公路養護中路基路面維修的軟基處理技術研究

王垚山

（貴州省都勻公路管理局，貴州 黔南州 558000）

0 引言

公路是我國重要的基礎設施之一，其質量的好壞直接影響著人們的出行質量和地區的經濟發展，但公路在完成建設后經過一段時間的運營，容易受自然環境、地質條件以及人為破壞等因素影響，其路基路面出現沉陷、開裂等病害。因此，在公路養護中，對路基路面進行維修極為重要，而其中，軟基處理一直是難點，也是影響公路養護質量的重要因素。這就要求施工單位在開展路基路面維修時，必須結合公路路基路面的實際情況合理選用軟基處理技術。因此，本文將結合實際案例對軟基處理技術在路基路面維修中的應用進行研究，從而為公路養護質量的提升提供保障。

1 軟基的概念及特點

軟基主要是指由水下沉積所形成的軟弱黏土，或者成分以淤泥為主的地層，有些軟土地基存在泥炭層以及腐泥層。在自身結構自重以及外部荷載等多方面共同作用下，軟土地基極易產生沉降問題，一旦發生沉降，將會導致公路路面出現裂縫、沉陷等病害，不僅會影響公路的使用壽命，還會影響人們的出行安全。因此，有必要采取合適的軟基處理技術對公路路基路面進行維修。軟基主要包括以下幾個特點：首先，軟基的抗剪強度比較低，其內部的孔隙比較大，軟基壓縮系數提升，會造成軟基缺乏充足的承載力；其次，軟基的流動性和觸變性較為明顯，軟基容易受外部荷載以及自重等因素作用，伴隨時間的推移，軟基發生的變化會越來越明顯，當變化達到一定程度后會產生形變，當情況比較嚴重時會造成路面坍塌；再次，軟基具有較高的含水量，一般為50%～70%，在地質條件較為特殊的情況下甚至會達到200%，同時，軟基具有較大的孔隙，會嚴重影響土壤強度，造成承載作用喪失[1]；最后，軟基的滲透能力比較差，一些軟土層中包含細砂、薄層等力學性能不足的地層，與垂直向滲透性對比而言，水平向具有更強的滲透性，說明軟基的滲透性不佳。

2 公路養護中軟基的主要處理技術

目前，針對軟基采用的處理技術主要包括排水固結法、預壓法、強夯法、水泥攪拌樁法以及添加劑法。

2.1 排水固結法

該方法主要是采取一定手段有效排除軟基之中賦存的積水，從而降低軟基含水量，促使軟基得以固結成形，使軟基承載力得到有效提升。這種方法又可劃分若干處理方法，例如，砂井加固法、砂墊層處理法等。雖然各種處理方法在形式上存在不同，但其基本思路主要是降低軟土中的含水量，使軟土性能以及狀態得以改善。

2.2 預壓法

該方法主要是借助軟土以及排水體所具備的透水性，通過地表荷載作用力使地基水分得以排出，伴隨含水量的持續降低，軟基密實度會隨之提升，從而使強度獲得有效保證。采取預壓法處理軟基的優勢主要體現在，可以通過低成本獲取理想的加固效果，但也存在工期過長的問題，在項目工期比較緊張的情況下，也會出現缺乏可行性研究的問題，如果未能采取有效措施進行控制，路面則非常容易出現沉降問題[2]。

2.3 強夯法

強夯法的原理是采用特定裝置所產生的沖擊力，對在處理狀態下的軟基進行沖擊，改變原來的土層結構，并對軟基處理區域進行擠壓，使之形成密實性較高的夯坑。該方法實施的關鍵是必須使用合適的強夯裝置，尤其是強夯裝置的噸位以及提升高度必須符合要求。強夯法從技術層面分為動力密實、動力固結、動力置換三種主要形式。其中，動力密實主要是通過外力對土體孔隙作用，從而提升軟基強度[3]。動力固結是借助外部沖擊力在土層結構的合理范圍之內進行破壞，促使軟基形成排水裂隙，從而使軟基內的水能夠有效流動，實現排水，進而使軟土得到固結。動力置換主要分為整式置換與樁式置換兩種，整式置換是通過外力擠壓碎石，使碎石進入淤泥中，并且形成墊層，從而實現加固；樁式置換主要是借助外力作用促使碎石與軟土之間實現緊密結合，使組合狀態得以發生變化，確保其具備穩定性。強夯法的操作非常簡單便捷，并且具有一定的經濟性，適用范圍也比較廣，但如果未能合理控制，將會導致軟基轉變為彈簧土，使軟基處理失效，這就需要工程技術人員熟練掌握該技術的應用。強夯法應用流程見圖1。

2.4 水泥攪拌樁法

該方法是將水泥作為施工材料，通過攪拌之后可以同現場軟土之間相互結合，從而形成水泥攪拌樁，并使軟基得以凝固，但水泥攪拌樁法在應用時要嚴控攪拌速度，同時還要嚴格把關水泥等原材料的質量，從而提升樁質量[4]。

2.5 添加劑法

軟基承載力比較弱，在未對其進行直接處理的情況下，軟基很難承載往來車輛荷載及公路結構自重。為了使該問題得到合理解決，在開展軟基處理時可以使用添加劑法，以軟基特性為依據，應用外加材料，提升地基強度以及抗壓能力。在實際應用中，水泥是常用的添加劑，對軟基可發揮有效的固結作用。

3 案例分析

3.1 工程概況

黔南州某公路開展路面修復性養護工程，該公路的國道G321 線K989+965—K1025+900 段，自2012 年通車以來，長期運營，路面已出現不同程度的裂縫、坑槽、車轍、網裂、沉陷、麻面等瀝青路面的典型病害。2012 年—2022 年，采取的養護措施為瀝青灌縫、瀝青面層修補等。根據管養單位提供的資料，最近一次是2018 年對該路段的局部路段進行大中型工程結構性和功能性修復。修復后運行4 年，該路段又出現沉陷、裂縫、坑槽等病害。經專家分析，這些病害產生的原因主要與該路段處于軟基區域密切相關，因此，必須采取適當、有效的軟基處理技術對該路段的路基路面進行維修保養。

3.2 病害維修方案

通過路況調查發現，部分路段存在少量的坑槽、龜裂等病害，這是因為路基是軟基，且公路在日常使用時受到車輛往來和公路路面自重雙重荷載下所致。考慮到此類病害若不及時處理易導致雨水下滲，使病害面積擴大，造成路面結構嚴重破壞。因此，對于輕度面積類病害（如網裂、坑槽、沉陷等），需挖除瀝青面層，使用普通瀝青AC-13C 進行回填，在碾壓后，應該保證路面的標高同原標高一致。銑刨瀝青面層后，如基層局部松散，則要挖出松散基層，回填水穩并壓實。對于重度面積類病害，銑刨瀝青面層和基層后，分別回填水穩和普通瀝青AC-13C 混合料至瀝青面層標高。對于坑槽、修補較密集的路段推薦銑刨重鋪瀝青混凝土；若坑槽、修補平均間距＜10m 即采用銑刨重鋪措施；若坑槽唧漿只是單獨存在，周邊無裂縫，或者坑槽病害較輕，坑槽深度＜25mm，坑槽面積≤1m2，則直接進行臺階式開挖，四個方向臺階設置均為25cm，開挖深度為上、中面層，下面層是否開挖視現場情況而定。

3.3 軟基處理技術的實施

3.3.1 坑槽挖補

局部坑槽所用的修補材料主要有：成品料（熱拌瀝青混合料）、乳化瀝青、石屑或細砂、冷補料，上述材料必須滿足裂縫修補的要求。冷補料方面，必須保證在保質期之內，并且級配類型也要與原路面的級配一致。普通瀝青AC-13C 礦料級配通過率范圍如表1 所示。

表1 普通瀝青AC-13C 礦料級配通過率范圍

該項目挖槽使用的機械設備包括風鎬、切割機、壓實機械、平板夯等。挖槽施工嚴格按照上述方案開展。

3.3.2 原材料應達到的技術要求

該項目使用的瀝青均為標號70 號的石油瀝青，其等級為A 級。具體的技術要求如表2 所示。粗集料碎石必須保證其石質堅硬，并且集料表面清潔、無風化顆粒，粒徑必須在2.36mm 以上。可以使用石灰巖石料，同時使用反擊式破碎機將石料進行軋制，控制細長、扁平一類的顆粒總含量，嚴控粗集料質量。

表2 普通瀝青應達到的技術要求

3.3.3 施工流程

該項目軟基處理施工流程如圖2 所示。

圖2 軟基處理施工流程圖

3.3.4 施工技術要點

（1）貯存成品料

采用瀝青混合料拌和樓生產的熱混合料，若為冬季施工，或拌和場未生產，可采用冷補料。

（2）現場準備

在修補施工開展前，必須在現場對出現的松散、坑槽等問題進行測量，確定修補位置、面積以及所需混合料數量；坑槽病害的修補形狀按照“圓洞方補、斜洞正補”的原則確定，劃出所需修補病害的輪廓線，處理范圍應根據當前病害適當進行擴大處理；兩個坑槽修補面積的邊界距離不超過20cm 時可一并處理。

（3）切縫及鑿除病害路面

用切割機沿修補面積進行切縫，切縫深度在4cm左右，切縫應為閉合矩形。處理病害路面時，可使用輪胎式小型挖機挖除病害位置切槽內路面材料。開挖時應有技術人員在場，指導開挖深度（基層是否開挖）及范圍。也可采用液壓鎬或風鎬刨除病害位置路面廢料，并進行人工清除。同時，還要清除槽底、槽壁的松動部分及粉塵、雜物等。

（4）噴灑乳化瀝青及填料

使用乳化瀝青對槽底和槽壁進行噴灑，施工時應避免過量噴灑或者噴灑不足的情況發生。之后，向坑槽內人工填加熱拌混合料，添加的數量要保證準確無誤，不要出現材料浪費問題。為確保壓實效果，挖槽回填熱拌混合料溫度必須≥140℃。

（5）攤鋪整平和壓實

用直尺刮平槽內混合料，在人工進行攤鋪整平時，還要充分考慮松鋪系數，一般為1.1～1.2，以確保修補路面能夠與原路面之間保持高度的平順性。完成攤鋪整平之后，對于出現的小坑槽可以使用振動夯進行碾壓，而對于大坑槽，則必須使用雙鋼輪壓路機完成碾壓。針對鋪筑較厚路段，應對瀝青混合料進行分層攤鋪和壓實，壓實時應注意邊部壓實以及對周邊部分造成的振動松散。針對坑槽病害，碾壓修補混合料時必須先壓兩（四）邊，并且保證每次相錯1/2 輪，然后向坑槽中間進行逐步碾壓，最后采用封縫膠進行封邊處理。

3.3.5 質量驗收

對于坑槽修補的位置，必須達到平整密實、線條順直、路拱適度等要求，同時要保證外觀不會出現松散、裂縫、推移等情況，顏色要保證均勻，平整度應控制在5mm 之內，修補處和原路面之間的高差控制在2mm 之內，橫坡度誤差應≤±0.3%，以保證壓實度達到預定要求。壓實度應該采用雙控指標，保證馬歇爾標準密度對應的壓實度≥98%，面層的實測空隙率必須達到3%～7%。滲水系數標準應該≤100mL/min，滲水系數合格率必須≥80%，如果合格率＜80%，必須加倍進行頻率檢測，若檢測的結果依然＜80%，必須對該段面層進行有效處理。

4 結語

綜上所述，在公路養護作業中，路基路面維修是重點內容，而軟基處理又是路基路面維修的難點和重點，因此，必須掌握軟基處理技術，且合理應用，從而保證軟基處理效果。通過保障軟基處理的質量，提升路基路面的穩定性，進而提升公路養護效果，延長公路的使用壽命，保證行車安全，因此，做好軟基處理具有重要的社會經濟效益。