浅议公路路基工程的设计与施工

公路一般由路基、路面、桥梁、隧道工程和交通工程设施等几大部分组成。作为公路主体工程的路基，它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受路面传来的荷载，所以它即是线路的主体又是路面的基础。其质量好坏，直接影响公路的使用品质。路基的设计一般是根据路线几何设计要求，结合当地地形，地质条件，选择合理的路基断面形式填料与压实；确定边坡形状和相应坡率；路基排水系统设计；防护与加固设计等。 路基工程是用土或石料修筑而成的线形结构物，它承受着本身岩土自重和路面重力，以及由路面传递而来的行车荷载，是整个公路构造的重要组成部分。公路路基主要包括路基体、边坡、边沟及其他附属设施等几个部分。 路基的几何要素主要指路基宽度、路基高度和路基边坡度。路基路面应根据公路功能、公路等级、交通量，结合沿线地形、地质及路用材料等自然条件进行设计，保证其具有足够的强度、稳定性和耐久性，路基设计应重视排水设施与防护设施的设计，路基断面形式应与沿线自然环境相协调，避免因深挖高填对其造成不良影响；路基高度设计，应使路肩边缘高出路基两侧地面积水高度，同时考虑地下水、毛细水和冰冻的作用，不使其影响路基的强度和稳定性；路堤基底应清理和压实，基底强度、稳定性不足时，应进行处理，以保证路基稳定，减少工后沉降，路基压实度应达到规范要求，深挖高填路基边坡路段，必须查明工程地质情况，针对其工程特性进行路基防护设计，对存在稳定性隐患的边坡应进行稳定性分析，采用加固、防护措施；路基路面排水设计应符合规划合理布局，并与沿线排灌系统相协调，保护生态环境防止水土流失和污染水源。 路基施工的准备工作是确定道路中线，路基边桩以及占地红线，修建小型结构物预埋设地下管线小型结构物可与路基（土方）同时进行，但地下管线必须遵循“先地下，后地上”、“先深后浅”来完成，保证路基施工的连续性。 路基施工质量是整个路线工程的关键也是路基路面工程能否经受住时间、车辆行驶荷载、雨季冬季的考验。要做好路基工程，必须扎扎实实进行路基的填筑，尤其是对原地面的处理和坡面基地的处理。 填筑路基时应首先进行原地面处理。当路堤填筑高度不小于1.0ｍ时，应注意将路基范围内的树根，草丛全部挖除。若基底的表层土系腐殖土，则需用挖掘机或人工将表层土清除换填，厚度视具体情况而定，一般不小于30ｃｍ为宜，并予以分层压实。如发现草灰层、鼠冻、裂缝，应更换符合条件的土回填，并按规定进行压实。路堤通过耕地时，路堤填筑施工前必须预先填平压实。如其中有机质含量和其他杂质较多时，碾压时因弹性过大，不易压实，更换填土或实行混填。 坡面基底处理。坡面较小（横坡小于1：5）时，只需清除坡面上的表层，其处理方法同上。但坡度较大（横坡大于1：5）时，应将坡面做成台阶，让填料充分嵌在底基里，以防止路堤的滑移。 路基填土与压实。公路路基的强度和稳定性很大程度取决于路基填料的性质及其压实的程度。从现有条件出发，改进填土要求和压实条件是保证路基质量最有效和经济的方法。填筑路堤的理想材料应当是稳定性好、压缩性小，便于施工压实及运距短的土、石材料。路基填料一般应采用沙砾及塑性指数和含水量符合规范的土，不使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾及含腐植的土。对于液限大于50，塑性指数大于26的土，一般不宜作为路基填土。当路基填料达不到规定的最小强度时，应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳定材料处理。 压实土基的意义。压实土基的作用在于提高土体的密实度，降低土体的透水性，减少毛细水的上升高度，以防治水分集聚和侵蚀而导致土基软化，或因冻胀而引起不均匀变形。 土基压实的原理。在绝大多数情况下，路基土都是由土粒、水分和空气组成的三相体系，它们都具有各自的特性，并相互制约共同存于一个统一体中，构成土的各种物理特性——渗透性、粘滞性、弹性、塑性和力学强度等。若三者的组成情况发生改变，则土的物理性质亦随之不同。因此，要改变土的特性，也得从改变其组成着手。压实土基，就是用机械的方法来改变土的结构，以达到提高土基强度和稳定性的目的。影响土基压实度的内在因素主要是含水量和土的性质，外在因素有压实功能，压实工具和方法等。 在最佳含水量时，即土处于硬塑状态时，最容易获得最佳的压实效果。土质、压实功能、压实工具和方法对压实的影响。1、土质对压实的影响：不同的土类有不同的最佳含水量及最大干密度，分散性较高（液限较高，粘性较大）的土，最佳含水量的绝对值较高，而最大干密度的绝对值较小，亚砂土和亚粘土的压实性能较好，而粘性土的压实性能很差。2、压实功能对压实的影响：同一种土的最佳含水量随压实功能的增加而减少，而最大干密度则随压实功能的增加而增加；当含水量一定时，压实功能越大则密实度越高；当压实功能增加到一定程度后，土的密实度就增加的不显著了， 这表明，对于某一种土来说，如果超过某一限度，在采用增加压实功能的办法来提高土的密实度就不经济了。3、压实工具和方法对压实的影响：压实工具不同，压力传递的有效程度也不同。压实机具的重量较小时，荷载作用时间较长，土的密实度越高，但密实度的增长速度则随时间增加而减小；压实机具较重时，土的密实度随施荷时间增加而迅速增加，但超过某一时间限度后，土的变形将急剧增加而达到破坏；机具过重以致超过土的强度极限时，将立即引起土体破坏。碾压速度越高，压实效果越差。当前路基施工，普遍采用了大吨位的压路机，碾压自路两边向中心进行，直至表面无明显轮迹为止，遵循先轻后重、先稳后振、先低后高、先慢后快、轮迹重叠的原则，碾压效果有了明显的改善，对于提高路基土的压实度起了很好的作用。研究表明，夯击式机具的压力传递最深、压实效果最好，振动式次之，碾压式最浅。