論公路路基工程質(zhì)量成因及防治措施

　　摘 要：路基是公路建設(shè)的一個重要組成部分，承受著由路面和車輛帶來的荷載，有效的提高路基施工質(zhì)量對于增強(qiáng)公路的使用壽命和道路穩(wěn)定性都有著至關(guān)重要的作用，文章針對路基工程中出現(xiàn)的一些質(zhì)量問題提出了防治措施和個人建議，供同行參考。

　　關(guān)鍵詞：公路路基,質(zhì)量成因,防治措施

　　前 言

　　路基是公路的重要組成部分，是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物，承受由路面?zhèn)鬟f來的荷載，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，受水、溫度、土質(zhì)等客觀因素影響，同時也受行車荷載的作用，路基設(shè)計、施工方法及養(yǎng)護(hù)方法是否正確等人為因素制約。

　　1公路路基施工質(zhì)量問題分析

　　公路路基產(chǎn)生質(zhì)量問題主要是受路堤填料、氣候、路基地質(zhì)條件、設(shè)計、施工等多方面不利因素的影響。

　　首先在設(shè)計方面，常見的有斷面尺寸不合理，邊坡取值不當(dāng)，排水、防護(hù)與加固不妥，未對高填路堤進(jìn)行穩(wěn)定性驗算，且施工工藝、填料沒有做特別要求說明。

　　在施工方面則主要表面為翻漿冒泥、路基整體或局部不均勻沉降、路基從橫向開裂、邊坡滑坍和凍害等。具體表現(xiàn)為：

　　1.1.1翻漿冒泥

　　路基強(qiáng)度因含水過多，強(qiáng)度急劇降低，再加上重復(fù)行車的重力，使路基發(fā)生彈簧、裂縫、鼓包、冒泥、車轍等現(xiàn)象，稱之為翻漿冒泥。翻漿冒泥一般易發(fā)生于基床土質(zhì)不符合要求的部位，特別是以細(xì)粒土作路基填料、風(fēng)化石質(zhì)及劣質(zhì)填料作基床，降雨量大的路堤和路塹地段。

　　1.1.2路基整體或局部不均勻沉降

　　影響路基沉降的因素很多，如荷載大小、土層特性及其分布、土的應(yīng)力、地下水的作用等。大量的調(diào)查研究表明，路基不均勻沉降是多方面因素綜合作用的結(jié)果。一般而言，路基不均勻沉降的主要原因有：填方路基土體壓實(shí)度不足;地基土體中存在飽和軟土層;路基填料剛度差異，在行車的動荷載作用下，基床結(jié)構(gòu)內(nèi)可能造成較大的附加應(yīng)力，導(dǎo)致路基破壞。地下水的動態(tài)變化，引起土體容重、孔隙水壓力等變化可能對土體產(chǎn)生較大的附加壓力。這些附加壓力，能造成填土的附加沉降;填料不均，回填料的材料組成和性質(zhì)差異，可能引起不均勻沉降，導(dǎo)致路基的局部開裂或沉陷;路基的側(cè)向變形也是路基產(chǎn)生不均勻沉降的原因。

　　1.1.3路基縱橫向開裂

　　(1)橫向裂縫產(chǎn)生的主要原因

　　1)由于路基大多數(shù)為剛性和為半鋼性結(jié)構(gòu)。其對溫度變化的影響十分敏感，路基受熱脹冷縮的影響，容易產(chǎn)生裂縫。

　　2)瀝青未達(dá)到適合于本地區(qū)氣候條件和使用要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，致使瀝青面層溫度收縮或溫度疲勞應(yīng)力(應(yīng)變)大于瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度(應(yīng)變)。

　　(2)縱向裂縫形成的原因

　　1)縱向溝槽回填土壓實(shí)質(zhì)量差而發(fā)生沉陷。

　　2)半填半挖路段的填方路基壓實(shí)度不夠，產(chǎn)生沉降，路面出現(xiàn)縱向裂縫。

　　1.1.4邊坡滑坍

　　形成邊坡滑坍的因素很多，主要表現(xiàn)在：

　　(1)種草、鋪設(shè)草皮、植樹等防護(hù)地段受雨水沖蝕，坡面土體流失，在植物根部間形成沖溝或沖坑，甚至直接連根帶走。

　　(2)干砌護(hù)坡地段水從坡面石縫流出，坡下土體被水淘空，片石砌體變形、下陷。

　　(3)漿砌片石地段雨水沿路基面流入護(hù)坡碎石墊層，淘空石砌坡面及基礎(chǔ)下土體，粉土外流成堆，而砌體表面上并無大的變化、具有一定隱蔽性。

　　(4)路基與橋涵結(jié)合部護(hù)錐沖空，路橋結(jié)合部道心產(chǎn)生空洞，軌枕懸空。

　　(5)其它基建取土坑邊坡未防護(hù)，土體流失造成護(hù)道寬度不足等。

　　1.1.5凍脹

　　造成凍脹的因素主要有溫度、水、土質(zhì)、路基結(jié)構(gòu)和行車荷載。首先冬季寒冷時間較長，路基土壤的凍結(jié)深度較大，凍脹現(xiàn)象也比較嚴(yán)重;其次是水源，包括地表積水和春融期間由山坡向下的地下滲水等，還必須有毛細(xì)作用強(qiáng)的粉土、細(xì)砂等細(xì)顆粒土壤;再次無論是在施工還是運(yùn)營階段，受車輛和路面的荷載作用也會造成直接影響。

　　2病害的預(yù)防與整治

　　2.1 設(shè)計方面

　　(1)做好地質(zhì)勘探調(diào)查

　　對路線經(jīng)過的地形、地貌、水文地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)探查，尤其要對特殊路基段提供詳細(xì)的設(shè)計資料，地表不良路段，設(shè)計可考慮換土或摻白灰、水泥及鋪設(shè)土工布等措施。

　　(2)確保路基最小填筑高度

　　路基最小填筑高度必須保證不因地面水、地下水、毛細(xì)水及凍脹作用的影響而降低其穩(wěn)定性，按照路基設(shè)計規(guī)范要求，根據(jù)土基干濕類型及毛細(xì)水位高度，確保路基最小填筑高度，當(dāng)路基填筑高度受限制而不能達(dá)到規(guī)范規(guī)定時，則應(yīng)采取相應(yīng)的處治措施，如：換填砂礫、石渣等透水性材料設(shè)置隔離層或修筑地下滲透溝等以避免地面積水和地下水浸入路基，影響路基工作區(qū)內(nèi)的土基強(qiáng)度與穩(wěn)定性。土質(zhì)挖方路基，須換填不少于60 em砂礫，石質(zhì)挖方路基，須設(shè)置30 cm砂礫墊層，橫向排水不暢路段要加設(shè)盲溝。

　　(3)明確路基填料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

　　要求在公路工程施工圖設(shè)計中，必須明確不同填高內(nèi)路基填料的CBR值(最小強(qiáng)度)及最大粒徑要求。種植土、腐殖土、淤泥凍土及強(qiáng)膨脹土等劣質(zhì)土嚴(yán)禁直接用于填筑路基。礫(角礫)類土應(yīng)優(yōu)先選作路床填料，土質(zhì)較差的細(xì)粒土可填于路堤底部。

　　(4)完善路基綜合排水設(shè)計

　　公路工程設(shè)計中，必須遵循因地制宜，整體規(guī)劃，綜合考慮的原則進(jìn)行路基縱、橫向排水設(shè)計，避免造成路基兩側(cè)長期積水浸泡路基，使路基承載力下降面發(fā)生沉降變形。

　　(5)確保路基邊坡穩(wěn)定性

　　高填、深挖路基的邊坡應(yīng)根據(jù)填料種類、邊坡高度和工程地質(zhì)條件等規(guī)范確定，高填路堤必須進(jìn)行路基穩(wěn)定性驗算。填方邊坡過高時，可考慮在邊坡中部加置邊坡平臺。

　　2.2填筑材料方面

　　(1)路基填筑材料中含水量應(yīng)達(dá)標(biāo)

　　目前用作路基填筑的材料越來越多，諸如天然戈壁料、碎石土、礫石土等都是較為理想的材料。雖然這些材料作為路基填料有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，但他們的優(yōu)點(diǎn)往往被施工人員認(rèn)為只要使用這種材料就可以做出好的路基，施工中為了減低成本，許多施工單位不注意材料的最佳含水量，甚至忽略這些，造成路基反復(fù)碾壓很難達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的壓實(shí)度現(xiàn)象。

　　(2)路基填筑材料中易熔鹽含量不應(yīng)超標(biāo)

　　路基填筑材料中易溶鹽含量超過國家規(guī)范要求時即屬鹽漬土，鹽漬土常遇到的易溶鹽類有氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣、硫酸鈉、硫酸鎂、碳酸鈉、重碳酸鈉，有時也可遇到不易溶解的硫酸鈣和很難溶解的碳酸鈣，由于土中所含易溶鹽會使土的物理、力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，引起許多路基“病害”的出現(xiàn)，隨著土中含鹽性質(zhì)和含鹽量的不同，鹽漬土所引起的路基“病害”的類型與嚴(yán)重程度也不同，常見的鹽漲現(xiàn)象就是典型的易熔鹽含量超標(biāo)引起的路基病害。

　　2.3施工方面

　　2.3.1翻漿冒泥根治

　　根治翻漿冒泥路基的方法有：加高路基;降低地下水位;設(shè)置透水性隔離層;采用碎石樁、塑料排水板、石灰樁、砂樁、石灰砂樁加固濕軟土基等。

　　2.3.2邊坡防護(hù)

　　邊坡防護(hù)包括坡面防護(hù)、沖刷防護(hù)、石砌圬工防護(hù)等。坡面防護(hù)主要是保護(hù)坡面免受雨水沖刷、坡面巖土的風(fēng)化剝落、環(huán)境的協(xié)調(diào)、減緩溫差、減緩濕度變化等，起到防止水土流失的作用。坡面防護(hù)多采用方型、菱形、拱型、M型等砌石框格植物防護(hù)。

　　首先，植物的枝葉能截留部分降雨，減輕對邊坡的濺蝕，防止邊坡出現(xiàn)沖溝、坍塌和泥流等危害。其次，由于植被根部可以深入邊坡土體之中，增大土粒間的粘聚力，使邊坡更加穩(wěn)定。再次，良好的植被能增加地表粗糙度，攔截地表徑流，保護(hù)坡面免遭沖刷。在實(shí)際工程中，為了保持邊坡穩(wěn)定性和便于施工，常在邊坡上修筑一個或多個邊坡平臺及設(shè)置人工條紋，延長了水流動距離、改變水流流向，起到了消能的作用，使邊坡免受進(jìn)一步?jīng)_刷。

　　石砌圬工防護(hù)仍較普遍使用�；炷�土預(yù)制塊護(hù)坡多用在路堤邊坡;連片的及帶窗孔的護(hù)面墻多用于路塹邊坡;破裂或易于風(fēng)化破碎的巖石路塹邊坡采用框架梁、錨桿掛鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土或纖維混凝土等防護(hù)措施，也有較好的效果。

　　但石砌圬工及混凝土防護(hù)存在造價高、易破損等諸多問題，從保護(hù)環(huán)境角度出發(fā)，建議大力推廣種植植物防護(hù)方案，它既能改善生態(tài)環(huán)境又能起到美化景觀的作用。

　　2.3.3縱橫縫產(chǎn)生的預(yù)防

　　道路出現(xiàn)裂縫是由于目前所采用的基層的結(jié)構(gòu)形式(強(qiáng)基薄面)和選用材料以及受氣候的影響而不可避免的，采取有效的的防治辦法，并防止其發(fā)展到路面龜裂，出現(xiàn)坑槽以及碎裂等嚴(yán)重病害。

　　(1)橫向裂縫的預(yù)防措施

　　1)合理組織施工，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)連續(xù)進(jìn)行，減少冷接縫。冷接縫的處理，應(yīng)先將已攤鋪壓實(shí)的攤鋪帶邊緣切割整齊、清除碎料，然后用熱混合料敷貼接縫處，使其預(yù)熱軟化;鏟除敷貼料，對縫壁涂刷0.3kg/m ～0.6kg/m 粘層瀝青，再鋪筑新混合料。

　　2)充分壓實(shí)橫向接縫。碾壓時，壓路機(jī)在已壓實(shí)的橫幅上，鋼輪伸入新鋪層15cm左右，每壓一遍向新鋪層移動15cm～20cm，直到壓路機(jī)全部在新鋪層為止，再改為縱向碾壓。

　　3)橋涵兩側(cè)填土充分壓實(shí)或進(jìn)行加固處理;沉降嚴(yán)重地段，事前應(yīng)進(jìn)行軟土地基處理和合理的路基施工組織。

　　(2)縱向裂縫預(yù)防措施

　　1)采用全路幅一次攤鋪，如分幅攤鋪時，前后幅應(yīng)緊跟，避免前攤鋪幅混合料冷卻后才攤鋪后半幅，確保熱接縫。

　　2)如無條件全路幅攤鋪時，上、下層的施工縱縫應(yīng)錯開l5cm以上。前后幅相接處為冷接縫時，應(yīng)先將已施工壓實(shí)完的邊緣坍斜部分切除，切線須順直，側(cè)壁要垂直，清除碎料后，宜用熱混合料敷貼接縫處，使其預(yù)熱軟化，然后鏟除敷貼料，并對側(cè)壁涂刷0.3kg/m ～0.6kg/m 粘層瀝青，再攤鋪相臨路幅。攤鋪時控制好松鋪系數(shù)，使壓實(shí)后的接縫結(jié)合緊密、平整。

　　3)溝槽回填土應(yīng)分層填筑、壓實(shí)，壓實(shí)度需達(dá)到要求。如符合質(zhì)量要求的回填土來源或壓實(shí)有困難時，須作特殊處理，如采用黃砂、礫石砂等。

　　2.3.4凍脹整治措施

　　(1)消除水源

　　水是造成路基凍害的最主要的原因，防治這一病害的根本是盡可能消除水源。在路基施工和完成階段，都要及時排除地表積水，隔斷地下滲水，或者用地下排水降低地下水位，加設(shè)盲溝導(dǎo)流積水，甚至用隔離層切斷水的供應(yīng)。排水及隔水的目的在于排除地表水或降低疏導(dǎo)地下水及隔斷下層水，以消除或減少路基土體的凍脹。

　　路基排水一般分為地面水和地下水兩大類。地面水是存在于地殼表面，暴露于大氣的水。水對路基的破壞主要由這種地表水入滲造成的，地面水以防為主，整治設(shè)計中要考慮完善或恢復(fù)地面排水系統(tǒng)，及時排除聚集在路基范圍內(nèi)或流向路基本體的地表水，防止水滲入路基。通常采用的地面排水設(shè)施是邊溝、截水溝、跌水、急流槽以及地表的排水管;地表水滲入路基土體，不但降低土的抗剪強(qiáng)度，且成為地下水的重要補(bǔ)給來源，故地下水以疏導(dǎo)為主。為此在確定整治措施時應(yīng)根據(jù)地下水的類型、補(bǔ)給來源、方式及流量大小等，采用不同的疏導(dǎo)措施。

　　(2)換土

　　采用冰凍穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高的粗顆粒土換填路基上部，可以提高路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。換土可達(dá)到三個目的：一是將部分凍脹性土換成不凍脹土，以便減小凍脹值;二是將凍脹性較弱的土(或不凍脹土)換成凍脹性較強(qiáng)的土，以便消滅凍谷或單側(cè)凍起等;三是改換土中的凍脹土層，或凍脹土質(zhì)的不均勻條件，以消除凍害條件。換土層厚度可根據(jù)地區(qū)情況、公路等級、行車要求以及換填土材料等因素確定，一般路基上部換填60~80cm厚的粗粒土，路基可基本穩(wěn)定。

　　(3)保溫措施

　　負(fù)溫是土體凍結(jié)的前提條件，是決定土的凍結(jié)過程和凍脹以及凍土物理力學(xué)性質(zhì)的基本因素。為防止水的凍結(jié)和土的膨脹，可在路基中設(shè)置隔溫層，以減少冰凍層，在路基基床的土體中，從路基基床面往下做一定厚度的保溫材料，使冬季的凍結(jié)深度不能超過保溫層厚度或按設(shè)計要求超過保溫層一定厚度。保溫層厚度一般不小于15cm，隔溫材料可用泥炭、碎磚、爐渣等，直接鋪在路面下，寬度每邊寬出路面邊緣30~50cm。

　　2.4特殊土地基處理措施

　　濕陷性黃土、軟土具有含水量大、抗剪強(qiáng)度低、承載能力低的特性，稱之為特殊土。水的作用是特殊性巖土性質(zhì)惡化的誘導(dǎo)因素，它對水具有特殊敏感性。浸水軟化、強(qiáng)度衰減是加劇路基缺陷程度的重要原因。針對特殊土地基的特性，采取如下措施：1)換填透水性良好的土基底進(jìn)行加固;2)白灰粗砂樁進(jìn)行加強(qiáng)提高了路基承載力;3)石灰、水泥穩(wěn)定碎石法;4)對路基采取強(qiáng)夯、預(yù)壓等措施或使用土工織物。

　　3結(jié) 語

　　公路工程施工質(zhì)量控制，是公路建設(shè)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它既是路面承載體也是公路的主體。因此，質(zhì)量控制在公路工程建設(shè)中起著舉足輕重的作用。路基工程質(zhì)量的好壞，直接影響到公路使用品質(zhì)、車輛行駛的舒適性和正常的行車交通，對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要意義。所以要始終堅持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，注意加強(qiáng)施工管理，強(qiáng)化質(zhì)量意識，就一定會提高路基的耐久性。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]賈文君，鄭瓊，楊有海.蘭新公路路基凍害原因分析及整治探討[J].路基工程.