市政道路路基处理方法探究

杨国明

（甘肃省陇西县凯隆建设工程有限责任公司，甘肃 定西 748100）

随着城市化进程的加速，市政道路建设已成为城市基础设施建设的重要组成部分。道路路基作为道路的基础，其稳定性与耐久性对整个道路的质量和使用寿命产生重大影响。因此，研究市政道路路基处理方法对提高道路工程质量具有重要意义。

1 市政道路路基处理的基本原则和要求

1.1 基本原则

1.1.1 因地制宜的原则

因地制宜是市政道路路基处理的首要原则。这意味着在设计和施工过程中，必须考虑到地理、气候和环境因素的影响。例如，在多雨地区，路基材料需要具有良好的排水性能，以防水分积聚导致路基软化或破坏。在寒冷地区，又需要关注路基材料对冻融循环的抵抗能力。因地制宜还涉及土壤类型和地下水位的考虑。不同土壤类型（如黏土、沙土或砾石）对路基材料的选择和处理方法有着直接影响。同时，高地下水位地区需要特别关注排水系统的设计，以防路基受到水的侵蚀。综合地理、气候和土壤特性的考量，可以确保路基设计的合理性和适用性。

1.1.2 科学合理的原则

科学合理原则要求在路基处理中应用现代工程技术和科学数据支持的设计方法。这涉及使用精确的测量和计算，以确定路基厚度、材料选择和施工方法。例如，通过地质勘探和土壤测试，可以准确评估土壤的承载能力和变形特性，从而制定出适宜的路基加固方案。此外，科学合理的设计还包括对新材料和新技术的应用。随着科技的进步，许多新型环保材料和施工技术被引入道路建设中。这些新技术不仅提高了路基的性能，还有助于减少环境影响。因此，在路基处理中融入科学研究和技术创新是至关重要的。

1.1.3 经济实用和安全可靠的原则

经济实用原则强调在确保路基质量的前提下，尽可能地降低成本。这不仅包括直接的材料和施工成本，还包括长期的维护和修复成本。合理的设计和施工方法可以大幅度降低道路的整体生命周期成本。安全可靠原则是市政道路建设的核心。路基必须能够承受日常交通载荷和极端天气条件的影响，确保长期的稳定性和耐久性。这要求在设计阶段就充分考虑安全因素，例如对于位于地震带的地区，路基的抗震设计就显得尤为重要。

1.2 基本要求

1.2.1 路基的承载能力

确保路基具有足够的承载能力是道路设计和施工的基本要求。路基承载能力的充分性直接关系到道路的使用寿命和安全性。为达到这一要求，首先需要通过地质勘查和土壤测试来评估土壤的承载力。在土壤强度不足以承受预期荷载的情况下，需采用加固措施，如采用地基加固技术（搅拌桩、压实填料）和选择合适的路基材料（碎石、砾石混合层）。此外，设计时要考虑到道路的预期使用情况，包括交通流量和车辆类型，确保路基设计能够满足实际运营需求。

1.2.2 抗滑性能的提高

提高路基的抗滑性能，防止滑坡，对于位于斜坡或不稳定地区的道路尤为重要。要实现这一目标，必须在设计初期对潜在的滑坡风险进行评估，并采取相应的预防措施。这可能包括斜坡加固、排水系统设计以及使用抗剪强度高的材料。排水系统的设计尤为关键，因为水分往往是导致滑坡的主要因素。因此，确保路基具有良好的排水能力，可以有效减少水对路基稳定性的负面影响。

1.2.3 降低透水性和提高稳定性

降低路基的透水性和提高其稳定性是为了防止由于水分渗透和温湿度变化造成的路基损害。这要求在路基设计和施工中使用防水或低透水性材料，如防水膜或防水混合料，以及确保路基和路面之间有良好的防水层。此外，为了应对温度变化和湿度变化导致的路基变形，需要选择适应性强的材料，并在设计中考虑适当的膨胀缝或变形缝，以适应温度和湿度的变化。综合这些措施，可以有效提高路基的稳定性，保障道路的长期使用安全。

2 市政道路路基处理的常用方法及其适用范围

2.1 换填法

换填法的基本原理是移除软弱、不稳定的土层，替换为具有较高强度和较低压缩性的材料，如砂、碎石或煤渣等。这种方法通过改变路基的物质组成，提高其整体承载能力和稳定性。在实施过程中，关键步骤包括挖掘、材料选择、分层回填和压实。精确的挖掘深度和材料的选择对于确保换填效果至关重要。

优势方面，换填法对于处理浅层软弱土层尤为有效。例如，对于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土等土质，通过换填可以显著提高路基的稳定性。这种方法比较经济且施工简单，尤其适用于城市道路改造和维修工程，其中地基处理的深度和范围受到限制。

换填法主要适用于浅层地基处理，尤其在土层深度不超过几米且地基土质较弱的情况下效果显著。根据不同地区的地质条件，换填法在效果上存在一定差异。例如，在河滨、海滨等地区，由于土层含水量高，适用换填法后的改善效果更为显著。

为了评估换填法的效果，通常会进行一系列的土壤测试，如承载力测试、压缩性测试等。通过对比处理前后的数据，可以量化换填法的改善效果。例如，承载力的提高、压缩量的减少都是评价换填法效果的重要指标。

2.2 堆载预压法

堆载预压法的核心原理是在地基上施加临时额外负荷，促使地基土在施工前就经历一定程度的固结和压缩。这种方法通过模拟未来道路将承受的荷载，使地基在实际施工前已适应这种负荷，从而减少后期的沉降和不均匀变形。该方法的优势在于其简便性和经济性。相比于其他复杂的地基加固技术，堆载预压法不需要昂贵的材料或高级技术设备，且施工过程相对简单。此外，它对于改善透水性良好地基的承载能力和稳定性特别有效，尤其是在土壤层较深且受力均匀的场合。

堆载预压法主要适用于透水性较好的地基，如砂土、粉土等。在这类土质中，由于水分可以较快排出，所以预压过程中的固结作用更为显著，从而更有效地改善地基的承载能力和稳定性。在评估堆载预压法的效果时，通常需要考虑的数据包括土壤的初始承载能力、固结度、沉降量等。通过在施工前后对这些指标进行比较，可以直观地评估预压效果，如果沉降量显著减少，说明土层已经较为稳定，达到了预期的加固效果。

实施堆载预压法时，需重点考虑预压荷载的大小和作用时间。荷载的选择应基于地基的初始承载能力和预期的固结程度，通常需要通过专业的地质评估和计算来确定。同时，荷载作用的时间长短直接影响固结效果，通常这个时间会根据土质、厚度和水分含量等因素进行调整。此外，还需注意施工过程中对周围环境的影响。由于堆载预压会增加地面压力，可能会对周边建筑物或地下设施产生影响。因此，在施工前进行周边环境的风险评估和必要的防护措施是非常重要的。

2.3 强夯法

强夯法的基本原理是利用重锤（通常重达几吨）从一定高度自由下落，通过其冲击能量对土壤进行夯实。这种方法主要适用于非饱和的砂土地基，其核心优势在于能显著增加土壤的密实度和承载能力。通过强夯，土粒重新排列，空隙减少，从而提高了土壤的稳定性和抗剪强度。强夯法的优势还体现在其施工速度快、成本相对低廉、对环境影响小等方面。与其他地基加固方法相比，强夯不需要添加额外的材料，仅通过机械作用改善土壤性质，因此更加环保。此外，这种方法对提高土壤的抗液化能力尤其有效，对于地震多发地区的道路建设来说，这一点尤为重要。

强夯法主要适用于无黏性土、杂填土和半饱和砂土等地基处理。这些土质类型在未经处理时，往往密实度不足，容易在荷载作用下发生沉降或变形。通过强夯处理，这些土质的承载能力和稳定性可以得到显著提升。在评估强夯法的效果时，主要依据的是土壤的密实度、承载能力和沉降量等数据。一般来说，强夯后，土壤密实度会显著增加，承载能力提高，同时，土壤的沉降量会减少。通过对比处理前后的土壤测试数据，如标准贯入试验（SPT）值、静载试验等，可以直观地评价强夯法的效果。实施强夯法时，需考虑锤体重量、落锤高度、夯击点间距等关键参数。锤体的重量和落锤高度直接影响到夯实能量的大小，而夯击点的选择和间距则影响夯实的均匀性。通常，这些参数需要根据土壤条件和工程要求来确定，以达到最优的夯实效果。此外，强夯施工可能会对周围环境造成影响，如振动和噪音。因此，在施工前需要对周边建筑物和设施进行评估，确保夯实作业不会对其造成损害。在某些情况下，可能需要采取减震措施，以减少对周围环境的影响。

3 市政道路路基处理方法的发展趋势

3.1 技术创新与高效施工

随着科技的快速发展，市政道路路基处理方法正在经历技术革新。新材料、新设备和新技术的应用正在提高道路建设的效率和质量。例如，智能化施工设备可以更精确地进行地基处理，减少人为误差，同时提高施工速度。此外，地理信息系统（GIS）和建筑信息建模（BIM）技术的应用，使得项目管理更加高效，从设计到施工的每一个环节都可以实现优化。此外，非开挖技术的发展，如微型钻孔、地下注浆等，为城市地下复杂环境中的道路维修和加固提供了更多可能性。这些技术可以在不破坏地面结构的情况下，对路基进行有效加固，大大减少了施工对城市交通和环境的影响。

3.2 环境可持续性与绿色建设

环境保护和可持续发展是当代社会的重要议题，市政道路路基处理方法也在逐渐向环境友好型发展。这包括使用可回收材料、减少建设过程中的碳排放以及保护自然生态。例如，利用再生混凝土、再生沥青等材料来代替传统材料，不仅可以减少建筑废物，还能降低道路建设的环境影响。此外，绿色建设理念的引入，如透水混凝土和绿色屋顶，不仅提高了城市的生态环境，还提高了道路的排水能力和热岛效应的缓解能力。这些创新不仅符合环保要求，也提升了道路的功能性和美观性。

3.3 智能化和数字化管理

数字化和智能化是未来市政道路路基处理方法的另一大发展趋势。通过将物联网（IoT）、大数据分析、人工智能（AI）等技术应用到道路建设和维护中，可以实现路基状态的实时监控和智能预测。这些技术可以帮助工程师及时了解路基的状况，预测潜在的问题，从而做出更加准确和及时的维护决策。例如，通过在道路中嵌入传感器，可以实时监测路基的温度、湿度、承载力等关键指标。结合大数据分析和AI 算法，可以预测道路的寿命和需要维修的时间，从而优化维护计划和成本。这种智能化管理不仅提高了道路的安全性，也降低了长期的维护成本。

4 结束语

在综合考量市政道路路基处理方法的各个方面后，可以得出以下结论：当前和未来的市政道路路基处理正向着技术创新、环境可持续性和智能化管理方向迈进。这些处理方法不仅关注于提升施工效率和道路性能，也逐渐融入了环保理念和先进的数字技术。从换填法、堆载预压法到强夯法，各种传统方法正在与现代技术结合，以适应复杂多变的地质条件和城市发展需求。同时，环保材料的使用和绿色建设理念的引入正成为新的趋势。再加上智能化和数字化技术的应用，为实时监控和预测道路状况提供了更多可能，大大提高了道路建设和维护的效率与可靠性。总体来看，这些进展不仅促进了市政道路建设技术的发展，也为实现更安全、高效和环境友好的城市交通体系奠定了坚实基础。