公路养护中路基路面维修的软基处理技术研究

王垚山

（贵州省都匀公路管理局，贵州 黔南州 558000）

0 引言

公路是我国重要的基础设施之一，其质量的好坏直接影响着人们的出行质量和地区的经济发展，但公路在完成建设后经过一段时间的运营，容易受自然环境、地质条件以及人为破坏等因素影响，其路基路面出现沉陷、开裂等病害。因此，在公路养护中，对路基路面进行维修极为重要，而其中，软基处理一直是难点，也是影响公路养护质量的重要因素。这就要求施工单位在开展路基路面维修时，必须结合公路路基路面的实际情况合理选用软基处理技术。因此，本文将结合实际案例对软基处理技术在路基路面维修中的应用进行研究，从而为公路养护质量的提升提供保障。

1 软基的概念及特点

软基主要是指由水下沉积所形成的软弱黏土，或者成分以淤泥为主的地层，有些软土地基存在泥炭层以及腐泥层。在自身结构自重以及外部荷载等多方面共同作用下，软土地基极易产生沉降问题，一旦发生沉降，将会导致公路路面出现裂缝、沉陷等病害，不仅会影响公路的使用寿命，还会影响人们的出行安全。因此，有必要采取合适的软基处理技术对公路路基路面进行维修。软基主要包括以下几个特点：首先，软基的抗剪强度比较低，其内部的孔隙比较大，软基压缩系数提升，会造成软基缺乏充足的承载力；其次，软基的流动性和触变性较为明显，软基容易受外部荷载以及自重等因素作用，伴随时间的推移，软基发生的变化会越来越明显，当变化达到一定程度后会产生形变，当情况比较严重时会造成路面坍塌；再次，软基具有较高的含水量，一般为50%～70%，在地质条件较为特殊的情况下甚至会达到200%，同时，软基具有较大的孔隙，会严重影响土壤强度，造成承载作用丧失[1]；最后，软基的渗透能力比较差，一些软土层中包含细砂、薄层等力学性能不足的地层，与垂直向渗透性对比而言，水平向具有更强的渗透性，说明软基的渗透性不佳。

2 公路养护中软基的主要处理技术

目前，针对软基采用的处理技术主要包括排水固结法、预压法、强夯法、水泥搅拌桩法以及添加剂法。

2.1 排水固结法

该方法主要是采取一定手段有效排除软基之中赋存的积水，从而降低软基含水量，促使软基得以固结成形，使软基承载力得到有效提升。这种方法又可划分若干处理方法，例如，砂井加固法、砂垫层处理法等。虽然各种处理方法在形式上存在不同，但其基本思路主要是降低软土中的含水量，使软土性能以及状态得以改善。

2.2 预压法

该方法主要是借助软土以及排水体所具备的透水性，通过地表荷载作用力使地基水分得以排出，伴随含水量的持续降低，软基密实度会随之提升，从而使强度获得有效保证。采取预压法处理软基的优势主要体现在，可以通过低成本获取理想的加固效果，但也存在工期过长的问题，在项目工期比较紧张的情况下，也会出现缺乏可行性研究的问题，如果未能采取有效措施进行控制，路面则非常容易出现沉降问题[2]。

2.3 强夯法

强夯法的原理是采用特定装置所产生的冲击力，对在处理状态下的软基进行冲击，改变原来的土层结构，并对软基处理区域进行挤压，使之形成密实性较高的夯坑。该方法实施的关键是必须使用合适的强夯装置，尤其是强夯装置的吨位以及提升高度必须符合要求。强夯法从技术层面分为动力密实、动力固结、动力置换三种主要形式。其中，动力密实主要是通过外力对土体孔隙作用，从而提升软基强度[3]。动力固结是借助外部冲击力在土层结构的合理范围之内进行破坏，促使软基形成排水裂隙，从而使软基内的水能够有效流动，实现排水，进而使软土得到固结。动力置换主要分为整式置换与桩式置换两种，整式置换是通过外力挤压碎石，使碎石进入淤泥中，并且形成垫层，从而实现加固；桩式置换主要是借助外力作用促使碎石与软土之间实现紧密结合，使组合状态得以发生变化，确保其具备稳定性。强夯法的操作非常简单便捷，并且具有一定的经济性，适用范围也比较广，但如果未能合理控制，将会导致软基转变为弹簧土，使软基处理失效，这就需要工程技术人员熟练掌握该技术的应用。强夯法应用流程见图1。

2.4 水泥搅拌桩法

该方法是将水泥作为施工材料，通过搅拌之后可以同现场软土之间相互结合，从而形成水泥搅拌桩，并使软基得以凝固，但水泥搅拌桩法在应用时要严控搅拌速度，同时还要严格把关水泥等原材料的质量，从而提升桩质量[4]。

2.5 添加剂法

软基承载力比较弱，在未对其进行直接处理的情况下，软基很难承载往来车辆荷载及公路结构自重。为了使该问题得到合理解决，在开展软基处理时可以使用添加剂法，以软基特性为依据，应用外加材料，提升地基强度以及抗压能力。在实际应用中，水泥是常用的添加剂，对软基可发挥有效的固结作用。

3 案例分析

3.1 工程概况

黔南州某公路开展路面修复性养护工程，该公路的国道G321 线K989+965—K1025+900 段，自2012 年通车以来，长期运营，路面已出现不同程度的裂缝、坑槽、车辙、网裂、沉陷、麻面等沥青路面的典型病害。2012 年—2022 年，采取的养护措施为沥青灌缝、沥青面层修补等。根据管养单位提供的资料，最近一次是2018 年对该路段的局部路段进行大中型工程结构性和功能性修复。修复后运行4 年，该路段又出现沉陷、裂缝、坑槽等病害。经专家分析，这些病害产生的原因主要与该路段处于软基区域密切相关，因此，必须采取适当、有效的软基处理技术对该路段的路基路面进行维修保养。

3.2 病害维修方案

通过路况调查发现，部分路段存在少量的坑槽、龟裂等病害，这是因为路基是软基，且公路在日常使用时受到车辆往来和公路路面自重双重荷载下所致。考虑到此类病害若不及时处理易导致雨水下渗，使病害面积扩大，造成路面结构严重破坏。因此，对于轻度面积类病害（如网裂、坑槽、沉陷等），需挖除沥青面层，使用普通沥青AC-13C 进行回填，在碾压后，应该保证路面的标高同原标高一致。铣刨沥青面层后，如基层局部松散，则要挖出松散基层，回填水稳并压实。对于重度面积类病害，铣刨沥青面层和基层后，分别回填水稳和普通沥青AC-13C 混合料至沥青面层标高。对于坑槽、修补较密集的路段推荐铣刨重铺沥青混凝土；若坑槽、修补平均间距＜10m 即采用铣刨重铺措施；若坑槽唧浆只是单独存在，周边无裂缝，或者坑槽病害较轻，坑槽深度＜25mm，坑槽面积≤1m2，则直接进行台阶式开挖，四个方向台阶设置均为25cm，开挖深度为上、中面层，下面层是否开挖视现场情况而定。

3.3 软基处理技术的实施

3.3.1 坑槽挖补

局部坑槽所用的修补材料主要有：成品料（热拌沥青混合料）、乳化沥青、石屑或细砂、冷补料，上述材料必须满足裂缝修补的要求。冷补料方面，必须保证在保质期之内，并且级配类型也要与原路面的级配一致。普通沥青AC-13C 矿料级配通过率范围如表1 所示。

表1 普通沥青AC-13C 矿料级配通过率范围

该项目挖槽使用的机械设备包括风镐、切割机、压实机械、平板夯等。挖槽施工严格按照上述方案开展。

3.3.2 原材料应达到的技术要求

该项目使用的沥青均为标号70 号的石油沥青，其等级为A 级。具体的技术要求如表2 所示。粗集料碎石必须保证其石质坚硬，并且集料表面清洁、无风化颗粒，粒径必须在2.36mm 以上。可以使用石灰岩石料，同时使用反击式破碎机将石料进行轧制，控制细长、扁平一类的颗粒总含量，严控粗集料质量。

表2 普通沥青应达到的技术要求

3.3.3 施工流程

该项目软基处理施工流程如图2 所示。

图2 软基处理施工流程图

3.3.4 施工技术要点

（1）贮存成品料

采用沥青混合料拌和楼生产的热混合料，若为冬季施工，或拌和场未生产，可采用冷补料。

（2）现场准备

在修补施工开展前，必须在现场对出现的松散、坑槽等问题进行测量，确定修补位置、面积以及所需混合料数量；坑槽病害的修补形状按照“圆洞方补、斜洞正补”的原则确定，划出所需修补病害的轮廓线，处理范围应根据当前病害适当进行扩大处理；两个坑槽修补面积的边界距离不超过20cm 时可一并处理。

（3）切缝及凿除病害路面

用切割机沿修补面积进行切缝，切缝深度在4cm左右，切缝应为闭合矩形。处理病害路面时，可使用轮胎式小型挖机挖除病害位置切槽内路面材料。开挖时应有技术人员在场，指导开挖深度（基层是否开挖）及范围。也可采用液压镐或风镐刨除病害位置路面废料，并进行人工清除。同时，还要清除槽底、槽壁的松动部分及粉尘、杂物等。

（4）喷洒乳化沥青及填料

使用乳化沥青对槽底和槽壁进行喷洒，施工时应避免过量喷洒或者喷洒不足的情况发生。之后，向坑槽内人工填加热拌混合料，添加的数量要保证准确无误，不要出现材料浪费问题。为确保压实效果，挖槽回填热拌混合料温度必须≥140℃。

（5）摊铺整平和压实

用直尺刮平槽内混合料，在人工进行摊铺整平时，还要充分考虑松铺系数，一般为1.1～1.2，以确保修补路面能够与原路面之间保持高度的平顺性。完成摊铺整平之后，对于出现的小坑槽可以使用振动夯进行碾压，而对于大坑槽，则必须使用双钢轮压路机完成碾压。针对铺筑较厚路段，应对沥青混合料进行分层摊铺和压实，压实时应注意边部压实以及对周边部分造成的振动松散。针对坑槽病害，碾压修补混合料时必须先压两（四）边，并且保证每次相错1/2 轮，然后向坑槽中间进行逐步碾压，最后采用封缝胶进行封边处理。

3.3.5 质量验收

对于坑槽修补的位置，必须达到平整密实、线条顺直、路拱适度等要求，同时要保证外观不会出现松散、裂缝、推移等情况，颜色要保证均匀，平整度应控制在5mm 之内，修补处和原路面之间的高差控制在2mm 之内，横坡度误差应≤±0.3%，以保证压实度达到预定要求。压实度应该采用双控指标，保证马歇尔标准密度对应的压实度≥98%，面层的实测空隙率必须达到3%～7%。渗水系数标准应该≤100mL/min，渗水系数合格率必须≥80%，如果合格率＜80%，必须加倍进行频率检测，若检测的结果依然＜80%，必须对该段面层进行有效处理。

4 结语

综上所述，在公路养护作业中，路基路面维修是重点内容，而软基处理又是路基路面维修的难点和重点，因此，必须掌握软基处理技术，且合理应用，从而保证软基处理效果。通过保障软基处理的质量，提升路基路面的稳定性，进而提升公路养护效果，延长公路的使用寿命，保证行车安全，因此，做好软基处理具有重要的社会经济效益。