提高公路路基设计质量的措施研究

王龙

摘 要：路基质量直接影响公路路面的强度大小和稳定性强弱。稳固的路基能够为公路使用寿命奠定基础，在提高公路路基质量的各种措施中，科学合理的路基设计方案是前提。本文分析了我国公路路基设计存在的主要问题，然后提出提高公路路基设计质量的针对性措施，以期满足我国公路路基设计要求。

关键词：公路路基设计;路基质量;提高

中图分类号：U416.1文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）35-0113-03

Abstract： The quality of roadbed directly affects the strength and stability of the road surface. A stable subgrade can lay the foundation for the service life of the highway， in various measures to improve the quality of the highway subgrade， a scientific and reasonable subgrade design is the prerequisite. This paper analyzed the main problems existing in the design of highway subgrade in my country， and then proposed targeted measures to improve the design quality of highway subgrade， in order to meet the design requirements of highway subgrade in China.

Keywords： highway subgrade design;subgrade quality;improvement

公路路基设计至关重要，是提高公路路基质量的基础措施。当前，我国公路路基设计存在部分问题，严重影响公路路基质量。因此，本文重点探讨了提高公路路基设计质量的措施。

1 我国公路路基设计存在的主要问题

1.1 路基设计未重视地质资料的收集

影响路基质量的首要因素是地质条件。为加快完成路基设计任务，在路基设计前，部分设计人员并未深入施工场地进行准确勘查，大多采用简单的土工试验资料。但是，以往的地质资料并不能完整、全面、真实地反映现场作业情况。此外，因地质条件处于不断变化中，设计人员对地质条件掌握得不充分，为路基施工质量埋下隐患。

1.2 路基设计承载力不足

车辆在路面上行驶时，把垂直力、水平力及汽车部件产生的震动和负重的冲击力通过车轮传给路面，使路面内部结构产生位移和应变。目前，部分公路路基设计未合理计算路基路面受力情况，没有选用性能优良的施工材料，造成路基、路面结构整体的强度和抵抗变形能力降低，路基出现沉陷、翻浆等病害，影响公路正常使用。

1.3 路基设计缺乏生态环境保护意识

有些路基设计缺少对后期施工工序及施工条件的考虑。例如，路基开挖会对原地表植被造成破坏，地质施工产生的废料会污染周边环境，打破原有生态平衡，容易造成水土流失、地表坍塌，这些因素都会影响工程施工范围内的生态环境，为公路后续施工埋下隐患。此外，在路基边坡防护设计中，部分设计人员未分析施工地域的植被生长状况，盲目利用不适应当地气候的植被进行边坡防护，则会加重工程区域内的生态环境破坏和水土流失[1]。

经过对公路路基设计中存在的主要问题分析，设计人员必须将设计质量控制意识贯穿于设计工作全过程，重视工程区域的地质勘察工作，搜集并科学分析各项设计所需的数据，从多方面提高路基的承载力及稳定性，并将其对当地生态环境的破坏降到最低。

2 提高公路路基设计质量的措施

2.1 实行动态跟踪设计，确保公路路基整体稳定性

为确保公路路基的稳固性，设计人员必须根据公路工程整体需求，科学、合理地设计路基结构中坡度、宽度、边坡的比例，依据地势合理设计路基结构，并对挡墙形式、断面形式、边坡高度等进行优化。为了使公路路基强度提高，必须实行动态跟踪设计，在路线通过不良地质的地段时，路线与路基要协调配合，合理选定线位，尽量避开施工艰巨地段，降低施工成本;在涵洞和通道地区，路基强度需要与前后路段路基强度匹配，在滑坡等地质灾害较重地段，对边坡土质等进行勘察，并动态设计路基边坡稳定系数，提高公路路基的整体稳定性。

2.2 加强对路基填挖交界处设计的重视

在对公路路基填挖交界处进行施工时，如果使用的材料质量没有严格的标准和统一的规范，各类型材料差异较大，使用的材料质量难以保证，就会造成填挖交界处发生沉降现象。因为所处位置的特殊性，一旦发生沉降，其波及范围较广，规模较大，容易引发塌方，给公路工程安全带来隐患。因此，在公路路基填挖交界处，设计的重点是确保地基整体结构的稳定，处理好地基固结的沉降程度不一致问题。下面从路基纵向、横向的设计角度进行分析。

2.2.1 公路路基填挖交界处的横向设计技巧。公路路基填挖交界处的横向设计指的是公路的路床施工采用超挖方式，超挖的深度保持在80 cm，在超挖完成后采用分层回填的方式，回填的物料选择碎石、砂砾石;回填后利用重型压路机及时进行碾压，使碾压密实度至少达到96%。另外，路基填挖交界处的横向设计还要考虑路床底部和路床中部的设计，为提高整体稳定性，可在路床底部、中部铺设土工格栅，在接缝处采取错位布置的技术手段，使错位距离控制在1 m以上，并留有3%的内向反坡。在铺设土工格栅时，可以考虑与纵向填挖交界同時进行施工，以确保横纵向施工质量的一致性，预防路基沉降现象的出现[2]。

2.2.2 公路路基填挖交界的纵向设计技巧。公路路基填挖交界的纵向设计主要考虑的是公路路基路堤的设计，在横向填挖交界设计的基础上，通过预测路基沉降发生率，保证横纵向发生沉降现象时路基保持均匀，减少纵向坡度变化。纵向设计可借鉴横向设计方法，采用超挖回填方法，铺设土工格栅，提高公路路堤的稳固性和安全性。

2.3 低填浅挖路基的设计要点

在清理地表土层后，再次对路基进行填土，但填土后的路基仍比路面、路床厚度低，这时就需要进行低填浅挖路基设计。首先对路床进行分层，然后回填进行碾压，分层挖填碾压的路床厚度要严格控制在0～50 cm。在50～80 cm范围内，路床地基必须先对土层进行翻松，然后进行碾压。低填浅挖路基设计最终目的是确保地基的压实指数符合相关标准。

2.4 路基挖台阶处理的设计要点

在路基纵向、横向坡度较陡地段，为保证施工的安全性，人们需要对路基进行挖台阶处理。对于挖台阶处理，要对台阶宽度、横坡进行准确计算，一般来说，横向或纵向坡度为1∶5时，台阶宽度设计应保持在2 m以内，横坡坡度保持在3%左右。

2.5 加强公路路基边坡防护设计

加强公路路基坡面设计的重点是优化边坡防护设计。边坡岩层中土质复杂，岩层性质不同，含有砂岩、泥岩等，长期暴露在外，易风化剥落。因此，当边坡高度大于3 m时，要结合边坡实际情况，利用截水骨架技术对边坡进行护坡。截水骨架技术包括以下内容：喷混植生，采用液压技术进行喷播植草，采用浆砌或干砌的技术建成石护坡、护墙和框架梁护坡。在建立截面护墙时，还应区分单级变截面护墙高度，其高度需要小于12 m，若因实际需要，单级变截面护墙高度超过12 m，则应加入平台设计，平台施工需要分级砌筑[3]。

公路路基坡面经常会出现土质路堑边坡及土质路堤边坡。对于土质路堑边坡及土质路堤边坡防护设计，主要考虑的因素是边坡高度是在3 m以上，还是在3 m以下。当边坡高度大于3 m时，边坡防护采用的技术方法是截水骨架内撒草籽间种灌木;当边坡高度小于3 m时，为提高边坡的防护性，可利用撒草籽间种灌木边坡的技术方法。特殊情况下，路堤边坡高度超过6 m且路堤填料材质并不是硬块石的地段，可使用铺设土工格栅的技术方法加强边坡防护[4]。

2.6 特殊土层的处理方法设计

不同土层的处理措施各不相同，特殊土层有软土层、盐渍土层、湿陷性土层等。因土质物理强度低，含水量高，空隙多，易被压缩，特殊土层不能采取常规地基处理的加固方法。设计人员应采用专业机器设备对地质进行勘察，根据勘察结果，有针对性地对地基加固措施进行设计。

2.6.1 提高软土路基强度的设计。对于软土厚度小于3 m的区域，可设计选用砂垫层、抛石挤淤等方法提升地基强度。利用砂垫层加速地基排水时，选用的砂砾以中粗砂为宜，并控制最佳含水量，在基底上分层铺筑砂砾，分层铺筑厚度控制在50～80 cm。铺筑的砂砾层应比路基边脚宽1 m左右，并在两侧护砌片石，防止砂砾流失。若软土厚度小于3 m，且软土层是在水下，无法挖出淤泥的地段则可采用抛石挤淤法进行加固。抛石料一般选用大于50 cm的片石，并在大块片石缝隙间填筑不易被水浸软化的小块石料，直径控制在20～50 cm。抛石料填筑高度必须高于水位50 cm，铺筑找平后利用轮式压路机振动压实，使石块之间相互嵌固得更紧密。若抛填厚度较深，可分层抛填分层压实，每一层压实都需要将淤泥排挤出路基坡脚外。整段排淤完成后，还应在其上加铺土工格栅，并在其上铺设一层30 cm厚的砂垫层。石块与土工格栅、砂垫层使路基的底部形成一个骨架结构，增加路基的承载力[5]。

对于软土厚度较深、大于3 m的区域，应采取深层处治加固法。较常用的加固措施有钻孔灌注桩等。钻孔灌注桩是在软土地段钻孔，利用高压设备将泥浆喷射进土体，使泥浆与土体发生反应形成固结体。设计人员应对施工中易出现质量问题的环节进行特别标注，比如，在钻工施工阶段，为保障成孔质量，钻孔深度必须进入软土层至少0.5 m，孔内的静水压要始终大于孔外水压，防止孔壁发生坍塌。在钻进达到孔深要求后，要保持冲锤沖程在0.5 m，并持续上下抽动冲锤。在制浆环节中，要注意施工场地土质条件，若有黏土，则可以添加适量的火碱直接制备浆液，若没有黏土，则可用一定比例的膨润土、火碱和纤维素制备浆液。在安装钢筋笼过程中，为防止钢筋笼变形，必须用起吊机分节吊放，安装合格后及时二次清孔。灌注混凝土过程中，为了避免导管接头钩挂到钢筋，要将导管放置在孔的中心，导管下口与孔底保持25～40 cm。在灌注混凝土中，常出现钢筋笼上浮情况，为避免发生此种情况，必须在混凝土灌注到钢筋笼底1 m时降低灌注速度，并增大导管的埋深。若发生钢筋笼上浮，应立即将导管拆除一节，并连续上下提放导管，使钢筋笼回落[6]。

2.6.2 盐渍土路基的设计要点。盐渍土指的是土质中含有角砾、粉土、粉质黏土和细砂等混合物，土层里有硫酸盐、亚硫酸盐、氯化物等。盐渍土的主要特点是土质呈盐碱性，土质过硬，不利于施工，不利于植被生存。处理盐渍土的主要方法是直接清理土质表面的盐渍土，表面盐渍土清理完毕后，路床仍有盐渍土的需要先挖除盐渍土后换填非盐渍土，完成清理、挖填作业后，路基的全断面要铺设复合土工布，同时进行隔断层处理。复合土工布铺设要根据路基设计高度，一般以路基高程小于120 cm为界限，铺设复合土工布的坡度要保持在1.5%以内，以利于路基顺畅排水。若铺设的复合土工布与路基坡度距离较小（未超过40 cm），则需要通过开挖技术来加深路基边沟，保证排水系统完善。另外，在进行盐渍土开挖时，要在路基两侧设计边沟进行处理，加快路基表面雨水流动[7]。

2.6.3 湿陷性土路基的设计要点。湿陷性土主要是低洼路段常出现的土层，黏土较大，湿陷性土因湿陷程度不同，分为轻微、一般、严重三种等级。针对不同等级的湿陷性土，可采用不同的设计方法。对于严重的湿陷土地基，可采用强夯置换的施工方法，通过机器设备对土层进行强夯，强夯后在该土层上加设6 cm左右的排水砂砾垫层，在排水砂砾垫层上再加铺一层复合土工布，最后用砾类土对路基进行填筑。为有效解决湿陷土的湿黏性，根据路基上游、路基两侧土层情况，还可设计护坡道及隔水槽，有效达到排水效果。

3 结语

公路路基设计质量对公路工程整个设计水平、设计安全、施工安全和运行安全都有直接影响，因此设计人员应提高对路基设计的重视度。不同的地貌地质对公路路基施工质量的影响各不相同，因此，设计者需要因地制宜，结合地质情况确定路基纵横断面的合理性，并结合设计经验、施工经验、公路路基常见病害等，合理设计路基结构及施工工序，提高公路路基工程的稳固性和安全性，最大限度地发挥公路工程的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]何向宁，李慧勋.浅谈公路软土地基路基设计[J].山西建筑，2013（4）：30-31.

[2]尹树林.与路面协调设计的公路路基设计指标及使用环境探讨[J].科技创新导报，2017（8）：33.

[3]沈世鑫.浅谈公路路基设计的问题及创新[J].中国新技术新产品，2011（3）：33-34.

[4]张桂玲.公路路基设计中出现的问题及解决方案[J].城市建设理论研究，2017（16）：195.

[5]韩晓娟.沙漠地区公路路基横断面设计[J].青海交通科技，2007（2）：27-28.

[6]倪武杰.试析公路路基排水及防护施工中存在问题及解决方案[J].中国高新技术企业，2017（2）：98-99.

[7]马超.谈林牡公路施工中的路基设计分析[J].黑龙江科技信息，2010（7）：128.