軟土地基路面的養(yǎng)護(hù)處理

牛燕璐

（長治公路分局，山西 長治 046000）

0 引言

軟基處理一直是制約高等級(jí)公路建設(shè)發(fā)展的一個(gè)難題，盡管學(xué)術(shù)界和工程界長期以來進(jìn)行了不懈努力的研究和實(shí)踐，也取得了一些有益的結(jié)論和經(jīng)驗(yàn)，但由于地質(zhì)條件的隨機(jī)性、應(yīng)用條件的多樣性，以及問題本身的復(fù)雜性，使得軟基處理的質(zhì)量控制問題具有很強(qiáng)的區(qū)域性特點(diǎn)，而且無論在理論研究方面，還是在工程應(yīng)用方面還有許多問題需要解決。

謝福壽分析了高速公路軟土路基處理對(duì)策，為軟土路基處理方法的正確選用提供思路[1]；李西斌進(jìn)行了高速公路軟土路基沉降預(yù)測(cè)方法現(xiàn)狀探討，認(rèn)為有限元方法預(yù)測(cè)軟土地基的沉降是好的發(fā)展方向[2]；王引生進(jìn)行了高速公路軟土地基沉降問題分析，得出了計(jì)算最終沉降以公路系統(tǒng)公式為好，推算最終沉降以指數(shù)曲線延伸法為佳[3]；劉輝對(duì)國內(nèi)外常用的軟土地基處理加固方法進(jìn)行了論述，對(duì)以后高速公路軟土地基施工，確保公路路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性具有一定的借鑒意義[4]；杜海偉進(jìn)行了長短樁復(fù)合地基在高速公路軟土地基處理中的應(yīng)用分析，得出了在處理深厚軟基時(shí)，長短樁復(fù)合地基較其他軟基處理方案有較好的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)[5]；史啟超對(duì)塑料排水板、碎石樁和剛性樁三種方法處理軟土地基效果進(jìn)行了比較分析，結(jié)果表明采用塑料排水板處理軟土地基時(shí)，路堤最易發(fā)生失穩(wěn)破壞，采用剛性樁處理軟土地基時(shí)，路堤穩(wěn)定性最高[6]；郭朝輝進(jìn)行了高速公路施工中軟土地基的處理技術(shù)探討，并對(duì)軟土地基的處理提出了相應(yīng)的措施[7]；石照青進(jìn)行了鹽湖地區(qū)鹽漬化軟土地基沉降監(jiān)測(cè)分析，監(jiān)測(cè)分析成果對(duì)工程實(shí)踐有重要的指導(dǎo)作用[8]。

1 工程背景

某高速公路沿線范圍內(nèi)普遍分布有軟土層，該類軟土層除具有含水量大、壓縮性高、滲透性低、天然強(qiáng)度低等特性外，在物理力學(xué)指標(biāo)、土層分布以及土體結(jié)構(gòu)性等方面還具有明顯區(qū)域性特征，這些給軟基處理本身就帶來了很大的難度。

雖然施工時(shí)采用了相應(yīng)處理措施（包括排水固結(jié)堆載預(yù)壓法、動(dòng)力固結(jié)處理法、電滲+水載處理法、塑料排水板+強(qiáng)夯+水載預(yù)壓處理法、袋裝砂井法等），并鋪筑了試驗(yàn)路，但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)考察的結(jié)果，不均勻沉降情況依然存在，嚴(yán)重影響了行車舒適性和安全性，部分沉陷嚴(yán)重路段甚至挖至基層后重新鋪筑。該高速公路自2007年底通車以來，軟基路段發(fā)生差異變形，引起路基的不均勻沉降，其上覆路面中的半剛性基層和瀝青面層產(chǎn)生附加彎拉應(yīng)力，附加彎拉應(yīng)力和行車荷載應(yīng)力共同作用下加劇了路面結(jié)構(gòu)的疲勞破壞，如圖1所示，宏觀表現(xiàn)為瀝青混凝土路面的裂縫、沉陷、波浪、跳車等病害。

因此，如何針對(duì)軟土地基不同的沉陷狀況提出有效的辦法，延長公路的使用壽命，是亟待解決的問題。

圖1 路面沉陷

2 軟土路基路段病害養(yǎng)護(hù)處置

根據(jù)收集到的軟基路段不均勻沉降病害處理資料，統(tǒng)計(jì)了2008年、2009年和2010年該高速公路針對(duì)沉降病害的處治類型及對(duì)應(yīng)的材料數(shù)量，結(jié)果見表1。

表1 逐年處治類型及數(shù)量表

由表1可以看出，某高速公路針對(duì)不均勻沉陷路段的處治措施主要是加鋪調(diào)平層或銑刨后加鋪調(diào)平層，2008年對(duì)軟土地基不均勻沉降產(chǎn)生的路面病害處治最多，其次是2009年，2010年最少，分析原因可能為：軟土地基路段處理方法如排水固結(jié)堆載預(yù)壓法、電滲+水載處理法等都需要一定的處治時(shí)間，但由于此高速公路工期緊張，處理時(shí)間不足，2007年底通車后，除了受面層、基層及土體自重的影響，還要受到車輛荷載重復(fù)作用的影響，使土體產(chǎn)生進(jìn)一步的壓縮變形，隨著使用年限的增加，這種壓縮變形越來越小直至消失，由此導(dǎo)致的路面病害越來越少。

路面沉陷及變形的發(fā)展是一個(gè)漸變的過程，當(dāng)沉陷及變形積累到一定量時(shí)對(duì)行車的平整舒適有明顯的影響，此時(shí)，無論沉陷及變形是否穩(wěn)定都必須進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。因此，應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，以確定沉陷及變形處治的合理路段、措施與時(shí)間。據(jù)研究表明，當(dāng)車輛以100 km/h速度行駛通過縱向10 m范圍內(nèi)沉降量大于3 cm的段落時(shí)，將有明顯的跳車感覺。因此以此指標(biāo)為原則確定是否需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，總體上養(yǎng)護(hù)方法主要分為3種：a）加鋪調(diào)平層后鋪瀝青混凝土面層；b）銑刨原瀝青混凝土面層，撒黏層油后鋪瀝青混凝土面層，若基層損壞時(shí)，應(yīng)挖除損壞基層并進(jìn)行修補(bǔ)后加鋪面層；c）挖除全部的原路面結(jié)構(gòu)后加鋪基層和面層，若土基承載能力不足時(shí)，應(yīng)對(duì)土基采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?。通過對(duì)軟土地基路段路況調(diào)查表明，適合此軟土地基路段病害處治的措施只有前兩種。

2.1 基層處治

對(duì)于由基層結(jié)構(gòu)破壞而引起的沉陷，必須先將基層處治好，然后才可修復(fù)面層?；鶎友a(bǔ)強(qiáng)處理的主要方法是銑刨原有破壞基層，重新加鋪與原路面材料相同的新基層，然后再鋪筑面層混合料，但橫、縱向銜接處需特殊處理。

2.2 加鋪調(diào)平層和瀝青混凝土面層

調(diào)平層可直接在沉陷的舊瀝青混凝土路面上進(jìn)行局部加鋪。當(dāng)原有路面沉降量較小（縱向10 m范圍內(nèi)沉降量小于3 cm），基層狀況良好時(shí)，可以采用瀝青混凝土或?yàn)r青碎石作為調(diào)平層對(duì)舊路面進(jìn)行處治后加鋪瀝青混凝土面層。

3 結(jié)語

以國內(nèi)某高速公路軟土地基處理為工程背景，分析了軟土地基路段的病害問題，在往年處置方法的統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上提出了該具體軟基病害問題適用的處理方法，供以后處理類似軟土地基時(shí)參考。