城市道路路基設(shè)計和軟基處理探索

摘 要：在經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展歷程中，道路設(shè)施建設(shè)是城市建設(shè)的一個重要環(huán)節(jié)。城市道路設(shè)計中，路基設(shè)計的成敗關(guān)系到道路設(shè)計的整體質(zhì)量，應(yīng)該從設(shè)計源頭上杜絕常見的早期病害發(fā)生。本文以濱海新區(qū)塘沽南部新城主干路國興路為例進(jìn)行城市道路路基填筑和軟基處理探索。

關(guān)鍵詞：路基設(shè)計；軟基處理

1 一般路基設(shè)計

天津市濱海新區(qū)屬于華北平原東部濱海平原地貌，海相與陸相交互沉積地層，地層中主要為淤泥質(zhì)土與粉質(zhì)沉積粘土混雜為主，間或有海相沉積流沙層出現(xiàn)。國興路所在場地現(xiàn)狀地面標(biāo)高為1.5m～3.2m，設(shè)計豎向標(biāo)高為3.17m～4.53m，區(qū)域內(nèi)地下水位較高，一般在地表下0.5m～1.5m左右。濱海新區(qū)近幾年竣工的市政道路無論是橋頭跳車還是路面平整度，質(zhì)量均已取得了大幅提高。濱海新區(qū)市政道路建設(shè)的成功經(jīng)驗說明，只要抓住問題的關(guān)鍵所在，完全可以保證軟基上修筑道路路基的質(zhì)量。

1.1 在一般路基方面，濱海新區(qū)市政道路路基設(shè)計的幾個成功經(jīng)驗

（1）采用石灰土的理念，素土填筑很難達(dá)到相應(yīng)壓實度要求，石灰能使土的強(qiáng)度提高，容易滿足壓實度要求，并且在養(yǎng)護(hù)達(dá)到一定強(qiáng)度后有御水能力，基于該理念，其填浜、臨河路基都采用石灰土填筑。（2）采用消解石灰。嚴(yán)格控制石灰活性氧化鈣的含量，杜絕磨細(xì)生石灰摻石粉作假現(xiàn)象。（3）壓實區(qū)連續(xù)的理念。每個壓實區(qū)要有一定的厚度，壓實區(qū)要連續(xù)，以適應(yīng)荷載作用的應(yīng)力分布。（4）石灰土填筑工藝。每一層填筑20cm，均需養(yǎng)護(hù)達(dá)到7天時，才能填筑上面一層，并提高壓實度標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 路基各部位壓實度

《城市道路路基設(shè)計規(guī)范》（CJJ 194-2013）將路基各部位壓實度分別提高了1%，并將零填及路塹路床壓實度由0.3m（上路床）提高到0.8m（上、下路床），說明在全國運(yùn)輸業(yè)蓬勃發(fā)展且超載嚴(yán)重的情況下，城市道路的路基壓實度還需要提高且有提高空間。

1.3 路基最小填土高度

工程處于自然區(qū)劃為Ⅱ4區(qū)。路基在干燥、中濕和潮濕狀態(tài)下的臨界高度分別為1.7m～1.9m；1.2m～1.3m；0.8m～0.9m。本地區(qū)路基填料較為匱乏，為減少路基填方，工程路基按中濕狀態(tài)設(shè)計。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計厚度為85cm，本地區(qū)穩(wěn)定地下水位為0.5m～1.5m；根據(jù)計算，確定道路設(shè)計標(biāo)高（路肩/人行道）≥3.1m；能滿足中濕狀態(tài)。

1.4 路基填筑

根據(jù)不同的填筑高度，設(shè)計嚴(yán)格按照路床、路堤、路基的重型壓實度標(biāo)準(zhǔn)，提高路堤強(qiáng)度和剛度，減少路堤本身的壓縮沉降，為路面提供一個足夠強(qiáng)度和剛度的承載體。方案設(shè)計要點(diǎn)：

本方案主要加強(qiáng)了上路堤的處理，采用3%～4%的石灰土，同時明確了路堤較低時（填土高度<2.3m），采用反開挖，確保80cm路床的壓實度，同時確保有30cm的路堤過渡層，使壓實區(qū)連續(xù)，符合車輛荷載的應(yīng)力擴(kuò)散。

填土高度小于2.3m的路段，開挖后填筑30cm礫石砂，上部填筑30cm～70cm石灰土（94區(qū)），作為路床和礫石砂的過渡區(qū)，上部80cm路床，上路床采用摻量7%的石灰土，下路床為5%石灰土。

填土高度大于2.3m小于3.0m的路段，開挖后填筑30cm礫石砂，上部填筑30cm～140cm石灰土（94區(qū)或93區(qū)），作為路床和礫石砂的過渡區(qū)，上部80cm路床，上路床采用摻量7%的石灰土，下路床為5%石灰土。

填土高度大于3.0m的路段，清表后回填30cm礫石砂，上部填筑20cm～60cm石灰土（4%）作為二灰填筑層的下封層，下封層和上路床之間填筑二灰，石灰摻量為4%～5%，上路床采用摻量7%的石灰土。

由于不同取土點(diǎn)土質(zhì)不一，實際施工時必須針對不同取土點(diǎn)做試驗，確定最合理的摻灰量，摻灰比例可在±1%內(nèi)調(diào)整。

所有的改良土，改良之前的含水量必須嚴(yán)格控制再17%～19%，含水量是影響改良土強(qiáng)度和壓實度最直接的影響因素，必須嚴(yán)格控制。

2 軟土路基處理

軟土路基的處理對工程的質(zhì)量是關(guān)鍵。地質(zhì)是條件，造價與工期是矛盾，所以需要進(jìn)行深入的分析與動態(tài)設(shè)計，以期達(dá)到造價與工期的統(tǒng)一。同時需要對各種新的工法進(jìn)行研究，力爭工程質(zhì)量的最優(yōu)化。軟基處理方案的選擇，應(yīng)綜合考慮工期、處理要求、地質(zhì)情況、填土高度及各處理方案的特點(diǎn)。相比傳統(tǒng)的軟基處理方法，輕質(zhì)泡沫土具有輕質(zhì)性、水穩(wěn)定性好、固化自立性、耐久穩(wěn)定性好、高流動性及填充壓力小等優(yōu)點(diǎn)。輕質(zhì)泡沫土處理軟基，即利用以上泡沫土材料的特性，對傳統(tǒng)路橋軟基處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到加快工期、降低工程造價、治理路橋病害的目的。

國興路K0+140～ K0+204.453段為現(xiàn)狀水渠，淤泥厚度1.2m～2.3m，水渠中間設(shè)8m過水箱涵，其余部分填筑路基；K0+227.212為石油管線，設(shè)計為20m單跨空心板跨越石油管線。設(shè)計擬對箱涵及橋梁臺背回填設(shè)計采用輕質(zhì)泡沫土加固路基，減小沉降。

2.1 輕質(zhì)泡沫土性能設(shè)計

當(dāng)路基填筑時，輕質(zhì)泡沫土的強(qiáng)度等級、容重等級應(yīng)根據(jù)填筑部位按《氣泡混合輕質(zhì)土填筑工程技術(shù)規(guī)范》（CJJ/T 177-2012）表4.2.1為：

按規(guī)范要求路面底面0.8m以下輕質(zhì)泡沫土的最小容重等級為3±0.5kN/m3，但根據(jù)試驗結(jié)果，該濕容重等級的輕質(zhì)泡沫土密度較低，對應(yīng)抗壓強(qiáng)度難以滿足≥0.4的要求，最小容重等級為4kN/m3時即能夠達(dá)到抗壓強(qiáng)度的要求。因此，將路面底面0.8以下輕質(zhì)泡沫土的最小容重等級定位4kN/m3，0.8m以上容重等級不變。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

輕質(zhì)泡沫土填筑應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)，即填筑斷面與一般路基之間的銜接。斷面設(shè)計：①填筑高度：根據(jù)箱涵即橋梁結(jié)構(gòu)，箱涵臺背填筑高度定為3.43m，橋梁臺背填筑高度定為3m；②填筑寬度：路面底面以下寬度為路面寬度+2m，往下每1m填筑一級，抬價寬度為1m。與一般路基之間的銜接設(shè)計：①填筑體與路基間的銜接采用臺階形式，臺階寬度為1m，高度為0.6m；②填筑體與土基即路基臺階的接觸面均應(yīng)鋪設(shè)防水土工布。

2.3 實施效果

國興路至今已完工并開放交通1年半，經(jīng)現(xiàn)場查看，運(yùn)行效果良好，達(dá)到了沉降控制的目標(biāo)。

3 結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，給道路工程的建設(shè)帶來了較大的發(fā)展空間。在設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)針對暴露的路基質(zhì)量問題進(jìn)行分析，并提出科學(xué)有效的解決方案，才能提高路基的承載力，增強(qiáng)穩(wěn)定路基穩(wěn)定，保障道路建設(shè)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] CJJ/T 177-2012.氣泡混合輕質(zhì)土填筑工程技術(shù)規(guī)范[S].

[2] CJJ194-2013.城市道路路基設(shè)計規(guī)范[S].

[3] JTG D30-2015.公路路基設(shè)計規(guī)范[S].