道路沉降段路基路面設(shè)計要點分析

雷 科

松陽縣交通規(guī)劃設(shè)計院有限公司 浙江 麗水 323499

在道路設(shè)計中從結(jié)構(gòu)方面來說，道路結(jié)構(gòu)主要可以分成上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)。所謂的下部結(jié)構(gòu)主要是只道路的承重結(jié)構(gòu)[1]。在道路工程施工建設(shè)中，需要工作人員結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況，選擇最合適的施工方式，確保道路建設(shè)中路基強(qiáng)度和剛度，增加穩(wěn)定性，保證其各項數(shù)據(jù)滿足運行需求，防止因為材料或是結(jié)構(gòu)等問題導(dǎo)致道路建設(shè)中路基出現(xiàn)不均勻沉降。另外，道路設(shè)計中路面設(shè)計也是非常重要的，不論是在材料選擇還是防排水等方面設(shè)計上都會對道路交通運行質(zhì)量以及道路實際使用壽命造成影響。

1 道路建設(shè)中沉降段常見位置與產(chǎn)生原因

1.1 不良的地質(zhì)路段

在道路工程施工建設(shè)中，因為設(shè)計地域廣泛，所以常會遇到特殊地質(zhì)情況，如軟土和濕陷性黃土以及膨脹土等土質(zhì)情況，以上這些獨特的土質(zhì)對道路工程建設(shè)是非常不利的，并且對道路工程建設(shè)質(zhì)量、工期和安全以及造價、環(huán)保等相關(guān)目標(biāo)切實實現(xiàn)都有著很大的負(fù)面影響[2]。

軟土大多都是指淤泥或是淤泥質(zhì)土，軟土相比其它土質(zhì)含水量高，并且還有孔隙大和滲透性較低、受壓縮性強(qiáng)、不能有效成受剪強(qiáng)度等諸多特點，最明顯的表現(xiàn)就是蠕變性與觸變性。

濕陷性黃土則是在遇水后很可能發(fā)生地面下沉情況，甚至局部很可能會出現(xiàn)嚴(yán)重坍塌，在現(xiàn)代道路工程中，很多地區(qū)發(fā)生大面積沉降，就是因為濕陷性黃土導(dǎo)致的。

膨脹土相比之下則是具有吸水膨脹性，若是失水就會出現(xiàn)收縮情況，最重要的是這種脹縮變形的過程是能往復(fù)可逆的，當(dāng)土中的含水量突然提升時，其土體的強(qiáng)度就會相應(yīng)下降[3]。以上這些都屬于不良地質(zhì)路段，若是在道路工程建設(shè)中地基處理有問題，就會發(fā)生沉降，從而影響行車安全與道路交通運行，導(dǎo)致安全事故發(fā)生幾率大大提升。

因此道路工程施工建設(shè)中，工作人員應(yīng)該盡量避免選擇不良地質(zhì)區(qū)域，降低施工的不確定因素，從而減少沉降發(fā)生幾率。另外，對于比較容易出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象的道路地段，一定要采取相對更加合適的道路加固處理方式，其中表面處理法就比較合適，通過砂墊層和反壓護(hù)道以及土工聚合物處理等方法加強(qiáng)道路路基的實際承載力，還可以對施工范圍內(nèi)的一部分軟土換填。除此之外，在高填方路基施工中，一定要保證一定的路基沉降時間，這樣才能有效保證其穩(wěn)定性，施工時可以使用重壓法和垂直排水固結(jié)法以及穩(wěn)定劑處置法等不同方式，對不良的地質(zhì)情況來進(jìn)行改善，有效降低道路路基的實際壓縮性，提升道路強(qiáng)度與穩(wěn)定性。

1.2 道路工程高填方路基

在整體道路工程施工建設(shè)中，因為涉及地域比較廣，所以有些工程是需要跨區(qū)域施工的，難免會出現(xiàn)高填方路段，也就是指回填土方達(dá)到并超過二十米，石方達(dá)到并超過三十米的道路路基，這種路基不僅自重大，還具有不穩(wěn)定的特點，長久之下就很容易出現(xiàn)道路不均勻沉降[4]。因此在道路施工建設(shè)中填土材料如何選擇非常重要，一般情況下，都是使用素填土，這種填土材料有比較好的工程性質(zhì)，可以有效滿足道路工程施工建設(shè)需求，沖填土相比之下強(qiáng)度更低，但壓縮性強(qiáng)，這種填土材料若是運用到路基建設(shè)當(dāng)中，就很容易導(dǎo)致道路后期運行出現(xiàn)沉降，尤其是在山坡地段的填方路基，若是加固措施沒有做到位的話，就會出現(xiàn)沿坡下滑問題，從而導(dǎo)致出現(xiàn)局部沉降情況。

根據(jù)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，高填方路基之所以會比較容易出現(xiàn)沉降，大多都是因為填方材料的壓縮性比較強(qiáng)，因此在道路施工建設(shè)中一定要通過科學(xué)合理的方式選擇填方材料，像是在填土路基施工中，就應(yīng)該選用級配比較好的粗粒土，還要保證相同類型的土分層填，相對的填石路基雖然比較不容易會發(fā)生沉降，但也要選擇材質(zhì)比較堅固不容易被風(fēng)化的石料。砌石路基則是要在進(jìn)行設(shè)計時要保證其頂寬和高度與傾角的科學(xué)合理性，對于不同地質(zhì)情況要做好分段設(shè)計，保留有效沉降縫。對于路基的填方材料選擇則是要保證其具有有效的水穩(wěn)定性，確保材料不會受水量影響出現(xiàn)比較大變化，進(jìn)而保證相關(guān)結(jié)構(gòu)的整體性與穩(wěn)定性。

1.3 道路工程半挖半填路基

這種路基在道路工程施工建設(shè)中是比較常見的，不過大多還是應(yīng)用在比較陡峭的斜坡上，因此在施工過程中難度比較大，其主要難點在于該如何將路基和傾斜的斜坡結(jié)合[5]。為增加路基實際穩(wěn)固性，一般道路工程施工中都會常用基底挖臺階的道路設(shè)計方式，不僅能有效增加路基和山坡互相結(jié)合面積，還能有效防止出現(xiàn)順坡下滑情況，但若是臺階開挖之后進(jìn)行回填的時候不能有效填實，那么在使用中就很可能出現(xiàn)沉降錯動現(xiàn)象，嚴(yán)重的話還會導(dǎo)致滑塌事故發(fā)生。

半挖半填路基大多都是被運用在陡坡上，有上下兩個部分，上部分需要進(jìn)行挖方，下部分則是要填方。當(dāng)在地面的自然橫坡度超出一比五的陡坡上修建路堤的時候，對于路堤基底要做好臺階設(shè)計，并且底部還要保持兩度到四度的一個向內(nèi)傾斜的坡度。而在比較堅硬的地域使用半挖半填路基時，若是在填方量不是很大的情況下，因為邊坡伸出比較遠(yuǎn)，可以建設(shè)計護(hù)肩作為路基的支撐阻擋結(jié)構(gòu)，不過護(hù)肩則是要選擇比較不容易風(fēng)化的石料，其高度最不超過兩米，而在基底面設(shè)計一比五坡度的內(nèi)向傾角可以有效讓護(hù)肩發(fā)揮作用。

1.4 道路工程路橋結(jié)合處

道路工程建設(shè)中，道路和橋梁是其非常重要的組成部分，但因為兩種工程施工結(jié)構(gòu)不同，在實際的剛度、強(qiáng)度與穩(wěn)定性等方面都有一定的區(qū)別，在整體施工中路橋結(jié)合處可以是最為薄弱的地方，若是施工中應(yīng)力集中，再加上環(huán)境的侵蝕和交通壓力，在路橋結(jié)合處就會出現(xiàn)不均勻沉降問題，導(dǎo)致錯位。當(dāng)車輛通過的時候，就非常容易跳車，嚴(yán)重的話還可能出現(xiàn)爆胎或是翻車情況，再加上橋梁的受力日漸偏移，其支座就會損壞，梁體結(jié)構(gòu)也很容易遭到破壞，從而引發(fā)更加嚴(yán)重的安全事故。

當(dāng)?shù)缆放c橋梁的結(jié)合處應(yīng)力相對比較集中時，就很容易會發(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在道路施工中非常重要，要做好優(yōu)化。首先就是優(yōu)化道路和橋梁的結(jié)構(gòu)，確保地基能夠有效處理到位，保證為上部結(jié)構(gòu)有效提供足夠的承載力，另外，還能在兩者的連接部分加設(shè)橋臺搭板，有效預(yù)防道路與橋梁結(jié)合部分沉降，保證能夠隨著不斷的填土沉降而轉(zhuǎn)動，加強(qiáng)了投入使用后的緩沖作用。

1.5 道路工程多水路段

在道路工程施工建設(shè)中，地下水的影響不可小覷，因為地下水會軟化土體與巖體，從而使結(jié)構(gòu)面的實際抗剪強(qiáng)度降低，導(dǎo)致道路運行中土體承載力與穩(wěn)定性都會相應(yīng)下降，所以若是排水系統(tǒng)設(shè)計不夠合理的話，就會使道路周圍的土層出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，而地下水在不停的流動下還會不斷帶走一些比較細(xì)小的土顆粒，對土體的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，讓路基強(qiáng)度大大降低，反而壓縮性大幅度提升[6]。除此之外，若是過水設(shè)計的不夠合理，相關(guān)排水系統(tǒng)設(shè)計沒有完善好，不能及時有效的將水排出去，那么就會有大量的水進(jìn)入路基當(dāng)中，對路基土產(chǎn)生影響，長久之下也會造成道路沉降。

道路路面主要包含面層和基層以及墊層三個部分，這三個層次是基本路面組成結(jié)構(gòu)。墊層處于路基上面，需要滿足強(qiáng)度需求與水穩(wěn)定需求，否則在水的影響下就很容易出現(xiàn)沉降變形。結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在道路建設(shè)中，可以將路面分為高級和次高級、中級以及低級路面，不同等級的路面在面層與基層施工中所使用的材料也有一定的限制與區(qū)別，需要嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行施工。

水在所有的工程建設(shè)中危害都是非常大的，很容易導(dǎo)致工程穩(wěn)定性下降，若是路基路面在很長一段時間內(nèi)都有積水的話，同樣也會導(dǎo)致沉降發(fā)生。所以在道路施工建設(shè)防排水設(shè)計就非常重要了，進(jìn)行材料選擇時一定要選擇水穩(wěn)定性好和滲透性比較好的路基填料，保證道路積水能及時被排出去，而對于降水量比較多的地區(qū)，可以增加截水與排水溝槽，避免外面雨水流入的同時將內(nèi)部的積水排出。

2 道路沉降段路基路面設(shè)計重要性

在道路施工之前，相關(guān)工作人員必須對道路施工方案認(rèn)真設(shè)計。施工建設(shè)中，進(jìn)行沉降段實際搭板設(shè)計時，其實并沒有嚴(yán)格系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，所以在道路施工中就需要相關(guān)單位有足夠的經(jīng)驗，以此作為施工基礎(chǔ)進(jìn)行操作。除此之外還要考慮通車所需荷載的沉降量作出有效設(shè)計，精確把控施工建設(shè)中搭板長度設(shè)計需求，還能在施工中加強(qiáng)應(yīng)用土工格柵等技術(shù)，進(jìn)一步提升土層強(qiáng)度，有效降低路基填土中的移動，大幅度提升整體道路路基路面穩(wěn)定性與沉降幅度[7]。所以在工程施工建設(shè)時，保證道路沉降段路基路面設(shè)計方案的科學(xué)合理性，才能提升其結(jié)構(gòu)。并且在路基路面投入使用后，難免承受大量的荷載，這就更需要保證施工技術(shù)了有效性了，只要道路相關(guān)施工技術(shù)到位，那么在道路運行中就不會出現(xiàn)強(qiáng)烈的沉降現(xiàn)象，不過施工材料上要保證使用性能比較強(qiáng)的鋼筋路堤，這才能有效防止下沉情況發(fā)生。施工時還要關(guān)注道路沉降段路基路面設(shè)計有沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，尤其是設(shè)計尺寸上要嚴(yán)格把控，保證道路沉降段路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計符合要求。

3 道路沉降段路基路面設(shè)計原則

3.1 道路路基設(shè)計原則

在進(jìn)行道路路基設(shè)計時，要深入研究巖土勘察保留，對實際施工現(xiàn)場情況進(jìn)行全面核實，防止因為相關(guān)參考材料不準(zhǔn)確導(dǎo)致最終設(shè)計出現(xiàn)問題。道路在最初選線的時候就要保證其經(jīng)濟(jì)合理性，在兼顧生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上，最大限度減少土方開挖的實際工程量，面對一些高度比較高的路段，設(shè)計人員可以考慮加入橋梁作為過渡。而在路基的設(shè)計上要充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦我约暗孛蔡卣鳎畲笙薅冉档屯恋氐恼加妹娣e，保證邊坡率與防護(hù)形式的科學(xué)性，對于道路排水與景觀綠化要做好，確定路基的穩(wěn)定性同時加強(qiáng)景觀性[8]。

3.2 道路路面設(shè)計原則

在進(jìn)行道路路面設(shè)計的時候，需要格外關(guān)注各個連接部分以及薄弱部位，防止在道路工程建設(shè)中其結(jié)構(gòu)性被破壞，從而致使受力不夠均衡，引發(fā)道路路面發(fā)生沉降。要充分的考慮到施工時以及施工后的氣候條件以及工程地質(zhì)，還是交通的實際通行量與氣象水文等相關(guān)因素也不能忽視，要根據(jù)相關(guān)文件與施工單位經(jīng)驗，在施工建設(shè)中找到新的突破點，還要積極對材料市場進(jìn)行調(diào)研，保證施工中可以使用性能更好的道路工程施工材料，有效滿足道路建設(shè)中不同區(qū)域和路段所需的設(shè)計需求，考慮到行車舒適度的情況下，加強(qiáng)路面的平整和順暢性，有效降低局部的沖擊性，從而加強(qiáng)道路整體性[9]。

4 道路沉降段路基路面沉降危害分析

道路工程作為我國社會發(fā)展的重要影響因素，也是交通網(wǎng)絡(luò)的主要構(gòu)成部分之一，同時也是現(xiàn)代大眾出行經(jīng)常會用到的交通網(wǎng)絡(luò)。但在現(xiàn)代道路工程施工建設(shè)中，還是偶爾會出現(xiàn)搭板斷裂現(xiàn)象或是道路沉降段路基路面出現(xiàn)不均勻情況，極大程度上制約了發(fā)展。同時在投入使用后，還會有跳車風(fēng)險，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)受到影響，對路面產(chǎn)生破壞，尤其是和橋梁連接部分若是出現(xiàn)縫隙會嚴(yán)重影響行車安全，因此在道路工程施工中更應(yīng)該對這種問題進(jìn)行針對性解決，保證道路施工質(zhì)量，確保道路整體更加平整。

5 優(yōu)化道路沉降段路基路面設(shè)計措施

5.1 軟土路基處理方案的改進(jìn)

道路的路線選擇應(yīng)盡可能避免質(zhì)量不好的地質(zhì)區(qū)域，以減少路基的不確定性和沉降概率。同時，對于容易產(chǎn)生不均勻沉降的路段，必須采取適當(dāng)?shù)募庸烫幚怼？梢赃x擇表面處理的方式通過砂墊層、背壓路堤、也可以通過替換一定區(qū)域內(nèi)的軟土地基避免地基出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象。此外，高填方路基需要一定的沉降時間才能穩(wěn)定，可以使用多種方法，如重型壓實法、垂直排水固結(jié)法、穩(wěn)定劑處理法、振動置換法等，改善地基的土質(zhì)水平，降低基底的壓縮性，從而確保路基具備必要的穩(wěn)固性。

5.2 類選擇合適的路基填充材料

高填方路基容易沉降，主要是因為填料具有很強(qiáng)的壓縮性，所以，在進(jìn)行填充材料的時候應(yīng)選擇合適的填料，要求填料應(yīng)選擇分選良好的路基粗粒土，并確保使用相同類型的土和層填料。一般來說，填石路基不應(yīng)容易沉降，但也應(yīng)選擇堅硬且不風(fēng)化的材料。與此同時，必須合理設(shè)計砌石的上部寬度、高度和坡度。考慮到地質(zhì)條件的變化應(yīng)分段布置，科學(xué)預(yù)留沉降縫。并且邊坡地段的填土必須采取加固措施，路基填充材料也應(yīng)具有良好的水穩(wěn)定性，不會由于水量的增減而發(fā)生較大變化，從而確保結(jié)構(gòu)的整體安全性。

6 結(jié)束語

總而言之，在道路施工建設(shè)中道路沉降路段很可能引發(fā)安全事故，給大眾生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重影響，所以在道路工程施工建設(shè)中，要重視道路沉降段路基路面設(shè)計的重點和難點，保證施工建設(shè)的有效性，才能保證在后續(xù)道路投入使用后有效降低沉降發(fā)生，保證道路施工質(zhì)量，防止在施工建設(shè)中因為施工材料或是施工技術(shù)不足引起路面沉降，唯有保證道路質(zhì)量，才能有效促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展，保障大眾生命財產(chǎn)安全。