山区高速公路路侧填平区设计研究

山区高速公路路侧填平区设计研究
摘要：阐述了填平区设置的一般原则，针对南方山区高速公路降雨较多的实际情况，为保证设置填平区后路基不受雨水影响，对高速公路路侧填平区的防护、排水等设计原则与方法等进行了研究，并以某高速公路一处填平区的设计与实施为例，对填平区设计方法进行了实际的应用。

关键词：山区高速公路；填平区；防护；排水
1 概述
山区高速公路建设中，高填土路堤较为常见，另外，南方雨水较多，降雨对路基也存在较大影响。

根据文献1的研究结果，由于大量降雨，路堤内水位湿润线产生较大的影响；从降雨初期到最大降雨峰值，路堤内水位不断上升，使土处于饱和状态；随着土中含水量的增加，从而导致土的间隙水压力，最终降低了土的有效应力而使路堤失稳。

文献2的研究结果也表明，在降雨影响下，土质路堤的稳定将由整体稳定向局部稳定转化，一旦出现局部稳定问题，安全系数下降很快，边坡将处于最不利状态。

在山区高速公路建设中，路基填挖较为频繁，一般情况下，同一侧两挖方区之间的填方段外侧如为凹地，则需设置涵洞以排除凹地汇水，如凹地面积不大、原状地面无较大的自然沟渠或重要地物，设计填平区一方面可解决排水问题，另一方面也减少构造物施工、加快了施工进度。

山区高速公路建设中，填平区设置较为常见，而大多数填平区位于地面排水路径上游位置，雨季时，雨水经填平区表层下渗易导致路基遭受雨水浸泡，从而影响路基稳定，因此，填平区防排水设计尤为重要。

2 填平区设置原则
(1) 路基稳定是前提。

路堤自身必须具备足够的稳定性，要求地基条件良好，没有滑移隐患，填平区填土不产生向下剩余推力。

(2) 不影响现有灌溉系统。

如填平区范围有沿路基横向的灌溉沟等自然水系，则不宜设置填平区，应设置涵洞以恢复现状灌溉水系。

(3) 路基排水顺畅。

通过设置填平区，填平区范围汇水将通过路基边沟排出路基范围，如填平区及其上游山体汇水面积过大，可能导致路基边沟断面过大，影响路基排水的顺畅性。

(4) 填平区填土总量。

填平区宜利用路基本身开挖的土石方进行填筑，如填土量较大且为借土填筑，则需考虑借土填筑的经济性及可行性。

(5) 占地面积及地类。

如填平区占地面积过大或填平区范围水田、经济作物耕地等较多，则应考虑填平区设置的合理性。

3 填平区防护、排水设计
填平区防护主要为复绿，一方面为防止水土流失；另一方面，因填平区位于路侧，处于驾驶员视野范围，复绿也起到美化路侧景观的功能。

绿化植物的选择要符合本地自然状态，根据本地的气候及填平区填土土质，选择适于在该地区生长的植物。

根据植物在景观和功能上的不同的效果，实现四季有花、四季常青等多品种配植。

填平区排水设计的主要宗旨是及时排出填平区范围的积水，包括地下水及地表雨水。

地下水可以通过设置渗沟等方式解决；根据填平区面积及上游山体汇水面积的大小，经填平区范围的雨水径流可大可小，地表径流较大时可导致水土流失，地表水下渗至路基也将对路基稳定产生影响，地表雨水主要通过防、排结合的方式排出路基范围。

3.1 面积较小的填平区
填平区面积较小时，降雨在填平区的径流量较小，主要设计思路如下：1、为防止雨水下渗影响路基稳定，在填平区周边与山体交界处设置截水沟拦截坡面水，当上游山体汇水面积较小且填平区横向宽度较小时，可不需设置截水沟；2、填方区表面设置沿路基方向不小于0.5%横坡，填平区表面雨水流往路基边沟或排水沟并最终排出路基外；
3、填平区表面回填15cm厚粘性土封闭，防止雨水下渗；
4、填平区表面采用喷播植草防护，可根据防护效果及景观需要配以一定数量的灌木。

填平区设计图（一）
3.2 面积较大的填平区
填平区面积较大时，主要设计思路如下：1、为防止雨水下渗影响路基稳定，在填
平区周边与山体交界处设置截水沟拦截上游坡面水；2、填平区中部隆起30-50cm，填平区范围地面水从中间往主线边沟及填平区截水沟排流；3、填平区表面回填15cm厚粘性土封闭，防止雨水下渗；4、填平区表面用喷播植草防护，可根据防护效果及景观需要配以一定数量的灌木。

填平区设计图（二）
4 设计实例
某高速公路位于粤北山区，采用双向四车道高速公路技术标准，设计速度为120km/h，整体式路基宽度28.0m。

项目主要地貌属于粤东丘陵地带，沿线分布有盆地及河流谷地貌。

丘陵区的地表侵蚀切割强烈，地形相对起伏较大。

线内局部地段发育水土流失现象，山坡破面多见锯齿状、勺状、陡坎状等水土流失地。

项目区属中低纬度南亚热带季风性湿润气候，多年平均气温20℃，1月份平均气温11.9℃，7月份平均气温28.5℃，全年无霜期300多天。

多年（1990～2000年）平均降雨量1553.0mm，年降雨量最大高达2012.3mm（1992年），时最大降雨量76.4mm，日最大降154.9mm。

降雨量季节分配不均，一般每年3月至9月为雨季，占年降雨量总量的82.7%，年降雨量变化较大，变幅达1064.2mm，时有大雨和暴雨，是地质灾害多发期。

该项目土石方量较大，总体为弃方。

K27+950左侧为凹地，凹地及外侧为自然山体。

该处前后为挖方路基，施工图设计在右侧设置填平区，填平区面积约为2500m2，填土量为1.6万m3，该处填平区按填平区设计图（二）进行设计：1、填平区周边与山体交界处设置截水沟拦截坡面水；2、填平区中部隆起30-50cm，填平区范围地面水从中间往主线边沟及填平区截水沟排流；3、填平区表面回填15cm厚粘性土封闭，防止雨水下渗；
4、填平区表面用喷播植草防护，并配以一定数量的灌木。

填平区设计平面图见下图。

K27+950左侧填平区平面图K27+950左侧填平区实施现场
5 结语
山区高速公路建设中，路基填挖较为频繁，填平区也较为常见，填平区的防护与排水是公路生态建设与排水一个重要方面。

文中阐述了填平区设置的一般原则，对高速公路路侧填平区的防护、排水等设计原则与方法等进行了研究；针对南方山区高速公路降雨较多的实际情况，为保证设置填平区后路基不受雨水影响，重点阐述了填平区的防排水设计，确定了防、排结合的设计方法，并以某高速公路一处填平区的设计与实施为例，介绍了文中所述填平区设计方法的应用。

参考文献：
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