淺議公路路基工程的設計與施工

趙琪

公路一般由路基、路面、橋梁、隧道工程和交通工程設施等幾大部分組成。作為公路主體工程的路基，它是按照路線位置和一定技術要求修筑的帶狀構造物，承受路面傳來的荷載，所以它即是線路的主體又是路面的基礎。其質量好壞，直接影響公路的使用品質。路基的設計一般是根據路線幾何設計要求，結合當地地形，地質條件，選擇合理的路基斷面形式填料與壓實；確定邊坡形狀和相應坡率；路基排水系統設計；防護與加固設計等。

路基工程是用土或石料修筑而成的線形結構物，它承受著本身巖土自重和路面重力，以及由路面傳遞而來的行車荷載，是整個公路構造的重要組成部分。公路路基主要包括路基體、邊坡、邊溝及其他附屬設施等幾個部分。

路基的幾何要素主要指路基寬度、路基高度和路基邊坡度。路基路面應根據公路功能、公路等級、交通量，結合沿線地形、地質及路用材料等自然條件進行設計，保證其具有足夠的強度、穩定性和耐久性，路基設計應重視排水設施與防護設施的設計，路基斷面形式應與沿線自然環境相協調，避免因深挖高填對其造成不良影響；路基高度設計，應使路肩邊緣高出路基兩側地面積水高度，同時考慮地下水、毛細水和冰凍的作用，不使其影響路基的強度和穩定性；路堤基底應清理和壓實，基底強度、穩定性不足時，應進行處理，以保證路基穩定，減少工后沉降，路基壓實度應達到規范要求，深挖高填路基邊坡路段，必須查明工程地質情況，針對其工程特性進行路基防護設計，對存在穩定性隱患的邊坡應進行穩定性分析，采用加固、防護措施；路基路面排水設計應符合規劃合理布局，并與沿線排灌系統相協調，保護生態環境防止水土流失和污染水源。

路基施工的準備工作是確定道路中線，路基邊樁以及占地紅線，修建小型結構物預埋設地下管線小型結構物可與路基（土方）同時進行，但地下管線必須遵循“先地下，后地上”、“先深后淺”來完成，保證路基施工的連續性。

路基施工質量是整個路線工程的關鍵也是路基路面工程能否經受住時間、車輛行駛荷載、雨季冬季的考驗。要做好路基工程，必須扎扎實實進行路基的填筑，尤其是對原地面的處理和坡面基地的處理。

填筑路基時應首先進行原地面處理。當路堤填筑高度不小于1.0m時，應注意將路基范圍內的樹根，草叢全部挖除。若基底的表層土系腐殖土，則需用挖掘機或人工將表層土清除換填，厚度視具體情況而定，一般不小于30cm為宜，并予以分層壓實。如發現草灰層、鼠凍、裂縫，應更換符合條件的土回填，并按規定進行壓實。路堤通過耕地時，路堤填筑施工前必須預先填平壓實。如其中有機質含量和其他雜質較多時，碾壓時因彈性過大，不易壓實，更換填土或實行混填。

坡面基底處理。坡面較小（橫坡小于1：5）時，只需清除坡面上的表層，其處理方法同上。但坡度較大（橫坡大于1：5）時，應將坡面做成臺階，讓填料充分嵌在底基里，以防止路堤的滑移。

路基填土與壓實。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最有效和經濟的方法。填筑路堤的理想材料應當是穩定性好、壓縮性小，便于施工壓實及運距短的土、石材料。路基填料一般應采用沙礫及塑性指數和含水量符合規范的土，不使用淤泥、沼澤土、凍土、有機土、含草皮土、生活垃圾及含腐植的土。對于液限大于50，塑性指數大于26的土，一般不宜作為路基填土。當路基填料達不到規定的最小強度時，應采取摻合粗粒料、或換填、或用石灰等穩定材料處理。

壓實土基的意義。壓實土基的作用在于提高土體的密實度，降低土體的透水性，減少毛細水的上升高度，以防治水分集聚和侵蝕而導致土基軟化，或因凍脹而引起不均勻變形。

土基壓實的原理。在絕大多數情況下，路基土都是由土粒、水分和空氣組成的三相體系，它們都具有各自的特性，并相互制約共同存于一個統一體中，構成土的各種物理特性——滲透性、粘滯性、彈性、塑性和力學強度等。若三者的組成情況發生改變，則土的物理性質亦隨之不同。因此，要改變土的特性，也得從改變其組成著手。壓實土基，就是用機械的方法來改變土的結構，以達到提高土基強度和穩定性的目的。影響土基壓實度的內在因素主要是含水量和土的性質，外在因素有壓實功能，壓實工具和方法等。在最佳含水量時，即土處于硬塑狀態時，最容易獲得最佳的壓實效果。土質、壓實功能、壓實工具和方法對壓實的影響。1、土質對壓實的影響：不同的土類有不同的最佳含水量及最大干密度，分散性較高（液限較高，粘性較大）的土，最佳含水量的絕對值較高，而最大干密度的絕對值較小，亞砂土和亞粘土的壓實性能較好，而粘性土的壓實性能很差。2、壓實功能對壓實的影響：同一種土的最佳含水量隨壓實功能的增加而減少，而最大干密度則隨壓實功能的增加而增加；當含水量一定時，壓實功能越大則密實度越高；當壓實功能增加到一定程度后，土的密實度就增加的不顯著了，這表明，對于某一種土來說，如果超過某一限度，在采用增加壓實功能的辦法來提高土的密實度就不經濟了。3、壓實工具和方法對壓實的影響：壓實工具不同，壓力傳遞的有效程度也不同。壓實機具的重量較小時，荷載作用時間較長，土的密實度越高，但密實度的增長速度則隨時間增加而減小；壓實機具較重時，土的密實度隨施荷時間增加而迅速增加，但超過某一時間限度后，土的變形將急劇增加而達到破壞；機具過重以致超過土的強度極限時，將立即引起土體破壞。碾壓速度越高，壓實效果越差。當前路基施工，普遍采用了大噸位的壓路機，碾壓自路兩邊向中心進行，直至表面無明顯輪跡為止，遵循先輕后重、先穩后振、先低后高、先慢后快、輪跡重疊的原則，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。研究表明，夯擊式機具的壓力傳遞最深、壓實效果最好，振動式次之，碾壓式最淺。

【作者單位：商水縣交通運輸管理局】