坡應(yīng)根據(jù)邊坡巖層組成及坡面弱點(diǎn)分布情況考慮全面防護(hù)或局部防護(hù)；?
(7)對(duì)于土路堤的坡面鋪砌防護(hù)工程，最好待填土沉實(shí)或夯實(shí)后施工，并根據(jù)填料的性質(zhì)及分層情況決定防護(hù)方式。鋪砌的坡面應(yīng)預(yù)先整平，坑洼處應(yīng)填平夯實(shí)；? (8)對(duì)于不宜采用植物或混凝土網(wǎng)格中空植草的破碎巖路塹邊坡，應(yīng)綜合考慮地形關(guān)系、基巖風(fēng)化破碎程度、地震、暴雨、漏水、施工難易及經(jīng)濟(jì)性等因素，慎重選擇噴漿(混凝土)、護(hù)面墻，落石防治等方案；?
(9)混凝土網(wǎng)格中空植草護(hù)坡的目的，是防止受雨水侵蝕和風(fēng)化嚴(yán)重的土質(zhì)產(chǎn)生溝槽，及不適宜植物生長(zhǎng)的土質(zhì)和由于周?chē)h(huán)境需要綠化的地方。該護(hù)坡方法不能承受土壓力且造價(jià)高于植物護(hù)坡，使用時(shí)須充分分析；?
(10)對(duì)于水流、波浪、風(fēng)力、降水以及其它因素可能引起起路基破壞的，均應(yīng)設(shè)置防護(hù)工程。在沖刷防護(hù)設(shè)計(jì)中，可綜合考慮河道整治，使防護(hù)工程收到更好的效果；?
(11)對(duì)于沖刷防護(hù)，一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱地段，可在沿河路基邊坡設(shè)砌石護(hù)坡、石籠和混凝土預(yù)制板等，以抵抗水流的沖刷和淘刷。需要改變水流或提高坡腳處的粗糙率，以降低流速、減緩沖刷作用時(shí)，可修筑壩類(lèi)構(gòu)造物。對(duì)于沖刷嚴(yán)重地段(急流區(qū)、頂沖地區(qū))，可采用加固邊坡(砌石護(hù)坡)和改變水流情況的綜合措施；水下部分可視水流的淘刷情況，采用加固邊坡(砌石護(hù)坡)和改變水流情況的綜合措施；水下部分可視水流的淘刷情況，采用砌石、石籠或混凝土預(yù)制板等護(hù)底護(hù)腳。砌石基礎(chǔ)應(yīng)置于沖刷線以下0.5～1.0m，水上部分采用輕型防護(hù)即可；?
(12)綜合防護(hù)應(yīng)遵循"實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀"的指導(dǎo)思想，明確"為行車(chē)服務(wù)"的目的，在實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的前提下，力求邊坡綠化三季有花。?
? 6高等級(jí)公路防護(hù)區(qū)劃的思想?
為了區(qū)分地理區(qū)域自然條件對(duì)公路防護(hù)影響的差異性，并在高速公路邊坡設(shè)計(jì)中對(duì)施工防護(hù)型式、植物物種選擇時(shí)有章可依，確保路基邊坡的穩(wěn)定并節(jié)約投資，同時(shí)按照《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ003-86)中關(guān)于"三級(jí)自然區(qū)劃由各地按有關(guān)規(guī)定自行劃分"的指導(dǎo)思想，有必要?jiǎng)澐植煌貐^(qū)植物防護(hù)主要類(lèi)型。?
我省植物防護(hù)主要類(lèi)型區(qū)劃以公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，結(jié)合高等級(jí)公路邊坡防護(hù)的特點(diǎn)和我省已建高速公路的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，按照氣象、地質(zhì)、地形、物種分布等因素的差異性，將全省劃分為A、B、C三個(gè)防護(hù)類(lèi)型區(qū)(如河南省公路防護(hù)類(lèi)型區(qū)劃圖)。?
? 7?河南省高等級(jí)公路邊坡綜合防護(hù)推薦方案??
??7.1??河南省?A區(qū)邊坡綜合防護(hù)推薦方案?
主要為黃河沖積所成的低液限粘土和低液限粉土，同時(shí)雨量集中，但年降雨量不大，四季分明，所以防護(hù)要求不高。間有鹽堿地，同時(shí)石料缺乏。結(jié)合上述研究結(jié)果，故推薦A區(qū)邊護(hù)綜合防護(hù)方案為：沿線路基邊坡除橋頭路基、水稻田等局部特殊路段采用漿砌混凝土預(yù)制塊防護(hù)外，一般采用植草或種草籽護(hù)坡，噴播更佳。?
??7.2?河南省?B區(qū)邊坡綜合防護(hù)推薦方案?
B區(qū)內(nèi)嶺坡連綿，溝壑縱橫、切割嚴(yán)重，地表多為黃土覆蓋，淺層地層主要分布有第四系中新更新統(tǒng)黃土狀粘土圾上第三系上新統(tǒng)雜色泥巖，局部有寒武系、石灰?guī)r出露。同時(shí)夏季雨量集中，沖刷防護(hù)極為重要。結(jié)合上述研究結(jié)果，故推薦B區(qū)邊坡綜合防護(hù)方案為：填方邊坡按8m、20m和大于20m分別采用邊坡坡度為1∶1.5、1∶1.75和1∶2，挖方邊坡根據(jù)土質(zhì)不同采用不同邊坡坡度。應(yīng)采用集中排水方式。沿線在綜合排水設(shè)施的基礎(chǔ)上，根據(jù)路堤、邊塹高度不同、淋雨坡面和地面徑流沖刷程度不同，采用漿砌片石護(hù)坡，漿砌片石護(hù)腳、漿砌砌片石擋土墻(該區(qū)內(nèi)片石圬工較混凝土預(yù)制塊經(jīng)濟(jì))、預(yù)制混凝土網(wǎng)格中空植草、坡面噴草等綜合防護(hù)措施。?
??7.3?河南省?C區(qū)邊坡綜合防護(hù)推薦方案?
C區(qū)屬淮河沖湖積平原和江淮丘陵區(qū)，主要以嚴(yán)粘土及亞砂土為主，呈軟塑性。河道較為發(fā)育，水位深3～10m，多稻田和滯洪區(qū)。春旱秋雨，夏熱冬寒，干濕劇差，年降雨量在794～924mm以上，氣候相對(duì)多雨潮濕。因此必須采取有效的排水與防護(hù)措施，及時(shí)排除公路范圍內(nèi)的水，并作好路基邊坡的浸水沖刷防護(hù)。推薦C區(qū)邊坡綜合防護(hù)方案為：沿線路基邊坡除橋頭路基(含錐坡)采用漿砌片石防護(hù)，局部特殊路段(水稻田、滯洪區(qū)等)采用漿砌片石或混凝土預(yù)制塊防護(hù)外，一般路段均采用路基下部0.5高度用漿砌片石或混凝土預(yù)制塊防護(hù)，上部采用植草或種草籽護(hù)坡。路基兩側(cè)的護(hù)坡道采用綠化或漿砌混凝土預(yù)制塊，邊溝采用混凝土預(yù)制塊護(hù)砌(在確保質(zhì)量的前提下，優(yōu)先選用漿砌片石)，土路肩均用厚8cm水泥混凝土預(yù)制塊鋪砌。?
? 8主要結(jié)論?
通過(guò)對(duì)高等級(jí)公路邊坡防護(hù)系統(tǒng)的綜合研究，得到以下主要結(jié)論和研究成果：
(1)剖析了路基邊坡的病害類(lèi)型和原因，提出了在邊坡防護(hù)方面上的欠缺和在工程中缺乏綜合設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)；?
(2)通過(guò)對(duì)邊坡水力學(xué)特性和鋟蝕機(jī)理的研究，建立了流速與降雨強(qiáng)度、坡長(zhǎng)、坡角、粗糙系數(shù)的函數(shù)關(guān)系，確定了臨界坡角(41°左右)，經(jīng)進(jìn)一步推導(dǎo)得出公路邊坡侵蝕量同樣存在一臨界坡角(25°左右)；指出了公路邊坡侵蝕的影響因素和侵蝕機(jī)理；?
(3)通過(guò)對(duì)各種邊坡防護(hù)類(lèi)型的分析及其特點(diǎn)研究，提出了防護(hù)類(lèi)型選擇的原則；?
(4)通過(guò)對(duì)公路植物的特性研究及適應(yīng)分析，推薦了公路常用植物的外觀特征、氣候、土壤適應(yīng)性及建植、管理特點(diǎn)，使植物防護(hù)的選擇有據(jù)可循；?
(5)根據(jù)公路自然區(qū)劃和地質(zhì)特點(diǎn)，首次提出了公路防護(hù)區(qū)劃的思想，并建立了河南省公路 防護(hù)類(lèi)型區(qū)劃；?
(6)提出了高等級(jí)公路邊坡綜合防護(hù)的設(shè)計(jì)原則；?
(7)根據(jù)上述的研究成果，推薦出了河南省不同區(qū)劃內(nèi)的邊坡綜合防護(hù)設(shè)計(jì)方案，供設(shè)計(jì)人員。?
由本文初步提出的高等級(jí)公路邊坡病害分析和侵蝕機(jī)理研究結(jié)果，可為今后公路試驗(yàn)科研部門(mén)提供參考；提出的邊坡防護(hù)類(lèi)型，公路植物防護(hù)主要類(lèi)型劃分以及邊坡典型綜合防護(hù)研究可為公路勘察、設(shè)計(jì)部門(mén)采納；其初步成果能為《高等級(jí)公路綜合防護(hù)加固技術(shù)研究》課題的完成乃至《公路防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》的制定有所裨益。
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