地区公路路堤高度影响因素分析范文

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摘要:分析了新疆地区公路路堤填筑高度的影响因素，其中自然因素包括地形地貌、地质条件、气候和水文条件，技术因素包括路基强度、稳定性、线形设计、最小填土高度、横向通道，社会经济因素包括路网分布、用地和造价的影响以及道路安全和景观环境等，通过对路堤高度影响因素的综合分析，为新疆地区公路设计提供了科学依据，供同行参考。

关键词:新疆地区;公路;路堤高度;影响因素

自21世纪以来，新疆地区的公路建设得到了迅猛的发展，截止到2017年底，新疆公路通车总里程达到18．6万公里，其中高速公路约4580km、国省道约2．9万公里。新疆地区自然生态环境较为脆弱，公路的建设对自然环境、地质资源、植被、水系的不利影响逐渐显现，尤其是高速公路的建设中高路堤和深路堑，占用了很多的土地资源和耕地，也因路堤和路堑阻断了水系、耕地和动物的迁徙，破坏了植被，易导致水土流失和泥石流等自然灾害。因此，在保障公路正常建设的前提下，如何减少公路占地和对周边环境的影响具有重要的意义。路堤的填筑高度对公路的占地多少有着决定性作用，据研究，在新疆地区采用1．5m左右的低路堤，每公里可减少占地2．3公顷。但是低路堤方案也受自然条件、技术条件、社会经济因素以及其他因素的影响，如何确定这些因素在设计和施工过程中的作用，需要系统的研究和分析。对新疆地区公路路堤填筑高度的影响因素进行了研究和分析，为新疆地区公路的设计提供了科学的依据。

1自然因素

(1)地形地貌新疆地区地貌主要是由昆仑山、天山、阿尔泰山和准格尔盆地、塔里木盆地等地貌单元组成，其中最高点为8611m的天山乔格峰，最低点为－154m的吐鲁番盆地艾丁湖。总的地貌特征为山地和山间盆地，山地属隆起区，受剥蚀作用，而盆地属于沉积区，山地剥蚀的碎屑物堆积于盆地中，盆地边缘山前地区形成了冲洪积扇或冲洪积平原，水源丰富，常形成绿洲，盆地中心形成冲积、湖积平原，但水源很少，碎屑物质经风的侵蚀和搬运以及沉积形成了沙漠。新疆地区公路多分布于绿洲荒漠区，地形较为平坦，主要为平原或丘陵地貌，地下水位较高，排水较困难，且易受季节性洪水和暴雨影响，需保持一定的填土高度，还需设置合理的排水设施。

(2)地质条件新疆地区的地质条件和地貌有一定的联系，表现在山地地区岩性主要为硬质和软质岩石，低山丘陵地区岩性主要为软岩和极软岩，盆地主要为第四系松散堆积物，盆地边缘主要为天然砂砾，以巨粒土和粗粒土为主，局部为细粒土，盆地内部主要为风积沙。公路沿线的地质条件如:岩石的种类、节理、裂隙、风化程度，岩层走向、厚度，断层、岩溶等发育程度，泥石流、地震等不良地质现象，盐渍土、软土、冻土等特殊性岩土均会对路基填筑高度产生影响。在新疆公路建设中常用的填筑材料有天然砂砾、粉质土、盐渍土和风积沙，天然砂砾力学强度高，水稳性强，是使用最广泛的路基填筑材料;粉质土粘聚力大，但吸湿性强，水稳性差，在冻土区和地下水位较高的地区应避免使用;风积沙水稳性好，但级配差、粘聚力小、松散性强，压实困难;盐渍土需清除表层岩壳、植被等，过湿路段需排水和换填，应视盐渍土类别和与地下水位的关系，确定路基最小填筑高度。

(3)气候条件新疆地区属大陆性干旱气候，年均降水量为148mm，表现出地域分布不均匀、降水稀少等特征，降雨在北疆、新疆西部地区、山区、盆地边缘和迎风坡较多，伊犁地区降雨量可超过800mm，而吐鲁番的托克逊仅7mm。新疆地区风力大，蒸发强烈，蒸发量普遍大于1500mm，吐鲁番地区年均气温最高，可达15℃，天山地区年均气温为－5℃，气温变化大，冬冷夏热，受地形等影响明显。气温、降水量、湿度和冻深等气候条件通过影响地表和地下水的状态来影响路基的性能。

(4)水文条件新疆地区河流多为内陆河，山区降水和冰雪融水较多，形成地表径流，水系较发育，山前平原河流水量小，是径流散失区，一般无径流形成，北疆东部和东疆戈壁、低山丘陵区有大面积无流区。地表径流随季节变化大，春夏季河水较多，秋冬季河流萎缩甚至干涸。地下水也受降水和冰雪融水的影响，西北部地下水丰富，东南部地下水贫乏，地下水在盆地呈水平环状分布。地表水的排泄、积蓄及河岸淤积状况，地下水位、运移规律等均会影响路基的稳定，并影响路基的填筑高度。

2技术因素

(1)路基强度及稳定性路基强度和稳定性受到面层结构、基层刚度和地基处理方式等的影响。面层通常有混凝土面层和沥青面层，增加面层的模量可以有效降低路基动位移和动应力，与沥青面层相比混凝土面层刚度更大，降低动位移和动应力的效果更好。基层刚度需保持在合理的范围内，过大会增加面层竖向压应力，路面易形成车辙，过低会使路面剪应力增大，使路面发生疲劳损坏。在路堤高度不变的条件下，增加路面厚度，可有效增加基层刚度。合理的地基处理方式也可以有效地提高路基的强度和刚度，如采用换填置换将性质差的填筑料换为性质好的，提高地基的强度和抗变形等性能，减小交通荷载产生的附加应力，降低路基工后沉降和不均匀沉降;采用土工格栅等土工合成材料处理路基，可以有效地提高路堤刚度、整体性，约束路堤侧向变形，提高路基强度，降低基床弹、塑性变形和动应力;采用超载预压加石灰桩方法处理地基土表层，可有效减小路基沉降，提高地基土承载和抵抗变形能力。

(2)线型设计指标线型设计主要是指纵断面设计和平纵横协调设计，路堤的填筑高度是在路线的纵断面设计中确定的，纵断面设计需满足规范要求，并结合地形地貌、地质条件、水文气象等条件，在纵向指标和土石方量之间找到平衡点，并将平纵横设计结合起来设计，使路堤高度和路线布置经济合理。

(3)路基最小填土高度路基最小填土高度是为使路基有较高的强度、稳定性和耐久性所需的最小高度，应结合具体条件、排水和防护措施、地表积水位、地下水位等确定，其控制因素主要有路基干湿类型、洪水线、土基强度和稳定、中分带排水出路等。新疆大部分地区路基高度要大于最小填土高度，而且地质和水文条件一定时，最小填土高度也是一定的。在地势平坦、水文条件较差的地区，路基高度应满足最小高度要求，并接近或小于路基工作区的深度。

(4)横向通道横向通道主要有立体交叉、互通式立体交叉和分离交叉等型式。互通式立交的路堤高度必须要保证，但因其在通道中数量较少，因此影响较小。通道的设置常与沿线村镇密度和路网及其规划等相关，其密度越大，对路基高度的影响越大，通道的净空和等级与相交道路的等级和功能等直接相关，也与通道今后改造等需要相关，还与采用上跨或下穿等形式有关。

3社会经济性因素

路堤高度直接影响到公路的造价以及沿线地方的经济和社会效益。要降低路堤高度首先要调整和优化公路沿线路网和行政区划，尽可能采用下穿通道的型式。新疆地区的公路多分布于人口和路网较密集的绿洲带，因此在这些区域应更加注意优化和调整路网结构。路堤填筑高度越低占地越少，相应地取土越少，对沿线的影响越小，因此路堤填筑时应尽可能低。同时路堤的高度直接关系到填挖方工程量和路基边坡防护的工程量，低路基高度可以很大程度节省工程造价。

4其他因素

(1)道路安全高填方路基易使司机眼睛眩光、心里产生紧张，影响行车安全，增加事故发生的概率，没有在低路基道路上行驶舒适和放心。此外在高路基道路上行驶，一旦发生事故造成的伤害也比低路基时大，冲破护栏时会因路基较高而发生较为严重的后果，而低填方路基则不会造成严重后果，并且低路基在处理事故时清障车更容易工作，而高路基救援则比较困难。但路基过低会使路面形成驼峰线，影响行车性能并易发生事故，但多为轻微事故。

(2)景观环境高路堤占用土地资源和耕地较多，破坏了植被，易造成水土流失，且将原本整块的耕地分割，造成耕种成本升高;高路堤对植物授粉和动物繁殖迁徙也有一定的影响，也会使噪声和废气传播得更远;高路堤破坏了景观的整体和连续，易造成压抑感，而低路基更能与周边环境相协调。

5结论

地下水位较高、排水较困难，且易受季节性洪水和暴雨影响的地区，需保持一定的路堤高度，还需设置合理的排水设施;公路沿线的地质条件会对路基填筑高度产生影响;气温、降水量、湿度和冻深等气候条件通过影响地表和地下水的状态来影响路基的性能;地表水的排泄、积蓄及河岸淤积状况，地下水位、运移规律等均会影响路基的稳定，并影响路基的填筑高度;路基强度和稳定性受到面层结构、基层刚度和地基处理方式等的影响;路堤的填筑高度是在路线的线型设计中确定的;在地势平坦、水文条件较差的地区，路基高度应满足最小高度要求，并接近或小于路基工作区的深度;沿线村镇密度和路网及其规划密度越大，对路基高度的影响越大;路堤的高度直接关系到填挖方工程量和路基边坡防护的工程量;高路基对道路安全和景观环境也有不利的影响。

作者：翟艳 单位：新疆西域公路建设集团有限责任公司