關于公路路基施工技術的探討

【摘 要】本文結合作者多年的工作經驗，主要從路基填土與壓實、路面排水、防護、軟土地基處理等幾個方面闡述了路基施工應重視的事項，防止因各種原因引起不必要的損失。提供給大家參考。

【關鍵詞】公路；施工技術；坡面防護

路基是公路的主體，它貫穿公路全線并與沿線的橋梁、隧道和涵洞等相連接。路基是路面的基礎，路面靠路基來支承，沒有穩(wěn)固的路基就沒有優(yōu)良的路面。因此如何做出高質量路基是修筑出高質量公路之關鍵。隨著我國的迅速崛起，公路建設日新月異，對公路的整體要求也愈來愈高，控制路基施工質量也就成了公路工程施工的重中之重。

1、路基填土與壓實

公路路基的強度和穩(wěn)定性很大程度取決于路基填料的性質及其壓實的程度。從現(xiàn)有條件出發(fā)，改進填土要求和壓實條件是保證路基質量最有效和經濟的方法。

1.1路基填料。路基是路面的基礎，路基的施工質量，是整個路線工程的關鍵，而路基填料控制的好壞，更是其中的重中之重。規(guī)范規(guī)定了對路基填料應有條件的選用。對路基填料的最小強度和最大粒徑給了量化的標準，采用CBR值表征路基土的強度，引入了路床的概念。對上路床的的填料提出了限制的條件，高速公路和一級公路路面底以下0-30cm的路床填料CBR值應大于8，下路床及其下面的填土，也都給出相應的規(guī)定值。當路基填料達不到規(guī)定的最小強度時，應采取摻合粗粒料、或換填、或用石灰等穩(wěn)定材料處理，并不規(guī)定對其它等級公路鋪筑高級路面時，也要采用高速公路和一級公路的規(guī)定值。土工試驗取樣一般按設計文件提供的資料每一種土類取樣不少于三組；也有按樁號取樣進行土工常規(guī)或試驗的。《公路路基施工技術規(guī)范》（JTJ033-95）規(guī)定，挖方、借土場用做填料的土應進行下列試驗項目，其試驗方法按《公路土工試驗規(guī)程》（JTJ051-93）辦理：

1、 液限、塑限、塑性指數(shù)、天然稠度；2、 顆粒大小分析試驗；3、 含水量試驗；

4、 密度試驗；5、 相對密度試驗； 6、 土的擊實試驗；7、 土的承載比試驗（CBR值）；8、 有機質含量試驗（必要時）；9、 易溶鹽含量試驗（必要時）。

1.2路基壓實。路基施工破壞土體的天然狀態(tài)，致使結構松散，顆粒重新組合。為使路基具有足夠的強度與穩(wěn)定性，必須予以壓實，以提高其密實程度。所以路基的壓實工作，是路基施工過程中一個重要工序，亦是提高路基強度與穩(wěn)定性的根本技術措施之一。疏松的路基填料必須經過充分的壓實才能獲得足夠的強度和水溫穩(wěn)定性，經過充分壓實的路基，在行車荷載和自然因素的作用下，產生的塑性變形較小，而壓實度低的路基則會產生較大的塑性變形，進而引起路面的破壞。路基經充分壓實，達到規(guī)范規(guī)定的壓實度后鋪筑路面，可有效地防止路面病害的發(fā)生，提高路面的使用性能和耐久性。大量試驗和工程實踐還證明：土基壓實后，路基的塑性變形、滲透系數(shù)、毛細水作用及隔溫性能等均有明顯改善。當前路基施工，普遍采用了大噸位的壓路機，碾壓效果有了明顯的改善。對于提高路基土的壓實度起了很好的作用。規(guī)范規(guī)定高速公路和一級公路路面底面以下80-150cm部分的上路堤其壓實度必須>95%，對其它等級公路當鋪筑高級路面時，其壓實度亦應按高速公路和一級公路的標準采用。此外，還增加了對路堤基底的壓實度不宜小于93%的規(guī)定。路基碾壓其方法是：第一遍用振動壓路機靜壓進行穩(wěn)壓，然后再振動壓實，具體要求是：

（1）直線段和大半徑曲線段，應先壓邊緣，后壓中間；小半徑曲線段因有較大的超高，碾壓順序應先低（內側）后高（外側）。（2）壓路機碾壓輪重疊輪寬的1/3—1/2；（3）碾壓遍數(shù)，振動壓路機振約6-8遍，一般就可以達到密實度要求。（4）壓路機的行駛速度過慢影響生產率，過快則對土的接觸時間過短，壓實效果差。一般光輪靜壓壓路機的最佳速度為2-5公里/小時，振動壓路機為3-6公里/小時。所以各種壓路機械的最大速度不應超過4公里/小時。（5）影響壓實效果的主要因素一般來說是含水量，土類，以及壓實功能。在施工現(xiàn)場因為已經有標準擊實，填土類別和標準填料基本一致，因此影響壓實效果的因素主要是含水量。

1.3特殊潮濕地區(qū)路基土的壓實。特殊潮濕地區(qū)是指一級區(qū)劃IV、V區(qū)范圍內二級區(qū)劃中的中濕區(qū)和過濕區(qū)。本區(qū)的主要特點是年降水量大，平均在1000mm以上。經常有泥石流、山洪暴發(fā)、泥濘、滑坡等自然災害發(fā)生。特別是水網稻田地區(qū)，地下水位高，排水困難，經常降雨，因此土壤過濕，含水量比壓實最佳含水量高很多，因此而造成修筑路基按規(guī)定要求壓實困難。在特殊潮濕地區(qū)，路基上的壓實是相當困難的，在進行路基施工時，應特別注意排水。

1.4黃土路基填筑及壓實。黃土是一種特殊的粘性土，粉土顆粒含量高，多孔隙，呈黃紅色，土中含易溶鹽類，其中以碳酸鹽含量最多，遇水易沖蝕、崩解、濕陷。黃土在我國分布范圍很廣，尤以北緯340～410的大陸內部干旱和半干旱地區(qū)特別發(fā)育。黃土在天然含水量時，往往具有較高的強度和較小的壓縮性。但浸水后，在土自重或外載荷或二者的共同作用下，其結構很快破壞，發(fā)生大量而劇烈的變形，強度也隨之迅速降低，產生所謂的濕陷性，而有的卻并不濕陷。因此，規(guī)范規(guī)定，在黃土地區(qū)施工應做好排水工作，防止黃土受水浸而濕陷，采用重錘夯實和石灰樁擠密加固的目的是提高土層的承載力，減少路堤下沉量。

2、路基路面排水

路基排水的目的的使路基及底路基經常處于干燥、堅固和穩(wěn)定狀態(tài)，把含水量、氣溫變化對路基引起的破壞性應力減小至小于交通荷載所造成的破壞，從而提高路面的耐久性能。多數(shù)道路的損壞是由于路基發(fā)生變形及缺少抗負載能力所造成的。水是影響路基強度和穩(wěn)定性的另一重要因素，許多路基病害是由水的侵蝕造成的，另外，從保護環(huán)境、不損害當?shù)剞r田水利設施考慮，也必須做好路基排水，形成排水系統(tǒng)，并與地區(qū)排水規(guī)劃相協(xié)調。在路基施工中，應重視施工排水，防止因各種原因造成的水患，給路基、路面施工造成不必要的損失。

2.1地面排水。地面排水最通常采用的設施是邊溝、截水溝、跌水、急流槽以及地表的排水管。對于高速公路和一級公路上的排水溝渠，一般都要求鋪砌防護。普遍采用漿砌片石加固、而水泥混凝土預制板塊也開始廣泛應用。路基地面排水設施的概率流量計算，對于高速公路、一級公路應采用15年、其它等級公路應采用10年的重現(xiàn)期內任意30分鐘的最大降雨強度（mm）。各類地表排水溝夠頂應高出設計水位0.2m以上。高速公路和一級公路通過水網地段的路基，過去逢溝設涵的做法在一些地方有了改進，對路線兩側的灌溉溝渠重新系統(tǒng)布置，免去了穿越路線的排灌涵洞，從而提高了路基的工程質量。

2.2路面排水

路面排水的任務是迅速排除路面范圍內的降水，減少水從路面滲入，使之不沖刷路基邊坡。路拱橫坡應≥2%。 A雨水排出路面有二種方式。第一種是集中排水，在硬路肩外側設置水泥混凝土預制塊或現(xiàn)澆瀝青混凝土的攔水帶，以其與硬路肩路面構成三角形的集水槽流水，每隔20—50m間距設一泄水口與路堤邊坡急流槽銜接將雨水排到坡腳排水溝中。設超高路段的排水通過設在中央帶的園形開口排水溝或雨水井進行排除。在西部降水量低的地區(qū)大多采用在中央分隔帶設過水槽排水。第二種是分散排水，多用于西北地區(qū)地勢平坦，路線縱坡小于0.3%的長路段，除了硬化路肩和加固路基邊坡外，在經過地下水位較高的綠洲地帶，也要防止邊坡上部的植草向上生長擋住橫向排水出路造成路表積水，改進的方法是硬化路肩，設置路肩排水溝，增大溝坡排水。

2.3地下排水。路基地下排水仍多用暗溝、盲溝、滲溝、滲井等，其特點是以滲透力式排水，當水流量較大，多采用帶滲水管的滲溝。傳統(tǒng)的砂礫料反濾層多改用有反濾功能的土工織物，幾年研制的帶有鋼圈、濾布和加強合成纖維組成的加勁軟式透水管直徑8-30cm，很適用于地下排水。

3、路基防護

路基防護工程是公路路基工程的重要組成部分，是路基安全、穩(wěn)定、汽車快速、行車舒適的保證。它除了能防止水流沖刷、免致路基水毀外，還對防治滑坡、巖堆、雪崩、風沙流和不良地質、土質等特殊土所引起的邊坡不穩(wěn)起到十分重要的作用。也是防治路基病害、保證路基穩(wěn)定、改善環(huán)境景觀、保護生態(tài)平衡的重要設施。選用防護類型應根據(jù)公路等級、當?shù)貧夂?、水文、地形、地質條件及筑路材料分布情況確定，并與周圍景觀協(xié)調。路基的修筑也改變了地層的天然平衡狀態(tài)，以及路基暴露在空間，不斷受各種錯綜復雜的自然因素侵蝕，因此需要進行各種類型的防護。

3.1坡面防護。坡面防護的目的是防止地表水流的沖刷、坡面巖土的風化剝落以及與環(huán)境的協(xié)調。近年來，隨著對環(huán)境保護的重視，高等級公路的邊坡，多采用種草防護邊坡較高時，采用砌石框格（方型、菱形、拱型、M型）種草防護。由于西部干旱缺水，邊坡種草防護類型的選擇很重要，現(xiàn)大多采用草坪植生帶，即將草籽、肥料和土均勻拌和裹于土工物內，當草籽發(fā)芽也長成草起到固土作用后，無紡布纖維自然腐爛，不會污染環(huán)境，效果很好。石砌圬工防護仍較普遍使用，混凝土預制塊護坡多用在路堤邊坡，連片的及帶窗孔的護面墻；用于路塹邊坡。破裂的或易于風化破碎的巖石路塹邊坡采用錨桿掛鐵絲網或高強塑料網格噴漿或噴射混凝土以及噴射纖維混凝上防護也有較好的效果。 但由于石砌圬工及混凝土防護造價高、易破損等諸多問題，從保護環(huán)境的角度出發(fā)，建議大力推廣既能改善生態(tài)環(huán)境，美化景觀，又一勞永逸的種草防護。

3.2沖刷防護。防護沿河路基邊坡免受沖刷仍多采用直接防護。直接防護加固，主要是對河流岸或路基邊坡和基底的直接加固，其特點是不干擾或少干擾原來水流的性質，且對防護地段上下游及其對岸的影響較少。但由于這類工程直接受沖，其建筑質量應能經受最不利情況的考驗。傳統(tǒng)的植物、砌石、拋石、鐵絲石籠、擋土墻等有所改進，用高強土工格柵代替鐵絲做石籠，用聚脂或聚胺脂類土工織物混凝土護坡模袋做成的護面板防護受水沖浪擊的邊坡，很能適應土體不均勻沉降。

3.3支擋防護。擋土墻用于支擋防護目前仍占主要。石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、墻高較低、地基較好的場合；鋼筋混凝土結構的懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻和板柱擋土墻其受力比較合理，墻身圬工體積小，也已廣泛應用于公路路基的防護。垛式擋土墻易于調整墻的高度，并采用預制構件拼裝，是一種特殊型式的擋土墻。

4、軟土地基處理

所謂軟土，從廣義上講，就是強度低、壓縮性高的軟弱土層。在軟土地基上修筑路基，若不加處理，往往會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷，導致公路破壞或不能正常使用。習慣上常把淤泥、淤泥質土、軟粘性土總稱為軟土。軟土的特性主要表現(xiàn)為天然含水率高、孔隙比大。含水量在34%—72%之間，孔隙比在1.0—1.9之間，飽和度一般大于95%，液限一般為35%—60%，塑性指數(shù)為13—30。近年來，隨著高速公路和一級公路的建設的迅速發(fā)展，針對軟土地基，在防止路堤失穩(wěn)定、沉降觀測控制、軟土地基處理技術等方面取得了顯著成果。對處理的軟土地基用沉降速率作為鋪筑路面時間的沉降控制方法控制，使得在軟土地基上一次建成高級路面（而不是前期鋪筑過渡路面）的關鍵技術問題得到了解決。

4.1灰土擠密樁。含水率過大可往孔內填干土粉或石灰粉，以吸去部分水分，或快速成孔澆灌或邊成孔邊下套管，或成孔后下套管；含水率過小，應預先浸濕加固范圍內土層，成孔順序應先外圈，后里圈并間隔進行；對已成孔，應防止受水浸濕，且應當天回填夯實；為避免夯打造成縮頸堵寒，應打一孔，填一孔；當樁孔較密，土質松軟，應采取間隔跳打夯實?？滋盍锨皯群淮蚩椎?-4錘；根據(jù)試驗測定的密實度要求，隨填隨夯，嚴格控制下料速度和夯擊次數(shù)；回填料應拌合均勻，并控制其含水量；每個孔填料用量應與計算用量基本符合；夯錘重不宜小于100Kg；錘型以梨型或棗核型較合適。有利于夯實邊緣土，不宜采用平頭夯錘，落距一般應大于2m；如地下水位較高，應降低水位后再回填夯實。已出現(xiàn)疏松、斷裂或夾層，應用洛陽鏟全部取出來，按規(guī)定重新填夯灰上，達到設計要求。認真按操作規(guī)程施工；灰土要按配合比稱量，攪拌要均勻，干濕要適度；每次下灰厚度、數(shù)量、落錘高度、夯擊次數(shù)要按試驗規(guī)定做到前后一致：施工中嚴格按質量評定標準進行抽樣檢驗。

4.2輕質路堤。我國輕質路堤采用的材料一般是粉煤灰，國外也有用大塊型硬質泡沫塑料。粉煤路堤有三種類型，即單一的、土和粉煤灰互層的和土砂及粉煤灰等混合的。輕質路堤的作用是減輕路堤自重，減小或加速軟土沉降提高土體抗剪強度，同時它作為填料還有節(jié)約投資、減少占地等效益。 用輕質材料填筑路堤可減輕對地基承載力的要求。目前國內已有應用粉煤灰填筑路堤的成功經驗，可使路堤自重減輕25%左右。用重型擊實試驗法測定最大干容重為9-12KN/m3。硅鉆型粉煤灰粘性小，不具塑性，但液限在64%左右，最佳含水量37-41%，有良好的壓實性能。粉煤灰路堤邊坡表層1-2m用粘質土包覆，以穩(wěn)定邊坡和利于長草，路床頂面用粗粒上封閉厚0.3-0.5m

4.3土工合成材料加固。土工合成材料加固軟土地基，是近年發(fā)展起來的一項新技術，由于土工布具有良好的隔離、排水、加筋等物理力學性能，過濾型土工布還具有既能保證孔隙水可自由流出，同時又能截住細顆粒的良好水利特征。淺層（一般小于3m厚）的軟土地基可采用先在地表鋪筑上工布，再填筑路堤，土工布起分隔、過濾、排水和加速固結等作用，從而取代常規(guī)的置換方法。軟土層厚度3-5m，采用土工布與砂墊層聯(lián)合處治，排水砂墊層的厚度可由50cm減薄至30cm。也有在路堤下面與地表之間鋪設多層土工織物，利用材料的高抗拉強度克服地基的滑動變形來保持穩(wěn)定，通過控制填土速率，配合超載預壓，使地基迅速固結。采用聚丙烯或聚乙烯土工格柵，以及采用網箱席墊處理軟土地基，其主要作用是使地基土和填料向上和向兩側的位移受到限制，減少局部荷載。采用網箱席墊可減少總沉降量40%左右。

5、黃土陷穴處理

黃土陷穴是黃土地區(qū)路基施工常見的病害。黃土陷穴處理范圍，應視具體情況而定，宜在路基填方或挖方邊坡外，上側50m，下側l0--20m。若陷穴傾向路基，雖在50m以外，仍應作適當處理。對串珠狀陷穴應徹底進行處治。處理時，采用灌砂、灌漿、開挖回填等措施，開挖的方法可以采用導洞、豎井和明挖等。

1、灌砂法適用小而直的陷穴，以干砂灌實整個洞穴。2、灌漿法適用于洞身不大，但洞壁起伏曲折較大，并離路基中線較遠的小陷穴，施工時先將陷穴出口用草袋裝土堵塞，再在陷穴頂部每隔4-5m打鉆孔作為灌漿孔，待灌好的土漿或水泥漿凝固收縮后，再在各孔作補充灌漿，一般需要重復2-3次，有時為了封閉水道也可以灌水泥砂漿。 3、開挖回填夯實適用于各種形狀的陷穴，填料一般用就地黃土分層夯實。

4、導洞和豎井適用較大、較深的洞穴，由洞內向外逐步回填夯實，在回填前，應將穴內虛土和雜物徹底清除干凈。當接近地面0.5m時，應用老黃土或新黃土加10%的石灰拌勻回填夯實。

6、結束語

路基是路面的基礎，它承受著本身巖土自重和路面重量以及由路面?zhèn)鬟f而來的行車荷載，是公路的承重主體。路基填筑的質量關系著路基的強度和穩(wěn)定性，并直接影響路面的質量。