杨霖

（烟台公路巡查支队，山东 烟台 264003）

0 引言

公路是城市发展的一个重要环节，随着城市化的快速发展，公路建设越来越受到人们的重视。为了达到安全文明的施工目的，在施工过程中要注意结合实际情况，不断优化沉降路段的整体结构和形式。在施工设计中，将桥头路堤、桥墩沉降量、通车时间等作为设计基准，可有效防止填土体位移、土体侧移等问题，确保路桥沉降段结构稳定。同时，还要保证施工的物料品质，不断提高路面排水效果，并对支架的长度和强度进行适当的控制，以保证路面的品质和使用寿命，保证行车的稳定性和安全性。

1 公路工程易发生沉降的路段位置

1.1 路桥连接处

路基、桥梁作为公路工程的主要结构，其刚度、强度等力学特性有较大的差别，在连接时，很容易受到结构特性、自然环境、车辆荷载等因素的影响，从而使路基与桥梁的连接处产生较大的沉降。当汽车通过路基与桥梁的连接处时，往往会出现“跳车”，特别是在塌陷严重的部位，对高速行驶的汽车来说，很可能造成爆胎、翻车等严重的交通事故。由于公路和桥梁连接处的病害经常不能得到及时的维修，会造成一系列的潜在危险，从而导致桥梁结构的安全受到威胁，加大了交通事故的发生概率[1]。

1.2 高填方路基段

在公路的整体规划中，要尽可能地避开一些特别的路堤，但要做到全线避开是困难的，因为高填方的特殊路基还是会有的。在施工中，高填方路基受其自重和自然沉降持续时间长等因素的影响，需要很长时间才能完成，而且工程质量难以精准把控。在运行期，由于受多种因素的影响，路面会产生不均匀的沉降和变形，加之养护不及时、处理不到位，将造成路基的损坏。因此，在公路工程中，必须充分考虑高填方段的路基沉降，合理选择填筑材料，改善施工技术，严格控制工程质量[2]。

1.3 填挖结合段

在路基路面施工中，填挖结合段也是容易产生沉降变形的地段，因为路基的成形形式不同，会对原有的地形产生很大的影响，从而造成连接处的自然沉降幅度也不一样。

比如，在高边坡上设置阶梯，在高边坡填筑结合段进行回填压实的基础施工中，一方面，由于台阶截面的影响，使填筑时的压实度不够，另一方面，由于高边坡的方坡脚设计支撑力不足，很容易造成坡体的跛足，导致地面纵塌、变形，甚至崩塌，引发严重的交通事故。

1.4 软土路基段

在公路全线施工中，由于地质条件的制约，在自然孔隙大且多、稳定性差、压缩性强、含水率高的软土路基路段，由于勘察条件受限、设计考虑不充分、施工处理不当等，导致工程质量参差不齐，在长期的荷载作用下，很容易发生路面开裂、路面沉降等病害，对公路运营带来了极大的安全隐患。在软土路基段的路基路面设计中，应综合考虑技术和经济的因素，选择更加合理、成熟、可靠、有效的处理方案，严格控制施工的各个环节，确保工程质量符合高标准、高质量要求，保证车辆行驶的安全性[3]。

1.5 积水路段

在公路施工过程中，存在着许多影响公路施工质量的因素，而水是影响公路施工质量的重要因素。由于排水系统设计不当或排水功能不完善，使路基土壤因大量的水渗入而变软，导致路基的强度和承载力下降，从而引起路基的沉降，使路面产生坑洼积水，影响公路的平顺性以及行车的安全性。因此，排水系统的设计是公路路基铺装设计的关键。

2 出现路基路面沉降的原因

2.1 结构设计不合理

区别于普通路面的结构设计，针对沉降段路面的结构设计存在差异性，需要基于实际情况具体分析[4]，根据工程现场的土壤条件，对塌陷区的支护结构进行设计。

目前，一般采用的架板结构设计方法是采用钢筋混凝土过渡和加筋土加固，从而达到控制路面刚性变化的目的。但在沉降段路基施工中，由于施工单位未采取科学、合理的结构设计，而是一味地简化施工流程、降低施工成本，造成路面搭板结构出现受力不均的现象，从而影响了路面和路基的正常使用。

2.2 地质勘察、后期维护和气候的影响

在进行地基加固时，应在进行地质勘察时做好相应的准备工作。施工单位应根据调研的成果制定相应的施工对策。在实际工程中，应确保钻孔深度和有关地质资料与实际工程需求相符。如果不能获得准确的资料，将对工程建设留下安全隐患。特别是在某些易受影响的地段，由于导流基础比较薄弱，在基础上铺设的桥面会发生一定的倾斜[5]，一旦倾角达到某一程度，就有可能发生崩塌，造成巨大的经济损失，因此必须加强对公路工程的监督，确保消除安全隐患。设计人员应适时地获得有关资料，使其在设计上趋于科学化，特别是在后期维护过程中，要有技术上的指导。

此外，气候的变化也会对公路造成很大的影响，如在暴雨的冲刷下会产生不同的腐蚀、在极端恶劣的气候条件下路基的破坏速度也会加快等，这些都会对地基基础强度产生致命的影响。

3 公路沉降段路基路面的设计要点探析

3.1 公路沉降段软基施工的设计要点

在公路沉降路段，路基路面的设计应从多个角度综合考虑，为以后的公路建设打下坚实的基础[6]。此外，对路基的设计还需要进行详细的分析，以确定相应的设计方案。由于软基施工的稳定性对路基工程的施工质量有很大的影响，因此，在公路建设中，必须注意软基的施工效果，通过加强软基的稳定性，从而避免路基沉降。在工程建设中，通常采用爆破法对地基进行加固，但是如果采用的方法不合理，也会对地基造成破坏。而且，爆破法虽然能让地基的稳定性在短期内得到提升，但也会对地基造成损伤，降低路基的强度，由于外界的影响，加之长时间的使用，最终导致路基发生沉降[7]。因此，对软弱地基的处理应从稳定性、沉降等几个方面加以考虑，具体的处理办法有两种：一是进行沉降计算，二是允许工后沉降。

沉降计算又细分为分层总和法、应力面积法、弹性理论法、压缩曲线法。工后沉降的标准则为：路基与路基的邻接处≤0.1～0.2m；涵洞和隧道处≤0.2m；一般路段≤0.3～0.5m。在固结应力计算中，可采用快速剪切等方法进行稳定性试验，并在此基础上确保安全系数F＞1.2，在地震等因素的作用下，可以减小安全系数F，减小范围为0.1。在进行地基加压时，要特别注意地基中心面的沉降率，如果没有特别的条件，则以10～15mm/d 为宜。在施工过程中，路基的中心面会出现沉降，必须确保地基的中心地面沉降速度达到10mm/d，达到这一要求，方可进行下一步的填筑。固结区的预压期为10～12 个月，复合地基处理为3～6 个月。当月的沉降速度在5mm/d 以内，这种情况可以维持两个月，然后卸荷，之后即可进行管道和公路的施工。

3.2 优化搭板施工工艺

采用搭板技术的施工项目虽然比较复杂，但其既能处理车辆的荷载，又能处理公路与桥梁的位移。在公路施工的后期，由于车辆荷载的影响，导致路面的厚度分布不均，对施工和维护带来了极大的不便，使得搭板施工变得更为复杂。在施工中，要科学地控制搭板的高度，使其与路面保持相对的平衡和稳定性[8]。在桥梁和公路建设中，应该通过设置控制台和桥架来解决公路与桥梁的连接问题，并且保证路面的高度与桥面保持一致。另外，虽然实际施工与设计方案存在一定的差别，会造成后期的坡度，但是，公路与桥梁的连接部位应该是一致的。所以，在确定公路与桥梁沉降差异的基础上，应该对其进行调整，以保证其平稳性。

3.3 选择合适的路基填方材料

高填方路基易发生塌方，其原因在于填方材料的压缩性很大，所以要合理地选择填方材料，例如，填土路基应选用等级好的粗颗粒土，分层填方；而填石路基一般不会发生塌陷，但要选用坚固、不易风化的石料。砌石地基的顶宽、高度和倾角都要进行合理的设计，在地质情况发生变化时，要采取分段设计的方法，科学设置沉降缝。对于边坡地段的填筑路基，应采取相应的加固措施，例如，设置护脚石，以防止填土路基沿着斜坡滑落。此外，路基填筑材料应具有良好的抗水稳定性，在水量增加时不会发生明显的变化，从而确保结构的总体稳定。

3.4 科学设计路基路面结构

路基路面的结构设计是否科学，直接影响到路基、路面结构的承载能力和强度，以及行车的安全性和稳定性。

根据以上分析，公路路基的沉降区多位于路桥连接部位、软土路基地段和高填方路基段。在公路连接部位，可采用混凝土搭板和土工格栅的形式，使其实现从柔性到刚性的过渡；在桥梁连接部位，可采用桥头搭板的设计方法，可以防止桥面塌陷，并对在此区域通行的车辆起到缓冲的作用，从而避免了桥面的跳车问题。在软弱地基上进行路基结构设计时，必须考虑到软弱地基的处理深度和软弱地基的物理和力学性能，采用固化、换填、桩基等多种有效的加固措施，可以提高地基的承载力，保证路基结构稳定，预防沉降问题。对于高填方路基，一般采用换土复填、注浆、添加固化剂、布设土工格栅、粉喷桩、锚杆微型梁竖向微型桩联合体等方法解决沉降问题。

4 结语

在公路工程中，对于路基路面的沉降，必须引起设计、施工双方的高度重视，并在设计和施工过程中进行深入的探讨，以保证在岩溶、膨胀、湿陷黄土、冻土等软弱地质条件下，能有较好的解决方案，确保路基强度、刚度、稳定性满足要求，避免因材料、结构等原因造成的不均匀沉降，从而提升路基路面的施工质量，进一步推动我国公路建设事业持续健康发展。

3.5 选择合适的路面施工材料

路面结构一般由面层、基层和垫层构成。垫层必须达到设计的强度和抗压能力，否则会在水力作用下发生沉降变形。而基层作为路面承载结构的主体，必须满足结构强度、抗冻性、水稳定性以及扩散荷载的能力等条件，为确保荷载的转移与扩散，下部结构的宽度应大于上部结构。根据有关标准，路面分为高等级、次高等级、中等级、低等级四个级别，不同级别的路面对材质都有一定的要求，必须严格按照规范施工。在设计时要特别注意，在面层材料的选择上，沥青混凝土和水泥混凝土适合所有等级的公路，从经济性考虑，主要用于高等级公路，其他如砾石、碎石、泥土等，主要用于中、低等级公路。

3.6 做好半挖半填式路基设计

半挖半填式路基是公路横断面形式的一种，兼有路堤和路堑的特点。在陡坡施工中，半挖半填式路基是常用的形式。如果填方量较少，边坡扩展面积大，不宜修建路堤时，可采用肩部作为支承结构，应注意肩部材料的防水性能，通常采用片石砌筑。

3.7 优化排水设计

水对路面的品质有很大的影响，所以优化路面的排水设计也很有意义。公路上的积水主要是由于设计的不合理，导致公路周围的水流不能顺畅流动，长期下去，积水就会渗透到路面之下，从而影响路基结实度，进一步引发公路塌陷问题。不同类型的公路，其设计内容也不尽相同，因此，在进行路面排水设计时，必须深入施工现场，确保所采用的资料与实际情况相差不大，并明确可能出现的积水部位及对排水不利的外部建筑，确保排水涵洞设计合理，以提升公路排水效率。

对于降雨较多的地区，可以采用设置截水槽、排水沟等措施，避免路面积水。在有条件的情况下，可以采用横向设计的方法提高排水能力。例如，可将排水沟的水平斜率调节至1.5%～2%，使其稍高于公路的水平斜率，以加速排水。桥面的设计也很重要，一般以2%的坡度为宜，具体的需求要视情况而定。此外，在铺装层的底部应布置防水层，使渗漏的雨水能直接流入排水系统，而不会对路面结构的稳定性产生不利的影响。