浅谈公路路基坡面加固与防护设计

魏宏

【摘 要】公路路基边坡防护作为公路基础设施建设的重要环节，它对公路稳定性和安全性起着决定性作用。本文通过探讨路基边坡防护的形式及影响坡面稳定的因素，展开对这一问题的探讨。

【关键词】公路路基；坡面加固；防护设计

引言

随着我国公路等级额不断提高，高等级公路的服务标准也随之有了大的提升，公路坡面防护加固技术日益引起了公路部门的重视。当前我国公路线形标准高，路基高填深挖现象普遍，道路边坡安全问题就显得尤为重要。如果在这方面不加以重视，很大程度上就会影响到行车舒适性和交通安全。一直以来，边坡加固合防护技术都是公路修筑中的一个薄弱环节，必须予以重视。

一、公路路基坡面失稳的因素及加固防护原则

1、因素

1.1潜在影响因素。由于人为或白然因素的影响导致地形变化，所引起的后果具体表现在坡度、坡高、坡宽、坡向等方面；用于建造路基边坡的材料是由一种或者多种地质材料所组成，因此材料质量的优劣将直接影响路基边坡的稳定与否。

1.2诱发影响因素。环境因素千变万化，下面就降雨、风化及地震等白然因素对边坡稳定性的影响进行分析。各地区都会面临降雨，而水则是影响边坡稳定性的主导因素。

地表材料被雨水软化后强度降低，孔隙水压增大，雨水还能通过渗透作用会促使地下水位升高，导致边坡稳定性降低。风化会大大降低岩石的强度，破坏了边坡原先的稳固状态，降低了路基边坡的稳定性。地震产生的地表加速度会使边坡下滑力增加，反抗力减小，同时地震释放的水平震波易使缺乏反抗横向剪力作用的边坡发生破坏。

2、原则

2.1安全性原则。公路上每天行驶着数以万计的车辆，行车安全极为重要，公路建设是否安全关系到社会的安定团结，也关系到交通是否通达。我国公路上的工程事故（如：塌方、沉陷等）主要原因就是边坡防护不利造成的。因此公路边坡的安全性是保障行车安全、加快道路通畅的重要因素。

2.2因地制宜原则。因地制宜原则，就是要求工程建设者根据不同的地形地貌、气候水文等特征，制定切实可行的边坡设计。公路建设不断延伸，现在已经到达多年冻土的西藏地区，不同地区的地形地貌特点多种多样，气候情况也各有不同，就使得引起边坡崩坍的原因也是各异，为公路边坡建设带来各种各样的难题。

2.3环保原则。在环境问题日益严峻的今天，工程建设方面对环保的要求也越来越高，我们不能走先污染后治理的老路，在公路边坡防护设计中，尤其要注意环保方面的科技创新，本着绿色环保的理念，在建筑材料，成本节约等方面把环保落到实处，大力使用绿色环保材料和循环利用，提高工程的经济性。

二、公路路基坡面加固形式

边坡在公路建设中的重要环节，边坡建设的好，对于路基、路面的安全性以及稳定性有极大帮助，并能有效的延长公路使用的寿命，同时减少公路的安全事故。在我国，公路边坡防护主要通过五种方式，即：植物防护、砌坡防护、框格防护、喷浆防护和喷混凝土防护、综合防护。

1、植被防护，主要是以种草、植草皮和植树等形式利用植被的覆盖作用，根系的加固作用，减少边坡被大气降水、地表径流冲刷的危险。种草多选取耐寒耐旱且根系发达草种，植树多选择乔木、柏树等易成活品种，植草皮多选择香根草等，起到护坡和绿化的双重作用。

2、砌坡防护，主要是以块石、砌片石和预制板等材料的铺砌，来防止坡面水流和地表径流的冲刷，施工中以干砌和浆砌结合，根据水流的冲刷情况灵活搭配。

3、框格防护，主要利用混凝土和浆砌切片石构成框格，在水流下使边坡面避免形成冲沟，以提高坡面的地表粗糙程度来减缓水流时的速度。把框格防护和植被防护相结合，在框格内种植根系发达的各种植物。

4、喷浆防护和喷混凝土防护，主要是在边坡风化严重，裂缝大，坡面不平整的岩石边坡，用喷浆或喷混凝土来封闭边坡岩石上的缝隙，防止水汽入侵岩体而引起的侧向水压，导致落石崩坍。综合防护，在自身情况很不稳定的边坡上主要是综合运用植被、框格、喷浆等措施，稳固边坡，在具体工程上主要分为两类：

一种是以植被防護为主，边缘做框架防护，另一种是先铺设人工石块，缝隙中再喷播草种。

三、公路路基坡面防护设计的要点

1、轻质路堤填料在公路路基防护设计中的应用

在公路路基工程施工开始之后不久就有可能发生路基沉降现象，即便在公路已经建设完工甚至投入使用后一段时间，其路面也有可能出现沉降的情况，这种沉降被称为工程后沉降。针对工后沉降的有效控制办法主要是对路堤进行控制，更是保障公路路基质量施工的关键所在。这种控制办法的实施尤其对公路拼接工程施工具有重要意义。

在进行公路路基质量工程建设过程中能够有效降低路堤路面沉降效果的办法包括对路堤重量情况的减轻，当然同时应当确保公路使用质量情况以及路堤边坡稳定强度与变形。另外，还应当对软土路基的上浮路堤荷载进行有效的减少，形成较小的路基压缩量。

除此之外，为了能够保障路堤稳定性，以及减小路堤沉降效果，应当采用强度足够并且压缩变形率较低的轻质材料进行路堤填充。目前国内减小路堤重量采用的材料主要还是粉煤灰，但是近年来聚苯乙烯硬泡沫塑料应用也逐渐广泛起来，在国外应用已经取得了较好的使用性能，但是在国内相关方面的研究才刚刚起步。

除了以上两种填料之外，还有一种新型填料在上海很多一级公路中已经开始应用，那就是SLM，用珍珠岩焙炼面成的轻质粒料，除此之外，也有采用泡沫轻量土的工程实例，效果也较为理想。

2、公路路基防护中的排水固结工艺

2.1排水固结法。排水固结法是通过一定的处理措施，将土壤中的水分排出取得的方法，并在此基础上促使土壤孔隙减小，增加土密度以及强度。通过这种方法进行软土路基的加固建设具有十分优势的经济效益。排水固结法的原理是在土体中布置塑料和砂井实现排水功能，同时采用竖向排水通道联通地面水平排水砂层，形成一个土体排水系统，已达到预期目的。除此之外，排水固结法还会通过利用路堤自身所承载的荷载力进行堆载预压。通过这种方式，对土体中的水分进行挤压排水，其效应力良好。且能达到使土体坚固的结果。

总体上看，在软土路基中选用排水固结法固结的原理是通过结构设计达到排水功能，降低软土路基含水量，使软土路基的承载强度能够大于设计的一种情况。在进行预压之后，其大部分的沉降情况已经完成，而对于工后沉降情况来说，上述中的排水固结法也能极大的减少沉降效果。当然，这种办法并不能对总体沉降起到很好的控制效果，仅能对局部小面积因为路面自重导致的沉降量进行控制，进行排水固结法处理软土路基时根据工程地质进行超载预压能够获得更好的效果。

2.2排水固结法在改扩建工程中的应用

（1）在公路路基防护工程设计中对拼接段的路基出现变形情况看，其变形主要是在拼接在和的作用下发生的，新老路的路基密实度存在很大差异，沉降量过大就有可能导致路面出现开裂现象，而沉降量差异过大的问题往往在软土路基中较为多发，这类路段采用排水固结法进行处理能够获得明显的加固效果。但是排水固结法不能够有效减少路基的沉降量，容易造成在施工期间发生的路堤开裂。

（2）采用排水固结法和常规方法进行联合整治的过程中，其路基两侧堆载土方情况会十分明显，并将造成附加沉降量的增加以及对路基造成危害。与此同时，还会出现原路排水情况受到影响。可见，在对公路拼接路段的防沉降整治中，此处排水骨节法处理相关问题，应当首先采取一定的防护手段和措施，对路基进行有效的保护。

对于出现沉降量大的情况，应当适当进行隔离整治，隔离新拼接路面在和对旧路的影响，避免因为新路面多大的沉降量造成原路面的开裂。新旧路之间的隔离还能够隔离新老路基下渗流，发挥了竖向防渗墙的作用，在透水性差的硬粘土层上设置持力层。

3、公路路基防护设计中的复合路基法应用

3.1公路复合路基防护设计中的水泥土桩。作为一种通过使用水泥以及软粘土中水分生成的反应物进行土桩建设的水泥和土桩的混合路基，水泥粘土固化过程中发生的物理虎穴变化机理是不同的，混凝凝土的固化主要是在砂石骨料在水化作用下发生的硬化，因为有着较噶的水泥用量，所以具有较高的凝结速度，并且凝结后能够获得较高的强度。水泥土的固化则因为较少的水泥掺入量，固化速度较慢并且固化后强度不高，是一种粘土包裹水泥的结构，和混凝土的固化机理并不一致，并且其强度随着含水量的变化会发生较大的改变。

3.2公路复合路基防护设计中的控沉疏桩。预应力管桩可进行工程化的生产，其在成桩质量方面也具有绝对可靠性；管桩有着优良的耐久性，单桩的承载能力较高，能够获得更便宜的单位承载力價格；管桩设计使用的适应性较强，布桩叫容易，对桩端持力层变化较为复杂的地质条件仍然适用；管桩的运输方式便捷，在进行工程施工前，其准备阶段使用时间更短，有利于促进施工效率提高；桩身耐打性好，穿透能力强；施工监理、沉桩质量监测方便。

结束语

在公路路基的施工过程中，加强边坡的预防治理工作，加强对边坡稳定性的定量定性分析，已经成为整个公路建设施工、养护中的重要环节，在整个交通建设中得到了更多的关注。在公路路基边坡加固防护施工中，需要采取有效的处理措施，同时引进先进工艺和技术措施，提升边坡防护等级，保证整个公路建设的质量，保证运营安全。

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