浅谈高速公路路基施工技术

2013-04-11王旭辉

河南科技 2013年12期

王旭辉

(陕西高速诚信交通工程有限公司，陕西西安 710054)

路基就是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物。路基的主要功能是承受路面荷载，并将荷载向地基深处传递扩散。高速公路的路基是高速公路最基本的组成部分，坚实稳定的路面基层是稳定路面和安全行车的重要保障。随着我国高速公路的蓬勃发展，高速公路的修筑经验日益丰富，高速公路的修筑水平也日益提高，高速公路路基施工工艺也日益完善。

1 高速公路路基概述

基层是用高质量材料铺筑的结构承重层，位于沥青面或者水泥混凝土面板下面。底基层或者称之为路面基层，是在沥青路面基层下或者在水泥混凝土路面基层下面采用质量较次的材料铺筑而成的结构承重层。基层和底基层都可以铺筑一层或者两层，在材料的选取上也可选取一种或者两种。沥青路面的基层或水泥混凝土路面的基层是路面结构的称重层，对沥青或水泥混凝土面层的车辆载荷所产生的垂直力具有重要的承载功用，同时将路面荷载向垫层和土基中扩散。路面基层的功用决定了其强度大和刚度强的特性。要使路面基层具有良好的刚度和强度，并具有良好的扩散应力，就需要路面基层拥有足够的水温性和冰冻稳定性，对冲刷的抵抗能力较强，路面收缩性要控制在较小的程度，同时基层的平整度要求也要高，与路面的结合肚也要设计合理。

我国的高速公路建设起步相对较晚，但我国高速公路发展速度较快，发展的力度较大。目前我国高速公路路面基层所使用的材料按照路面基层结构组合设计可分为柔性基层材料、半刚性基层材料、刚性基层材料、混合式基层材料。柔性材料主要有级配型集料、嵌锁型碎石以及沥青碎石混合料等，半刚性基层材料主要有水泥稳定类材料、石灰稳定类材料、石灰工业废渣稳定类材料等，刚性基层材料主要有水泥混凝土、贫混凝土和碾压混凝土等，混合式基层材料就是上部使用柔性基层材料，下部使用半刚性基层材料。

2 路基填料的选择和路基压实

在路基填料规范中对路基填料的选用条件作出了规定，路基填料的最小强度和最大粒径都有了量化的标准，对表征路基土的强度采用了CBR 值，同时也将路床的概念引入进来。上路床的填料路基填料规范中也提出了限制条件，对于高度公路路面以下0 至30 厘米的路床填料其表征路基土的强度应在CBR 值8 以上。在规范中，对下路床和下路床以下的填土，也都有相应的规定值，如果路基填料达不到规定最小强度，则应在路基填料中掺合粗粒料或者采取更换路基填料从而使路基填料的强度达到规范的要求。在路面压实方面，规范也对高速公路路面地面以下的上路堤的压实度提出了要求，要求路面地面以下80 厘米至150 厘米部分的上路堤压实度要在95%以上，其他等级公路铺筑高级路面时，也都要按照高速公路的标准来实施。在路基压实施工中，大吨位的压路机采用的比较普遍，从路基压实的效果来看，大吨位压路机的碾压效果较为明显，路基压实度较高。

3 高度公路的路基排水系统

路基排水性能与路基的的强度和稳定性有着密切的关系，良好的排水系统能使减少水对路基的侵蚀作用，从而减少路基病害的发生，此外良好的路基排水系统对环境的保护以及农田水利设施的保护都有着至关重要的作用，所以在路基施工中，要重视路基排水的设计与规划，使路基排水与地区排水相协调。

3.1 路基排水设计原则

高速公路路基排水设计原则，首先，在路基设计中，要设计完善的排水系统，在布置排水设施时，要使路基排水设施与桥涵、隧道、车站等排水设施相互配合，同时路基排水系统设施布置要与路段的实际情况相吻合，从全局着眼，注重综合治理和经济效益。在路基排水沟渠的设置上，其长度不宜过长，防止水流过于集中而无法及时疏散和分流。其次，在设计路基排水系统的时候，要将路段中的农田的水利排灌系统和水土保持工程考虑进来。路基的排水沟渠要同农田的水利排灌系统和水土保持工程紧密结合起来，当排水沟渠无法满足排水需求时，可以采取增设涵管或加大涵管孔径。再次，在排水设计中，要与当地水文条件和道路等级等具体情况相结合，根据当地水文条件和道路等级等情况，要使所设计的排水设计既可以满足排水需求，达到稳固路基的作用，又要考虑排水系统的成本，注重路基排水系统的经济效益。

3.2 地下水的防治

在针对路基低下水害的防治中，主要有以下几种方式:提高路基标高、填挖交接段、修筑结构层、降低或拦截地下水位等。首先，提高路基标高的方式，主要是为了提高高速公路的路基稳定性，为此对高速公路的路基标高的要求是要高出低下水位2 米以上。提高高速公路的路基标高能使路基深层冻胀现象得到有效预防和治理。在提高高度公路的路基标高后进行填土时，要注意填土不能破坏了天然地下水排水条件。其次，填挖交界段时，高速公路路基交接处主要使是路堑和路堤交接处，对于交界处，由于路堑的地下水位较高，如果低下水流入路堤，则会导致路堤湿化坍塌，所以要在交接段，开挖渗沟。再次，修筑结构层，修筑结构层主要是修筑防水层和割断层。对于低下水的防治中，防水层主要是为了防止地下水浸入路基，修筑防水层主要采用各种合成材料和沥青、水泥等结合料，再掺入集料从而修筑一层不透水、抗冲刷的结构层。防水层一般修筑在路基和路面之间或者修筑在路基的底部，从而达到防止地下水浸入路基的效果。割断层也是修筑于路基和路面之间或者修筑在路基底层，材料的选取上也和防水层差不多。割断断层的主要功能是割断地下水水位上升的路径，从而使路基受到地下水的影响减少或者消除。最后，就是采用降低或者拦截地下水位来达到减少或者消除地下水对高速公路路基的影响。降低或者拦截地下水位通常采用的排水工程主要有TENAX 三维复合排水网、截水沟和渗沟等。TENAX 三维复合排水网主要用于阻断低下毛细水的上升;截水沟主要是用于拦截上方留来的地面水;渗沟主要根据地下水的水头位置、流向以及地下水位高度等实际情况来决定渗沟的形式、位置以及材料的选取，渗沟的形式主要有水平渗沟、立式渗沟以及混合渗沟。

4 高速公路软土地基的处理

4.1 浅层软土地基的处理

在对浅层地基进行处理时，主要是使软基的排水能力得到增强，从而使软基的排水固结速度加快。为了使软基排水能力增强、排水固结加速，可以在软基的表层铺设诸如砂、网格、土工布、柴束等透水性材料来实现。此外，在对浅层地基进行处理时，要注意铺垫层的高度，一般情况下，铺垫层的高度要根据路堤高度、软土厚度及其压缩性等情况来设定，上般一般在30 厘米至80 厘米之间。在软基施工时，为了使软土表面扰动的程度降到最低，要在路基两侧挖沟排水，使浮土得到清除。

4.2 深层软土地基的处理

在对深层软土地基的处理时，为了使软基加固、稳定性增强，一般采取深层搅拌的方法。所谓深层搅拌法就是利用搅拌机将粉体固化剂或浆体固化剂喷进软基中，使固化剂与软土硬结为桩体。采用深层搅拌法通常使用的固化剂是水泥，由于固化剂有粉体固化剂和浆体固化剂之分，所以深层搅拌法又分为粉喯法和浆喷法。粉喯法和浆喷法各有优点在应用的过程中，主要是根据软土层的天然含水量而定，一般情况下，如果软土层的天然含水量在30%以下，像在杂填土、粉粒含量高的粉土和砂土采用浆喷法效果较好;而在软土层天然含水量在30%以上，而塑性指数大于10 时，采用粉喯法效果较好。粉喯法的搅拌效率较高，搅拌的效果强度更高，固结的软土层离散性较小。而浆喷法施工起来相对比较简短，对于施工质量的控制方面，此种方法表现更为突出些。沉降是深层软土地基的处理中的重要问题，要处理好沉降问题，可以将浅层软基处理的方式与深层软基处理方式结合起来，能使软基加固的效果更为优良。此外，由于深层搅拌法虽然在对高速公路软基加固方面具有良好的效果，但是整个方法的实施成本较高，而且对工程质量的检测方面又缺乏相应检测技术，使其工程质量无法得到确认，所以在使用搅拌法时要慎重考虑。