新疆地区路基工程设计要点探讨

吴鹏飞

招商局重庆交通科研设计院有限公司  400000

摘要：新疆是中国西北地区的一个重要省份，其地理环境和气候条件对路基设计提出了特殊要求。新疆地区的高寒、干旱和多风的气候特点，以及地质条件的复杂性，对路基的设计和建设提出了挑战。本文将探讨新疆路基设计的一些关键因素和技术要点。

关键词：新疆地区 路基工程 冻融循环

地理环境和气候条件：

1.地势复杂：新疆地区地势高低起伏，包括高山、高原、盆地和沙漠等地形特征。其中，天山山脉贯穿北部，是中国境内最大的山脉之一。

2.地质条件多样：新疆地区的地质构造复杂，包括断裂带、褶皱带和火山地貌等。不同地区的地质条件对路基设计和建设提出了不同的要求。

3.河流和湖泊：新疆地区有众多的河流和湖泊，如塔里木河、额尔齐斯河、巴音布鲁克湖等。这些水系对水资源的调配和路基设计都有影响。

4.高寒干旱：新疆地区的气候类型主要是寒温带大陆性气候。冬季寒冷，夏季炎热，年降水量有限。部分地区的高山地区气温较低，有时会出现严寒和大雪天气。

5.多风：新疆地区的大部分地区都受到强风的影响，尤其是沙漠地区。风速较大，可能会对路基的稳定性和行车安全产生影响。

6.干燥：新疆地区的年降水量较少，大部分地区都处于干旱状态。这对路基的排水系统和土壤稳定性提出了特殊要求。

路基设计要点：

1.地质勘察和评估：

收集背景资料：了解该地区的地质背景资料，包括地质地图、地质调查报告、地下水位和地震活动等信息。这些资料可以提供对地质条件的初步了解。

实地勘察：前往勘察地点进行实地勘察，观察地表地貌、岩石露头、土壤类型等。同时，收集土壤和岩石样本进行实验室测试，以获得更详细的地质特征和力学性质数据。

地质调查：根据实地勘察的结果，进行更深入的地质调查。这可能包括进行钻孔、取样、测量地下水位、进行地电、地磁、地震等勘测方法，以获取更详细的地质信息。

数据分析和解释：对勘察和调查获得的数据进行分析和解释。这包括对岩土层序、地下水流动、地质构造、土壤和岩石的工程性质等进行评估。

地质模型建立：基于数据分析和解释，建立地质模型，包括地层分布、岩土层序、地下水流动模式等。这有助于理解地质条件对路基设计的影响。

风险评估：基于地质模型和工程要求，评估可能存在的风险和地质灾害。这可以帮助确定适当的设计措施和施工方法。

报告撰写：根据地质勘察和评估的结果，撰写详细的地质调查报告。该报告应包括地质背景、调查方法、数据分析、地质模型、风险评估和建议等内容。

在新疆地区特殊性岩土主要为盐渍土和冻土，盐渍土要进行易溶盐实验来确定盐渍土的具体分类，在设计上采取相应措施。

2.路基宽度和高度：

确定路基的宽度和高度是路基设计的重要方面，需要综合考虑多个因素，包括交通需求、地质条件、地形地貌、排水要求等。以下是一般确定路基宽度和高度的方法和考虑因素：

交通需求：根据预计的交通流量和车辆类型，确定路基的宽度。常见的方法是根据设计年交通量、车辆组成和设计速度等参数，采用交通工程设计规范中的方法进行计算。

地质条件：考虑地质条件对路基的稳定性和承载力的影响。根据地质勘察和评估的结果，确定路基的宽度和高度，以确保路基能够承受地质条件带来的负荷。

地形地貌：根据路线的地形地貌特征，确定路基的高度和宽度。在山区和丘陵地区，可能需要进行较大的填方和挖方工程，以保证路基的平稳和稳定。

排水要求：考虑路基的排水系统，确保路基在降雨或融雪时能够有效排水。根据降水量、地表径流和地下水位等因素，确定路基的高度和宽度，以确保路基的排水性能。

施工可行性：考虑施工过程中的可行性和经济性。根据施工设备和技术的限制，确定路基的宽度和高度，以确保施工的顺利进行。

相关规范和标准：参考交通工程设计规范和相关标准，根据具体地区的要求和规定，确定路基的宽度和高度,具体路基宽度可在JTG D20-2017《公路路线设计规范》中查阅。

3.排水设计：

路基的排水设计是确保路面和路基在降雨或融雪时能够有效排水，防止积水和水分对路基稳定性的影响。以下是一般的路基排水设计要点：

表面排水：确保路面能够迅速排水，避免积水。常见的表面排水设计措施包括设置路面横坡和纵坡，填方较高路段应设置拦水带和急流槽以确保水能够顺利流入排水沟，并通过排水系统排出。

路肩排水：路肩的排水设计是保证路面附近的水能够迅速排出。路肩应设置适当的横坡和纵坡，以将水引导到排水系统或路侧排水沟。

路基排水：路基的排水设计是确保路基内部的水能够有效排出，避免水分对路基稳定性的不良影响。常见的路基排水设计措施包括设置横向和纵向排水系统，如排水沟、边沟和截水沟。

地下水排水：如果路基处于高地下水位的地区，需要采取措施降低地下水位，以减少对路基的水压力影响。常见的地下水排水措施包括设置暗沟、渗沟和渗井等。

雨水口和排水沟：在路基设计中，需要合理设置雨水口和排水沟，以收集和排除路面和路肩的雨水。雨水口和排水沟应具备足够的容量和通畅度，以应对大雨和暴雨等极端降水情况。

4.常用防护与支挡：

加筋土工格栅：土工格栅是一种由高强度聚合物或金属制成的网状结构，可以用于增加土壤的抗拉强度和稳定性。在需要加强的路基区域，可以将土工格栅嵌入土壤中，以提高路基的承载能力和稳定性。

护坡结构：在路基的边坡处，可以采用护坡结构来防止边坡的侧方移动和坍塌。常见的护坡结构包括混凝土护坡、挡土墙、植被护坡等。

挡墙：在需要支挡的路基区域，可以建造挡墙来提供侧向支撑和稳定。挡墙可以采用混凝土、钢筋混凝土、砖石等材料建造，以抵抗土壤的侧压力。

预应力锚杆：可用于土质、岩质边坡及地基加固，其锚固段应设置在稳定的岩层中，腐蚀性环境中不宜采用预应力锚杆。对软质岩、风化岩地层，宜采用压力分散型锚杆。

抗滑桩：宜选择在滑坡厚度较薄、推力较小、锚固段地基强度较高及有利于抗滑的位置设置，桩的平面布置、桩间距、桩长和截面尺寸等应综合考虑确定，保证滑坡体不越过桩顶或从桩底和桩间滑动，达到安全可靠、经济合理，并与周围景观相协调。

冻土地区的考虑：

冻融循环影响：新疆冻土地区的气候条件特殊，存在明显的冻融循环。路基设计应考虑冻融循环对路基稳定性的影响。冻土的融化和冻结会导致路基的沉降和变形，因此需要采取措施来减少这种影响。常见的方法包括选择合适的路基材料、加强路基排水、设置合理的路基高度等。

土质特性：新疆冻土地区的土质特性与其他地区存在差异。冻土的力学性质和水分含量会随着温度的变化而发生变化，因此需要对土质进行详细的地质勘察和实验室测试，以了解土壤的冻融性质和承载力。根据土壤的特性，确定合适的路基宽度和高度，以确保路基的稳定性和承载力。

排水设计：在冻土地区，排水设计尤为重要。冻土地区的排水系统应能够有效地排除降雨和融雪产生的水分，防止水分渗透到路基中并影响冻融循环。排水系统应包括适当的排水沟、排水管和雨水口等设施，以确保路基的排水畅通。

路基保护措施：为了保护冻土地区的路基免受冻融循环和水分侵蚀的影响，可以采取一些保护措施。例如，可以在路基表面铺设防冻层或使用加筋土工格栅等材料来增加路基的稳定性和抗冻性能。

结论：

考虑到新疆地区的地理环境和气候条件，路基设计需要综合考虑地质条件、水文特征、气候因素等。地质勘察和评估是设计的重要基础，路基宽度和高度的确定需要考虑地质条件和交通流量。排水设计要充分考虑干燥气候和有限降水量的特点，以确保路基的排水良好。在冻土地区，需要采取保温措施来防止冻土的破坏。同时，在施工阶段需要进行质量控制，确保施工符合设计要求。这些措施将有助于在新疆地区建设安全可靠的路基。

参考文献：

《公路路线设计规范》JTG D20-2017

《路基设计规范》JTG D30-2015

《公程工程地质勘察规范》JTG C20-2011

《公路路基设计手册》第三版

《公路工程技术标准》JTG B01-2014