高速公路路基施工技術(shù)發(fā)展研究

陳云

（貴州路橋集團有限公司，貴州 貴陽 550001）

0 引言

高速公路建設(shè)離不開路基施工技術(shù)的支撐和發(fā)展。路基施工技術(shù)作為高速公路建設(shè)的重要組成部分，不僅應(yīng)滿足經(jīng)濟、安全和環(huán)保等方面的要求，還應(yīng)適應(yīng)現(xiàn)代化高速公路建設(shè)的發(fā)展需求和未來發(fā)展趨勢。因此，對于高速公路路基施工技術(shù)的發(fā)展研究，具有十分重要的意義，可以為高速公路的健康發(fā)展提供強有力的支撐。

1 高速公路路基施工技術(shù)的發(fā)展歷程

1.1 初期發(fā)展階段（20 世紀50 年代至70年代）

在高速公路建設(shè)初期，我國公路交通建設(shè)相對落后，高速公路路基施工技術(shù)也比較簡單，主要采用人工、機械和傳統(tǒng)材料進行施工。這些方法奠定了高速公路路基施工技術(shù)的基礎(chǔ)。在這一時期，由于我國經(jīng)濟發(fā)展水平低，資金和技術(shù)條件有限，因此高速公路路基施工主要采用人工挖土、填方、壓實等傳統(tǒng)方法。這些方法雖然效率低，但是在當時的技術(shù)和經(jīng)濟條件下，仍然能夠滿足基本的建設(shè)需求。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的加速，高速公路建設(shè)逐漸成為國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，這也促進高速公路路基施工技術(shù)的不斷發(fā)展和完善。雖然初期發(fā)展階段的技術(shù)相對簡單，但其奠定了高速公路路基施工技術(shù)的基礎(chǔ)，為后續(xù)的發(fā)展提供寶貴經(jīng)驗。

1.2 逐步成熟階段（20 世紀80 年代至90年代）

高速公路路基施工技術(shù)在20 世紀80 年代至90 年代進入逐步成熟階段。這一時期，隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和交通運輸需求增加，國家開始大力投資建設(shè)高速公路，路基施工技術(shù)得到大力推廣和應(yīng)用。在此階段，高速公路路基施工技術(shù)主要以土工填筑技術(shù)為主，采用機械化作業(yè)方式，提高工程建設(shè)速度和質(zhì)量，同時也降低了建設(shè)成本。這一階段出現(xiàn)一系列先進的施工設(shè)備和技術(shù)，如大型推土機、銑刨機、碾壓機等，這些設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用使路基施工更加標準化和規(guī)范化，保證道路的安全性和耐久性。此外，在此階段注重環(huán)保和生態(tài)建設(shè)，普及護坡綠化技術(shù)，推行防護網(wǎng)等措施，對于保護環(huán)境和生態(tài)恢復(fù)起到積極作用。總的來說，高速公路路基施工技術(shù)在20 世紀80年代至90 年代取得重要的進展和成就，為高速公路的健康發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

1.3 現(xiàn)代化發(fā)展階段（21 世紀以來）

隨著21 世紀的到來，高速公路路基施工技術(shù)進入現(xiàn)代化發(fā)展階段。這一階段，新一代的信息技術(shù)、材料科學(xué)和工程設(shè)計理念等因素推動路基施工技術(shù)的快速進步和升級。在此階段，高速公路路基施工技術(shù)開始逐漸向智能化、數(shù)字化、精細化方向發(fā)展。比如，引入建筑信息模型（BIM）技術(shù)，能夠在建設(shè)前實現(xiàn)數(shù)字化模擬和測試，減少建設(shè)風險和成本，并且在施工過程中可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)作，提高工作效率。此外，還出現(xiàn)新的建筑材料、節(jié)能環(huán)保技術(shù)和人工智能應(yīng)用等新技術(shù)。例如，采用具有優(yōu)異性能的新材料，如高強度混凝土、再生骨料等，可以提高路基承載力、抗震能力和耐久性。還有以節(jié)能環(huán)保為導(dǎo)向的新技術(shù)，如太陽能路燈、雨水收集系統(tǒng)等。21 世紀以來，高速公路路基施工技術(shù)進入快速發(fā)展期，新興技術(shù)和創(chuàng)新理念的不斷推廣，讓路基施工越來越智能化、數(shù)字化和環(huán)保化。這些新技術(shù)的應(yīng)用，進一步提高道路的安全性、便捷性和舒適性，滿足人們對于高速公路的多元化需求。

2 高速公路路基施工的技術(shù)步驟

2.1 測量與布線

高速公路路基施工的第一步是進行測量與布線。該步驟是確保高速公路的設(shè)計與實際施工相符，并為后續(xù)的土方開挖、填方壓實等工作提供準確的數(shù)據(jù)和指導(dǎo)。在測量與布線中，首先應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙確定高速公路的縱橫斷面和路線，然后采用全站儀、GPS 等現(xiàn)代化測量設(shè)備對路線進行測量和標定。同時，還需要進行地形測量、地質(zhì)勘探、水文勘測等工作，以獲取高速公路建設(shè)所需的各種信息。在完成測量工作后，應(yīng)按照設(shè)計要求進行布線，確定高速公路的路基、路面等位置和高程。布線應(yīng)充分考慮地形、地貌等因素，并結(jié)合實際情況進行調(diào)整和優(yōu)化，以確保高速公路的安全性、通行性和舒適性[1]。

高速公路路基施工的測量與布線是高速公路建設(shè)的重要組成部分，其準確性和科學(xué)性對后續(xù)的施工和使用都具有重要影響。因此，在測量與布線過程中，應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求進行操作，同時也應(yīng)充分考慮實際情況，以保證高速公路的建設(shè)質(zhì)量和效果。

2.2 土方開挖

高速公路路基施工的第二步是土方開挖。該步驟的目的是將路基所在的地面或山體挖出，為后續(xù)的路基處理和填方壓實等工作提供必要的空間。在土方開挖中，應(yīng)根據(jù)測量與布線的結(jié)果，在路基所在的地面或山體上進行標定和劃線。然后，根據(jù)設(shè)計要求，采用挖掘機、推土機、裝載機等機械設(shè)備進行土方開挖。在開挖過程中，應(yīng)注意控制挖深、挖寬和坡度等參數(shù)，以確保土方開挖的質(zhì)量和穩(wěn)定性。在完成土方開挖后，還應(yīng)對開挖區(qū)域進行清理和整理，以便后續(xù)完成路基處理和填方壓實等工作。同時，還應(yīng)對開挖區(qū)域進行檢查和驗收，確保符合設(shè)計要求和施工規(guī)范[2]。

高速公路路基施工的土方開挖是建設(shè)高速公路的重要步驟之一，其質(zhì)量和效率對后續(xù)的施工和使用都具有重要影響。因此，在土方開挖過程中應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求進行操作，同時也應(yīng)充分考慮實際情況，以保證高速公路的建設(shè)質(zhì)量和效果。

2.3 路基處理

高速公路路基施工的第三步是路基處理。路基處理主要指對道路底基層地面的加固和處理，以保證路基的承載能力、穩(wěn)定性和耐久性。路基處理包括土壤改良、地下水位控制、壓實、平整等步驟。首先，應(yīng)對低承載力的土壤進行改良，通過添加增強劑或石子等材料提高土壤的密度和承載能力。其次，地下水位控制也是非常關(guān)鍵的一步，可以通過修建排水溝、井、水泵等措施，降低地下水位，防止路基因地下水泛濫而發(fā)生不穩(wěn)定情況。

在處理完底基層土壤之后，也應(yīng)進行壓實和平整處理。壓實主要是通過碾壓機對路基表層進行多次碾壓，使路基的密度達到規(guī)定標準。平整是指在路基上使用平地機、銑刨機等設(shè)備進行表面的修整和調(diào)整，保證道路平整度符合標準要求。

在高速公路路基施工中，正確進行路基處理是至關(guān)重要的一步。路基處理不僅可以提高路基的承載能力和穩(wěn)定性，還可以縮短施工周期和降低施工成本，同時也能夠提高道路的使用壽命和使用安全性。

2.4 填方壓實

高速公路路基施工的第四步是填方壓實。該步驟主要是將土方填充到路基所在的位置，并使用振動壓路機、滾壓機等設(shè)備進行壓實，使路基達到設(shè)計要求的密實度和穩(wěn)定性。在填方壓實中，首先需要根據(jù)測量與布線的結(jié)果，在土方開挖區(qū)域內(nèi)進行路基處理，包括削平、坡度調(diào)整、邊坡處理等工作。然后，采用鏟車、裝載機等機械設(shè)備進行土方填充，使土方填充到設(shè)計要求的高度和寬度。

在完成土方填充后，需要使用振動壓路機、滾壓機等設(shè)備進行壓實，使路基達到設(shè)計要求的密實度和穩(wěn)定性。在壓實過程中，應(yīng)注意控制壓路機的速度和振動頻率，以確保路基的質(zhì)量和穩(wěn)定性。在填方壓實過程中需要嚴格按照設(shè)計要求進行操作，同時也應(yīng)充分考慮實際情況，以保證高速公路的建設(shè)質(zhì)量和效果。

2.5 路基驗收

高速公路路基施工的第四步是路基驗收。路基驗收是指在路基施工完成后，對道路基礎(chǔ)進行檢查和評估，以驗證路基是否符合規(guī)范要求和設(shè)計要求。路基驗收主要包括路基平整度、縱橫坡、壓實度等方面的考核。其中，路基平整度是指路基的表面平整程度，可用直線儀或水準儀等工具進行測量；縱橫坡是指路基的縱向和橫向坡度，通常使用坡度板等工具進行檢測；壓實度是指路基的密實程度，可以通過靜壓式或動壓式試驗進行檢測。除此之外，路基驗收還應(yīng)檢查路基的排水情況、路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等。一旦發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時采取措施進行修補和處理，以確保路基達到相關(guān)的標準和規(guī)范要求。

經(jīng)過嚴格的路基驗收，可以保證路基質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性，為道路的使用提供更好的保障。同時，也可以有效避免在后續(xù)使用過程中出現(xiàn)不安全和不良狀況，從而更好地保障人民的出行安全和高速公路的可持續(xù)發(fā)展[3]。

3 高速公路路基施工技術(shù)的未來發(fā)展方向

3.1 技術(shù)創(chuàng)新和改進

高速公路路基施工技術(shù)在經(jīng)歷多年的發(fā)展后，雖然取得顯著的成果，但仍需不斷創(chuàng)新和改進，來提高高速公路路基施工的質(zhì)量和效率。一方面，可以通過引進先進技術(shù)和設(shè)備，如采用無人機、激光掃描等現(xiàn)代化技術(shù)進行測量和布線，采用新型材料和設(shè)備進行土方開挖、填方壓實等，可以大大提高高速公路路基施工的效率和準確性。另一方面，可以通過優(yōu)化施工工藝和流程，例如，采用預(yù)制件、模塊化建設(shè)等新工藝，可以減少現(xiàn)場施工時間和人力成本，同時提高施工質(zhì)量和穩(wěn)定性。總之，應(yīng)加強科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新，不斷推出適應(yīng)高速公路建設(shè)需要的新技術(shù)和新材料。高速公路路基施工技術(shù)的創(chuàng)新和改進是高速公路建設(shè)的重要組成部分，也是提高我國公路交通建設(shè)水平和服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵。只有通過科學(xué)研究、技術(shù)創(chuàng)新和實踐探索，才能不斷推動高速公路路基施工技術(shù)的進步和發(fā)展。

3.2 智能化和自動化發(fā)展

隨著科技的發(fā)展和高速公路建設(shè)的不斷推進，高速公路路基施工技術(shù)也在不斷地實現(xiàn)智能化和自動化發(fā)展。智能化和自動化技術(shù)的應(yīng)用，可以提高路基施工的效率和質(zhì)量，減少人力和資源的浪費，從而更好地滿足人們的出行安全和高速公路建設(shè)的需求。

在路基施工過程中，可以使用多種智能感知技術(shù)，如激光雷達、紅外線傳感器等，對路面和路基進行實時監(jiān)測和測量，以實現(xiàn)道路的自動化控制和管理。這些技術(shù)可以實時感知路況、快速診斷問題、自動調(diào)整機器設(shè)備的操作參數(shù)等，從而提高路基施工的效率和準確性[4]。

機器設(shè)備的自動化控制也是實現(xiàn)路基施工自動化的重要手段。通過對機器設(shè)備進行自動化控制，可以實現(xiàn)機器的自主執(zhí)行和精密操作，減少人工干預(yù)和誤操作的風險，提高施工的可靠性和穩(wěn)定性。例如，可以使用自動化采暖系統(tǒng)，完成路面加熱等操作；采用固定編程方式，實現(xiàn)機器的智能巡航和路徑規(guī)劃等，減少人員的操作時間，降低人員的疲勞度，提高路基施工的效率和質(zhì)量。隨著智能化和自動化技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，高速公路路基施工技術(shù)也將實現(xiàn)更高的自主、自適應(yīng)性和智能化水平。通過機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、云計算等技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)道路施工過程的全程監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析和預(yù)測模擬，為實現(xiàn)智慧城市和智慧路網(wǎng)建設(shè)提供更好的技術(shù)支持和保障[5]。

3.3 環(huán)保和可持續(xù)性發(fā)展

在進行高速公路建設(shè)時，應(yīng)考慮環(huán)保和可持續(xù)性發(fā)展。推廣采用新型材料和技術(shù)，以減少對環(huán)境的影響。例如，采用再生骨料、輕質(zhì)隔離帶等環(huán)保材料，可以減少對天然資源的消耗和環(huán)境污染。同時，采用智能化設(shè)備、自動化控制系統(tǒng)等現(xiàn)代化技術(shù)，可以降低施工過程中的能源消耗和排放量，實現(xiàn)節(jié)能減排。

應(yīng)加強施工管理和監(jiān)督，以確保施工過程符合環(huán)保要求。例如，建立環(huán)境保護管理制度，制定環(huán)境保護措施和應(yīng)急預(yù)案，嚴格執(zhí)行環(huán)保法規(guī)和標準，加強環(huán)境監(jiān)測和管控等措施，有效減少施工對環(huán)境的影響。高速公路路基施工技術(shù)的環(huán)保和可持續(xù)性發(fā)展是建設(shè)高速公路的重要組成部分，也是保護環(huán)境和推動可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。應(yīng)通過科學(xué)管理、技術(shù)創(chuàng)新和實踐探索，為我國公路交通建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展提供更加堅實的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

高速公路的建設(shè)質(zhì)量與人民群眾的生活和出行安全密切相關(guān)。為了確保每一條高速公路工程項目都能高質(zhì)量完成，就需要在高速公路路基施工中，對路基施工技術(shù)進行全面的指導(dǎo)和監(jiān)督，施工人員應(yīng)嚴格按照國家的施工規(guī)范和工序要求，進行每個施工細節(jié)的設(shè)計和操作，確保路基主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，達到國家標準及施工規(guī)范要求，提高高速公路的服務(wù)年限，提升高速公路的工程設(shè)計和整體施工質(zhì)量，以確保廣大人民群眾的出行安全。