2010年一級建造師公路工程輔導：論公路路基施工技術

1 引言 　　
　　公路路基施工是整個公路施工工程的關鍵所在，稍有偏差，將給整個工程埋下質量隱患。例如，在公路施工中常會遇到諸如軟土路基，黃土路基等不良路基，如不加以特別處理，會引起填方路堤施工后沉降或不均勻沉陷，路面縱橫坡變碎，平整度下降，導致行車顛簸等，嚴重影響公路的正常使用，造成大量的人力、物力、財力浪費。因此，路基施工應根據施工當地地形、地質狀況、公路等級、所在地區的氣候、結合施工填挖方平衡等來選擇施工方法。 　　
　　2 路基填壓 　　
　　公路路基的強度和穩定性很大程度取決于路基填料的性質及其壓實的程度。從現有條件出發，改進填土要求和壓實條件是保證路基質量經濟有效的方法。
　　2.1 路基填料
　　現行《公路路基設計規范》（以下簡稱規范）規定了對路基填料的要求。對路基填料的最小強度和最大粒徑給了量化的標準，采用承載比實驗（CBR）值表征路基土的強度，引入了路床的概念。對上路床的填料提出了限制條件，高速公路和一級公路路面底以下0cm-30cm的路床填料，其CBR值應大于8，對下路床及下面的填土也給出相應的規定值。
　　2.2 路基壓實
　　當前路基施工，普遍采用了大噸位的壓路機，碾壓效果有了明顯的改善。對于提高路基土的壓實度起了很好的作用。規范規定高速公路和一級公路路面底面以下��80cm��－150cm部分的上路堤其壓實度必須≥95％，對其它等級公路當鋪筑高級路面時，其壓實度亦應按高速公路和一級公路的標準采用。此外，還增加了對路堤基底的壓實度不宜小于93％的規定。隨著我國高速公路的飛速發展，路基施工技術也取得了相當大的進步，對于特殊路基的處理技術也日漸成熟和完善。
　　（1）過濕地區路基的填壓。過濕土地基的填筑比較簡單，一般采用填砂礫墊層和加鋪土工格柵的方法，該方法簡單易行，處理效果較好。但路基的壓實是相當困難的，規范對此作出了若干調整：一是壓實度標準可根據試驗資料確定或較表列數值降低2—3個百分點；二是對于天然稠度小于1.1，液限大于40，塑性指數大于18的粘質土，用于下路床及下路堤填料時，可采用規定的輕型壓實標準；三是改善填料的性質，在土中摻加生石灰，通常可以獲得預期的效果，也可采用新型吸水材料加固。
　　（2）黃土路基的壓實。與其他公路路基黏性土相比，黃土尤其易受水的侵害，是一種特殊的黏性土。常將黃土路基劃分為兩類：非濕陷性黃土和濕陷性黃土。其中，濕陷性黃土主要分布在我國中西部地區，其作為路堤填筑材料時，由于受水浸濕后，本身結構被迅速破壞，應有強度減小，若施工不當則會發生很大的下沉量，引起路基失穩，特別是高路堤地段的填筑更是會引發一系列的工程病害。因此，黃土路基的壓實也應根據實際情況的不同合理選擇。
　　①沖擊壓實：沖擊壓實處理地基的原理是用一定的沖擊能量使土體里的水分擴散固結并擠密壓實土體而達到加固土體的目的。沖擊壓實技術只適合于淺層濕陷性及濕軟性黃土地基的處理，且其有效影響深度一般不超過80cm，沖壓遍數以30遍左右為宜。在沖壓施工的過程中應注意：保持最佳含水量；受沖擊壓實機的機型限制，被沖壓的路基長度一般不應小于120m，寬度不宜小于15m；每一層沖壓前，應先沿路基邊沿沖壓5遍左右，以減少在沖壓過程中沖擊能對路基的側向擠壓作用；用沖擊壓實機進行路堤邊沿壓實時速度應稍慢，否則，可能引起車身滑出路堤；沖壓時應注意輪跡的連續性，特別是調頭處，不要預留空白帶而影響壓實效果。
　　②強夯施工：又稱動力固結法，是用起重機械將8t～40t夯錘起吊到6m～25m高度后，自由落下，給地基以強大的沖擊能量的夯擊，使土中出現沖擊波和沖擊應力，迫使土體孔隙壓縮，土體局部液化，在夯擊點周圍產生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和氣體逸出，使土粒重新排列，經時效壓密達到固結，從而提高地基承載力，降低其壓縮性的一種有效地基加固方法。 
　　3 路基排水 　　
　　水是影響路基強度和穩定性的一個重要因素，水的侵蝕會造成許多路基病害的。同時，從環境保護和不損害當地農田水利設施考慮，必須做好路基排水，形成排水系統，并與地區排水規劃相協調，防止因各種原因造成的水患，給路基、路面施工造成不必要的損失。
　　公路排水主要包括兩個方面：一是地下排水，即減少地下水、農田排灌水對路基穩定性及其強度的影響；二是路表排水，除將路面、地面的水迅速排出之外，應最大限度地減少雨水對路基、路面質量的影響，減少因路表水排水不暢或路表水下滲對路基、路面結構和使用性能產生的損害。
　　地下水排水設計可以采用適當提高路基最小填土高度或在路基底部設置隔水墊層等辦法。在施工前開挖臨時排水邊溝，排除施工期地表水并降低地下水，同時在路基底部摻加低劑量石灰處理，設置40cm厚的穩定層等，可起到較好的效果。路表排水設計，一是可以通過路面橫坡、邊溝、邊溝急流槽等將路表水迅速排出路基以外。二是設計中央分隔帶縱向碎石盲溝、軟式透水管及橫向排水管將施工期進入中央分隔帶的雨水及運營期中央分隔帶的下滲水迅速排出路基之外。三是設計泄水孔以迅速排除橋面水。四是采用瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝或排水管將滲入路面面層的水引出路基之外。路面滲水的排水設計，沿路面邊緣設置由透水性填料集水溝、橫向出水管和過濾織物組成的路面邊緣排水系統，通過設置瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝和排水管，將滲入路面面層的水引出路基之外。由于通過瀝青面層下滲的水量有限，設計中應在每10m左右設置一道Ф5cm橫向排水管以確保路面下滲水的排除。 　　
　　4 路基防護 　　
　　路基防護主要有三個方面。
　　（1）坡面防護。坡面防護的目的是防止地表水流的沖刷、坡面巖土的風化剝落以及與環境的協調。通常措施是采用石砌圬工防護，混凝土預制塊護坡多用在路堤邊坡，連片的及帶窗孔的護面墻，用于路塹邊坡。但由于石砌圬工及混凝土防護存在造價高、易破損等諸多問題。現在，種草防護技術應用較為廣泛，邊坡較高則采用砌石框格種草防護，起到改善生態環境、美化景觀和坡面防護的三重效果。石砌圬工防護的使用仍較普遍，混凝土預制塊護坡多用在路堤邊坡，連片的及帶窗孔的護面墻用于路塹邊坡。破裂的或易于風化破碎的巖石路塹邊坡采用錨桿掛鐵絲網或高強塑料網格噴漿或噴射混凝土以及噴射纖維混凝土防護也有較好的效果。但考慮到石砌圬工及混凝土防護造價高、易破損等諸多問題，從環境保護的角度出發，建議大力推廣既能改善生態環境又美化景觀的種草防護技術。
　　（2）沖刷防護。傳統的方法是用砌石、拋石、鐵絲石籠和擋土墻防護，改進后可以用高強土工格柵代替鐵絲做石籠，用聚脂或聚胺脂類土工織物混凝土護坡模袋做成的護面板防護受水沖擊的邊坡，很能適應土體不均勻沉降。
　　（3）支擋防護。擋土墻用于支擋防護目前仍占主要。①石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、墻高較低、地基較好的場合；②鋼筋混結構的懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻和板柱擋土墻其受力比較合理，墻身圬工體積小，也已廣泛應用于公路路基的防護；③垛式擋土墻易于調整墻的高度，并采用預制構件拼裝，是一種特殊形式的擋土墻。