關于城市道路特殊路基處理設計研究

祁菲菲

（中核華緯工程設計研究有限公司，江蘇南京 210000）

1 路基概述

通過對路基進行分析，可發現其主要指在地表結合道路斷面、線形及相關技術要求進行堆填或開挖，從而形成的巖土結構物，其在路面中具有重要地位，能夠對路面傳輸的車行荷載進行承受，進而減少荷載對路面產生的不良影響。目前城市道路工程對路基的使用要求主要包括兩項內容，分別是變形較小及具有良好的穩定性[1]。其中，穩定性要求主要針對受到道路修建的影響，從而發生原地層受力改變現象的路段，而在路基具備良好穩定性的情況下，城市道路通暢及駕駛人員行車安全將得到保障；變形小要求主要指路基在受到車輛荷載及自重等因素的影響下，不能出現過大的變形現象，該要求對延長城市道路的使用壽命，保障駕駛人員行車舒適感具有重要作用。在開展城市道路設計工作的過程中，考慮到道路與兩側地塊的高差相對較小，且在通常情況下，施工人員多會同時實施填筑，故而正式進行設計時，應減少對城市道路路基穩定性的關注度，并正確認識到減少路基變形的重要性，將其作為路基設計重點。

2 國內外對路基設計采取的措施及認知

目前不同國家對城市道路路基處理設計的認知及采取的措施主要包括以下5項內容。

2.1 澳大利亞

該國家認為在開展城市道路路面組合設計與厚度設計工作的過程中，必須對土基承載力進行綜合考量。從實際出發，可發現土基剛度與強度對土基支撐能力具有決定性作用，且與路基的密度、使用過程中的含水量及土質等多方面具有密切聯系。此外，澳大利亞選擇采用加州承載比，將其作為參考依據，以此對土基強度進行科學評價，并通過土基頂面壓應變，進而提高路面厚度的控制水平。

2.2 日本

該國家認為在開展城市道路路面設計工作的過程中，必須將原路基承載力及路床等方面作為重要基礎條件，并在加州承載比實際數值小于3的情況下，對路床實施有效的加固處理措施，進而保障處理設計效果。

2.3 法國

該國家在開展城市道路設計工作時，選擇對交通級別進行充分結合，以此明確道路承重路基等級，并在此基礎上對相應的路基處理方法進行選擇，以提高路基處理設計水平。

2.4 美國瀝青協會

其選擇對土基表面具備的豎向壓應變進行利用，以此實現有效控制城市道路的永久變形[2]。此外，在實際工作中，其要求設計人員對溫度變化狀況與土基回彈模量之間的關系進行綜合考量。

2.5 中國

在強基薄面思想的影響下，目前我國在開展城市道路路面設計工作的過程中，多會對半剛性基層瀝青路面進行利用，該種類的基層具有良好剛度，對成本費用的要求較低，且能夠對空氣水分與地下水的交換進行有效隔絕，在通常情況下，路基濕度極有可能受到地下水因素的影響從而發生變化。因此我國已對城市道路路基設計控制指標進行調整，要求工作人員在實際工作中結合規范要求，對路基壓實度、干濕種類及頂面回彈模量等進行嚴格把控。此外，考慮到城市道路路面的車轍多是出現在瀝青面層，故而我國制定的規范要求未針對土基表面豎向壓應變提出相應的控制要求，但為實現減少路基變形，我國已明確指出路基沉降及不均勻沉降的控制要求。

3 城市道路特殊路基處理設計中的目的及問題

3.1 目的

路基在城市道路中具有重要地位，其是保障城市道路工程建設質量的重要基礎，且能夠對城市道路使用壽命產生直接影響。因此為保障城市道路建設質量，減少其存在的安全隱患，防止城市道路在后續使用中出現安全事故，有必要對路基采取相應的處理措施[3]。考慮到特殊路基對城市道路各方面產生的影響較為強烈，故而必須加強特殊路基處理設計，全面提高此類路基的穩定性，防止城市道路在投入使用后出現路基不均勻沉陷，威脅行車安全，從而對工程項目整體效益造成影響。正式開展特殊路基處理設計工作時，必須在抗剪程度的基礎上進行加強，確保地基穩定性與規范要求相匹配，盡可能降低地基土具備的壓縮性，并采取相應措施，積極影響地基土透水性能，全面強化地基土的動力特性。

3.2 問題

針對特殊地基處理設計中存在的問題而言，其主要表現在以下5個方面。

（1）部分工作人員在開展勘察工作的過程中，未充分明確自身責任，導致其通過勘探獲取的各項數據信息不具有良好的精準性與全面性，無法為后續施工提供可靠的數據支持，造成城市道路施工人員在施工過程中無法對特殊路基采取有效的處理措施。

（2）在充分明確特殊路基的情況下，部分施工人員因疏忽未結合規范要求落實相應的處理措施，導致路基穩定性顯著降低，致使施工現場外的建筑物受到一定影響，從而造成城市道路工程社會效益及經濟效益下滑。

（3）部分施工人員雖已對特殊路基采取相應的處理措施，但處理力度欠佳，無法對特殊路基各方面產生積極影響，導致城市道路工程建設質量降低。

（4）未結合規范要求進行堆料，且在開展分層填筑作業時未對規章制度進行充分結合，導致填土過程過快，碾壓程度與施工要求不符，致使路基穩定性降低。

（5）施工人員不具備對硬殼層的保護意識，且在施工過程中存在影響硬殼層的錯誤施工行為，導致其受到嚴重破壞，進而造成路段穩定性降低。

4 城市道路特殊路基處理設計原則及方法

4.1 原則

為全面提高城市道路特殊路基處理設計效果，保障城市道路工程建設質量，正式開展路基處理設計工作前，必須充分貫徹處理設計原則，進而提高該項工作的規范性及科學性。針對原則而言，其主要內容如下：在進行路基設計工作前，工作人員必須結合規范要求前往施工現場開展勘探作業，充分掌握施工現場的實際狀況，詳細記錄現場地質水文條件各項信息內容，以此為后續施工提供可靠支持。此外，在開展特殊路基設計工作的過程中，應將施工現場地形地貌作為重要參考依據，以此開展設計工作，采取相應措施，盡可能實現填挖平衡，防止在特殊路基施工過程中涉及深路塹或高路堤[4]。必須對地勘報告進行深入分析，掌握其各項內容，以此對路基邊坡率進行選擇，全面提高邊坡防護形式的合理性，保障特殊路基的穩定性，確保其能夠對荷載進行有效承受。在開展特殊路基處理設計工作的過程中，不僅應對安全性與穩定性進行綜合考量，而且還要盡可能減少施工成本，提高成本控制水平，防止在設計工作中出現過于保守的現象，進而導致工程項目造價提高，從而對施工單位經濟效益產生影響。

4.2 方法

城市道路特殊路基處理設計方法呈現多樣化，不同處理方法均具有不同的功能性及適用條件，因此在開展特殊路基處理設計作業時，必須充分掌握不同處理方法的核心內容及優勢，并結合施工狀況對處理方法進行科學利用，以此提高處理水平。

4.2.1 換填

本文列舉的城市道路工程北站連接線是城市主干線，實際長度是4.39km，設計速度是每小時60km，道路橫斷面的寬度是43m，雙向6車道。通過對地勘報告進行深入分析，可發現該工程項目的部分路段存在淤泥質土，厚度欠佳，處在1m左右。其中淤泥質土處在現狀表層，考慮到路段附近存在水域，故而判斷導致該土質形成的原因是沖洪積。此外，在開展設計工作時，由于淤泥質土的埋深較淺，且厚度的平均數值較小，故而工作人員選擇對換填砂處理方法進行利用。換填砂處理方法具體內容如下：首先挖除施工現場存在的軟弱地基，并換填砂與填筑路堤，確保回填砂高度相較于水位明顯較高，且數值至少為50cm。通過對上述案例進行分析，可發現在通常情況下換填處理方法多是被應用在具有軟弱地基，且厚度小于3m的路段處理設計中，例如較小的水塘及水田路段等，而在正式開展設計工作時，必須結合規范要求挖除軟弱土層，換填砂碎及碎石等透水性材料，并在換填作業結束后對路堤進行填筑。

4.2.2 拋石擠淤

在結合地勘報告的情況下，可發現本文列舉的城市道路工程北站連接線某路段左幅存在現狀水塘，其面積處在4064m2左右，塘底淤泥的厚度平均值是4cm，水深處在1.5m左右[5]。考慮到水塘的面積及淤泥厚度相對較大，施工現場附近存在采石場，具有豐富的拋填塊石材料，故而設計人員在開展設計工作時，選擇對拋石擠淤處理方式進行利用，嚴格貫徹就地取材原則，進而提高特殊路基處理設計成本控制水平，保障工程項目整體效益。該種處理方法具體內容如下：拋填塊石，并在石面上對50cm級配碎石進行回填，嚴格做好碾壓密實作業。在上述操作結束后，回填砂，并對土工布進行鋪設。在實際施工中，必須對拋填塊石高度進行嚴格把控，確保其高于水位50cm左右，且塊石大小超過30cm。此外，應將水塘段落伸入到路基坡腳，通過漿砌片石防護措施對水面以下的邊坡進行處理，進而為施工質量提供保證。通過分析上述案例，可發現在通常情況下拋石擠淤處理方法多是被應用在淤泥較深或水塘面積較大的路段處理設計中。

4.2.3 強夯

據地勘報告顯示，本文列舉的城市道路工程北站連接線某路段具有素填土，深度處在8m左右，屬于原采石坑回填土，素填土呈現灰黑色及灰黃色，具有一定濕度及松散性，填料的主要組成部分是黏性土，且局部具有一定程度的植物根系及碎石等，硬物質的含量處在10%～20%的范圍內，填料的堆填時間介于5～10年之間。工程項目的地質性能欠佳，層厚處在0.2～10.7m范圍內。在開展設計工作時，工作人員考慮到工程項目路段存在素填土，雖然堆填時間相對較長，但工程地質性能較差，厚度較大，故而其選擇對強夯處理方法進行利用，并在強夯處理后對地基承載力進行審查，確保其不小于120kPa。針對強夯處理方法，其主要指對吊錘進行利用，結合實際狀況提升其高度，并促使吊錘自由下落，使其到地面的過程中產生強烈的沖擊力，進而與土層發生撞擊，通過沖擊力對土層產生積極影響，提高其緊實度，促使路基壓縮下沉，以保障路基的壓實程度及承載力，滿足后續使用要求。本文列舉的城市道路工程在采用強夯處理方法時，選擇對2次點夯進行利用，并增加1次滿夯。其中點夯的能量是4000kJ，而滿夯的能量是1000kJ。在布置夯點時，工作人員選擇依照4m×4m正方形對點夯的夯點進行布置，將兩次點夯的間隔時間控制在7d。正式開展強夯處理作業前，施工人員選擇在試驗區開展試驗，以此明確強夯各項參數，例如吊錘提升高度及重量等。

對特殊路基采取強夯處理措施時，可對以下內容進行適當參考。

（1）開展對施工現場的清理與平整工作，并對強夯墊層進行回填。

（2）對第1次夯點位置進行標注，并結合相關標準對現場高程進行精準測量。

（3）準備起重機，并將夯錘對準夯點所在區域。

（4）開展對夯前錘頂高程的測量工作，并將吊錘吊到已通過試驗確定的高度，松開吊錘后，對錘頂高程進行再次測量。

（5）充分結合圖紙設計要求對不同點進行夯擊，并在經過上述環節后完成第1次點夯。

（6）對推土機進行利用，填平夯坑，并開展對場地高程的測量工作。

（7）在第1次點夯結束的7d后，應及時開展第2次點夯，并滿夯一遍，開展對施工現場標高的復測工作。

（8）在采取強夯處理方法的過程中，必須對附近建筑物實際狀況給予重視，防止對建筑物穩定性造成不良影響，若發現施工現場與建筑物的距離過近，則必須采取相應的防護措施，例如設置減震溝等。

通過對上述案例進行分析，可發現強夯處理方法多是被應用在土性質較差，土層厚度較大，且其他方法成本較高的路段[6]。該種處理方法對提高特殊路基承載力及壓實度等方面具有重要作用，且能夠有效保障城市道路施工質量，因此在后續施工中應對該種處理方法給予重視。

5 結語

綜上所述，考慮到特殊路基極有可能對城市道路建設質量及使用壽命產生影響，故而在開展城市道路工程建設作業時，必須充分明確施工現場存在的特殊路基，結合實際狀況及規范要求采用相應的處理方法，以提高路基的承載力及壓實度，進而為工程整體質量提供保障。