公路路基设计中的常见问题及处理措施

马建国

(山西诚达公路勘察设计有限公司，山西 太原 030006)

1 路堤边坡设计

如今，在公路工程设计中，高填深挖现象越来越多，对于高边坡，在受到水和自身重力持续作用下，可能产生坍塌或冲刷，导致产生缺口，致使路肩或路面遭到破坏。相关规范提出，当填方边坡高度小于20 m时，上、下两个部分8～12 m以内应分别采用1∶1.3～1∶1.5和1∶1.5～1∶1.75的坡率，根据这一规范设计而成的公路，其边坡也经常产生毁坏。对此，当边坡高度达到10 m以上时，需在变坡点设计一个宽度为1 m以上的边坡平台。通过对边坡平台的适当设置，能有效提高边坡自身稳定性，减慢从边坡上不断下流的水的速度，以此减小汇水面积，避免雨水对边坡造成侵蚀。除此之外，对护坡道而言，其宽度与高度的确定应充分考虑检查与维修是否方便。通过对现有边坡开展的调查，那些容易被雨水冲刷而毁坏的边坡，大部分都没有植物生长。针对这种情况，如果边坡所用填料本身不适宜种植植物，则要额外铺设一层厚度在30～50 cm范围内的土，将其铺设好以后，通过夯拍达到密实。另外，对于容易被雨水冲刷而毁坏的边坡，要在铺设一层厚度为50 cm的粘土后通过植草有效防护。植草防护是现阶段最常用也是效果最为显著的路基防护措施，在设计中可以作为优先考虑的路基防护措施。

路堤设计时，填土内部一般采用压路机按照水平方向进行碾压，但路肩处通常无法得到充分的碾压。针对这种情况，一旦边坡表面未得到有效的压实，将无法形成足够且均匀的强度，在降雨之后很有可能产生崩塌。为避免崩塌，设计要求边坡表面和填土内部必须同时碾压，而且还要使压实度达到完全相同。具体可通过以下设计来实现：在设计中确定采用分层压实的方法来碾压路堤的整个断面宽度；在确定了路基的设计宽度之后，并不意味着填土施工必须按照这个宽度进行，施工中可以将设计宽度为参照，进行适当的增加，这样能在填筑完成后，对边缘处也可以使用设备来碾压或整形；对于规模相对较小的边坡以及与构造物距离很近的填土边坡，在设计中就要确定采用人工来施工。

相关规范指出，如果填石路堤高度在20 m以内，则其边坡的坡率要按照1∶1来控制，并在边坡表面使用不小于25 cm的石块予以码砌。该方法主要在一般公路中使用，需要耗费很多人力物力，而且边坡整体稳定性也相对较差。对于面积相对较大，施工需使用大型机械设备进行的公路，设计中可确定岩块具体移动位置，使其达到稳定，并注意提醒施工时将其拍打平整。

当地面横坡相对较大时，对于全填路堤，会沿地面发生整体下滑的现象；而对于半填半挖路堤，压实难度很大，可能向下滑移，导致填挖交界部位产生纵向裂缝。在到达雨季之后，雨水将通过裂缝不断下渗，导致路堤和地面之间的交界部分产生滑动，造成毁坏，使交通中断。此外，在填挖交接部位，通常还是水的汇集点，需要采取有效措施避免水进入到填土当中，具体可以在交接部位设计一个盲沟，或对挖方处的现有边沟予以加强设计，以此起到防止渗水的作用，必要时，还可以在填方以下原地面采用砂砾石等材料设置一个厚度为30 cm左右的透水层。排水对防止边坡产生滑移而言是至关重要的，必须引起相关人员的高度重视。

在设计工作中，无论是边坡整体还是坡脚处都要结合实际情况选择适宜的加固措施，用于防止填方在原地面上产生滑动。如果原地面的横坡超过1∶5，则在将表层分布的浮土清除干净后，向其中一个方向开挖出宽度为1 m以上且有3%～4%内侧倾斜的台阶，并在开挖的同时进行填土和碾压，在坡脚设计一个专门的加固设施。而当原地面的横坡超过1∶2.5时，要进行专门的稳定性验算。具体的加固方法有很多，具体要以实际情况为依据选择，目前比较常用的几种方法包括护脚、砌石、挡墙和护肩。

2 挖方路基和边坡设计

挖方路基设计需要以原地基材料等基本情况为依据分别进行，当原地基是能达到要求的土质，则只对原地基进行充分压实，使其压实度满足要求即可；而当原地基无法满足路基土基本要求时，需要采用适宜的材料进行换填，换填的深度根据实际情况确定和控制，通常为80～100 cm。当原地基是比较坚硬的石质时，理论上可将开挖作业面视作路基整体上表面，在开挖完成后，若含有可能产生崩解现象的岩石，则要采取有效的防风化方法。在开挖岩石的过程中，要注意不能超出设计规定的挖方范围，如果不能防止超挖导致表面不平整，应采用与底基层材料相同的不容易受到水的作用和影响的材料铺设整平层，同时予以碾压，保证平整度。当地基是容易发生崩解和风化的岩石时，要充分注意其在干湿交替情况下可能产生软化与强度降低，针对这种情况下，应在路基成型后尽快进行路面的施工。如果在时间上无法衔接，则在路基施工过程中要暂时不开挖至设计要求的标高，预留5 cm左右的厚度采用人工清底，在底基层施工开始后，将这部分开挖掉。

对于挖方边坡，其病害和稳定性主要取决于岩石构造及基本性质，相较于填方边坡，挖方边坡可能会产生数量更多的病害，控制难度更大，包括破碎脱落、坍塌、落实和滑动。对此，在对挖方边坡进行设计的过程中，要做好综合分析，对包含施工性、稳定性与经济性等在内的各项要求予以全面考虑，特别是在地形较为复杂，可能产生崩塌现象的环境下，要使用地有一定富余宽度。当挖方边坡的高度相对较大时，需在挖方高度上按照5～10 m的间隔设置1.5 m宽护坡道，以此保证边坡整体稳定性。当边坡容易产生风化或被雨水冲刷侵蚀时，要考虑兼作碎落台。当土层土质有所不同时，由于会受到水的作用与影响，需将护坡道和排水沟都设置在透水和不透水层之间。当挖方边坡高度在20 m以上，且地质均匀、质地坚硬时，要对边坡稳定方面的问题予以深入分析，并对地质条件和地下水等进行详细的调查，统筹兼顾施工与用地等方面存在的问题。除此之外，还应尽快设计出护坡，根据具体垂直高度，设置宽度在3～4 m范围内的护坡道。在挖方边坡的顶部与两端，设计中应做好修整安排，提出相应的设计要求，确保边坡顶部及两端都能形成平滑弧面，这样可以在减少或避免坍方产生的同时，保证美观性。

3 填挖交界处设计

现在很多公路都能在填挖交界段发现路面病害，这些病害很大一部分是由于设计不合理造成的。通过大量的钻孔取样可知，路面开裂大多是从基层开始不断向面层产生的，最重会贯穿整个路面，此时一旦没有及时处理，将会降雨后产生各类病害。产生这种问题的关键因素为挖填部分不均匀，产生不均匀的变形。对此，在设计过程中需要在路基的填挖交界部位设置一个过渡段，用于减少或从根本上缓解此类破坏。

4 结 语

综上所述，路基作为公路的重要组成部分，其设计能否达到要求在很大程度上决定了后续路面施工与使用。但在实际的路基设计过程中，存在很多问题需要解决，对此要引起相关设计人员的高度重视，保证路基设计的合理性与可行性，为之后的路基和路面施工与公路正常使用奠定良好基础。