滬寧高速公路江蘇段路基路面設計概況
發布時間：2010-01-14 共3頁
【摘 要】軟土地基是滬寧高速公路江蘇段的路基設計重點，軟土的性質和特性對工程影響極大。軟土地基處理標準、計算方法、壓縮層深度、措施的采取等都直接影響著軟基處理能否獲得成功。通過修建試驗路堤，驗證設計，指導施工，對路基排水及防護以及路面設計都作了介紹，對路面材料施工等都提出了要求，使滬寧高速公路江蘇段的路基路面設計取得了成功。
【關鍵詞】高速公路 路基 路面 軟土地基 設計 施工
滬寧高速公路分東、西兩段進行測設。東段位于長江三角洲平原區，地勢平坦，河網密布，全段長139.16km。西段位于太湖平原區及寧鎮丘陵區，地勢起伏，溝壑崗谷，縱橫相間，全段長109.05km。東、西兩段，尤數東段，廣泛分布著大量軟土層，對路基的穩定及變形影響十分突出，本文就路基路面設計及軟土地基路堤設計的有關問題作簡要介紹。
1 一般路基設計
路基寬26m，為整體式路基，行車道及硬路肩橫坡為2％，土路肩橫坡為4％。
在填方路基地段，邊坡坡度一般為1∶1.5，坡腳設1.0m寬護坡道。當路基高度＞6m時，路基上部6m邊坡為1∶1.5，路基下部邊坡為1∶1.75，并在坡腳設2m寬護坡道。坡腳外側設深0.8m、底寬0.8m的梯形邊溝，邊溝外緣1.5m為公路用地界。
在挖方路基地段，邊溝外坡腳均設有1～2m寬的平臺，邊坡坡率根據不同的地質構造、土石成份，一般為1∶1～1∶1.5，同時也根據不同的開挖高度分級設置，級與級之間設有平臺截水溝，坡頂外側5m再設地面截水溝，以攔截地表水免于沖刷邊坡坡面。公路用地線一般劃在地面截水溝外側1.5m處。對無需設置截水溝地段，則劃在坡頂以外1.5m處。
路基填土高度問題是東段路基設計任務的重點。滬寧高速公路處于富饒的長江三角洲平原，土地資源珍貴，經濟發達，地價亦高，而路基愈高占地面積愈多。因此，路基的高低對降低滬寧高速公路造價有著十分突出的意義。沿線土源缺乏，解決高路基的土方則需一筆可觀的費用。然而降低路基高度談何容易，在人口稠密、河網密布、橋多通道多的條件下，降低路基高度面臨許多困難。初設中經過反復細致的工作，借鑒已建成的幾條高速公路的經驗，采取相應措施，最終將路基平均高度降低到3.6m。這比“工可”的平均高度5m則邁出一大步，為節約土地、降低工程造價取得可喜的成果。
西段屬平原和丘陵區，地形起伏較大，因此路基填挖變換頻繁，橫斷面形式隨之多樣，有路堤、路塹、半填半挖等形式。因此，路基設計主要任務是確定挖方邊坡的坡率。土質挖方邊坡坡率根據邊坡高度、土的密實程度、地下水地面水的生成條件、土的成因類型及生成時代等因素確定。巖石挖方邊坡坡率是根據巖性、地質構造、巖面的風化破碎程度、邊坡高度、地下水及地面水等因素綜合分析確定。
過濕土的處治是東、西兩段共同存在的問題，只是程度不一。如路基填土含水量過大、施工壓實有困難時，則采用石灰（6％）、二灰（石灰2％，粉煤灰10％）、粉煤灰（20％）或NCS固化劑（4％）對過濕土進行處治。
2 特殊路基（軟土地基路堤）設計
2.1 軟土分布概況
滬寧線東段位長江下游三角洲，軟土廣泛分布，沿線累計長度有62.2km，占本段總長的44.7％，呈沖積、湖積、沼澤積及海陸交互積相沉積。一般分布狀況是表層以灰黃色亞粘土為主，呈硬塑至軟塑狀，標高位于2～-7m。中層以淤泥質亞粘土為主，呈軟塑至流塑狀，具臭味，力學性質最差，標高位于-2～-7m之間。下層復雜，分布不均勻，有粘性土層、粉砂層及淤泥質亞粘土層，呈硬塑至流塑狀，標高-4～-29m。
西段軟土分布以太湖平原區為主，累計長16.3km，占本段總長的14.9％，為湖積、沖積的灰、黑色淤泥質粘土。
各層力學性質及柱狀示意圖見表1和圖1。
各層土物理力學性質指標值 表1
|
指標值 項目 |
土層 | ||||
| 亞粘土 | 淤泥質粘性土 | 粘性土 | 淤泥質粘性土 | ||
| 物理標指 | ω ％ | 23～37 | 33～58 | 22～33 | 32～45 |
| γ g/cm3 | 1.78～1.89 | 1.66～1.84 | 1.84～1.95 | 1.77～1.86 | |
| e | 0.748～0.984 | 0.972～1.426 | 0.714～0.935 | 0.950～1.194 | |
| 壓縮指標 | E0.5-1T/M2 | 310 | 220 | 500 | 300 |
| E1-2T/M2 | 420 | 280 | 640 | 400 | |
| Cc | 0.30 | 0.45 | 0.18 | 0.32 | |
| Ch 10-3cm2/s | 4.98 | 6.04 | 3.97 | 7.12 | |
| Cv 10-3cm2/s | 1.76 | 2.26 | 1.14 | 2.35 | |
| 強度指標 | CcuT/M2 | 1.9 | 1.9 | 5.1 | 1.6 |
| ψcu | 17 | 14 | 20 | 16 | |
| Qu T/M2 | 5.4 | 4.1 | 21.0 | 7.0 | |
2.2 軟基處理的技術標準
軟基是否需要處理和處理的技術標準，與高速公路行車的技術要求相聯系。標準愈高，費用隨之增高，要考慮經濟效益。根據國內已建成高速公路的經驗，本次設計采用路面完工后在使用年限內的工后沉降量，一般路基應≤30cm，路基與橋涵等構造物銜接處應≤10cm。這個標準將差異沉降限制在適當范圍內，不至于對路面的縱橫向產生過大影響。對橋頭的路堤地基處理長度以5～8倍填土高度來控制。“工后”時間起于路面完工，直到路面的設計年限末為止。
路堤的穩定性驗算采用固結有效應力法，施工期和營運期安全系數均需≥1.25。
沉降計算采用考慮土層應力歷史的壓縮指數法，并用壓縮模量法或壓縮系數法校核。
工期為路堤填筑速率以25cm/周控制，予壓期不超過360天。路面施工期以360天控制。
設計荷載按汽—超20、掛—120考慮，換算成等代荷載時的土柱高度為0.96m。
