四川某县公路边坡水毁特征、成因及养护施工方案研究

摘要 极端天气、风化的共同作用，会导致道路边坡出现比较严重的水毁问题，为保证交通安全，需要针对水毁路段进行养护施工。文章针对某地公路边坡的水毁问题进行研究，分析导致水毁问题出现的原因，结合当地地质、气候状况对水毁问题进行养护施工设计。希望通过研究，能够作为水毁养护施工的参考，帮助相关地区有效应对和解决水毁问题，提升公路工程的使用寿命，保证当地的交通安全。

关键词 公路边坡；水毁特征；成因；养护

中图分类号 U418 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）17-0000-03

0 引言

道路的边坡是道路结构的重要组成部分之一，但是由于雨水冲刷、暴晒、风化、积水等问题，将导致边坡出现水毁问题，严重影响道路的使用寿命和交通安全。针对公路边坡水毁状况，应采取因地制宜的方式开展养护施工，延长道路的使用寿命，提升边坡的防护质量。该文就针对某县边坡的水毁问题展开研究，总结了当地边坡的水毁特征，提出了养护施工方案。

1 项目概况

1.1 水毁状况概述

某县部分道路遭受雨水冲刷及风化作用，导致彰促路K1+209段公路边坡快速老化，并出现边坡坍塌、滑坡、路基塌陷等问题。地质灾害的出现导致了严重的交通堵塞，严重威胁当地的交通安全，为此需要开展养护和水毁治理工作，保障当地的经济发展和公共安全。

1.2 周边环境状况

1.2.1 地质概况

该县境内地质构造单元为川西台陷龙泉山褶皱束和川中台拱、威远穹窿的结合部，龙泉山是该地最高山脉，海拔为600～1 000 m。山脉的西侧山脚一带为侏罗系丘陵区，由冲积层、洪积层组成成都平原；东侧为侏罗系、白垩系组成的丘陵地貌，山脉沿线的丘陵斜坡植被良好，平原地带以水田为主。工程项目区域地貌为丘陵地貌，沿线的植被良好，农田比较密集，以剥蚀地形为主。丘陵之间存在堆积黏性土，排水不畅位置含水量较高，密度较低，会构成湿土软基。

1.2.2 当地气候

项目地区属于亚热带潮湿气候，雨水充沛且蒸发量大，区域内平均气温为16.3℃，其中一月份平均气温在5.6℃左右，七月份平均气温为25.8℃。全年降水总量为976～1 000 mm，主要集中在6～9月，占据全年的70%左右。境内主要河流为龙水河，为沱江流域的支流，河床平均宽度为30 m，年径流量0.75亿立方米。

1.2.3 水文条件

项目所在区域的降雨主要集中在6～9月，区域内的地下水主要为松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水，以大气降水为主要补给方式，随着基岩裂隙或覆盖层孔隙径流，向河谷、冲沟等方向排泄。区域内地下碎屑岩类含水量较高，含水层受相对隔水层的影响，补给会受到限制，地下水露头和涌水量则比较有限。第四系松散堆积层孔隙水主要分布在堆积层孔隙中，区内坡洪积层主要为隔水黏土，透水系数为10−8～10−6 cm/s，属于相对隔水层，因此容易出现积水。

2 水毁特征和成因分析

2.1 主要工点水毁问题分析

彰促路K1+209段，该路为双向二车道，路基宽度为8.5 m，其边坡上部岩体由于受到雨水冲刷、暴晒导致热胀冷缩，并在风化作用下导致局部存在坍塌，表面松散岩体掉落问题严重；边坡的下部为灰绿、紫红色泥岩。由于雨水冲刷和风化的共同作用，导致边坡碎石掉落。

2.2 水毁主要原因分析

2.2.1 雨水和风化作用

结合工点的水毁状况，导致水毁的主要问题为雨水冲刷和风化的共同作用，部分边坡经过雨水冲刷后因热胀冷缩导致老化问题严重。由于当地降雨时间比较集中，在7～9月降雨量较大，雨水将严重冲刷边坡，同时当地夏季气温较高，边坡经过冲刷后受到日晒，导致边坡内外热应力不均匀，破坏边坡的表面结构；灾害地点以灰绿、紫红色泥岩为主，这类泥岩很容易受到风化作用，并且在排水不畅的综合作用下，将加快边坡的老化，从而导致地质灾害出现。

2.2.2 积水破坏地基

当地地形以丘陵为主，水毁地区的洪积层等松散基层以黏土为主，厚度不均，透水性比较差，所以很容易形成局部积水，影响路基和边坡的稳定性，并造成路基的局部沉降问题[1]。

3 养护施工设计方案

3.1 路基设计

路基防护以工程防护和植物防护相结合的原则，提升稳定性并保证与当地自然环境相协调[2]。边坡设计中需要考虑路基稳定、节约用地的要求，在路基填土高度小于8 m时，使用直线形边坡，边坡坡率为1∶1.5；路基填土高度≥8 m时，采用折线形边坡，上部的边坡率为1∶1.5，下部边坡率为1∶1.75。风化严重的边坡在进行碎石清理后，还应进行挂网喷淋处理，避免边坡继续风化，并减少雨水侵蚀（如图1所示）。

图1 边坡处置设计

3.1.1 压实度标准和填料要求

为有效应对水毁问题，养护施工中路基填料应避免使用淤泥土、冻土、有机土、生活垃圾、树根等杂质，同时应保证路基的填料具有足够强度，以应对地震[3]。填石路堤可根据石料强度的不同，制定填筑的厚度和压实标准，压实质量采用压实沉降差、孔隙率进行检验。当使用沉降差控制标准进行压实检测时，应采用12 t以上振动压路机进行试验，若压实顶层稳定且不再下沉，则判断该面处于稳定状态。

3.1.2 路基防护工程方案

（1）路堤边坡防护

在填方边坡高度超过4 m时，应使用网格护坡或拱形护坡防护；填方边坡高度在1～4 m时，针对不受水流冲刷的路段，应使用植草防护；填方的高度低于1 m且不受水流冲刷时，不需要予以防护。斜坡路段和建筑发生干扰的路段，应减少用地，收缩坡脚，尽量减少拆迁面积，并使用重衡重式挡墙进行防护[4]。

（2）路堑挖方边坡

根据高度、岩土界面、裂隙发育程度等因素确定防护方式。高度低于20 m的碎石土路段挖方边坡，应按照高度8～10 m进行分级，设置1.5 m宽的边坡平台，使用放缓边坡护面墙进行坡面防护；高度在20～30 m的砂岩，在按照同样方式设置边坡平台的同时，应使用挂网喷浆、锚杆框架等技术，对不同风化程度的岩层进行处理。对高度在30 m以上且风化程度比较低的挖方边坡，应采用1∶0.5～1：1.0的边坡设计比，按照高度10～15 m进行分级，设置1.5 m宽的边坡平台。

3.1.3 路基排水

若路基两侧边沟和桥涵进出水口、既有水沟相连，应保证边坡纵坡在5%以上，出现特殊困难的地段则需要在0.3%以上。路面水和坡面水采用汇入边沟再排入大沟渠的方式，或者直接建立排水沟渠将其引至路基以外，并在坡口3～5 m以外设置截水沟，避免地表水影响边坡。为减少降雨对坡面的冲刷，应根据坡外截水沟的布置状况，隔级在边坡平台的内侧设置平台排水沟，将坡面水引至路基外。

3.2 路面设计

针对道路的养护施工中，应维持道路原有结构和功能，因此对路面结构不进行修改，继续沿用道路原本的沥青混凝土路面设计。结合当地气候特点，选择70号B级专用石油沥青，路面上层混合料为SBS改性沥青。

道路所使用的粗集料应满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）中的规定，同时为保证沥青路面的使用寿命，所使用的粗集料应保证拥有坚硬的石质，集料不应出现风化情况，而且要保证集料无杂质，具备较强的耐冲击力和强度。沥青路面所使用的细集料为天然砂，0.075 mm筛孔允许通过率为0～5%，不能使用石屑和山场的下脚料。

4 养护工程施工

4.1 路基施工

4.1.1 路堑施工

由于当地6～9月降雨比较集中，因此在雨季到来前应做好地面排水工作，并合理制订施工计划，避免在雨季施工。施工管理人员应注意天气预报，加强对边坡的临时防护工作，防止雨水冲刷坡面，及时将雨水排出，避免在路基位置集中。土石方开挖时，应避免使用大爆破施工，针对靠近路堑的边坡坡面，可以采用小药量爆破或者光面爆破法。

4.1.2 路堤施工

使用软质岩和硬质岩填充下路堤时，应保证硬质岩的含量在30%～70%，控制硬质岩的最大粒径不超过层厚的23%。施工时应采用分层填筑的施工方式，控制每层厚度在40 cm以下。如果硬质岩的含量超过70%，则需要按照填石路堤的标准进行施工。

4.1.3 挡土墙施工

（1）一般施工

施工前应进行截水、排水和防渗工作，由于该工程的岩体破碎问题比较严重，因此应尽量避开雨季施工。在基坑施工过程中，应时刻关注地质结构状况，并实时与设计核对，如果出现与预期地质状况不对应的情况，应根据现场情况及时优化设计。

（2）基础施工

进行基础施工时，应将基底表面已经出现严重风化的土石清除，基坑挖好后应及时封闭坑底，并针对设有内倾斜的稳定横坡，应设置排水设施。在扩大基础时，基础应与墙体同时砌筑。使用扩大基础时，需要将墙体与基础一同砌筑，浇筑体和基础壁的缝隙使用砂浆填充。回填基坑时应采用分层回填的方式，表面需要留下3%的斜坡。

（3）墙身施工

在墙身施工中，应采用错缝浇筑的方式，出地面后及时将基坑回填，并做好顶面的排水、防渗工作。伸缩缝和沉降缝两侧需要保证竖直、平齐。施工期间，应时刻检查墙身的强度，在墙身达到设计强度的75%后，可以进行回填工作，并且注意在墙背0.5～1 m以内的位置，不能使用重型振动压路机进行碾压。

4.2 路面施工

4.2.1 沥青混合料拌和

沥青混合料拌和过程中，应每天对热料仓中集料进行筛分分析，编制质量控制图，保证混合料配合比误差控制在容许范围内，例如下面层0.075 mm粒径为±2%，≥4.75 mm粒径为±7%。如果原材料存在变化，而且混合料不能满足质量要求，应及时调整配合比[5]。

4.2.2 基层、底基层施工技术要求

基层为水泥稳定碎石，建议水泥剂量为4%，施工中的实际掺量应根据试验数据+0.5%，但应控制在3.5%～5.5%。根据骨料密实类型进行粒料的级配。基底层为水泥稳定碎石时，水泥的建议用量为3%，施工实际用量应控制在2.5%～4.5%。

4.2.3 摊铺碾压

摊铺沥青混合料前，应检查混合料状态，保证混合料没有出现离析的情况，如果局部材料离析，应在摊铺试验路期间确定解决方案。在碾压工作中，使用四台14 t静态压路机施工，应保证沥青混合料的碾压终表面温度不低于100℃。经过碾压施工后，应开展压实度检测，使用核子密度仪进行质量检测，保证下层路面空隙率低于7%，压实度不低于97%；表层路面空隙率低于7%，压实度在97%以上，使用马歇尔试验实测密度和生产配合比，并进行对比。

5 结束语

针对公路边坡的水毁问题，应采用因地制宜的施工方式开展治理工作，保证施工方法不会对周边自然环境产生影响，确保养护施工的综合效益。该工程通过开展养护施工工作，可有效解决边坡水毁问题，并且可以确保雨季及时排除积水，有效减少雨水对边坡的冲刷作用，延长道路的使用寿命，并且能够保证交通安全。

参考文献

[1]李展望，何正红，张程.公路边坡水毁风险评价方法研究[J].公路，2023（9）：421-426.

[2]傅诗昊，黄天元，胡寒飞.某临崖公路边坡水毁崩塌地质灾害处治方案研究[J].科技资讯，2023（15）：109-112+121.

[3]陈勖.高速公路路基边坡水毁成因分析及处治[J].运输经理世界，2023（19）：19-21.

[4]高建军.公路水毁路基修复设计研究[J].交通世界，2023（12）：65-68.

[5]刘洋铭，李顺兴，张亮峰，等.高速公路红砂岩路堤边坡水毁机制现场试验研究[J].西部交通科技，2023（1）：69-72.