交通物流毕业论文高等级公路边坡综合防护系统探讨.doc

交通物流毕业论文高等级公路边坡综合防护系统探讨 摘要本文了路基边坡的病害类型、原因和边坡的侵蚀机理提出了边坡的防护类型、特点及防护类型的选择原则?关键词路基边坡边坡病害侵蚀机理防护适用性植物防护防护区划综合防护设计StuedyonSideSlopeProtectionSystemofExpressway?Abstract?Thispaperanalysesthetypesofsideslopedamagesreasonsandprinciplesofthedamages.Thispaper?alsoexplainthetypescharactersandselectingprinciplesofprotectionmethods.?Keywords?SubgradesideslopeSideslopedamageDamageprincipleProtectionavailabilityPlantprotection?ProtectiondistrictComprehensiveprotectiondesign?1前言?随着我国公路建设的飞速高等级公路边坡综合防护系统日渐引起公路部门的重视边坡综合防护设计是高等级公路设计的重要之一需根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、土质、材料来源等情况综合考虑合理布局因地制宜地选择实用、合理、美观的工程措施确保高等级公路的稳定和高速行车安全同时达到与周围环境的协调保持生态环境的相对平衡美化高等级公路的效果?长期以来路基边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一个薄弱环节我国在80年代中期以前主要以低等级公路建设为主由于量小深挖高填较少投资不大因而防护工程不作为道路建设的主体工程由此引起的损失亦不大所以在工程中对边坡的综合防护研究常常被忽视进入90年代以后我国高等级公路建设方兴未艾由于缺乏对防护技术的系统研究没有成熟的经验供设计部门因此只能用低等级公路的防护技术或供鉴铁路部门的经验来实施局部防护缺乏综合考虑从而为工程埋下隐患造成了巨大的经济损失和不良的有的甚至中断交通如沈大高速公路鲅鱼圈所以南180km长的路段后期的工程防治费用占整个工程防治费的80、京石高速公路在1997年遇到洪水冲击后很多路段出现路基垮塌路面悬空的现象再如众所周知的昆禄路等据交通部统计仅1991年因水毁冲毁路基1577km冲毁路面43733km冲毁桥梁3606座、涵洞40343道塌方4171万方直接经济损失16.86亿元因排水防护不当使基层与路基含水量增加引起公路整体强度下降造成的损失更是无法统计?随着高等级公路的加快修建和交通量的急剧增加环境破坏与环境污染与日俱增自1972年联合国斯德哥尔摩环保会议以来由于公路工程修建等因素导致水土流失和耕地占用农民们失去了5000多亿吨的表层土；同时由于植被破坏导致温室效应的CO?2增加了10世界在以每年80亿吨的巨量排放CO?2和硫化物臭氧层日益遭到破坏自1950年以来世界经济增长了5倍人口从26亿上升到58亿但这一切增长完全建立在对地球的超负荷掠夺上地球退化、土地减少、每年对农作物和牲畜业造成的损失达430亿美元相当于美国一年的粮食收入1950年1984年世界粮食产量以每年3的速率增长1984年以后放慢19841992年增长率仅为0.7不及人口增长率的一半；与此同时全世界的森林覆盖率也由革命前的55降至25左右我国森林覆盖率由50年代的30降至1997年的12左右随着环境的日益严峻为了环境的持续发展环境学诞生了国际社会第一次认真地考虑把环境和资源的损失到经济成本中去经济增长必须考虑到环境的代价即由环境问题引起了环境会计和环境审计如何在加快公路建设和汽车工业发展的同时减少对环境的损坏降低噪音吸收汽车排放物恢复生态平衡已成为公路设计部门的当务之急?与此同时防护技术在方面尚需进一步研究如边坡的侵蚀机理、边坡水力学特性研究、地区差异性以及公路部门与园林部门的专业交叉研究等等以便提供边坡综合防护的理论支持和依据?因此为降低工程造价减少或防止道路病害保持生态环境的相对平衡确保道路的安全与稳定急需对高等级公路的边坡综合防护加固技术进行全面系统的研究?2国内外研究概况?国际上有关道路防护与加固技术的研究多年来一直是广大道路工作者关注的焦点之一有的研究已开始将水对边坡的侵蚀冲刷定量化根据降水侵蚀力系数土固有的侵蚀性参数、地形分类及侵蚀控制参数等计算边坡上的平均流失从而更地选择合适的边坡防护措施Eillison提出击溅板得出雨滴的击溅侵蚀公式：GKV4.22d1.07i0.05(G：侵蚀量；V：雨滴下降速度；d雨滴直径；i：降雨强度；K：系数)开创了植物防护定量研究的先河以后经多人的努力如50年代美国学者Wischmeiere.W.H和simithD.D等人利用美国35个土壤保持试验站8250个休闲小区的降雨侵蚀实测资料进行了降雨量、降雨动能、最大时段降雨、前期降雨以及各种复合因子与土壤流失量的回归分析最后得到一个通用土壤流失方程式至今在国际上广泛采用同时许多国家都针对各自国家或地区的不同情况确定最佳参数推导土壤流失方程式取得了丰硕的成果日本、美国等国家在设计规范中明确了防护设计和公路园林的设计重点、原则和具体措施如日本高等级公路设计规范(日本道路公团19834)中比较大的篇幅对护坡的、分类、方案设计以及公路园林设计的基本原则不同物种在本地区的适应性均作出了详细的规定具有很强的设计指导性在边坡防护的系统设计中国际上特别是发达国家尤为重视植物防护或植物与圬工防护相结合的方法以期达到同时发挥防护与美化的作用?随着我国公路等级和人们生活水平的提高路基边坡防护日渐引起公路部门的重视在我国多年的道路工程实践中积累了不少防护与加固技术的经验水是公路边坡上土壤侵蚀的主体公路部门对水流的力学研究都是以明渠均匀流为研究对象如曼宁流速公式等利用这些公式进行排水构造物的设计取得了较满意的效果但如果以此来描述边坡冲刷则有不妥如我国公路排水设计规范(JTJ01897)中推荐的沟管近似流速公式V20i12即流速与坡角的平方根成正比而在公路边坡中随边坡坡角的增大径流流速确有增大的趋势但坡角增大导致汇水面积减小必然使流速减小所以边坡径流流速应是产流降压强度、坡长、坡度、坡面粗糙系数的综合函数；在圬工防护理论计算方面库伦理论朗金理论被广泛应用随着的发展各种新型支档结构和防护型式及CAD程序相继而生但在设计时仅从边坡的稳定性等因素出发很少考虑水对防护的量化冲刷能力和环保因素如：可否利用工程经济学研究某路段采用集中排水或分散排水?可否用混凝土预制块或网格代替费工费时的浆砌片石?可否用植被防护或综合防护替代全圬工防护等等由于工程的千差万别上述问题在规范中仅定性地作了限制很少给出具体比选方法进行量化计算分析由此设计出的结果可能一方面是工程达到了防护效果却造成了大量工程资金的浪费另一方面是防护不当或方案错误导致防护失败造成巨大资金重复投入形成不良的社会影响? 摘要本文了路基边坡的病害类型、原因和边坡的侵蚀机理提出了边坡的防护类型、特点及防护类型的选择原则?关键词路基边坡边坡病害侵蚀机理防护适用性植物防护防护区划综合防护设计StuedyonSideSlopeProtectionSystemofExpressway?Abstract?Thispaperanalysesthetypesofsideslopedamagesreasonsandprinciplesofthedamages.Thispaper?alsoexplainthetypescharactersandselectingprinciplesofprotectionmethods.?Keywords?SubgradesideslopeSideslopedamageDamageprincipleProtectionavailabilityPlantprotection?ProtectiondistrictComprehensiveprotectiondesign?1前言?随着我国公路建设的飞速高等级公路边坡综合防护系统日渐引起公路部门的重视边坡综合防护设计是高等级公路设计的重要之一需根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、土质、材料来源等情况综合考虑合理布局因地制宜地选择实用、合理、美观的工程措施确保高等级公路的稳定和高速行车安全同时达到与周围环境的协调保持生态环境的相对平衡美化高等级公路的效果?长期以来路基边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一个薄弱环节我国在80年代中期以前主要以低等级公路建设为主由于量小深挖高填较少投资不大因而防护工程不作为道路建设的主体工程由此引起的损失亦不大所以在工程中对边坡的综合防护研究常常被忽视进入90年代以后我国高等级公路建设方兴未艾由于缺乏对防护技术的系统研究没有成熟的经验供设计部门因此只能用低等级公路的防护技术或供鉴铁路部门的经验来实施局部防护缺乏综合考虑从而为工程埋下隐患造成了巨大的经济损失和不良的有的甚至中断交通如沈大高速公路鲅鱼圈所以南180km长的路段后期的工程防治费用占整个工程防治费的80、京石高速公路在1997年遇到洪水冲击后很多路段出现路基垮塌路面悬空的现象再如众所周知的昆禄路等据交通部统计仅1991年因水毁冲毁路基1577km冲毁路面43733km冲毁桥梁3606座、涵洞40343道塌方4171万方直接经济损失16.86亿元因排水防护不当使基层与路基含水量增加引起公路整体强度下降造成的损失更是无法统计?随着高等级公路的加快修建和交通量的急剧增加环境破坏与环境污染与日俱增自1972年联合国斯德哥尔摩环保会议以来由于公路工程修建等因素导致水土流失和耕地占用农民们失去了5000多亿吨的表层土；同时由于植被破坏导致温室效应的CO?2增加了10世界在以每年80亿吨的巨量排放CO?2和硫化物臭氧层日益遭到破坏自1950年以来世界经济增长了5倍人口从26亿上升到58亿但这一切增长完全建立在对地球的超负荷掠夺上地球退化、土地减少、每年对农作物和牲畜业造成的损失达430亿美元相当于美国一年的粮食收入1950年1984年世界粮食产量以每年3的速率增长1984年以后放慢19841992年增长率仅为0.7不及人口增长率的一半；与此同时全世界的森林覆盖率也由革命前的55降至25左右我国森林覆盖率由50年代的30降至1997年的12左右随着环境的日益严峻为了环境的持续发展环境学诞生了国际社会第一次认真地考虑把环境和资源的损失到经济成本中去经济增长必须考虑到环境的代价即由环境问题引起了环境会计和环境审计如何在加快公路建设和汽车工业发展的同时减少对环境的损坏降低噪音吸收汽车排放物恢复生态平衡已成为公路设计部门的当务之急?与此同时防护技术在方面尚需进一步研究如边坡的侵蚀机理、边坡水力学特性研究、地区差异性以及公路部门与园林部门的专业交叉研究等等以便提供边坡综合防护的理论支持和依据?因此为降低工程造价减少或防止道路病害保持生态环境的相对平衡确保道路的安全与稳定急需对高等级公路的边坡综合防护加固技术进行全面系统的研究?2国内外研究概况?国际上有关道路防护与加固技术的研究多年来一直是广大道路工作者关注的焦点之一有的研究已开始将水对边坡的侵蚀冲刷定量化根据降水侵蚀力系数土固有的侵蚀性参数、地形分类及侵蚀控制参数等计算边坡上的平均流失从而更地选择合适的边坡防护措施Eillison提出击溅板得出雨滴的击溅侵蚀公式：GKV4.22d1.07i0.05(G：侵蚀量；V：雨滴下降速度；d雨滴直径；i：降雨强度；K：系数)开创了植物防护定量研究的先河以后经多人的努力如50年代美国学者Wischmeiere.W.H和simithD.D等人利用美国35个土壤保持试验站8250个休闲小区的降雨侵蚀实测资料进行了降雨量、降雨动能、最大时段降雨、前期降雨以及各种复合因子与土壤流失量的回归分析最后得到一个通用土壤流失方程式至今在国际上广泛采用同时许多国家都针对各自国家或地区的不同情况确定最佳参数推导土壤流失方程式取得了丰硕的成果日本、美国等国家在设计规范中明确了防护设计和公路园林的设计重点、原则和具体措施如日本高等级公路设计规范(日本道路公团19834)中比较大的篇幅对护坡的、分类、方案设计以及公路园林设计的基本原则不同物种在本地区的适应性均作出了详细的规定具有很强的设计指导性在边坡防护的系统设计中国际上特别是发达国家尤为重视植物防护或植物与圬工防护相结合的方法以期达到同时发挥防护与美化的作用?随着我国公路等级和人们生活水平的提高路基边坡防护日渐引起公路部门的重视在我国多年的道路工程实践中积累了不少防护与加固技术的经验水是公路边坡上土壤侵蚀的主体公路部门对水流的力学研究都是以明渠均匀流为研究对象如曼宁流速公式等利用这些公式进行排水构造物的设计取得了较满意的效果但如果以此来描述边坡冲刷则有不妥如我国公路排水设计规范(JTJ01897)中推荐的沟管近似流速公式V20i12即流速与坡角的平方根成正比而在公路边坡中随边坡坡角的增大径流流速确有增大的趋势但坡角增大导致汇水面积减小必然使流速减小所以边坡径流流速应是产流降压强度、坡长、坡度、坡面粗糙系数的综合