國省干線公路改擴建工程路基處治關鍵技術研究

田琳

（貴州省銅仁公路管理局石阡公路管理段，貴州 銅仁 554300）

0 引言

近年來，公路需求日益增加，原來的公路網(wǎng)已經(jīng)無法滿足通行需求，需進行改擴建。改擴建工程施工作業(yè)中，既需要完善公路網(wǎng)，也要清除潛在的風險和隱患，保障公路運行的安全性。路基為病害多發(fā)的部位，并且影響到公路整體的質量，做好路基風險分析，結合風險產(chǎn)生的原因，采取加固或者其他措施，實現(xiàn)全面嚴格控制，具有重要的意義。

1 路基處治技術的要求

一般來說，改擴建工程中會延續(xù)老路通過拼寬或者其他方式增加空間，滿足人們的需求。路基施工時需對原來路基進行處理，消除質量隱患與問題，促使新舊路基有效銜接，增強路基結構的穩(wěn)定性，達到建造的要求。路基處治的要求如下：一是經(jīng)濟高效性。充分利用現(xiàn)有的資源，保障建造質量，同時達到節(jié)能環(huán)保要求。二是低破壞性。路基處治施工要避免給周圍的環(huán)境造成破壞和不良影響，若無法避免那么施工后及時恢復。三是安全性。路基處治工作的開展，必須要安全性的控制。一方面，保障路基施工的安全性；另一方面，還要保障公路運行的安全性。

2 實例分析國省干線公路改擴建工程中路基處治方案

2.1 案例概述

以A 改擴建工程為例，公路長度為24.25km。根據(jù)掌握的資料分析，原路基的下層位置存在的地基土，多為軟土和淤泥，由于含水量和承載能力等的影響，無法達到要求，需加以處理。路基處理工程中填料為土石混填，并且采用了強夯法處理墊層。在改擴建施工時，分析路基不均勻沉降風險，確定了路基處治技術，保障了路基工程施工的質量。現(xiàn)結合路基處治技術方案設計，進行具體分析。

2.2 新舊路基結合位置破壞機理

公路路基拓寬施工時，新路基通常作為邊載施加在舊路基的邊坡，邊載對舊路基沉降變形的影響主要如下：

其一，新路基填料的重量相當于作用在原路基的重力。

其二，地基土表層的附加應力在橫斷面上的分布差異很大，尤其是軟土地基，由于固結度和應力不同，使得此位置很容易產(chǎn)生沉降風險。經(jīng)過調查掌握了路基頂面的沉降原因，屬于地基沉降引發(fā)的風險。工程施工作業(yè)中，地質條件良好的位置，產(chǎn)生地基沉降風險相對較低，對建設的路基坡腳能夠有效約束，所以拓寬作業(yè)時沉降更的多是因為路基自身壓縮變形。根據(jù)損傷力學能夠得知，如果在路基的頂部出現(xiàn)了張拉裂隙，將會引發(fā)系列的反應，周圍分布的應力也會出現(xiàn)增加的變化，若產(chǎn)生嚴重的差異沉降，則會使得裂隙繼續(xù)發(fā)育，進而影響到路基下方的性能。

2.3 路基沉降風險的分析與結果

此次國省干線公路改擴建工程施工所在的位置是山區(qū)，在進行路基拓寬施工時產(chǎn)生的不均勻沉降屬于平面應力問題，為掌握更多的路基沉降風險情況，采用信息化技術手段進行模擬分析，總計劃分為5872個網(wǎng)格。結合公路工程的具體情況，對土層性質做簡化處理。物理力學參數(shù)如下：

一是地基土。密度為1400kg/m；泊松比為0.25；彈性模量為28MPa；黏聚力為42kPa；內摩擦角為24。

二是原路基填料。密度為1900kg/m；泊松比為0.25；彈性模量為19MPa；黏聚力為38kPa；內摩擦角為27。

三是新路基填料。密度為2200kg/m；泊松比為0.3；彈性模量為24MPa；黏聚力為37kPa；內摩擦角為22。

不同工況下的新舊路基沉降變化：

其一，不同拓寬寬度的影響。為了掌握更多的數(shù)據(jù)信息，優(yōu)化路基設計方案，組織開展實驗分析，了解不同的寬度參數(shù)下的實際情況。根據(jù)得到的數(shù)據(jù)顯示，當達到某個臨界值后，寬度的增加對舊路基的影響變小，由其引起的沉降沒有明顯變化。從具體情況分析，寬度參數(shù)的差異具體表現(xiàn)不同。其中，寬度在1～6m 時，不協(xié)調變形最大值產(chǎn)生在新路基邊緣。如果路基加寬超過6m，最大值產(chǎn)生在新路基邊緣內側，拓寬部分路面很容易反坡，造成雨水聚集，使得路面結構層被破壞，進而影響到公路的運營能力以及壽命。

其二，不同填方高度。結合改擴建工程特點，選擇8m、14m、20m 以及30m 填方高度，分析新舊路基沉降變形。根據(jù)獲得的結果得知，拓寬路基的沉降變形和不協(xié)調變形都會隨填方高度增加而增大。究其原因，由于高度增加帶來的連鎖反應很多，例如附加應力。除此之外，當路基填方高度相同，距離道路中心線越遠位移變化就越明顯，如果監(jiān)測點距離道路中心線＜1m，那么路基頂面基本不會產(chǎn)生不均勻沉降情況。

其三，新路基剛度模量變化的影響。為了分析此因素變化的影響，選擇5MPa、12MPa、30MPa、50MP、70MPa 以及90MPa，分析沉降變形情況。根據(jù)計算得到的結果得知，必須要嚴格控制監(jiān)測點與道路中心線的間距大小，避免新舊路基之間的不均勻問題發(fā)生。不過新舊路基填料剛度模量達到30～90MPa 時，增加彈性模量產(chǎn)生的影響很小，此時產(chǎn)生路基頂面沉降的風險小。根據(jù)結果可知，需要合理控制新路基填料的剛度模量大小。

2.4 路基沉降的處治方案

從改擴建施工質量的管理角度分析，新舊路基結合位置為薄弱點，提高結合位置的強度是拓寬施工管理重點。通過上述分析掌握新舊路基不均勻沉降機理以及變化特征，結合以往的工程案例分析，最終提出以下措施：

一是外部處治。根據(jù)改擴建工程的特點和情況，采用路基坡面防護措施、地基處理措施、路基內部加筋處理措施，來控制路基工程施工的質量，進而保障工程的施工效益。

二是內部處治。為防范路基沉降風險，提出嚴格控制路基壓實度、分區(qū)填筑的要求，切實保障路基工程的施工質量。

三是綜合處治。為增強路基的質量和性能，提出采用鋪設過渡性路面、完善路基防排水以及新舊路基設置分隔帶等措施，做好全面嚴格控制，保障路基工程的施工質量目標實現(xiàn)，防范路基沉降風險的產(chǎn)生。

3 國省干線公路改擴建工程路基處治技術應用策略

3.1 做好舊路基的評估

從路基處治質量控制的角度分析，需對舊路基進行全面評估，分析路基的性能和問題，保障工程建造的質量。一般來說，采取的評價方法如下：

一是道路復合評價。改擴建工程中對于路基的評價，將國省干線公路和制定的國省干線公路改擴建工程路基處治標準，展開對比分析，進而明確需要加以改進和完善的部位，保障方案設計的科學合理性。除此之外，預測公路運行后可能遇到的交通事故，從路基施工設計環(huán)節(jié)提出防范和處理措施，提升公路運行的安全水平。

二是道路安全評價。在進行安全評估時，主要針對路基和路面等情況開展評價分析。通常來說，道路的安全質量影響到公路改擴建的效益目標實現(xiàn)。組織開展路基處治施工作業(yè)前，必須要對公路運營情況進行檢查，掌握完整的資料和信息，切實保障路基處治的效果達到要求。為了嚴格控制建設的質量，需要對每個細節(jié)和關鍵點進行斟酌考慮，保證公路工程的建造效益目標實現(xiàn)，打造高質量的公路工程。在進行設計時對原來的路基進行全面調查，依據(jù)獲得的資料和信息進行分析，掌握具體情況和問題，提出質量控制措施，例如沉降變形的防治方法等，為作業(yè)的開展提供依據(jù)和支持。

3.2 做好路基處治施工技術的應用控制

公路改擴建工程中，路基施工作業(yè)的難度大，要做好嚴格有效控制。一般來說，公路路基處治工作的開展，主要采取雙側加寬或者單側加寬的處理方法。在作業(yè)中涉及到的內容和層面很多，潛在的技術風險比較大。例如路基、橋梁和路面等，均需要做好嚴格的控制，保障技術應用達到要求。為了保證路基處理的質量和效益，要結合路基工程的具體情況，提出有效的治理方案。編制路基施工作業(yè)方案之前，需要做好公路工程情況的調查與分析，識別路基沉降風險和各類問題出現(xiàn)的可能性。根據(jù)路基施工風險分析的結果，對路基施工技術方案進行優(yōu)化。針對可能會出現(xiàn)的沉降或者其他問題，采取相應的處理措施，防范風險的產(chǎn)生。在組織施工作業(yè)時，需要嚴格落實技術交底制度，針對路基處治技術應用的方案做好全面交底工作。對參與路基作業(yè)的人員則需要進行技術培訓，使其可以掌握路基處治施工的應用流程和要點。路基工程施工作業(yè)期間，嚴格按照技術標準和規(guī)范，做好細節(jié)和要點控制，防范路基沉降風險的出現(xiàn)，切實保障工程施工的質量。在路基處治技術應用質量管理方面，需要針對材料和施工等因素做好嚴格控制。對于路基工程采用的材料，則需要進行嚴格的檢測分析，同相關標準對比分析，及時掌握材料質量問題，杜絕應用到路基處治工程。組織路基施工質量管理工作人員，對路基施工作業(yè)的情況進行全面檢查，督促施工人員規(guī)范化開展處治工作，保障技術應用的效益。改擴建工程施工作業(yè)中，對于路基的壓實質量必須嚴格控制。作業(yè)時，根據(jù)技術方案和標準設置好碾壓設備的參數(shù)，并且做好碾壓施工作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)檢測與分析，及時掌握壓實的情況，做好施工過程的質量控制。公路改擴建工程中路基處治技術的應用面臨很多不確定的風險。為了能夠保障技術應用的價值實現(xiàn)，需要組建專門的技術小組，圍繞技術應用重難點做好全面分析，并且為施工作業(yè)人員提供技術指導。在作業(yè)中，對路基工程施工遇到的技術難題，需要及時組織技術研討，分析改擴建工程施工條件和工藝運用等多方面的因素，確定影響技術應用的主要原因，進而提出針對性的應對方案，保證路基處治技術應用達到要求。通過不斷加大技術創(chuàng)新，提高路基工程施工質量水平，創(chuàng)造更多的技術效益。路基工程技術人員需要針對技術應用到全過程，做好監(jiān)督與指導。通過全面嚴格控制，切實保障路基處理的效果。

3.3 做好路基處治技術的應用效果檢測

公路改擴建工程施工質量的控制，需要做好施工過程的監(jiān)測與檢測工作。路基工程施工作業(yè)期間，需要構建完善的路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)，針對路基的變化情況做好實時掌握與分析，及時發(fā)現(xiàn)路基沉降變形問題，做好相應的處理。根據(jù)工程具體情況，積極推廣應用信息化技術手段，利用現(xiàn)代化技術和裝置，構建完善的路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)。根據(jù)傳感器和監(jiān)測系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)信息，對路基沉降風險進行全面分析，及時掌握存在的問題。路基工程質量管理工作人員根據(jù)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息做好對比分析，及時發(fā)現(xiàn)路基沉降超出限值的情況，進而實施有效控制措施。

路基工程施工作業(yè)期間，嚴格落實質量檢驗檢測分析制度。根據(jù)質量管理工作需求，組建專門的檢測技術小組，負責對施工作業(yè)過程中的材料和工藝應用情況進行檢測分析，掌握工程潛在的隱患與問題，保證路基施工作業(yè)達到質量要求。對于路基使用的原材料，根據(jù)設計的原材料質量檢測方案，按照相應的頻率和項目做好針對性檢測分析，保障使用的土石和其他填料都能夠達到要求。在施工作業(yè)期間，也需要對材料進行相應的檢測，如果發(fā)現(xiàn)材料質量未達標，則及時杜絕應用到工程中，切實保障路基作業(yè)的質量達到要求。根據(jù)路基施工質量檢測安排，對各個要點和環(huán)節(jié)以及隱蔽工程都要進行嚴格檢查。根據(jù)獲得的檢測數(shù)據(jù)信息，整體評估路基的施工質量和性能分析是否能夠達到要求，若存在質量問題，則需要加以整改。在路基工程施工作業(yè)期間，充分利用現(xiàn)代化管理理念和技術方法，輔助路基施工全過程的質量控制，提高質量管理效益。例如，利用智慧化管理手段，搭建信息化管理平臺。根據(jù)管理系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)信息，輔助工程施工現(xiàn)場的安全進度與質量控制。不斷提高工程管理水平，創(chuàng)造更多的效益。在材料和施工精準化控制方面，都可以利用信息化技術手段，通過掌握材料采購和檢測以及工程機械化施工數(shù)據(jù)，與工程施工方案對比分析，進而及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，保障公路路基工程的建造質量。

4 結語

綜上所述，國省干線公路改擴建工程實踐中，路基處治技術的應用，要做好規(guī)范化控制。根據(jù)路基施工評估和分析的結果，制定科學合理的路基處治方案，指導施工作業(yè)高效化開展，實現(xiàn)技術的應用價值。未來，路基處治技術水平將會不斷提高，為國省干線公路改擴建工程提供更多技術支持與保障，不過每個工程的情況差異，需結合實際情況，探索適宜的路基處治方法。