城市道路路基设计和软基处理探索

摘 要：在经济社会的发展历程中，道路设施建设是城市建设的一个重要环节。城市道路设计中，路基设计的成败关系到道路设计的整体质量，应该从设计源头上杜绝常见的早期病害发生。本文以滨海新区塘沽南部新城主干路国兴路为例进行城市道路路基填筑和软基处理探索。

关键词：路基设计；软基处理

1 一般路基设计

天津市滨海新区属于华北平原东部滨海平原地貌，海相与陆相交互沉积地层，地层中主要为淤泥质土与粉质沉积粘土混杂为主，间或有海相沉積流沙层出现。国兴路所在场地现状地面标高为1.5m～3.2m，设计竖向标高为3.17m～4.53m，区域内地下水位较高，一般在地表下0.5m～1.5m左右。滨海新区近几年竣工的市政道路无论是桥头跳车还是路面平整度，质量均已取得了大幅提高。滨海新区市政道路建设的成功经验说明，只要抓住问题的关键所在，完全可以保证软基上修筑道路路基的质量。

1.1 在一般路基方面，滨海新区市政道路路基设计的几个成功经验

（1）采用石灰土的理念，素土填筑很难达到相应压实度要求，石灰能使土的强度提高，容易满足压实度要求，并且在养护达到一定强度后有御水能力，基于该理念，其填浜、临河路基都采用石灰土填筑。（2）采用消解石灰。严格控制石灰活性氧化钙的含量，杜绝磨细生石灰掺石粉作假现象。（3）压实区连续的理念。每个压实区要有一定的厚度，压实区要连续，以适应荷载作用的应力分布。（4）石灰土填筑工艺。每一层填筑20cm，均需养护达到7天时，才能填筑上面一层，并提高压实度标准。

1.2 路基各部位压实度

《城市道路路基设计规范》（CJJ 194-2013）将路基各部位压实度分别提高了1%，并将零填及路堑路床压实度由0.3m（上路床）提高到0.8m（上、下路床），说明在全国运输业蓬勃发展且超载严重的情况下，城市道路的路基压实度还需要提高且有提高空间。

1.3 路基最小填土高度

工程处于自然区划为Ⅱ4区。路基在干燥、中湿和潮湿状态下的临界高度分别为1.7m～1.9m；1.2m～1.3m；0.8m～0.9m。本地区路基填料较为匮乏，为减少路基填方，工程路基按中湿状态设计。路面结构设计厚度为85cm，本地区稳定地下水位为0.5m～1.5m；根据计算，确定道路设计标高（路肩/人行道）≥3.1m；能满足中湿状态。

1.4 路基填筑

根据不同的填筑高度，设计严格按照路床、路堤、路基的重型压实度标准，提高路堤强度和刚度，减少路堤本身的压缩沉降，为路面提供一个足够强度和刚度的承载体。方案设计要点：

本方案主要加强了上路堤的处理，采用3%～4%的石灰土，同时明确了路堤较低时（填土高度<2.3m），采用反开挖，确保80cm路床的压实度，同时确保有30cm的路堤过渡层，使压实区连续，符合车辆荷载的应力扩散。

填土高度小于2.3m的路段，开挖后填筑30cm砾石砂，上部填筑30cm～70cm石灰土（94区），作为路床和砾石砂的过渡区，上部80cm路床，上路床采用掺量7%的石灰土，下路床为5%石灰土。

填土高度大于2.3m小于3.0m的路段，开挖后填筑30cm砾石砂，上部填筑30cm～140cm石灰土（94区或93区），作为路床和砾石砂的过渡区，上部80cm路床，上路床采用掺量7%的石灰土，下路床为5%石灰土。

填土高度大于3.0m的路段，清表后回填30cm砾石砂，上部填筑20cm～60cm石灰土（4%）作为二灰填筑层的下封层，下封层和上路床之间填筑二灰，石灰掺量为4%～5%，上路床采用掺量7%的石灰土。

由于不同取土点土质不一，实际施工时必须针对不同取土点做试验，确定最合理的掺灰量，掺灰比例可在±1%内调整。

所有的改良土，改良之前的含水量必须严格控制再17%～19%，含水量是影响改良土强度和压实度最直接的影响因素，必须严格控制。

2 软土路基处理

软土路基的处理对工程的质量是关键。地质是条件，造价与工期是矛盾，所以需要进行深入的分析与动态设计，以期达到造价与工期的统一。同时需要对各种新的工法进行研究，力争工程质量的最优化。软基处理方案的选择，应综合考虑工期、处理要求、地质情况、填土高度及各处理方案的特点。相比传统的软基处理方法，轻质泡沫土具有轻质性、水稳定性好、固化自立性、耐久稳定性好、高流动性及填充压力小等优点。轻质泡沫土处理软基，即利用以上泡沫土材料的特性，对传统路桥软基处理技术进行优化，达到加快工期、降低工程造价、治理路桥病害的目的。

国兴路K0+140～ K0+204.453段为现状水渠，淤泥厚度1.2m～2.3m，水渠中间设8m过水箱涵，其余部分填筑路基；K0+227.212为石油管线，设计为20m单跨空心板跨越石油管线。设计拟对箱涵及桥梁台背回填设计采用轻质泡沫土加固路基，减小沉降。

2.1 轻质泡沫土性能设计

当路基填筑时，轻质泡沫土的强度等级、容重等级应根据填筑部位按《气泡混合轻质土填筑工程技术规范》（CJJ/T 177-2012）表4.2.1为：

按规范要求路面底面0.8m以下轻质泡沫土的最小容重等级为3±0.5kN/m3，但根据试验结果，该湿容重等级的轻质泡沫土密度较低，对应抗压强度难以满足≥0.4的要求，最小容重等级为4kN/m3时即能够达到抗压强度的要求。因此，将路面底面0.8以下轻质泡沫土的最小容重等级定位4kN/m3，0.8m以上容重等级不变。

2.2 结构设计

轻质泡沫土填筑应有一定的结构，即填筑断面与一般路基之间的衔接。断面设计：①填筑高度：根据箱涵即桥梁结构，箱涵台背填筑高度定为3.43m，桥梁台背填筑高度定为3m；②填筑宽度：路面底面以下宽度为路面宽度+2m，往下每1m填筑一级，抬价宽度为1m。与一般路基之间的衔接设计：①填筑体与路基间的衔接采用台阶形式，台阶宽度为1m，高度为0.6m；②填筑体与土基即路基台阶的接触面均应铺设防水土工布。

2.3 实施效果

国兴路至今已完工并开放交通1年半，经现场查看，运行效果良好，达到了沉降控制的目标。

3 结语

随着我国社会经济的进一步发展，给道路工程的建设带来了较大的发展空间。在设计环节，应针对暴露的路基质量问题进行分析，并提出科学有效的解决方案，才能提高路基的承载力，增强稳定路基稳定，保障道路建设的质量。

参考文献：

[1] CJJ/T 177-2012.气泡混合轻质土填筑工程技术规范[S].

[2] CJJ194-2013.城市道路路基设计规范[S].

[3] JTG D30-2015.公路路基设计规范[S].