关于城市道路特殊路基处理设计研究

祁菲菲

（中核华纬工程设计研究有限公司，江苏南京 210000）

1 路基概述

通过对路基进行分析，可发现其主要指在地表结合道路断面、线形及相关技术要求进行堆填或开挖，从而形成的岩土结构物，其在路面中具有重要地位，能够对路面传输的车行荷载进行承受，进而减少荷载对路面产生的不良影响。目前城市道路工程对路基的使用要求主要包括两项内容，分别是变形较小及具有良好的稳定性[1]。其中，稳定性要求主要针对受到道路修建的影响，从而发生原地层受力改变现象的路段，而在路基具备良好稳定性的情况下，城市道路通畅及驾驶人员行车安全将得到保障；变形小要求主要指路基在受到车辆荷载及自重等因素的影响下，不能出现过大的变形现象，该要求对延长城市道路的使用寿命，保障驾驶人员行车舒适感具有重要作用。在开展城市道路设计工作的过程中，考虑到道路与两侧地块的高差相对较小，且在通常情况下，施工人员多会同时实施填筑，故而正式进行设计时，应减少对城市道路路基稳定性的关注度，并正确认识到减少路基变形的重要性，将其作为路基设计重点。

2 国内外对路基设计采取的措施及认知

目前不同国家对城市道路路基处理设计的认知及采取的措施主要包括以下5项内容。

2.1 澳大利亚

该国家认为在开展城市道路路面组合设计与厚度设计工作的过程中，必须对土基承载力进行综合考量。从实际出发，可发现土基刚度与强度对土基支撑能力具有决定性作用，且与路基的密度、使用过程中的含水量及土质等多方面具有密切联系。此外，澳大利亚选择采用加州承载比，将其作为参考依据，以此对土基强度进行科学评价，并通过土基顶面压应变，进而提高路面厚度的控制水平。

2.2 日本

该国家认为在开展城市道路路面设计工作的过程中，必须将原路基承载力及路床等方面作为重要基础条件，并在加州承载比实际数值小于3的情况下，对路床实施有效的加固处理措施，进而保障处理设计效果。

2.3 法国

该国家在开展城市道路设计工作时，选择对交通级别进行充分结合，以此明确道路承重路基等级，并在此基础上对相应的路基处理方法进行选择，以提高路基处理设计水平。

2.4 美国沥青协会

其选择对土基表面具备的竖向压应变进行利用，以此实现有效控制城市道路的永久变形[2]。此外，在实际工作中，其要求设计人员对温度变化状况与土基回弹模量之间的关系进行综合考量。

2.5 中国

在强基薄面思想的影响下，目前我国在开展城市道路路面设计工作的过程中，多会对半刚性基层沥青路面进行利用，该种类的基层具有良好刚度，对成本费用的要求较低，且能够对空气水分与地下水的交换进行有效隔绝，在通常情况下，路基湿度极有可能受到地下水因素的影响从而发生变化。因此我国已对城市道路路基设计控制指标进行调整，要求工作人员在实际工作中结合规范要求，对路基压实度、干湿种类及顶面回弹模量等进行严格把控。此外，考虑到城市道路路面的车辙多是出现在沥青面层，故而我国制定的规范要求未针对土基表面竖向压应变提出相应的控制要求，但为实现减少路基变形，我国已明确指出路基沉降及不均匀沉降的控制要求。

3 城市道路特殊路基处理设计中的目的及问题

3.1 目的

路基在城市道路中具有重要地位，其是保障城市道路工程建设质量的重要基础，且能够对城市道路使用寿命产生直接影响。因此为保障城市道路建设质量，减少其存在的安全隐患，防止城市道路在后续使用中出现安全事故，有必要对路基采取相应的处理措施[3]。考虑到特殊路基对城市道路各方面产生的影响较为强烈，故而必须加强特殊路基处理设计，全面提高此类路基的稳定性，防止城市道路在投入使用后出现路基不均匀沉陷，威胁行车安全，从而对工程项目整体效益造成影响。正式开展特殊路基处理设计工作时，必须在抗剪程度的基础上进行加强，确保地基稳定性与规范要求相匹配，尽可能降低地基土具备的压缩性，并采取相应措施，积极影响地基土透水性能，全面强化地基土的动力特性。

3.2 问题

针对特殊地基处理设计中存在的问题而言，其主要表现在以下5个方面。

（1）部分工作人员在开展勘察工作的过程中，未充分明确自身责任，导致其通过勘探获取的各项数据信息不具有良好的精准性与全面性，无法为后续施工提供可靠的数据支持，造成城市道路施工人员在施工过程中无法对特殊路基采取有效的处理措施。

（2）在充分明确特殊路基的情况下，部分施工人员因疏忽未结合规范要求落实相应的处理措施，导致路基稳定性显著降低，致使施工现场外的建筑物受到一定影响，从而造成城市道路工程社会效益及经济效益下滑。

（3）部分施工人员虽已对特殊路基采取相应的处理措施，但处理力度欠佳，无法对特殊路基各方面产生积极影响，导致城市道路工程建设质量降低。

（4）未结合规范要求进行堆料，且在开展分层填筑作业时未对规章制度进行充分结合，导致填土过程过快，碾压程度与施工要求不符，致使路基稳定性降低。

（5）施工人员不具备对硬壳层的保护意识，且在施工过程中存在影响硬壳层的错误施工行为，导致其受到严重破坏，进而造成路段稳定性降低。

4 城市道路特殊路基处理设计原则及方法

4.1 原则

为全面提高城市道路特殊路基处理设计效果，保障城市道路工程建设质量，正式开展路基处理设计工作前，必须充分贯彻处理设计原则，进而提高该项工作的规范性及科学性。针对原则而言，其主要内容如下：在进行路基设计工作前，工作人员必须结合规范要求前往施工现场开展勘探作业，充分掌握施工现场的实际状况，详细记录现场地质水文条件各项信息内容，以此为后续施工提供可靠支持。此外，在开展特殊路基设计工作的过程中，应将施工现场地形地貌作为重要参考依据，以此开展设计工作，采取相应措施，尽可能实现填挖平衡，防止在特殊路基施工过程中涉及深路堑或高路堤[4]。必须对地勘报告进行深入分析，掌握其各项内容，以此对路基边坡率进行选择，全面提高边坡防护形式的合理性，保障特殊路基的稳定性，确保其能够对荷载进行有效承受。在开展特殊路基处理设计工作的过程中，不仅应对安全性与稳定性进行综合考量，而且还要尽可能减少施工成本，提高成本控制水平，防止在设计工作中出现过于保守的现象，进而导致工程项目造价提高，从而对施工单位经济效益产生影响。

4.2 方法

城市道路特殊路基处理设计方法呈现多样化，不同处理方法均具有不同的功能性及适用条件，因此在开展特殊路基处理设计作业时，必须充分掌握不同处理方法的核心内容及优势，并结合施工状况对处理方法进行科学利用，以此提高处理水平。

4.2.1 换填

本文列举的城市道路工程北站连接线是城市主干线，实际长度是4.39km，设计速度是每小时60km，道路横断面的宽度是43m，双向6车道。通过对地勘报告进行深入分析，可发现该工程项目的部分路段存在淤泥质土，厚度欠佳，处在1m左右。其中淤泥质土处在现状表层，考虑到路段附近存在水域，故而判断导致该土质形成的原因是冲洪积。此外，在开展设计工作时，由于淤泥质土的埋深较浅，且厚度的平均数值较小，故而工作人员选择对换填砂处理方法进行利用。换填砂处理方法具体内容如下：首先挖除施工现场存在的软弱地基，并换填砂与填筑路堤，确保回填砂高度相较于水位明显较高，且数值至少为50cm。通过对上述案例进行分析，可发现在通常情况下换填处理方法多是被应用在具有软弱地基，且厚度小于3m的路段处理设计中，例如较小的水塘及水田路段等，而在正式开展设计工作时，必须结合规范要求挖除软弱土层，换填砂碎及碎石等透水性材料，并在换填作业结束后对路堤进行填筑。

4.2.2 抛石挤淤

在结合地勘报告的情况下，可发现本文列举的城市道路工程北站连接线某路段左幅存在现状水塘，其面积处在4064m2左右，塘底淤泥的厚度平均值是4cm，水深处在1.5m左右[5]。考虑到水塘的面积及淤泥厚度相对较大，施工现场附近存在采石场，具有丰富的抛填块石材料，故而设计人员在开展设计工作时，选择对抛石挤淤处理方式进行利用，严格贯彻就地取材原则，进而提高特殊路基处理设计成本控制水平，保障工程项目整体效益。该种处理方法具体内容如下：抛填块石，并在石面上对50cm级配碎石进行回填，严格做好碾压密实作业。在上述操作结束后，回填砂，并对土工布进行铺设。在实际施工中，必须对抛填块石高度进行严格把控，确保其高于水位50cm左右，且块石大小超过30cm。此外，应将水塘段落伸入到路基坡脚，通过浆砌片石防护措施对水面以下的边坡进行处理，进而为施工质量提供保证。通过分析上述案例，可发现在通常情况下抛石挤淤处理方法多是被应用在淤泥较深或水塘面积较大的路段处理设计中。

4.2.3 强夯

据地勘报告显示，本文列举的城市道路工程北站连接线某路段具有素填土，深度处在8m左右，属于原采石坑回填土，素填土呈现灰黑色及灰黄色，具有一定湿度及松散性，填料的主要组成部分是黏性土，且局部具有一定程度的植物根系及碎石等，硬物质的含量处在10%～20%的范围内，填料的堆填时间介于5～10年之间。工程项目的地质性能欠佳，层厚处在0.2～10.7m范围内。在开展设计工作时，工作人员考虑到工程项目路段存在素填土，虽然堆填时间相对较长，但工程地质性能较差，厚度较大，故而其选择对强夯处理方法进行利用，并在强夯处理后对地基承载力进行审查，确保其不小于120kPa。针对强夯处理方法，其主要指对吊锤进行利用，结合实际状况提升其高度，并促使吊锤自由下落，使其到地面的过程中产生强烈的冲击力，进而与土层发生撞击，通过冲击力对土层产生积极影响，提高其紧实度，促使路基压缩下沉，以保障路基的压实程度及承载力，满足后续使用要求。本文列举的城市道路工程在采用强夯处理方法时，选择对2次点夯进行利用，并增加1次满夯。其中点夯的能量是4000kJ，而满夯的能量是1000kJ。在布置夯点时，工作人员选择依照4m×4m正方形对点夯的夯点进行布置，将两次点夯的间隔时间控制在7d。正式开展强夯处理作业前，施工人员选择在试验区开展试验，以此明确强夯各项参数，例如吊锤提升高度及重量等。

对特殊路基采取强夯处理措施时，可对以下内容进行适当参考。

（1）开展对施工现场的清理与平整工作，并对强夯垫层进行回填。

（2）对第1次夯点位置进行标注，并结合相关标准对现场高程进行精准测量。

（3）准备起重机，并将夯锤对准夯点所在区域。

（4）开展对夯前锤顶高程的测量工作，并将吊锤吊到已通过试验确定的高度，松开吊锤后，对锤顶高程进行再次测量。

（5）充分结合图纸设计要求对不同点进行夯击，并在经过上述环节后完成第1次点夯。

（6）对推土机进行利用，填平夯坑，并开展对场地高程的测量工作。

（7）在第1次点夯结束的7d后，应及时开展第2次点夯，并满夯一遍，开展对施工现场标高的复测工作。

（8）在采取强夯处理方法的过程中，必须对附近建筑物实际状况给予重视，防止对建筑物稳定性造成不良影响，若发现施工现场与建筑物的距离过近，则必须采取相应的防护措施，例如设置减震沟等。

通过对上述案例进行分析，可发现强夯处理方法多是被应用在土性质较差，土层厚度较大，且其他方法成本较高的路段[6]。该种处理方法对提高特殊路基承载力及压实度等方面具有重要作用，且能够有效保障城市道路施工质量，因此在后续施工中应对该种处理方法给予重视。

5 结语

综上所述，考虑到特殊路基极有可能对城市道路建设质量及使用寿命产生影响，故而在开展城市道路工程建设作业时，必须充分明确施工现场存在的特殊路基，结合实际状况及规范要求采用相应的处理方法，以提高路基的承载力及压实度，进而为工程整体质量提供保障。