公路路基設計中的常見問題及處理措施

馬建國

(山西誠達公路勘察設計有限公司，山西 太原 030006)

1 路堤邊坡設計

如今，在公路工程設計中，高填深挖現象越來越多，對于高邊坡，在受到水和自身重力持續作用下，可能產生坍塌或沖刷，導致產生缺口，致使路肩或路面遭到破壞。相關規范提出，當填方邊坡高度小于20 m時，上、下兩個部分8～12 m以內應分別采用1∶1.3～1∶1.5和1∶1.5～1∶1.75的坡率，根據這一規范設計而成的公路，其邊坡也經常產生毀壞。對此，當邊坡高度達到10 m以上時，需在變坡點設計一個寬度為1 m以上的邊坡平臺。通過對邊坡平臺的適當設置，能有效提高邊坡自身穩定性，減慢從邊坡上不斷下流的水的速度，以此減小匯水面積，避免雨水對邊坡造成侵蝕。除此之外，對護坡道而言，其寬度與高度的確定應充分考慮檢查與維修是否方便。通過對現有邊坡開展的調查，那些容易被雨水沖刷而毀壞的邊坡，大部分都沒有植物生長。針對這種情況，如果邊坡所用填料本身不適宜種植植物，則要額外鋪設一層厚度在30～50 cm范圍內的土，將其鋪設好以后，通過夯拍達到密實。另外，對于容易被雨水沖刷而毀壞的邊坡，要在鋪設一層厚度為50 cm的粘土后通過植草有效防護。植草防護是現階段最常用也是效果最為顯著的路基防護措施，在設計中可以作為優先考慮的路基防護措施。

路堤設計時，填土內部一般采用壓路機按照水平方向進行碾壓，但路肩處通常無法得到充分的碾壓。針對這種情況，一旦邊坡表面未得到有效的壓實，將無法形成足夠且均勻的強度，在降雨之后很有可能產生崩塌。為避免崩塌，設計要求邊坡表面和填土內部必須同時碾壓，而且還要使壓實度達到完全相同。具體可通過以下設計來實現：在設計中確定采用分層壓實的方法來碾壓路堤的整個斷面寬度；在確定了路基的設計寬度之后，并不意味著填土施工必須按照這個寬度進行，施工中可以將設計寬度為參照，進行適當的增加，這樣能在填筑完成后，對邊緣處也可以使用設備來碾壓或整形；對于規模相對較小的邊坡以及與構造物距離很近的填土邊坡，在設計中就要確定采用人工來施工。

相關規范指出，如果填石路堤高度在20 m以內，則其邊坡的坡率要按照1∶1來控制，并在邊坡表面使用不小于25 cm的石塊予以碼砌。該方法主要在一般公路中使用，需要耗費很多人力物力，而且邊坡整體穩定性也相對較差。對于面積相對較大，施工需使用大型機械設備進行的公路，設計中可確定巖塊具體移動位置，使其達到穩定，并注意提醒施工時將其拍打平整。

當地面橫坡相對較大時，對于全填路堤，會沿地面發生整體下滑的現象；而對于半填半挖路堤，壓實難度很大，可能向下滑移，導致填挖交界部位產生縱向裂縫。在到達雨季之后，雨水將通過裂縫不斷下滲，導致路堤和地面之間的交界部分產生滑動，造成毀壞，使交通中斷。此外，在填挖交接部位，通常還是水的匯集點，需要采取有效措施避免水進入到填土當中，具體可以在交接部位設計一個盲溝，或對挖方處的現有邊溝予以加強設計，以此起到防止滲水的作用，必要時，還可以在填方以下原地面采用砂礫石等材料設置一個厚度為30 cm左右的透水層。排水對防止邊坡產生滑移而言是至關重要的，必須引起相關人員的高度重視。

在設計工作中，無論是邊坡整體還是坡腳處都要結合實際情況選擇適宜的加固措施，用于防止填方在原地面上產生滑動。如果原地面的橫坡超過1∶5，則在將表層分布的浮土清除干凈后，向其中一個方向開挖出寬度為1 m以上且有3%～4%內側傾斜的臺階，并在開挖的同時進行填土和碾壓，在坡腳設計一個專門的加固設施。而當原地面的橫坡超過1∶2.5時，要進行專門的穩定性驗算。具體的加固方法有很多，具體要以實際情況為依據選擇，目前比較常用的幾種方法包括護腳、砌石、擋墻和護肩。

2 挖方路基和邊坡設計

挖方路基設計需要以原地基材料等基本情況為依據分別進行，當原地基是能達到要求的土質，則只對原地基進行充分壓實，使其壓實度滿足要求即可；而當原地基無法滿足路基土基本要求時，需要采用適宜的材料進行換填，換填的深度根據實際情況確定和控制，通常為80～100 cm。當原地基是比較堅硬的石質時，理論上可將開挖作業面視作路基整體上表面，在開挖完成后，若含有可能產生崩解現象的巖石，則要采取有效的防風化方法。在開挖巖石的過程中，要注意不能超出設計規定的挖方范圍，如果不能防止超挖導致表面不平整，應采用與底基層材料相同的不容易受到水的作用和影響的材料鋪設整平層，同時予以碾壓，保證平整度。當地基是容易發生崩解和風化的巖石時，要充分注意其在干濕交替情況下可能產生軟化與強度降低，針對這種情況下，應在路基成型后盡快進行路面的施工。如果在時間上無法銜接，則在路基施工過程中要暫時不開挖至設計要求的標高，預留5 cm左右的厚度采用人工清底，在底基層施工開始后，將這部分開挖掉。

對于挖方邊坡，其病害和穩定性主要取決于巖石構造及基本性質，相較于填方邊坡，挖方邊坡可能會產生數量更多的病害，控制難度更大，包括破碎脫落、坍塌、落實和滑動。對此，在對挖方邊坡進行設計的過程中，要做好綜合分析，對包含施工性、穩定性與經濟性等在內的各項要求予以全面考慮，特別是在地形較為復雜，可能產生崩塌現象的環境下，要使用地有一定富余寬度。當挖方邊坡的高度相對較大時，需在挖方高度上按照5～10 m的間隔設置1.5 m寬護坡道，以此保證邊坡整體穩定性。當邊坡容易產生風化或被雨水沖刷侵蝕時，要考慮兼作碎落臺。當土層土質有所不同時，由于會受到水的作用與影響，需將護坡道和排水溝都設置在透水和不透水層之間。當挖方邊坡高度在20 m以上，且地質均勻、質地堅硬時，要對邊坡穩定方面的問題予以深入分析，并對地質條件和地下水等進行詳細的調查，統籌兼顧施工與用地等方面存在的問題。除此之外，還應盡快設計出護坡，根據具體垂直高度，設置寬度在3～4 m范圍內的護坡道。在挖方邊坡的頂部與兩端，設計中應做好修整安排，提出相應的設計要求，確保邊坡頂部及兩端都能形成平滑弧面，這樣可以在減少或避免坍方產生的同時，保證美觀性。

3 填挖交界處設計

現在很多公路都能在填挖交界段發現路面病害，這些病害很大一部分是由于設計不合理造成的。通過大量的鉆孔取樣可知，路面開裂大多是從基層開始不斷向面層產生的，最重會貫穿整個路面，此時一旦沒有及時處理，將會降雨后產生各類病害。產生這種問題的關鍵因素為挖填部分不均勻，產生不均勻的變形。對此，在設計過程中需要在路基的填挖交界部位設置一個過渡段，用于減少或從根本上緩解此類破壞。

4 結 語

綜上所述，路基作為公路的重要組成部分，其設計能否達到要求在很大程度上決定了后續路面施工與使用。但在實際的路基設計過程中，存在很多問題需要解決，對此要引起相關設計人員的高度重視，保證路基設計的合理性與可行性，為之后的路基和路面施工與公路正常使用奠定良好基礎。