市政道路路基處理方法探究

楊國明

（甘肅省隴西縣凱隆建設工程有限責任公司，甘肅 定西 748100）

隨著城市化進程的加速，市政道路建設已成為城市基礎設施建設的重要組成部分。道路路基作為道路的基礎，其穩定性與耐久性對整個道路的質量和使用壽命產生重大影響。因此，研究市政道路路基處理方法對提高道路工程質量具有重要意義。

1 市政道路路基處理的基本原則和要求

1.1 基本原則

1.1.1 因地制宜的原則

因地制宜是市政道路路基處理的首要原則。這意味著在設計和施工過程中，必須考慮到地理、氣候和環境因素的影響。例如，在多雨地區，路基材料需要具有良好的排水性能，以防水分積聚導致路基軟化或破壞。在寒冷地區，又需要關注路基材料對凍融循環的抵抗能力。因地制宜還涉及土壤類型和地下水位的考慮。不同土壤類型（如黏土、沙土或礫石）對路基材料的選擇和處理方法有著直接影響。同時，高地下水位地區需要特別關注排水系統的設計，以防路基受到水的侵蝕。綜合地理、氣候和土壤特性的考量，可以確保路基設計的合理性和適用性。

1.1.2 科學合理的原則

科學合理原則要求在路基處理中應用現代工程技術和科學數據支持的設計方法。這涉及使用精確的測量和計算，以確定路基厚度、材料選擇和施工方法。例如，通過地質勘探和土壤測試，可以準確評估土壤的承載能力和變形特性，從而制定出適宜的路基加固方案。此外，科學合理的設計還包括對新材料和新技術的應用。隨著科技的進步，許多新型環保材料和施工技術被引入道路建設中。這些新技術不僅提高了路基的性能，還有助于減少環境影響。因此，在路基處理中融入科學研究和技術創新是至關重要的。

1.1.3 經濟實用和安全可靠的原則

經濟實用原則強調在確保路基質量的前提下，盡可能地降低成本。這不僅包括直接的材料和施工成本，還包括長期的維護和修復成本。合理的設計和施工方法可以大幅度降低道路的整體生命周期成本。安全可靠原則是市政道路建設的核心。路基必須能夠承受日常交通載荷和極端天氣條件的影響，確保長期的穩定性和耐久性。這要求在設計階段就充分考慮安全因素，例如對于位于地震帶的地區，路基的抗震設計就顯得尤為重要。

1.2 基本要求

1.2.1 路基的承載能力

確保路基具有足夠的承載能力是道路設計和施工的基本要求。路基承載能力的充分性直接關系到道路的使用壽命和安全性。為達到這一要求，首先需要通過地質勘查和土壤測試來評估土壤的承載力。在土壤強度不足以承受預期荷載的情況下，需采用加固措施，如采用地基加固技術（攪拌樁、壓實填料）和選擇合適的路基材料（碎石、礫石混合層）。此外，設計時要考慮到道路的預期使用情況，包括交通流量和車輛類型，確保路基設計能夠滿足實際運營需求。

1.2.2 抗滑性能的提高

提高路基的抗滑性能，防止滑坡，對于位于斜坡或不穩定地區的道路尤為重要。要實現這一目標，必須在設計初期對潛在的滑坡風險進行評估，并采取相應的預防措施。這可能包括斜坡加固、排水系統設計以及使用抗剪強度高的材料。排水系統的設計尤為關鍵，因為水分往往是導致滑坡的主要因素。因此，確保路基具有良好的排水能力，可以有效減少水對路基穩定性的負面影響。

1.2.3 降低透水性和提高穩定性

降低路基的透水性和提高其穩定性是為了防止由于水分滲透和溫濕度變化造成的路基損害。這要求在路基設計和施工中使用防水或低透水性材料，如防水膜或防水混合料，以及確保路基和路面之間有良好的防水層。此外，為了應對溫度變化和濕度變化導致的路基變形，需要選擇適應性強的材料，并在設計中考慮適當的膨脹縫或變形縫，以適應溫度和濕度的變化。綜合這些措施，可以有效提高路基的穩定性，保障道路的長期使用安全。

2 市政道路路基處理的常用方法及其適用范圍

2.1 換填法

換填法的基本原理是移除軟弱、不穩定的土層，替換為具有較高強度和較低壓縮性的材料，如砂、碎石或煤渣等。這種方法通過改變路基的物質組成，提高其整體承載能力和穩定性。在實施過程中，關鍵步驟包括挖掘、材料選擇、分層回填和壓實。精確的挖掘深度和材料的選擇對于確保換填效果至關重要。

優勢方面，換填法對于處理淺層軟弱土層尤為有效。例如，對于淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土等土質，通過換填可以顯著提高路基的穩定性。這種方法比較經濟且施工簡單，尤其適用于城市道路改造和維修工程，其中地基處理的深度和范圍受到限制。

換填法主要適用于淺層地基處理，尤其在土層深度不超過幾米且地基土質較弱的情況下效果顯著。根據不同地區的地質條件，換填法在效果上存在一定差異。例如，在河濱、海濱等地區，由于土層含水量高，適用換填法后的改善效果更為顯著。

為了評估換填法的效果，通常會進行一系列的土壤測試，如承載力測試、壓縮性測試等。通過對比處理前后的數據，可以量化換填法的改善效果。例如，承載力的提高、壓縮量的減少都是評價換填法效果的重要指標。

2.2 堆載預壓法

堆載預壓法的核心原理是在地基上施加臨時額外負荷，促使地基土在施工前就經歷一定程度的固結和壓縮。這種方法通過模擬未來道路將承受的荷載，使地基在實際施工前已適應這種負荷，從而減少后期的沉降和不均勻變形。該方法的優勢在于其簡便性和經濟性。相比于其他復雜的地基加固技術，堆載預壓法不需要昂貴的材料或高級技術設備，且施工過程相對簡單。此外，它對于改善透水性良好地基的承載能力和穩定性特別有效，尤其是在土壤層較深且受力均勻的場合。

堆載預壓法主要適用于透水性較好的地基，如砂土、粉土等。在這類土質中，由于水分可以較快排出，所以預壓過程中的固結作用更為顯著，從而更有效地改善地基的承載能力和穩定性。在評估堆載預壓法的效果時，通常需要考慮的數據包括土壤的初始承載能力、固結度、沉降量等。通過在施工前后對這些指標進行比較，可以直觀地評估預壓效果，如果沉降量顯著減少，說明土層已經較為穩定，達到了預期的加固效果。

實施堆載預壓法時，需重點考慮預壓荷載的大小和作用時間。荷載的選擇應基于地基的初始承載能力和預期的固結程度，通常需要通過專業的地質評估和計算來確定。同時，荷載作用的時間長短直接影響固結效果，通常這個時間會根據土質、厚度和水分含量等因素進行調整。此外，還需注意施工過程中對周圍環境的影響。由于堆載預壓會增加地面壓力，可能會對周邊建筑物或地下設施產生影響。因此，在施工前進行周邊環境的風險評估和必要的防護措施是非常重要的。

2.3 強夯法

強夯法的基本原理是利用重錘（通常重達幾噸）從一定高度自由下落，通過其沖擊能量對土壤進行夯實。這種方法主要適用于非飽和的砂土地基，其核心優勢在于能顯著增加土壤的密實度和承載能力。通過強夯，土粒重新排列，空隙減少，從而提高了土壤的穩定性和抗剪強度。強夯法的優勢還體現在其施工速度快、成本相對低廉、對環境影響小等方面。與其他地基加固方法相比，強夯不需要添加額外的材料，僅通過機械作用改善土壤性質，因此更加環保。此外，這種方法對提高土壤的抗液化能力尤其有效，對于地震多發地區的道路建設來說，這一點尤為重要。

強夯法主要適用于無黏性土、雜填土和半飽和砂土等地基處理。這些土質類型在未經處理時，往往密實度不足，容易在荷載作用下發生沉降或變形。通過強夯處理，這些土質的承載能力和穩定性可以得到顯著提升。在評估強夯法的效果時，主要依據的是土壤的密實度、承載能力和沉降量等數據。一般來說，強夯后，土壤密實度會顯著增加，承載能力提高，同時，土壤的沉降量會減少。通過對比處理前后的土壤測試數據，如標準貫入試驗（SPT）值、靜載試驗等，可以直觀地評價強夯法的效果。實施強夯法時，需考慮錘體重量、落錘高度、夯擊點間距等關鍵參數。錘體的重量和落錘高度直接影響到夯實能量的大小，而夯擊點的選擇和間距則影響夯實的均勻性。通常，這些參數需要根據土壤條件和工程要求來確定，以達到最優的夯實效果。此外，強夯施工可能會對周圍環境造成影響，如振動和噪音。因此，在施工前需要對周邊建筑物和設施進行評估，確保夯實作業不會對其造成損害。在某些情況下，可能需要采取減震措施，以減少對周圍環境的影響。

3 市政道路路基處理方法的發展趨勢

3.1 技術創新與高效施工

隨著科技的快速發展，市政道路路基處理方法正在經歷技術革新。新材料、新設備和新技術的應用正在提高道路建設的效率和質量。例如，智能化施工設備可以更精確地進行地基處理，減少人為誤差，同時提高施工速度。此外，地理信息系統（GIS）和建筑信息建模（BIM）技術的應用，使得項目管理更加高效，從設計到施工的每一個環節都可以實現優化。此外，非開挖技術的發展，如微型鉆孔、地下注漿等，為城市地下復雜環境中的道路維修和加固提供了更多可能性。這些技術可以在不破壞地面結構的情況下，對路基進行有效加固，大大減少了施工對城市交通和環境的影響。

3.2 環境可持續性與綠色建設

環境保護和可持續發展是當代社會的重要議題，市政道路路基處理方法也在逐漸向環境友好型發展。這包括使用可回收材料、減少建設過程中的碳排放以及保護自然生態。例如，利用再生混凝土、再生瀝青等材料來代替傳統材料，不僅可以減少建筑廢物，還能降低道路建設的環境影響。此外，綠色建設理念的引入，如透水混凝土和綠色屋頂，不僅提高了城市的生態環境，還提高了道路的排水能力和熱島效應的緩解能力。這些創新不僅符合環保要求，也提升了道路的功能性和美觀性。

3.3 智能化和數字化管理

數字化和智能化是未來市政道路路基處理方法的另一大發展趨勢。通過將物聯網（IoT）、大數據分析、人工智能（AI）等技術應用到道路建設和維護中，可以實現路基狀態的實時監控和智能預測。這些技術可以幫助工程師及時了解路基的狀況，預測潛在的問題，從而做出更加準確和及時的維護決策。例如，通過在道路中嵌入傳感器，可以實時監測路基的溫度、濕度、承載力等關鍵指標。結合大數據分析和AI 算法，可以預測道路的壽命和需要維修的時間，從而優化維護計劃和成本。這種智能化管理不僅提高了道路的安全性，也降低了長期的維護成本。

4 結束語

在綜合考量市政道路路基處理方法的各個方面后，可以得出以下結論：當前和未來的市政道路路基處理正向著技術創新、環境可持續性和智能化管理方向邁進。這些處理方法不僅關注于提升施工效率和道路性能，也逐漸融入了環保理念和先進的數字技術。從換填法、堆載預壓法到強夯法，各種傳統方法正在與現代技術結合，以適應復雜多變的地質條件和城市發展需求。同時，環保材料的使用和綠色建設理念的引入正成為新的趨勢。再加上智能化和數字化技術的應用，為實時監控和預測道路狀況提供了更多可能，大大提高了道路建設和維護的效率與可靠性。總體來看，這些進展不僅促進了市政道路建設技術的發展，也為實現更安全、高效和環境友好的城市交通體系奠定了堅實基礎。