黃土地區路基

黃土地區路基(subgrade in loess region)是指修築在黃土地區的路基。黃土是無層理的黃色粉質土狀沉積物，富含碳酸鹽，疏鬆多孔，具有垂直節理 ^[1]  。

黃土是無層理的黃色粉質土狀沉積物，富含碳酸鹽，孔隙度高，並具垂直節理。中國的黃土主要分佈在黃河中游，包括烏鞘嶺以東、太行山以西、長城以南、秦嶺以北的廣大地區，形成著名的黃土高原。不僅分佈面積大，而且厚度也大。

黃土的特殊結構和構造，決定以下幾個方面的工程特性：垂直滲透性遠較水平方向大；各向抗剪強度有明顯差別；易遭沖刷和沖蝕；具有濕陷性質；乾燥狀態下粘聚強度較大，可形成較陡邊坡。

黃土的年代不同,性質有明顯差異。因此,道路工程上一般採用按地質年代並考慮成因的黃土分類法。中國公路工程採用的黃土工程分類如下表。 　由於黃土疏鬆多孔，易受侵蝕，又加之長期不合理的濫伐與開墾,因而造成黃土地區水土流失嚴重,形成千溝萬壑的地貌特徵。溝谷間的地貌可劃分為塬、梁、峁三種類型。塬是面積較大的平坦高地，梁是長條形高地，峁是圓形丘陵。

黃土地區路基應特別注意防衝、防滲和保持水土。黃土路塹應根據土層、坡高、降水等情況，採用不同的邊坡形式和邊坡坡度。黃土路塹邊坡有三種基本形式：①直線形。適用於多層黃土邊坡，坡高小於12米；也適用於單層均質疏鬆黃土邊坡，坡高小於18米；單層均質密實黃土邊坡，坡高小於24米。②折線形。適用於坡高在12～24米的均質或非均質黃土邊坡。③階梯形。適用於坡高大於18米的黃土高邊坡和強震區的較高黃土邊坡。跨越深溝的高路堤，在低等級的公路上多采用土橋形式。土橋是中國創造的一種特殊的高路堤，這種路堤邊坡較陡，夯實度要求較高，施工工藝特殊。

由於黃土具有疏鬆、濕陷及遇水崩解的特性，因此，黃土地區的路基應特別注意防衝、防滲和保持水土，尤其要排除路基附近的地面水和地下水，並對排水構造物作好必要的防護與加固。黃土具有直立特性，路基設計應充分利用這一優越性。對結構緊密的黃上，可採用較陡的路塹邊坡；跨越深溝的高路堤，在低等級公路上多采用邊坡甚陡的土橋形式。

由於黃土特有的性質和黃土類型複雜，黃土地區的路基工程具有以下特點 ^[1]  ：

1）黃土地貌有真獨特的形態、形成所謂塬、梁、岇的地貌景觀。由於沖溝發育。黃土地區山高谷深。因此，黃土地區路基多高填深挖，工程數量浩大。

2）黃土路塹邊坡容易產生變形。常見的變形有剝落、沖蝕、溜坍和崩塌，所以恰當的根據工點黃土類型和特性選擇路塹邊坡形式及邊坡坡度是防止發生上述變形關鍵。

3）黃土高路堤容易產生下沉，這一方面是由於黃土濕陷性造成的，另一方面

也是由於黃土天然含水量小，難以達到要求的壓實密度的緣故。

4）黃土路堤邊坡在雨水作用下容易產生沖蝕。

5）由於黃土具有垂直節理、多孔隙及豐富的易溶鹽，使黃土產生陷穴。

影響邊坡穩定的因素主要有坡度、坡長、土壤硬度、植被狀況和護坡工程等 ^[1]  。

(1)坡度：地面坡度是決定徑流沖刷能力的基本因素之一，而徑流沖刷能力則是影響邊坡穩定性的重要原因，徑流沖刷能力越強，對邊坡的破壞作用越大。坡度與徑流沖刷能力的關係為，在一定的範圍內，坡度越大，徑流沖刷能力越強，侵蝕量也越大。然而，存在有一個臨界坡度，超過臨界坡度，侵蝕量隨坡度的增加反而減小。目前，對臨界坡度的研究還沒有統一的結論，有人認為臨界坡度為26°-28°，而有的研究認為在40°左右。

(2)坡長：已有資料證明，在相同降雨條件下，坡長越長，它的徑流量也越大。坡長越長，侵蝕量越大，邊坡越不穩定；同時，坡長增加也加重了重力侵蝕。

(3)土壤硬度：由於影響土壤硬度的因素與土壤的透水性、抗蝕性、抗衝性有密切關係，因此，土壤硬度也是影響邊坡穩定性的重要因素之一。已有研究表明，土壤抗衝性隨土壤硬度的減小而減弱。土壤硬度的大小又決定了植物的生長情況，而植物對邊坡具有很強的保護作用。

(4)植被狀況：良好的植被覆蓋對防止土壤侵蝕起着積極作用，各種條件下的植被都有阻止水蝕和風蝕發生的作用。植物的機械效應有固結土體、降低風速等作用。

(5)護坡工程：護坡工程可有效地防止崩塌、滑坡等重力侵蝕，並對減弱溝蝕也有一定的積極作用。

在黃土地區，穿越溝谷除採用黃土橋外，不少地段採用建橋方案。由於溝壑縱橫、谷坡陡峻，在暴雨季節，橋台護坡體往往受到雨水的強烈沖刷作用。如果路堤邊坡表層土質鬆散，漿砌片石護坡不能與路堤緊密結合，雨水滲入往往會引起表層鬆散黃土濕陷、漿砌片石局部下沉，從而出現護坡面凹凸不平，並多處開裂。由於橋台基礎產生不均勻沉降變形，往往導致局部護坡體失穩滑塌。