公路工程路基防護工程施工技術(shù)的研究

趙陽

榆林市公路局公路養(yǎng)護中心 陜西 榆林 719000

引言

公路工程中的路基是承受車輛荷載并傳遞到地基的主要構(gòu)造部分，路基防護工程主要是為了保護路基結(jié)構(gòu)，延長其使用壽命，防止因外界因素如雨水、風化、滲透等引起的損害，但是因為多重外在因素的制約，公路工程的施工品質(zhì)也受到影響，所以要想達到這上述目的，就要重視路基防護工程中所采用的各種技術(shù)和方法，有效地防止雨水滲透到路基中，避免路基發(fā)生不均勻沉降或失穩(wěn)現(xiàn)象，而且當路基受到外界因素的損害，不僅會影響公路的使用體驗，還會增加后續(xù)公路的維護成本。不斷優(yōu)化路基防護工程施工技術(shù)，可以從源頭上避免這些問題，有效降低公路的維護成本。近年來，隨著技術(shù)的進步和公路工程的發(fā)展，路基防護工程施工技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。國家和地方政府加大了對公路建設(shè)和維修的投入，新的材料和施工技術(shù)被引入如土工布、生態(tài)護坡等都有效提高了公路路基的穩(wěn)定性和防護效果。

1 公路工程路基防護技術(shù)的分析

1.1 路基防護工程的計算

計算工作需要基于地質(zhì)勘探的數(shù)據(jù)，明確路基土層的類型、密度、含水率、抗壓強度等基本參數(shù)，利用這些參數(shù)來評估土壤穩(wěn)定性和確定防護措施，必須考慮到地下水位、降雨量、河流流速等外部環(huán)境因素，對土體穩(wěn)定性造成的潛在威脅進行定量分析。在選擇適當?shù)穆坊雷o措施時，需結(jié)合技術(shù)性、經(jīng)濟性和環(huán)保性三個方面的因素。其中技術(shù)性意味著所選措施能夠有效提高土壤的穩(wěn)定性，如加固、排水、隔離等；經(jīng)濟性則關(guān)注工程的成本效益，即在保證工程質(zhì)量的前提下，盡量降低工程成本[1]；環(huán)保性則強調(diào)對環(huán)境的最小化干擾，如選擇生態(tài)防護、綠色植被等方法。需要對工程的使用壽命、預期交通流量、載重等進行估算，確保所采取的防護措施在預期的使用年限內(nèi)仍然穩(wěn)固可靠。而且材料的機械性能、耐久性、成本等都是重要考慮因素，在使用土工布、格賓、防護墻等材料時，都要根據(jù)具體的路基條件、土壤性質(zhì)、外部環(huán)境等進行精確計算和選擇。計算結(jié)果需要經(jīng)過多次模擬和驗證，并通過數(shù)值模擬、模型試驗等方法，評估所選擇的防護措施在實際應用中的效果，確保其實際效果與計算結(jié)果一致。

1.2 公路路基的力學性能

力學性能包括土壤的壓縮性、抗壓強度、彈性模量、剪切強度及其變形特性等，為確保公路的安全與耐久性，對路基土的力學性能進行準確的計算和評估至關(guān)重要。首先，壓縮性是評估路基土是否容易受到荷載壓縮和產(chǎn)生沉陷的重要參數(shù)，通常采用壓縮試驗獲取土的累積壓縮量和壓縮模量，為工程設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其次，抗壓強度是土體抵御外部荷載壓縮的能力，通常通過無側(cè)限壓縮試驗來測定；彈性模量表示土體在受到荷載作用時的變形能力，它反映了土體的彈性特性和回彈性；剪切強度是評估土體在受到外部荷載施加的剪切應力時的抵抗能力，關(guān)系到路基的滑移和穩(wěn)定性，通常采用直剪試驗、三軸剪切試驗和環(huán)剪試驗等方法獲取。為評估土體的力學性能，還需考慮土的微觀結(jié)構(gòu)、礦物成分、水分含量、密度和孔隙率等因素，這些因素決定了土體在外部荷載作用下的應力及應變關(guān)系，能影響到公路路基的長期性能和穩(wěn)定性，特別是在交通荷載頻繁、重型車流量大的路段，路基土的力學性能至關(guān)重要。

1.3 公路路基防護技術(shù)的適用性

在黏土或具有較大塑性的土壤區(qū)域，常采用土工合成材料或土工布進行加固以增強其抗剪切能力。在含水量較高的區(qū)域或地下水位較高的地段，排水系統(tǒng)如橫向和縱向排水層以及排水溝的設(shè)置尤為關(guān)鍵，以減少孔隙水壓力并提高路基土的穩(wěn)定性；在受到風化、侵蝕或凍融作用的區(qū)域，表面防護如草皮覆蓋、混凝土澆筑或噴射混凝土成為適用技術(shù)，用于減少風化作用并提供物理屏障。在預期交通荷載較高的公路段施工時，要使用高強度材料或深基坑技術(shù)，如地下墻或樁基來提高承載能力。因此，公路路基防護技術(shù)的適用性取決于多種因素，要讓所選技術(shù)與具體的工程條件相匹配。

2 公路工程路基防護工程的施工要點

2.1 路基的平整度

平整度不僅會影響道路的舒適性和駕駛安全，還直接關(guān)聯(lián)到道路表層的受力和荷載分布，需要使用全站儀或激光掃描等精確的測量儀器，對路基的高程和橫斷面進行測量，確保其滿足設(shè)計要求[2]。施工過程中機械壓實是保證平整度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要選擇合適的壓實設(shè)備，并確保壓實的次數(shù)、壓實深度和速度滿足工程要求。此外，應定期進行平整度檢測，如使用梁式平整度儀進行測量，對于檢測出的超出規(guī)范的部分，需及時進行修整和再次壓實，并選擇優(yōu)質(zhì)的路基材料如碎石、砂土和黏土，還應具有良好的顆粒級配，這樣材料在壓實后能達到預期的平整度。

2.2 施工材料的質(zhì)量

2.2.1 做好材料的檢驗和取樣工作。要對每批到達工地的土工合成材料、碎石和黏土等材料進行現(xiàn)場初步視檢，查看材料無明顯的損壞或不合格情況。按照規(guī)定的頻率和方法，對材料進行隨機取樣，取樣后的材料應送至有資質(zhì)的實驗室進行檢測，所有檢測數(shù)據(jù)應詳細記錄并歸檔，作為施工質(zhì)量的重要依據(jù)。在檢測中如發(fā)現(xiàn)材料不滿足規(guī)范要求，必須及時采取糾正措施，避免影響工程質(zhì)量。

2.2.2 施工材料在運輸過程中要嚴格控制。應根據(jù)載貨特性選擇材料的運輸工具，避免因震動或擠壓導致材料損壞。對于易受潮或受溫度影響的材料，如土工合成材料，需要在封閉、防潮的環(huán)境下運輸。加載和卸載過程要避免對材料的過度彎曲或拉伸，以保持其原有性能。在運輸過程中，還要重視載貨的方式并對材料進行覆蓋，尤其是在惡劣氣象條件下，應采取相應的措施防止材料受損，而進行材料的長距離運輸時，一定要定期檢查貨物的固定狀態(tài)和材料的完整性。

2.2.3 混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和抗壓強度?；炷恋目?jié)B性會直接影響路基的耐久性，有助于結(jié)構(gòu)在長期受水分侵蝕時維持穩(wěn)定，提高混凝土的抗?jié)B性通常涉及選擇合適的水灰比、使用高效減水劑和充分壓實，合理的配合比和高質(zhì)量骨料也有助于減少混凝土孔隙，可以提升其抗?jié)B能力。混凝土的抗壓強度是評估其對交通荷載和其他外部壓力承受能力的基準，要選擇高強度水泥和合格骨料，并添加礦物摻合物如粉煤灰、硅灰或微硅粉，這樣能進一步優(yōu)化混凝土的抗壓性能。

3 公路工程路基防護工程中的主要施工技術(shù)

3.1 邊坡防護技術(shù)

邊坡防護技術(shù)能有效減少土體對水的浸泡與沖刷，避免出現(xiàn)邊坡崩塌的情況，施工時要使用固定格柵或砌體護磚，以物理方式減少水流對土體的直接侵蝕，利用深層排水系統(tǒng)有效導出路基中的積水，減少土體飽和度，降低公路路基出現(xiàn)滑坡的風險[3]。

3.2 中央分隔帶技術(shù)

中央分隔帶作為雙向車道之間的物理隔離，不僅起到分流作用，還能預防對向車道的碰撞事故。材料選擇是中央分隔帶技術(shù)中的首要環(huán)節(jié)，常見的有混凝土護欄、鋼護欄與植被屏障。混凝土護欄因其高度抗沖擊性及持久耐用性被廣泛采納，且結(jié)構(gòu)相對簡單，易于施工和維護；鋼護欄則具有一定的彈性，能夠有效地吸收和分散沖擊能量，減少車輛與護欄之間的損傷；植被屏障不僅具有良好的景觀效果，還能提供一定的噪音與塵埃屏蔽，但需要較多的維護工作。中央分隔帶的設(shè)計寬度與高度也是施工技術(shù)中的重要參數(shù)，需根據(jù)交通流量、車道寬度、地形與地質(zhì)條件進行綜合考慮，設(shè)計中確保行車視距不受阻礙是關(guān)鍵，同時需要提供足夠的空間以應對突發(fā)情況。在施工過程中，要科學安排施工順序、材料的預制與現(xiàn)場安裝以及對接縫的處理，還要預留維修通道、設(shè)置檢查井及設(shè)計簡易的更換方案，這樣才能提高分隔帶的維護效率。

3.3 砌片石技術(shù)

砌片石技術(shù)在公路路基防護中具備顯著效益，尤其在地質(zhì)條件復雜的軟巖區(qū)域，這些地方常由于其固有地理和氣候特點，難以種植植被也更容易受到風化侵蝕，在開始施工前要將路基表面的異物徹底清除，并進行詳細的地質(zhì)勘察工作，如果勘查過程中發(fā)現(xiàn)地基存在裂縫或大量砂石，那么就需要進行相應的處理措施。為了最大限度地提高防護效果，有時根據(jù)實際需要，適當擴大路基的防護范圍[4]，而在某些特定情境下，結(jié)合植被土的使用，可以進一步加強路基的保護效果，同時也有助于改善和維持周邊的生態(tài)環(huán)境，還要利用掛繩法對砌片石進行砌筑，砂漿固化之后要進行持續(xù)的灑水養(yǎng)護，特別是在斜坡地帶，當斜坡比為1∶1.75時，有砌片石的護坡每升高1m其對應的水平寬度就要增加1.75m。

3.4 路基填土壓實

要選擇合格的土料，在公路工程路基防護施工中一般使用含砂質(zhì)土，其含水率能滿足壓實施工的要求，因為含水率過高壓實效果不佳，過低則土體容易發(fā)生裂縫。選定土料后，將其均勻鋪設(shè)在待壓實區(qū)域，每層厚度不宜超過25cm，使用壓路機從一端開始，緩慢向另一端推進要讓土體均勻受力，避免出現(xiàn)局部過度壓實或不足的情況，每次鋪設(shè)新的土層之前，先檢查下層土體的壓實質(zhì)量，如有不均勻或松散現(xiàn)象要及時處理，使用壓路機時，應注意不同類型的壓路機對應不同的土料類型和壓實深度，選擇合適的壓路機和參數(shù)對土體進行多次往復壓實，直至達到設(shè)計的密實度。

3.5 抗滑樁施工技術(shù)

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)和工程的設(shè)計要求，確定樁的位置、直徑、深度和間距。開始施工時要先使用鉆機在指定位置鉆孔，其孔洞深度要與設(shè)計深度一致，孔壁要清潔且無雜質(zhì)和破碎土塊。鉆孔完成后清理孔內(nèi)碎石和土屑，再將鋼筋籠放入孔內(nèi)，籠的長度和直徑應與孔深和孔徑相匹配，為確保鋼筋籠在孔內(nèi)的垂直度，可使用吊裝設(shè)備進行定位，按設(shè)計要求配制混凝土漿體，再使用混凝土泵車，從孔底開始往上灌注混凝土，在施工過程中要實時監(jiān)測樁體的沉降和偏移參數(shù)，灌注完成后對樁體進行養(yǎng)護，如發(fā)現(xiàn)異常及時采取調(diào)整措施?？够瑯妒┕ね瓿珊螅山Y(jié)合其他防護措施，如錨固、護坡等，進一步提高斜坡的穩(wěn)定性。

3.6 邊坡植物防護

邊坡植物防護是公路工程路基防護工程的一種生態(tài)的施工技術(shù)，通過在邊坡上種植植被，增加邊坡的穩(wěn)定性和防止土壤侵蝕。首先，選擇適宜的植物是關(guān)鍵，應考慮當?shù)貧夂?、土壤性質(zhì)以及植物的生長習性，深層根系的植物能夠更好地固定土壤，提高邊坡穩(wěn)定性。其次，在施工前需進行土壤改良，如施加有機肥料或添加適量的沙子來改善土壤的透水性和適應植物生長。在植物種植時，采用直接播種、苗木種植或混合種植的方式，根據(jù)邊坡的坡度和土壤條件調(diào)整種植密度，對于較為陡峭或易于侵蝕的邊坡，建議采用格柵或生物毯等生態(tài)材料來輔助固土和促進植物生長。施工后定期進行養(yǎng)護管理，如及時澆水、防治病蟲害和修剪過長的植物，還需監(jiān)控邊坡的穩(wěn)定性和植被的生長情況，讓邊坡的植物能有效地防止自然侵蝕并維持邊坡的穩(wěn)定[5]。

4 結(jié)束語

對公路工程路基防護工程施工技術(shù)進行研究，是公路工程施工技術(shù)不斷升級和優(yōu)化的重要工作，它涉及土壤力學、材料科學、施工工藝等多個方面的綜合應用。隨著科技的不斷進步，這方面的研究與技術(shù)升級取得了顯著進展。從路基防護工程的計算和設(shè)計，到施工材料的質(zhì)量控制，再到施工過程的技術(shù)要點，各方面都得到了不斷優(yōu)化和改進。隨著公路建設(shè)的不斷擴張和城市化的發(fā)展，公路工程路基防護工程的施工技術(shù)研究將繼續(xù)推動行業(yè)的創(chuàng)新，以滿足交通安全和環(huán)境保護的需求。