公路工程路基沉陷及翻漿處理施工技術(shù)研究

摘要 隨著公路交通在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要性日益凸顯，公路工程質(zhì)量與安全成為廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。然而，在公路運(yùn)營(yíng)使用期間，存在路基沉陷、翻漿等病害問(wèn)題，嚴(yán)重影響公路工程的性能及使用壽命。基于此，文章針對(duì)公路工程中的路基沉陷及翻漿問(wèn)題進(jìn)行研究，分析了其成因和危害，并提出了相應(yīng)的處理方法和技術(shù)。

關(guān)鍵詞 公路工程；路基沉陷；翻漿；處理方法；技術(shù)研究

中圖分類號(hào) U418.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2023）08-0071-03

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路交通在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位日益重要，其對(duì)國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、人民生活、旅游業(yè)、物流運(yùn)輸?shù)确矫娴淖饔貌蝗莺鲆暋Ｈ欢诠饭こ探ㄔO(shè)過(guò)程中，路基沉陷和翻漿問(wèn)題仍是影響公路工程質(zhì)量、安全性和使用壽命的關(guān)鍵因素。此類問(wèn)題可能導(dǎo)致路面不平整、車輛行駛危險(xiǎn)、交通事故頻發(fā)、公路維護(hù)成本增加等一系列嚴(yán)重后果。因此，對(duì)路基沉陷和翻漿的成因與危害進(jìn)行深入研究，探討有效的處理方法和技術(shù)，以確保公路工程長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展保駕護(hù)航。

1 公路工程路基沉陷及翻漿概述

1.1 沉陷

公路工程路基沉陷是指路基土體因各種原因而下沉、變形的現(xiàn)象[1]。在公路使用過(guò)程中，路基土體的沉降不可避免，但若沉降過(guò)快、過(guò)大，將會(huì)導(dǎo)致公路的使用壽命縮短，行車舒適性和穩(wěn)定性下降，甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的事故。公路工程路基沉陷如圖1所示。

1.2 翻漿

公路工程路基翻漿是指路基土體中的水分因壓實(shí)和振動(dòng)等作用而上浮，導(dǎo)致路面下部分土體軟化、翻漿等現(xiàn)象。此現(xiàn)象不僅會(huì)影響公路的使用壽命和安全性，還會(huì)影響行車的舒適性和穩(wěn)定性。公路工程路基翻漿如圖2所示。

2 公路工程路基沉陷及翻漿問(wèn)題的危害及施工技術(shù)研究的意義

2.1 公路工程路基沉陷及翻漿問(wèn)題的危害

（1）交通安全隱患增加。路基沉陷和翻漿會(huì)導(dǎo)致路面不平整，在車輛高速行駛時(shí)，會(huì)使車輛操控變得困難，增大失控的可能性。此外，過(guò)度沉陷和翻漿可能導(dǎo)致路面塌陷，對(duì)行駛車輛和行人構(gòu)成嚴(yán)重的安全威脅。在惡劣天氣條件下，如雨、雪和霧等，路面不平整可能進(jìn)一步加劇道路濕滑和能見(jiàn)度低的情況，從而使得駕駛變得更加危險(xiǎn)。對(duì)于輕型車輛和行人，沉陷和翻漿對(duì)其安全行駛和通行會(huì)產(chǎn)生更大的威脅。

（2）公路使用壽命縮短。路基沉陷和翻漿會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞，路面出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，進(jìn)而可能導(dǎo)致裂縫擴(kuò)展和進(jìn)一步沉陷。同時(shí)，沉陷和翻漿問(wèn)題可能引發(fā)邊坡失穩(wěn)、基礎(chǔ)承載力不足等問(wèn)題，對(duì)公路整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成威脅。此外，裂縫和坑槽等病害會(huì)加速路面材料的老化和疲勞損傷，降低路面的耐久性。在雨季和冬季等惡劣天氣條件下，路面病害會(huì)進(jìn)一步加劇，使得公路的使用壽命大大縮短。

（3）維修成本增加。公路工程路基出現(xiàn)沉陷和翻漿問(wèn)題，需及時(shí)采取修復(fù)措施，如重新鋪設(shè)路面、加固路基等，將導(dǎo)致維修成本大幅增加，給國(guó)家和社會(huì)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。此外，頻繁地維修施工會(huì)占用大量人力、物力和財(cái)力資源，進(jìn)一步增加經(jīng)濟(jì)壓力。

（4）環(huán)境破壞。路基沉陷和翻漿問(wèn)題可能導(dǎo)致排水系統(tǒng)受損，造成水資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。同時(shí)，頻繁的修復(fù)工程可能會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成破壞，影響生態(tài)平衡。例如，在路基沉陷和翻漿問(wèn)題修復(fù)過(guò)程中，需進(jìn)行大規(guī)模地開(kāi)挖和填方，可能破壞周邊土地和植被，從而影響當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。

（5）交通擁堵。公路沉陷和翻漿修復(fù)施工需封閉部分車道，可能導(dǎo)致交通擁堵和通行效率降低，給公眾帶來(lái)諸多不便，直接影響人們的生活和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。同時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間的交通擁堵還會(huì)導(dǎo)致車輛尾氣排放增加，對(duì)空氣質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，進(jìn)一步加劇環(huán)境污染問(wèn)題。

（6）社會(huì)影響。沉陷和翻漿問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響公路的正常運(yùn)營(yíng)，導(dǎo)致物流、通信和人員流動(dòng)受阻，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生不良影響。此外，頻繁的道路維修施工可能會(huì)引起公眾的不滿和抱怨，對(duì)政府部門(mén)的形象造成負(fù)面影響[2]。

2.2 公路工程路基沉陷及翻漿處理施工技術(shù)研究的意義

公路工程路基沉陷及翻漿是公路建設(shè)中常見(jiàn)的問(wèn)題，直接影響公路的安全和使用壽命。因此，對(duì)公路工程路基沉陷及翻漿的原因分析和施工技術(shù)研究具有重要意義，具體體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）可進(jìn)一步了解路基沉陷及翻漿的原因和處理技術(shù)，有效地預(yù)防和解決沉陷及翻漿病害，提高公路工程建設(shè)的質(zhì)量和可靠性，減少經(jīng)濟(jì)和社會(huì)成本。

（2）可以有效地提高公路的安全性和使用壽命，為公眾出行和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更好的保障。

（3）可以拓展土木工程領(lǐng)域的研究方向，推動(dòng)科技創(chuàng)新和發(fā)展，為人類社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

3 公路工程路基沉陷與翻漿的原因及危害

3.1 公路工程路基沉陷問(wèn)題的原因分析

（1）路基填料料源不合格。公路路基的填料應(yīng)按照路基工程施工技術(shù)規(guī)范的有關(guān)要求，采用級(jí)配相對(duì)較好的砂礫類粗粒土，填料的最大粒徑和填筑層厚亦應(yīng)按照規(guī)定實(shí)施。但是部分路基未按要求組織施工，造成路基基床的強(qiáng)度不滿足要求，在開(kāi)通運(yùn)營(yíng)后易出現(xiàn)局部沉降。

（2）施工工藝不到位。一是原地面在路基填筑前處理不到位，特別是未按要求處理臺(tái)階的半挖半填路基段的原地面。二是存在壓實(shí)層厚超出設(shè)計(jì)，壓實(shí)次數(shù)不足或者壓路機(jī)噸位不合理等問(wèn)題，尤其是填挖結(jié)合區(qū)、半填半挖區(qū)以及土石混填區(qū)等位置，易存在局部壓實(shí)度不足問(wèn)題。

（3）路基水害影響。公路路基存在排水不當(dāng)、排水通道堵塞或者路基表面裂縫未及時(shí)進(jìn)行封閉等情況，導(dǎo)致路基含水量過(guò)高，造成路基承載力下降，引起不均勻沉陷問(wèn)題。

3.2 公路路基翻漿問(wèn)題原因分析

路基翻漿指的是路基承載力迅速下降，在運(yùn)營(yíng)期間發(fā)生路面不均勻沉降、起伏以及冒漿等現(xiàn)象。引起翻漿的原因主要包括以下幾點(diǎn)：

（1）公路路面存在大量裂縫未處理，雨水沿著裂縫下滲，導(dǎo)致基層遭受沖刷受損。

（2）路基設(shè)計(jì)不合理，在路面內(nèi)部未設(shè)置防排水設(shè)施，或防排水設(shè)施設(shè)置不合理，無(wú)法發(fā)揮防排水作用，路面水下滲后，特別是冬季雨水下滲后易凍結(jié)成冰，導(dǎo)致凍脹破壞，在氣溫回升后出現(xiàn)路基翻漿現(xiàn)象。

（3）基層施工質(zhì)量不合格，如基層混合料水泥摻入量過(guò)高或混合料中細(xì)集料過(guò)多，造成應(yīng)力集中，形成反射裂縫，雨水下滲后導(dǎo)致路面承載力下降形成翻漿。

3.3 公路工程路基沉陷及翻漿問(wèn)題共同原因分析

（1）荷載作用。路基結(jié)構(gòu)承受的車輛及其他外部因素荷載影響路基的穩(wěn)定性和變形程度。當(dāng)公路承受的交通荷載超過(guò)設(shè)計(jì)荷載或長(zhǎng)時(shí)間受到高強(qiáng)度的荷載作用時(shí)，路基結(jié)構(gòu)可能發(fā)生破壞或過(guò)度變形，從而引發(fā)沉陷和翻漿問(wèn)題。

（2）氣候環(huán)境。氣候條件會(huì)對(duì)地基土的物理性質(zhì)和穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響。例如，極端溫度、降雨、冰凍融化等氣候因素可能導(dǎo)致地基土濕脹收縮、凍脹破壞或排水不暢等問(wèn)題，進(jìn)而影響路基結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。在惡劣氣候條件下，路基土易受到侵蝕和破壞，從而增加沉陷和翻漿問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）人為因素。人類活動(dòng)會(huì)直接或間接地影響路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力，例如隨意改變排水系統(tǒng)、非法挖掘、沿線建筑物過(guò)度開(kāi)發(fā)等人為行為可能破壞地基土結(jié)構(gòu)、改變地下水位或增加路基荷載。上述人為因素均會(huì)削弱路基的穩(wěn)定性，使其無(wú)法承受預(yù)期荷載，從而導(dǎo)致沉陷和翻漿問(wèn)題。

4 公路工程路基沉陷及翻漿處理方法及技術(shù)

4.1 公路工程路基沉陷處理技術(shù)

（1）換填法。對(duì)于路基沉陷情況較嚴(yán)重路段，將原路面材料與路基填料挖除后，再進(jìn)行重新?lián)Q填。換填的材料應(yīng)滿足《公路路基工程施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3610—2019）中的相關(guān)規(guī)定，確保填料粒徑和分層厚度符合要求，且應(yīng)按照分層填筑、分層夯實(shí)的施工工藝進(jìn)行處理[3]。在路基填料換填完成且路基壓實(shí)度滿足要求后，回填水穩(wěn)混合料或混凝土作為半剛性基層，再攤鋪面層，完成路面結(jié)構(gòu)恢復(fù)。

（2）若公路路面產(chǎn)生輕微下沉，無(wú)嚴(yán)重破損或僅存在局部開(kāi)裂問(wèn)題，對(duì)于此類路基沉陷問(wèn)題，則可僅對(duì)路面進(jìn)行處治。處理方法為在沉陷范圍噴灑或涂刷黏層瀝青后，再采用瀝青混合料將沉陷位置進(jìn)行填補(bǔ)修復(fù)，使其與路面齊平即可。

（3）對(duì)橋涵臺(tái)背等因填土而產(chǎn)生的沉陷問(wèn)題，應(yīng)采用機(jī)械夯實(shí)或換填強(qiáng)度較高、透水性較好的材料進(jìn)行相應(yīng)處治，同時(shí)在臺(tái)背填土重新壓實(shí)處理的基礎(chǔ)上，增設(shè)橋頭搭板，以緩解路基沉陷問(wèn)題。橋頭搭板如圖3所示。

4.2 公路工程路基翻漿處理技術(shù)

（1）表層處理法。先將局部翻漿部分挖除，再在翻漿層面鋪設(shè)墊層，順利排出淺層水平處積水；在路堤自重影響下，軟土沉降速度加快，固結(jié)時(shí)間大幅度縮短，沉降量大小基本不受基底應(yīng)力分布影響。因此，在施工周期較長(zhǎng)、原材料充足和運(yùn)輸距離較近的條件下，該處理方法較適用。在高度低于2倍極限高度的軟土層，以及軟弱土層較厚但有雙面排水條件的地基等部位鋪設(shè)砂墊層，主要包括排水砂墊層、換土砂墊層、砂墊層及土工布混合等形式。砂墊層不需專用的機(jī)具設(shè)備，占地面積小，相對(duì)簡(jiǎn)便、快捷，但需要嚴(yán)格控制加荷速率，將填筑速度適當(dāng)減慢，以提供充足時(shí)間，使地基內(nèi)的積水有效排出。此外，在路堤兩側(cè)填筑護(hù)道，依據(jù)實(shí)際情況設(shè)置相應(yīng)的高度和寬度，逐步改善路堤荷載方式，以平衡路堤下軟基向兩側(cè)隆起的部分，保障路堤的穩(wěn)定性。

（2）換填法。在地表以下0.5～3.0 m范圍內(nèi)，通常采用換填法處理翻漿問(wèn)題，該處理方法簡(jiǎn)單易行且便于掌握[4]。將軟弱地基層全部或部分挖除，再采用透水性較好的材料進(jìn)行回填，如砂礫、鋼渣、碎石等，每層厚度不宜超過(guò)20 cm，并進(jìn)行分層壓實(shí)，壓實(shí)度應(yīng)大于95%，再按照路面結(jié)構(gòu)依次組織實(shí)施。在厚度為1～2 m的較淺軟基泥沼地，換填法效果較好。若軟基較深且對(duì)沉降控制要求較嚴(yán)格，或在橋涵構(gòu)造物、引道等地段，則不宜采用此方法。對(duì)于開(kāi)挖深度小于2 m的基底，可采用人工方式或推土機(jī)直接清除處理，由端部向中央進(jìn)行分層挖除，將路基坡腳范圍內(nèi)的全部垃圾清除，并將邊部挖成臺(tái)階狀，再進(jìn)行回填處理。在沼澤地，路基坡角（含護(hù)坡道）范圍內(nèi)的軟弱土需清除。護(hù)坡道以外，軟土若出現(xiàn)小滑塌現(xiàn)象，坡度可按照1∶1～1∶2的比例進(jìn)行開(kāi)挖。換填法施工工藝如圖4所示。

5 公路工程路基沉陷及翻漿預(yù)防措施

5.1 充分開(kāi)展地質(zhì)勘測(cè)和設(shè)計(jì)規(guī)劃

公路工程建設(shè)前期進(jìn)行充分的地質(zhì)勘測(cè)和設(shè)計(jì)規(guī)劃，以確定路線、路基高度和路面厚度等參數(shù)。在地質(zhì)勘測(cè)過(guò)程中，對(duì)路線所處地質(zhì)環(huán)境和地形地貌進(jìn)行充分調(diào)查和分析，預(yù)測(cè)可能存在的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，合理選擇路線。在設(shè)計(jì)規(guī)劃階段，根據(jù)勘測(cè)結(jié)果合理確定路基的高度和厚度，以減少路基沉陷和翻漿的風(fēng)險(xiǎn)。

5.2 優(yōu)化路基設(shè)計(jì)

公路工程路基結(jié)構(gòu)采用堅(jiān)固的設(shè)計(jì)方案，以增加路基的承載能力和穩(wěn)定性，減少路基沉陷和翻漿的發(fā)生。在路基土體的選擇和施工過(guò)程中，采用充實(shí)的方法，使路基土體具有更高的密度和更好的穩(wěn)定性。

5.3 重視排水設(shè)計(jì)和施工

路基沉降和翻漿問(wèn)題與水分有關(guān)。在排水設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮路基土體的滲透性和自然排水條件，合理選擇排水設(shè)施和排水方案[5]。在施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行排水設(shè)施的安裝和調(diào)整，確保路基的排水能力。

5.4 定期檢查和維護(hù)

在使用過(guò)程中，應(yīng)定期對(duì)路基進(jìn)行檢查和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理路基沉降和翻漿問(wèn)題，避免因長(zhǎng)期使用而加劇問(wèn)題的發(fā)生。

6 結(jié)語(yǔ)

公路工程路基沉陷和翻漿問(wèn)題作為公路建設(shè)和使用過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題，對(duì)公路的安全和可持續(xù)發(fā)展具有重要影響。基于此，該文立足工作實(shí)踐，對(duì)公路工程中的路基沉陷和翻漿展開(kāi)針對(duì)性的原因分析，對(duì)其處治施工技術(shù)進(jìn)行了深入探討，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，僅供我國(guó)公路工程建設(shè)和發(fā)展參考。

參考文獻(xiàn)

[1]李麗麗， 李文華， 張?jiān)品? 公路路基沉降及其影響因素分析[J]. 交通工程技術(shù)， 2019（4）： 103-107.

[2]鄭玉榮， 郭建華， 鄭新東. 公路路基翻漿危害與防治[J]. 中國(guó)公路學(xué)報(bào)， 2017（10）： 35-39.

[3]徐斌， 蘇健， 劉春暉. 公路路基沉降和翻漿處理技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 公路交通科技， 2019（5）： 67-71.

[4]高濤， 任大海. 公路路基沉降翻漿問(wèn)題的處理技術(shù)[J]. 建筑技術(shù)， 2019（11）： 952-954.

[5]李亞?wèn)|， 羅秀華， 張義平. 路基沉降翻漿問(wèn)題的處理技術(shù)及應(yīng)用研究[J]. 公路交通科技， 2021（2）： 26-31.