淺談高速公路路基施工技術(shù)

王旭輝

(陜西高速誠信交通工程有限公司，陜西 西安 710054)

路基就是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物。路基的主要功能是承受路面荷載，并將荷載向地基深處傳遞擴(kuò)散。高速公路的路基是高速公路最基本的組成部分，堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的路面基層是穩(wěn)定路面和安全行車的重要保障。隨著我國(guó)高速公路的蓬勃發(fā)展，高速公路的修筑經(jīng)驗(yàn)日益豐富，高速公路的修筑水平也日益提高，高速公路路基施工工藝也日益完善。

1 高速公路路基概述

基層是用高質(zhì)量材料鋪筑的結(jié)構(gòu)承重層，位于瀝青面或者水泥混凝土面板下面。底基層或者稱之為路面基層，是在瀝青路面基層下或者在水泥混凝土路面基層下面采用質(zhì)量較次的材料鋪筑而成的結(jié)構(gòu)承重層。基層和底基層都可以鋪筑一層或者兩層，在材料的選取上也可選取一種或者兩種。瀝青路面的基層或水泥混凝土路面的基層是路面結(jié)構(gòu)的稱重層，對(duì)瀝青或水泥混凝土面層的車輛載荷所產(chǎn)生的垂直力具有重要的承載功用，同時(shí)將路面荷載向墊層和土基中擴(kuò)散。路面基層的功用決定了其強(qiáng)度大和剛度強(qiáng)的特性。要使路面基層具有良好的剛度和強(qiáng)度，并具有良好的擴(kuò)散應(yīng)力，就需要路面基層擁有足夠的水溫性和冰凍穩(wěn)定性，對(duì)沖刷的抵抗能力較強(qiáng)，路面收縮性要控制在較小的程度，同時(shí)基層的平整度要求也要高，與路面的結(jié)合肚也要設(shè)計(jì)合理。

我國(guó)的高速公路建設(shè)起步相對(duì)較晚，但我國(guó)高速公路發(fā)展速度較快，發(fā)展的力度較大。目前我國(guó)高速公路路面基層所使用的材料按照路面基層結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)可分為柔性基層材料、半剛性基層材料、剛性基層材料、混合式基層材料。柔性材料主要有級(jí)配型集料、嵌鎖型碎石以及瀝青碎石混合料等，半剛性基層材料主要有水泥穩(wěn)定類材料、石灰穩(wěn)定類材料、石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定類材料等，剛性基層材料主要有水泥混凝土、貧混凝土和碾壓混凝土等，混合式基層材料就是上部使用柔性基層材料，下部使用半剛性基層材料。

2 路基填料的選擇和路基壓實(shí)

在路基填料規(guī)范中對(duì)路基填料的選用條件作出了規(guī)定，路基填料的最小強(qiáng)度和最大粒徑都有了量化的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)表征路基土的強(qiáng)度采用了CBR 值，同時(shí)也將路床的概念引入進(jìn)來。上路床的填料路基填料規(guī)范中也提出了限制條件，對(duì)于高度公路路面以下0 至30 厘米的路床填料其表征路基土的強(qiáng)度應(yīng)在CBR 值8 以上。在規(guī)范中，對(duì)下路床和下路床以下的填土，也都有相應(yīng)的規(guī)定值，如果路基填料達(dá)不到規(guī)定最小強(qiáng)度，則應(yīng)在路基填料中摻合粗粒料或者采取更換路基填料從而使路基填料的強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范的要求。在路面壓實(shí)方面，規(guī)范也對(duì)高速公路路面地面以下的上路堤的壓實(shí)度提出了要求，要求路面地面以下80 厘米至150 厘米部分的上路堤壓實(shí)度要在95%以上，其他等級(jí)公路鋪筑高級(jí)路面時(shí)，也都要按照高速公路的標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施。在路基壓實(shí)施工中，大噸位的壓路機(jī)采用的比較普遍，從路基壓實(shí)的效果來看，大噸位壓路機(jī)的碾壓效果較為明顯，路基壓實(shí)度較高。

3 高度公路的路基排水系統(tǒng)

路基排水性能與路基的的強(qiáng)度和穩(wěn)定性有著密切的關(guān)系，良好的排水系統(tǒng)能使減少水對(duì)路基的侵蝕作用，從而減少路基病害的發(fā)生，此外良好的路基排水系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)以及農(nóng)田水利設(shè)施的保護(hù)都有著至關(guān)重要的作用，所以在路基施工中，要重視路基排水的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，使路基排水與地區(qū)排水相協(xié)調(diào)。

3.1 路基排水設(shè)計(jì)原則

高速公路路基排水設(shè)計(jì)原則，首先，在路基設(shè)計(jì)中，要設(shè)計(jì)完善的排水系統(tǒng)，在布置排水設(shè)施時(shí)，要使路基排水設(shè)施與橋涵、隧道、車站等排水設(shè)施相互配合，同時(shí)路基排水系統(tǒng)設(shè)施布置要與路段的實(shí)際情況相吻合，從全局著眼，注重綜合治理和經(jīng)濟(jì)效益。在路基排水溝渠的設(shè)置上，其長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)，防止水流過于集中而無法及時(shí)疏散和分流。其次，在設(shè)計(jì)路基排水系統(tǒng)的時(shí)候，要將路段中的農(nóng)田的水利排灌系統(tǒng)和水土保持工程考慮進(jìn)來。路基的排水溝渠要同農(nóng)田的水利排灌系統(tǒng)和水土保持工程緊密結(jié)合起來，當(dāng)排水溝渠無法滿足排水需求時(shí)，可以采取增設(shè)涵管或加大涵管孔徑。再次，在排水設(shè)計(jì)中，要與當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級(jí)等具體情況相結(jié)合，根據(jù)當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級(jí)等情況，要使所設(shè)計(jì)的排水設(shè)計(jì)既可以滿足排水需求，達(dá)到穩(wěn)固路基的作用，又要考慮排水系統(tǒng)的成本，注重路基排水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 地下水的防治

在針對(duì)路基低下水害的防治中，主要有以下幾種方式:提高路基標(biāo)高、填挖交接段、修筑結(jié)構(gòu)層、降低或攔截地下水位等。首先，提高路基標(biāo)高的方式，主要是為了提高高速公路的路基穩(wěn)定性，為此對(duì)高速公路的路基標(biāo)高的要求是要高出低下水位2 米以上。提高高速公路的路基標(biāo)高能使路基深層凍脹現(xiàn)象得到有效預(yù)防和治理。在提高高度公路的路基標(biāo)高后進(jìn)行填土?xí)r，要注意填土不能破壞了天然地下水排水條件。其次，填挖交界段時(shí)，高速公路路基交接處主要使是路塹和路堤交接處，對(duì)于交界處，由于路塹的地下水位較高，如果低下水流入路堤，則會(huì)導(dǎo)致路堤濕化坍塌，所以要在交接段，開挖滲溝。再次，修筑結(jié)構(gòu)層，修筑結(jié)構(gòu)層主要是修筑防水層和割斷層。對(duì)于低下水的防治中，防水層主要是為了防止地下水浸入路基，修筑防水層主要采用各種合成材料和瀝青、水泥等結(jié)合料，再摻入集料從而修筑一層不透水、抗沖刷的結(jié)構(gòu)層。防水層一般修筑在路基和路面之間或者修筑在路基的底部，從而達(dá)到防止地下水浸入路基的效果。割斷層也是修筑于路基和路面之間或者修筑在路基底層，材料的選取上也和防水層差不多。割斷斷層的主要功能是割斷地下水水位上升的路徑，從而使路基受到地下水的影響減少或者消除。最后，就是采用降低或者攔截地下水位來達(dá)到減少或者消除地下水對(duì)高速公路路基的影響。降低或者攔截地下水位通常采用的排水工程主要有TENAX 三維復(fù)合排水網(wǎng)、截水溝和滲溝等。TENAX 三維復(fù)合排水網(wǎng)主要用于阻斷低下毛細(xì)水的上升;截水溝主要是用于攔截上方留來的地面水;滲溝主要根據(jù)地下水的水頭位置、流向以及地下水位高度等實(shí)際情況來決定滲溝的形式、位置以及材料的選取，滲溝的形式主要有水平滲溝、立式滲溝以及混合滲溝。

4 高速公路軟土地基的處理

4.1 淺層軟土地基的處理

在對(duì)淺層地基進(jìn)行處理時(shí)，主要是使軟基的排水能力得到增強(qiáng)，從而使軟基的排水固結(jié)速度加快。為了使軟基排水能力增強(qiáng)、排水固結(jié)加速，可以在軟基的表層鋪設(shè)諸如砂、網(wǎng)格、土工布、柴束等透水性材料來實(shí)現(xiàn)。此外，在對(duì)淺層地基進(jìn)行處理時(shí)，要注意鋪墊層的高度，一般情況下，鋪墊層的高度要根據(jù)路堤高度、軟土厚度及其壓縮性等情況來設(shè)定，上般一般在30 厘米至80 厘米之間。在軟基施工時(shí)，為了使軟土表面擾動(dòng)的程度降到最低，要在路基兩側(cè)挖溝排水，使浮土得到清除。

4.2 深層軟土地基的處理

在對(duì)深層軟土地基的處理時(shí)，為了使軟基加固、穩(wěn)定性增強(qiáng)，一般采取深層攪拌的方法。所謂深層攪拌法就是利用攪拌機(jī)將粉體固化劑或漿體固化劑噴進(jìn)軟基中，使固化劑與軟土硬結(jié)為樁體。采用深層攪拌法通常使用的固化劑是水泥，由于固化劑有粉體固化劑和漿體固化劑之分，所以深層攪拌法又分為粉喯法和漿噴法。粉喯法和漿噴法各有優(yōu)點(diǎn)在應(yīng)用的過程中，主要是根據(jù)軟土層的天然含水量而定，一般情況下，如果軟土層的天然含水量在30%以下，像在雜填土、粉粒含量高的粉土和砂土采用漿噴法效果較好;而在軟土層天然含水量在30%以上，而塑性指數(shù)大于10 時(shí)，采用粉喯法效果較好。粉喯法的攪拌效率較高，攪拌的效果強(qiáng)度更高，固結(jié)的軟土層離散性較小。而漿噴法施工起來相對(duì)比較簡(jiǎn)短，對(duì)于施工質(zhì)量的控制方面，此種方法表現(xiàn)更為突出些。沉降是深層軟土地基的處理中的重要問題，要處理好沉降問題，可以將淺層軟基處理的方式與深層軟基處理方式結(jié)合起來，能使軟基加固的效果更為優(yōu)良。此外，由于深層攪拌法雖然在對(duì)高速公路軟基加固方面具有良好的效果，但是整個(gè)方法的實(shí)施成本較高，而且對(duì)工程質(zhì)量的檢測(cè)方面又缺乏相應(yīng)檢測(cè)技術(shù)，使其工程質(zhì)量無法得到確認(rèn)，所以在使用攪拌法時(shí)要慎重考慮。

5 結(jié)束語

堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的路面基層是高速公路路面穩(wěn)定和安全行車的重要保障。隨著我國(guó)高速公路的蓬勃發(fā)展，高速公路的修筑經(jīng)驗(yàn)日益豐富，高速公路的修筑水平也日益提高，高速公路路基施工工藝在此過程中也會(huì)日益得到完善。

［1］瑚明毅.高速公路基層設(shè)計(jì)與施工探討.科技資訊，2009.

［2］曾志強(qiáng)－半剛性在高等級(jí)公路路面基層的應(yīng)用.四川建材，2010.

［3］張明.高速公路路面基層施工中若千技術(shù)問題的探討田.黑龍江交通科技，2010.