論高速公路路基路面沉陷病害養護維修對策

楊芳

摘要 路基路面沉陷病害作為高速公路較為常見的病害形式，嚴重降低道路平整度及承載性能，影響行車安全性、穩定性，威脅交通運輸安全。為全面提升公路路基路面沉陷病害維修水平，保證道路安全穩定運營，文章論述了路基路面沉陷病害原因，分析了沉陷病害典型養護對策，并根據沉陷發生的具體位置和病害工況，提出了六類病害的具體維修方案，旨在工程實踐中為類似項目沉陷病害治理，提供參考、借鑒。

關鍵詞 高速公路項目；路基路面沉陷病害；養護對策

中圖分類號 U418文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）14-0072-03

0 引言

高速公路運營環境復雜，在長期交通荷載、雨水侵蝕、自然環境等多種因素共同作用下，路基路面承載性能及抗變形能力顯著下降，極易引發路基路面沉陷等質量問題，降低道路運營能力與服務水平，威脅行車安全[1-2]。因此，應加強路基路面沉陷病害檢測，科學分析沉陷形成的具體原因，從而制定切實可行的維修加固方案，以有效提升道路使用性能，保證運營年限。為此，該文針對高速公路路基路面沉陷病害養護維修展開綜合探究，通過分析沉陷病害成因，提出了針對性的養護對策，對保證沉陷病害養護維修質量，提高道路使用性能具有重要意義。

1 路基路面沉陷原因分析

通過實地調研，全面收集道路相關資料，并結合室內試驗，對路基路面沉陷病害成因實施綜合分析，具體如下：

（1）路基填料性能不合格。道路建設過程中，選用的路基填料性能不達標，如黃土、黏性土等，土體壓實效果較差，極易產生壓縮變形，道路運營后，經交通荷載作用引發差異性沉降[3]。

（2）地下水侵蝕破壞。地下水侵蝕破壞是造成路基路面沉陷的重要原因，在地下水作用下會導致地基承載性能嚴重下降，從而造成路基沉陷。

（3）雨水滲透作用影響。道路運營過程中，極易產生路面開裂病害，若不及時進行修復處理，雨水會沿裂縫逐漸滲透至路面結構內部，降低道路整體承載性能，從而引發路基路面沉陷問題。

2 路基路面沉陷病害典型養護對策

不同道路路基路面沉陷病害產生的機理各不相同，因此，在進行維修加固處理時，應根據沉陷具體情況選擇合適的養護方案。目前較為典型的養護對策主要包括以下幾種：

2.1 水泥注漿結合局部CFG樁維修對策

CFG樁是由水泥、級配碎石、粉煤灰等材料按照一定比例拌制而成，利用樁身、樁間土體、碎石墊層等共同構成承載體系，從而完成對地基的加固處理[4]。對于沉陷較為輕微的局部路段可采取水泥注漿加固方案，而針對沉陷規模較大、深度較深的路段，則應采用CFG樁實施加固處理。

2.2 水平花管和豎向花管注漿維修對策

單一方向注漿方式通常難以達到良好的加固效果，為最大限度地保證維修加固質量，確保滿足標準要求，采取豎向花管與水平花管聯合注漿加固方案。

（1）豎向花管注漿。通過微型鉆孔設備穿通路面基層實施維修加固。并在基層開裂部位增加注漿孔，布設間距為1.5 m。詳細布置示意圖見圖1。

（2）水平花管注漿。為保證維修加固質量，對于沉陷范圍及深度較大部位，可采取水平花管注漿實施加固處理。該技術是由路基外側，沿路面橫向布設注漿管，深度達到中央隔離帶部位；詳細布置示意圖見圖2。

2.3 花管注漿和排水滲溝綜合維修對策

傳統路基沉陷病害注漿加固技術通常在路基內部布設較多注漿管道，由于注漿過程中難以確保所有管道注漿壓力、時間完全相同，會造成路基各部位抬高不一致的情況[5]。并且傳統注漿加固方式不設排水系統，造成降雨無法及時排除。為此，可采用花管+排水滲溝聯合維修加固技術。其綜合處治示意圖見圖3。

2.4 挖除軟基后換填

挖除軟基后換填主要是針對路基沉陷部位的面層、基層、路基等結構進行開挖處理，開挖深度達到基層位置；然后采用性能優良的材料填補平整，并碾壓密實，確保壓實度滿足要求。

2.5 加強排水設施

在地下水較為豐富的路段埋設排水管能全面排除路基內水體，增強路基承載性能[6]。但由于排水管道在路基內部受力較為復雜，因此其不但需要具備排水性能，同時應具備較強的抗拉、抗剪、抗變形能力。

2.6 加強排水設施

在豐水區域路基內部布設排水管道，及時排除內部水分，顯著提升路基承載力。深層排水管道在地基中受到較大壓力，因此排水管不僅具備排水功能，還應具備較強的抵抗變形的能力，如軟式滲水管道必須具備抗拉和抗剪能力。軟式滲水管結構示意圖詳見圖4。

3 高速公路路基路面沉陷病害養護維修方案的選擇

近年來，隨著國家對山區經濟發展的重視，山區高速公路建設數量逐年增多，但由于山區地形條件限制，部分高速公路位于軟土地基區域，經交通荷載反復作用，出現了路基路面沉陷問題，亟須進行維修加固處理，現結合沉陷調查實際情況提出了如下維修方案。

3.1 富水路基沉陷病害維修方案

對于富水路段沉陷病害，可選用花管注漿+排水滲溝聯合維修方案，或采用水平+豎向花管聯合注漿加固方案[7]。

3.2 非富水路基沉陷病害維修方案

針對非富水路段沉陷病害，可參考富水路段維修加固方案，但在設置排水系統方面應結合現場實際情況確定，最大限度地利用既有排水系統。

3.3 路基工作區的沉陷病害維修方案

路基作為道路最基礎的結構，具有承擔和傳遞交通荷載的作用，路基工作區是交通荷載主要作用部位，必須全面提升其承載性能，避免產生開裂、沉陷等病害[8]。具體加固措施如下：

3.3.1 處治措施

路基工作區沉陷較為輕微，可通過注漿加固、路基換填進行加固處理。

（1）采用注漿加固對工作區實施加固時，應嚴格控制加固深度，確保超過工作區深度，保證加固效果。同時，應盡可能縮短道路封閉時間，減小對交通的影響。

（2）路基換填應先徹底清除沉陷區域軟土路基，然后采用性能優良的填料填筑平整，并碾壓密實，確保密實度滿足要求。

3.3.2 輔助措施

為了有效提升路基加固效果，沉陷病害處治完成后，可在路基表面鋪設厚度為500 mm的灰土，有效增強地基承載能力。

3.3.3 工后檢測

一是彎沉檢測。工作區沉陷維修加固時，應對墊層、基層等結構層實施彎沉檢測，確保滿足規范要求；二是平整度檢測。在進行彎沉檢測的同時，還應對平整度實施檢測，確保符合規范及設計標準要求。

3.4 非路基工作區的沉陷病害維修方案

針對路基填筑高度較大，厚度較小的深層軟土可不作處理，但應對路基表面實施強夯處理，以有效增強加固效果。強夯處理時，應根據現場實際地質狀況選擇合適的夯擊方式，并科學確定夯擊能[9]。

針對填筑高度大、厚度較大的深層軟土層，不但需進行強夯處理，還應對軟土層實施注漿加固。注漿材料、注漿工藝、注漿壓力選擇及注漿孔布設可借鑒富水區病害處治方案。

3.5 路基毛細水嚴重區域病害維修方案

路基填料大部分為非飽和土，土體內部毛細水會逐步向下滲透，使路基含水量顯著增大，降低路基承載性能，影響路基穩定性。因此，為有效降低毛細水對路基造成的不良影響，應采取如下方式對路基進行維修加固處理。

3.5.1 鋪設墊層

針對膨脹土和粉質黏土路基，可在路基頂部加鋪厚度為200 mm的級配碎石，以有效阻擋毛細水升高。

3.5.2 挖除軟基后換填

軟基換填是地基加固處理最有效的方式，能顯著提升路基強度、剛度、穩定性，但在具體實施時，必須充分考慮各方面因素的影響，如：棄土處理、土方運輸成本等，以有效確保經濟性、合理性。

3.5.3 軟基注漿加固

針對路基毛細水嚴重區域注漿加固，其注漿方式、注漿材料選擇及注漿壓力確定可借鑒富水區病害處治方案。

3.5.4 包邊處理

從施工成本角度進行考慮，按照路基填筑高度差異，可將包邊處理技術劃分為三種類型，即全斷面改性、常規包邊、三明治法。其具體適用范圍如下：

（1）全斷面包邊：此方法適用于填筑高度不足2 m路基，具有操作簡便、造價高等特點。

（2）常規包邊：此方法主要適用于填筑高度為2

～5 m的路基。

（3）三明治法：該包邊方式對于填筑高度超過5 m的路基較為常用。

3.6 路面板病害維修方案

長期以來，各國業內人士針對路面板注漿加固處理取得較大成就，且相關成果在工程實踐中得到了成功應用。路面板注漿孔布設形式及要點如下：

（1）路面板注漿孔布設時應按照路面板尺寸大小，合理確定布孔方式，主要包括單孔、雙孔、三孔、四孔、五孔、連續布孔等幾種方式。

（2）連續布孔主要包括連續單排布孔、雙排對齊布孔和雙排交錯布孔[10]。

（3）路面板注漿加固施工時，注漿方式、注漿材料選擇及注漿壓力確定可借鑒富水區病害處治方案。

4 結論

綜上所述，該文基于路基路面沉陷原因分析及典型養護對策，根據沉陷發生的病害治理工況，提出了六類病害的具體維修方案。并對各種維修處理方案實施分析、總結，得出如下結論：

（1）按照路基沉陷病害具體成因、分布位置等各方面因素，將路基沉陷劃分為6種類型，即富水區路基沉陷、非富水區路基沉陷、路基工作區沉陷、非路基工作區沉陷、毛細水嚴重區域沉陷、路面板病害。

（2）根據具體工況對6種路基沉陷病害實際情況進行全面探究，并按照一步到位的原則，綜合經濟、技術、可行性等各方面因素制定出了針對性處理方案，具有重要的參考價值。

參考文獻

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