高速公路路基施工中的關鍵技術與優化策略研究

摘要 路基施工是高速公路工程的核心環節，其質量直接關系整個項目的耐久性與安全性。文章以某省境內某高速公路項目為例，圍繞路基施工中的關鍵技術展開了系統研究，包括路基挖方與填方、路基壓實與防護、路基排水系統構建，以及特殊路段施工等方面，并提出了路基施工中的優化策略，旨在為類似工程提供有價值的技術參考和管理經驗。

關鍵詞 高速公路；路基施工；關鍵技術；優化策略

中圖分類號 U416 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）05-0070-03

0 引言

隨著交通運輸需求的不斷增加和公路網規模的持續擴展，高速公路的建設成為促進經濟發展的重要工程。然而，高速公路的路基施工因地質條件復雜、氣候環境多變等因素，面臨諸多技術挑戰。特別是在軟土、膨脹土和高填方等特殊地質條件下，傳統的施工方法難以滿足現代工程的高質量要求。為確保高速公路的穩定性和安全性，需要綜合應用先進的施工技術和科學的管理策略。

1 工程概況

工程項目位于某省境內，高速公路全長約150 km，連接A市和B市，是區域內一條重要的交通干線，對促進當地經濟發展具有重大意義。該高速公路為雙向四車道，設計時速為100 km。路基由兩部分組成，一部分為整體式路基，寬度為26 m；另一部分為分離式路基，寬度為13 m。項目包含多個不同類型的地質區段，其中包括約90 km的平原地帶、60 km的丘陵地帶。地形的多樣性對路基施工提出了極高要求，需要采用不同的技術手段進行施工。沿線還需跨越4條河流，設置7座大型橋梁及多個涵洞，對施工技術和管理水平提出了嚴峻挑戰。

2 路基施工中的關鍵技術

2.1 路基挖方與填方技術

在該項目中，挖方工程主要集中在丘陵地帶，總挖方量約為480萬立方米。在挖方施工中，主要采用機械挖掘與爆破相結合的方式。根據地質勘察報告，挖方區域主要為中硬巖石層，采用分段爆破的方法控制爆破振動。炸藥量的計算方式如下所示：

（1）

式中，Q——炸藥用量（kg）；K——巖石炸藥單位消耗量系數（kg/m3），該項目中取值為0.35 kg/m3；V——爆破體積（m3）；D——炸藥單次裝藥深度（m），該項目中取值為1.5 m。通過精確控制炸藥量和爆破參數，可有效地減少爆破帶來的次生災害。

填方工程主要分布在平原地帶，總填方量約為420萬立方米。為保證填方的質量和密實度，項目采用了分層填筑技術，使用Caterpillar 963K履帶式裝載機用于土方填筑，每層填方厚度控制在30 cm以內。為優化資源配置，減少運輸成本，項目對挖方與填方進行了詳細的平衡與調配。通過計算每個施工段的挖方與填方量，合理調配土石方，以減少長距離運輸。例如，平原地帶挖方土方用于附近的填方施工，減少運輸距離和成本；丘陵地帶的石方用于路基防護工程和路面基層的填筑；剩余的土方和石方根據需要，調配至需要填方的區域，確保資源利用的最大化。

2.2 路基壓實與防護技術

在該項目路基施工過程中，采用Caterpillar CS56B單鋼輪振動壓路機進行分層壓實，以確保路基的均勻密實度。為保證壓實效果，施工現場進行了多次試驗，通過環刀法測得土樣體積和質量，計算出密度，然后得出路基的壓實度，其公式如下：

（2）

式中，D——壓實度（%）；ρd——現場測定的干密度（g/cm3）；——實驗室測定的最大干密度（g/cm3）。通過檢測，確保每層填土的壓實度不低于95%。不同碾壓次數與壓實度之間的關系如圖1所示。

由于該項目位于亞熱帶濕潤性季風氣候區，雨季降水量大，對路基的防護提出了更高要求。為此，項目采用了植草護坡和噴漿護坡相結合的方法，以防止水土流失和邊坡坍塌，有效保障了路基的穩定性和耐久性。為評估壓實與防護效果，項目采用現場監測和定期檢測相結合的方式，監測內容包括路基沉降、邊坡穩定性和排水系統運行情況，以確保路基沉降量控制在設計范圍內。

2.3 構建路基排水系統

該項目的排水系統設計遵循“排、截、疏、導”相結合的原則，主要包括邊溝、截水溝、排水溝和滲井等構筑物[1]。在排水系統施工中，選用高透水性材料，使用Caterpillar 320液壓挖掘機開挖溝渠，使用HAMM HD 14 VV振動壓路機進行壓實。邊溝和排水溝均采用透水混凝土和碎石進行鋪設，滲井內填充粒徑為20～40 mm的礫石，以增強排水效果。

在排水系統施工過程中，采用分段施工和逐層驗收的方式，以確保每一段排水系統的施工質量。在施工前，對施工區域進行詳細的地質勘察和水文分析，確保排水系統設計合理。在施工過程中，采用激光水平儀進行精確定位，保證邊溝和排水溝的坡度符合設計要求，坡度應控制在2%～4%之間，確保排水暢通。為評估排水系統的效果，項目組在雨季進行了多次監測，主要監測內容包括排水溝的排水能力和路基含水量的變化，確保排水系統在大雨后能夠迅速排出積水，將路基含水量維持在安全范圍內。

2.4 特殊路段施工技術

在該項目中，特殊路段包括軟土路基、高填方路基及跨河路段等。在平原地帶的部分區域存在軟土路基，總長度約為15 km。軟土具有高壓縮性和低承載力，容易導致路基沉降。為此，項目采用預壓和排水固結法，通過設置豎向排水板和加載預壓荷載，使軟土路基的沉降得到有效控制。

在丘陵地帶，部分路段需要進行高填方處理，最高填方高度達30 m。為確保填方的穩定性，該項目采用分層填筑和分層壓實技術，并對高填方區域采取了邊坡防護措施。邊坡穩定性計算公式如下：

（3）

式中，Fs——邊坡穩定系數；c——土的內聚力（kPa），該項目中取值為15 kPa；L為滑動面的長度（m）；W——滑動體的重量（kN）；θ——滑動面的傾角（°）；φ——土的內摩擦角（°）。通過計算和調整填方材料和壓實工藝，確保高填方路基的穩定性。該項目需跨越4條河流，共設置7座大型橋梁。在跨河路段施工中，采用鉆孔灌注樁基礎，其承載力計算公式如下：

（4）

式中，Qu——樁的極限承載力（kN）；qb——樁端阻力（kPa）；Ab——樁端面積（m2）；qs——樁側摩阻力（kPa）；As——樁側面積（m2）。通過精確計算和施工控制，確保橋梁基礎的穩定和安全。

3 路基施工中的優化策略

3.1 構建科學的施工計劃與方案

該項目結合地形、氣候和地質條件等，制定了詳盡的施工計劃和方案，項目總工期設定為36個月，分為三個階段：準備階段（6個月）、主體施工階段（24個月）和收尾階段（6個月）。各階段的主要任務如表1所示：

為優化施工方案，項目組采取分段施工，根據地形和工程量，將施工區分為若干段落，平行施工，縮短整體工期[2]。同時，通過施工計劃軟件，優化資源配置，確保人力、物力和設備的高效利用。此外，項目還制定了詳細的應急預案，針對可能出現的天氣、地質等突發情況，確保施工的連續性。

3.2 實施過程監督與全生命周期監控

為了確保施工質量和進度，項目采用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）和地理信息系統（Geographic Information System，GIS）技術，構建了數字化施工監控平臺。平臺集成了施工進度、質量、安全和成本等多方面數據，實現了全過程、全方位的監控，如表2所示：

通過監控平臺，項目組能夠實時獲取施工數據，并進行分析。例如，通過進度監控數據，項目組每周召開一次施工進度分析會，及時發現和解決問題。此外，項目組不僅關注施工階段，還對項目的全生命周期進行監控，包括設計、施工、運營和維護等。通過全生命周期監控，確保項目在整個使用周期內的安全性和經濟性。

3.3 以責任制落實質量管理要求

在高速公路路基施工中，質量管理的落實不僅依賴于技術手段，還需要通過建立和實施有效的責任制確保各項質量管理要求的貫徹執行。為此，項目組根據施工流程和任務的復雜性，明確劃分各施工環節的責任主體。在施工準備階段，項目組制定了詳細的職責分工表，將每個環節的質量責任落實到具體的部門和人員[3]。例如，路基填方施工的質量由現場施工隊負責，壓實度檢測由質量檢測組專職負責，排水系統的施工質量由排水工程小組負責。明確的職責劃分能夠確保每個環節都有專人負責，避免因責任不清而導致的質量問題。

項目組建立了嚴格的質量管理考核制度，定期對各責任主體的工作進行評估與反饋。每周召開一次質量分析會議，由各施工小組匯報本周的質量控制情況和存在的問題，并由項目經理對各小組的工作表現進行打分和評議。對于未能達到質量標準的責任主體，項目組將根據考核結果給予相應的處罰，必要時采取調崗或加強培訓的措施，確保施工人員具備足夠的技術能力和責任意識。同時，為增強施工人員的質量責任感，項目組還實施質量獎懲機制。對于在質量管理中表現優異的個人和團隊，項目組將給予經濟獎勵和榮譽表彰；反之，對于因失職導致嚴重質量問題的責任人，將嚴格追究責任并扣除相應的績效工資。通過獎懲分明的管理方式，能夠激勵施工人員自覺遵守施工規范，主動發現并消除質量隱患，從而有效提高整體工程質量。

3.4 重視工程驗收與質量評估工作

工程驗收和質量評估是確保高速公路路基施工質量的最后一道防線，該項目高度重視工程驗收與質量評估工作，驗收程序包括分段驗收和整體驗收兩個階段。在分段驗收階段，每完成一個施工段落，項目組都會進行自檢和互檢，確保施工質量符合要求。在整體驗收階段，由第三方檢測機構進行全面檢測和評估，確保整個項目的施工質量達到設計標準。為確保路基施工達到預期的質量標準，該項目采用多層次、全方位的驗收和評估方法，覆蓋施工的每個階段和各個關鍵工序。在施工過程中，項目組實施分階段驗收制度。對于路基填方、壓實、排水系統構建等關鍵環節，施工完成后均需進行初步驗收，檢測工作嚴格遵循《公路養護工程質量檢驗評定標準" 第一冊" 土建工程》（JTG 5220—2020）和《公路路基施工技術規范》（JTG/T 3610—2019）等國家規范，從而避免后續工序因前期質量問題而出現返工問題[4]。

項目組在施工結束后進行全面的最終驗收，在最終驗收階段，項目組邀請獨立的第三方質量檢測機構，對工程進行全面的質量檢測和評估。檢測內容涵蓋路基的整體穩定性、壓實度、排水系統的運行情況、邊坡的防護效果等。第三方質量檢測機構根據檢測結果出具詳細的評估報告，指出工程中可能存在的任何質量隱患或不足之處，確保驗收過程的公正性和準確性。同時，為保證驗收的科學性和準確性，項目組采用先進的檢測設備和技術手段，例如利用地質雷達對路基內部的密實度和均勻性進行無損檢測，采用無人機航拍技術對邊坡和排水系統進行高精度的影像分析。

4 結語

該文通過對高速公路路基施工中的關鍵技術與優化策略的系統研究，驗證了所采用技術和管理策略在提高施工質量、保證工程進度和增強路基穩定性方面的有效性。未來還將進一步研究優化施工技術和管理方法，并探索其在不同地質和氣候條件下的廣泛應用。通過不斷創新和改進，為高速公路建設提供更為堅實的技術支持和管理保障，迎接未來更復雜的工程挑戰。

參考文獻

[1]劉霞，蔡湘運.高速公路吹填砂填筑路基設計與施工研究[J].公路與汽運， 2020（4）：89-93.

[2]嚴黎.南方湖區高速公路吹砂填筑路基關鍵技術研究[J].公路與汽運， 2021（3）：78-81+86.

[3]孫策，柯文豪，王爭軍.高速公路全壽命周期建管養運一體化設計需求分析方法研究[J].公路， 2021（8）：257-262.

[4]陳慧超，潘建明，丁智，等.盾構下穿高速公路排水板施工關鍵技術研究[J].低溫建筑技術， 2022（3）：154-158.