山區市政道路路基邊坡設計與應用

陳永剛

（上海城建市政工程（集團） 有限公司，上海 200065）

1 概述

安徽黃山經濟開發區地處黃山市中心城區（屯溪區）和休寧縣、 徽州區等區縣構成的黃山市南部城鎮群中心位置，該區域主要承擔科技研發、行政辦公、商業金融、居住及旅游休閑、文化體育等功能。隨著經濟開發區的建設發展，市政道路及配套工程也在積極推進中。經濟開發區地形地貌以中、低山地和丘陵為主，城鎮主要位于山區，該區域內地形起伏較大。區域降水集中在5～8 月，年平均降水量1600mm，最高達2700mm 以上。

百川路位于安徽省黃山市經濟開發區內， 是黃山經濟開發區2017 年新建道路項目中的一條主干路，道路總長946.98m，紅線寬度40m。 路段微地貌為剝蝕殘丘及山間洼地，沿線穿越5 個河塘，附近無大的山脈。 據勘察資料顯示， 本工程路基巖土層自上而下主要為素填土、淤泥、粉土、細砂、混礫粉土、強風化泥巖及中風化泥巖，道路建設地質狀況良好。

根據測量資料，場地內最高點高程170.03m，最低點高程147.91m，最大高差22.1m，場地內地形起伏較大，因此道路路基邊坡設計是本工程的重難點之一。 邊坡設計需要對邊坡高度進行有效控制； 對路基邊坡排水系統進行合理布局；對臨水邊坡的滲透作用進行有效處理，以保證路基邊坡的穩定性和安全性。

2 路基邊坡設計

路基邊坡是在道路縱斷面的基礎上進行設計， 本工程中縱斷面設計標高的主要控制因素包含相交道路的現狀標高、設計標高以及周圍地塊的規劃標高，同時需要滿足管線及涵洞上覆土的深度要求。綜合以上因素，通過縱斷面的優化設計，盡可能降低沿線邊坡高度。

經設計優化，百川路的縱坡在1.4%～3.0%，填方邊坡最大高度為4.88m，挖方邊坡最大高度為13.01m。 設計道路主要位于強風化泥巖和中風化泥巖土層， 巖土性質良好。 根據地質勘察資料，同時結合當地的工程建設情況，填方邊坡坡度設為1∶1.5，挖方邊坡坡度設為1∶1，填挖方邊坡均以8m 分級。

本工程中絕大多數路段為填方邊坡， 高度均在8m以內， 設為一級邊坡。 局部存在挖方邊坡， 主要分布在K0+020～K0+080 左側路基、K0+540～K0+660 右側路基、K0+800～K0+820 左側路基、K0+860～K0+920 左側路基，其中K0+600～K0+620 右側邊坡高度超過8m， 設為兩級挖方邊坡，其余挖方路段均為一級邊坡。

填方邊坡和挖方邊坡均采用鋪設草皮護坡， 草皮切成30×30cm，厚2～3cm，密鋪，鋪面時采用小木樁釘牢，鋪好后壓實，澆水養護，保證草皮的成活率，從而提高路基邊坡穩定性。

3 路基排水設計

水是道路建設運營的不利因素之一， 水一般會加劇路基路面的損壞， 縮短道路的使用壽命。 瀝青路面的龜裂、松散以及路基的翻漿、沉陷等問題，在不同程度上均與水的侵蝕有關。

根據勘察資料，本工程所處區域地下水位相對較低，對道路路基影響很小，可以忽略不計。然而本工程所處區域內降水較多， 因此地面水的排水設計是本工程的重點之一，是保證道路使用性能和壽命最重要的因素。

百川路道路等級為城市主干路，遠期規劃中，百川路兩側地塊將開發建設為商業區和居民區，規劃配套管道、雨水口、連接管等排水設施，為避免日后二次施工，本次道路建設中對管道、雨水口等同步進行實施。 但是，目前百川路兩側均屬農田、林地以及荒地，而且在未來數年內未列入開發計劃之內； 為減少邊坡水流對排水管道的影響以及保證路基邊坡的穩定性，結合道路所處地形，對百川路路基邊坡進行排水設計， 將坡面水引排至路界之外的天然水系中。

3.1 填方邊坡排水設計

規劃百川路兩側地塊存在較為豐富的現狀天然水系，由于填方邊坡高度相對較小，填方路段坡面水可以進行散排，直接排至天然水系之中；為避免路堤邊坡坡腳被水侵蝕， 在路堤邊坡坡腳處設置厚度為0.3m M7.5 漿砌片石護坡，高度為1.0m，其中0.5m 埋筑在地面線以下，如

圖1 填方邊坡排水設計示意圖

3.2 挖方邊坡排水設計

本工程挖方路段邊坡排水系統主要包括邊溝、 截水溝、平臺排水溝、跌水、急流槽等，為了不影響道路管道排水系統，且鑒于遠期地塊開發，邊坡很可能被整平，路基邊坡水均排至道路路界之外的天然水系之中， 不引入道路管道排水系統。

（1）邊溝

挖方邊溝設置在挖方邊坡坡腳處， 走向和縱斷面與道路保持一致， 并在填挖交界處通過急流槽將邊溝內的水排至天然水系。本工程中邊溝斷面尺寸為60cm×60cm，采用30cm 厚M7.5 漿砌片石以及10cm 厚C25 砼壓頂。為防止邊坡碎落物撒落在邊溝之內，邊溝外設置0.7m 寬的碎落臺，2.0%的坡度坡向邊溝，如圖2 所示。

（2）截水溝

圖2 邊溝尺寸及砌筑結構（單位：cm）

截水溝設置于挖方坡頂5m 以外， 主要用于排除挖方上側山坡積水，在截水溝前設置擋水埝，防止山頂及截水溝內的積水排至邊坡，減少水流對邊坡的沖刷。本工程中截水溝斷面尺寸為60cm×60cm， 采用10cm 厚碎石墊層、30cm 厚M7.5 漿砌片石以及10cm 厚C25 砼壓頂，如

圖3 截水溝尺寸及砌筑結構（單位：cm）

（3）平臺排水溝

平臺排水溝設置在兩級邊坡交界的平臺上， 用于收集從上一級邊坡匯集的水并排除， 減少水流對下一級邊坡的沖刷。 本工程中平臺（包括排水溝）寬度2.0m，2.0%的坡度坡向排水溝，排水溝采用梯形斷面，上底寬60cm，下底寬30cm，高30cm，砌筑材料和截水溝一致，如圖4所示。

圖4 平臺排水溝尺寸及砌筑結構（單位：cm）

截水溝與平臺排水溝的縱坡可以隨著坡面地形而變化，但不應小于0.3%且不大于3.0%，以保證溝內水流暢通，不產生水流淤積同時避免水流對溝底的沖刷；在平、縱轉角處，截水溝與排水溝以曲線進行連接，減少水流對排水結構的侵蝕。

（4）跌水

跌水和急流槽設置在挖方陡坡上，用于將邊溝、截水溝和平臺排水溝的水流引至天然水系。 本工程跌水分級修筑，每級長度2.50m，高度0.5m，2.0%的坡向坡腳。跌水斷面尺寸與砌筑材料與截水溝一致，如圖5 所示。

圖5 跌水剖面示意圖

（5）急流槽

急流槽構造分為進水槽、主槽和出水槽，其中主槽包括消力池。急流槽斷面尺寸和砌筑材料與截水溝一致。主槽中消力池長1.4m，寬0.9m，高0.6m，采用10cm 碎石墊層和M7.5 漿砌片石進行砌筑，如圖6 和圖7 所示。

圖6 消力池剖面圖（單位：cm）

圖7 消力池平面圖（單位：cm）

由于急流槽所在縱坡較陡， 急流槽底部應做成糙面以便對水流進行消力，并在急流槽槽底每隔2.5m 設置一道耳墻，耳墻深入地面0.4m，如圖8 和圖9 所示。

圖8 急流槽剖面示意圖（單位：cm）

圖9 急流槽平面示意圖

（6）挖方邊坡排水系統設計

根據黃山當地工程建設經驗， 當挖方邊坡不高于5.0m 時，坡面水量較小，均可以通過邊溝收集排除。 本工程K0+020～K0+080 左側路基、K0+540～K0+580 右側路基、K0+640～K0+660 右側路基、K0+800～K0+820 左側路基、K0+860～K0+920 左側路基挖方邊坡高度均在5.0m 以內，為一級邊坡，均設置邊溝，不設置截水溝和平臺排水溝。

本工程K0+580～K0+640 右側挖方邊坡高度在5.0m以上， 其中K0+600～K0+620 右側挖方邊坡高度在8.0m以上。 因此，在K0+600～K0+620 右側路基設為兩級邊坡，設置截水溝和平臺排水溝；K0+580～K0+600 右側路基和K0+620～K0+640 均設為一級邊坡，設置截水溝。

根據地形標高，在K0+620 處，截水溝和平臺排水溝的高程均達到最大， 因此截水溝排水方向從K0+620 分別至K0+580 和K0+640 兩個方向，通過設置跌水分別將水流排至K0+540 和K0+660 兩處填挖交界處并進一步排至天然水系；平臺排水溝的排水方向從K0+620 至K0+600，通過跌水將水排至K00+540 處填挖交界處。 分別在K0+540 和K0+660 填挖交界處通過急流槽將邊溝、 截水溝和平臺排水溝處的水流引至天然水系中，具體如圖10所示。

圖10 挖方邊坡排水系統設計

4 臨水邊坡設計

百川路沿線穿越5 個河塘， 其中有2 個河塘全部換填，另外3 個河塘僅部分侵占路基，需要進行臨水邊坡設計，以保證路基邊坡穩定性。 臨水邊坡設計之前，需要對河塘進行換填處理。

在填方路段，邊坡坡度為1∶1.5，采用M7.5 漿砌片石護坡，1∶2 水泥砂漿勾縫，片石抗壓強度不低于30MPa，錯縫砌筑， 如圖11 所示。 漿砌片石邊坡防護每隔10～15m設伸縮縫一道，縫寬約2cm，以瀝青木板填縫。 在基底土質有變化處設沉降縫，伸縮縫與沉降縫合并設置。

圖11 填方路段臨水邊坡示意圖

在挖方路段， 邊坡外側設置一道梯形圍堤， 堤頂寬1m，兩側邊坡坡度均為1∶1.5，臨水邊坡砌筑與填方路段一致，臨道路一側邊坡用粘土包邊處理，如圖12 所示。

圖12 挖方路段臨水邊坡示意圖（單位：cm）

5 結論

路基邊坡設計是山區道路設計重要內容之一， 綜合考慮周邊地塊的現狀情況、 近遠期規劃以及場地的地質條件，對邊坡進行分段設計。 一般情況下，通過對縱斷面的優化設計，盡量降低路基邊坡的高度；并結合地質情況和當地工程經驗，合理確定邊坡坡度和邊坡分級。

在邊坡設計中，邊坡的排水設計尤為重要，設計中需要對邊坡排水系統做統籌布局，充分利用現有地形特點，既要滿足邊坡快速排水的要求， 又要充分考慮工程的經濟合理性。

在臨水邊坡設計中，需要結合填挖路段的具體情況，合理設計邊坡結構，減少滲水對邊坡的影響，保證臨水邊坡的穩定性。

本文對黃山百川路邊坡設計作了詳細的闡述和分析，山區邊坡設計的要點是統籌考慮、分段設計，而且要充分考慮水對邊坡的影響。 本文對邊坡設計的論述對類似項目有一定的參考意義。