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公路路基防护设计与加固技术的应用

发表时间：2021/4/20 来源：《城市建设》2021年3月作者：张垚

[导读] 近年来，随着我国交通事业的发展，公路施工工程规模不断扩大，数量也在增加，但我国在公路路基施工方面的施工工艺存在滞后性，只有做好相应的路基边坡防护工作，才能有效地保证公路上车辆的安全运行，从而保证人民的生命和财产安全。在公路建设过程中，最关键的就是公路的路基施工，其施工质量直接影响着整个公路的稳定与安全。为延长公路的使用寿命，必须采取有效的措施强化对公路路基的防护设计和加固工作。

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摘要：近年来，随着我国交通事业的发展，公路施工工程规模不断扩大，数量也在增加，但我国在公路路基施工方面的施工工艺存在滞后性，只有做好相应的路基边坡防护工作，才能有效地保证公路上车辆的安全运行，从而保证人民的生命和财产安全。在公路建设过程中，最关键的就是公路的路基施工，其施工质量直接影响着整个公路的稳定与安全。为延长公路的使用寿命，必须采取有效的措施强化对公路路基的防护设计和加固工作。
关键词：公路路基防护设计加固技术措施
        引言：
        面对我国当前公路存在的问题，其中公路路基病害最严重，公路路基是承载路面车辆通行与自身荷载的主体，如果路基长时间超荷载运行，在雨雪天气的影响下，公路路基将会出现塌陷或裂缝等问题。对路基进行有效的防护和加固处理，有利于保证公路的质量及行车安全。
        1、公路路基防护设计
        1.1边坡坡面的防护措施
        （1）植被防护法。植被防护法相对于其他防护方法，如混凝土防护法等，具备较多的优势。首先，其施工技术十分简单，有利于节约成本，减少劳动力和物资的投入。其次，在稳固路基的同时，优化了自然环境，对土壤起到保护作用。[1]（2）混合防护方法。路基坡面所处的地理位置不同，也会造成其自身具备的地质水文条件各有不同，由此也会造成不同的病害。所以，为确保坡面防护措施实用有效，达到预期的防护目标，就必须因地制宜，根据不同的环境采取不同的防护措施。在各种防护措施中，种草防护和格网防护所用最为常见。施工人员在开展种草防护时应注意把土壤、草籽和肥料混合均匀，以实现草坪植生带。如遇路基坡面的坡度超出一定标准的情况，为实现更好的防护效果，还应配合使用切石框格，形状以方形和菱形为主。
        1.2冲刷防护
        针对路基的冲刷防护措施主要包含以下两种：（1）直接防护措施。直接防护就是直接对公路路基的边坡进行加固，例如植物防护、抛石防护或者浸水挡土墙。如果水流与公路走向相同，水流对公路路基的冲击力不大，建议使用植物防护措施；如果边坡常年被水流冲刷，建议使用砌石防护措施；如果公路边坡常年被浸泡在水中，建议使用抛石防护措施；如果公路路基边坡比较陡峭，建议使用浸水挡土墙作为防护措施。（2）间接防护措施。该方法指的是改变水流流向，降低水流速度，从而实现对公路路基的有效防护。一般情况下，施工单位选择建设丁坝或顺坝实现对路基的间接防护。[2]
        1.3支挡防护
        支挡防护以挡土墙为主，是除上述两种防护措施以外的第三种防护措施，在公路路基防护中也占据着重要地位。相较于前两种防护措施，挡土墙优势在于占据空间小。所以这种防护方式逐渐在各大型公路的路基防护施工中大范围应用。因为挡土墙具备不同的结构，其使用方法也不一样，据此划分，可分为多种类型。其中，重力式挡土墙的工作原理在于实现平衡和路基土体稳固的前提是依靠自身的重力，其优点在于设计和施工都较为简便，使用范围较广，在路基土质好，墙体较低和石料充足这几种情况下都能使用。而在沿河路堤或基坑开挖时多用柱板式挡土墙。
        2、公路路基的加固技术措施
        2.1机械碾压法
        机械碾压法常用于路基加固工作，对于工作中是否采用这种方法的关键是由路基填土的位置及性质决定的。如果其位置在地下水位以上，填土性质又为杂填土或是层次较浅的不饱和黏土，这种情况下则需采用机械碾压法。

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因为公路路基必须具备一定的强度及稳固性，只有这样才能保证公路的质量。评定公路路基是否合格通常以压实度作为基本标准，如压实度不符合要求，则会因此产生一系列的问题，如路基出现塌陷等。而机械碾压法可有效的解决这个问题，在加固工作中通常采用推土机、压路机等设备对路基进行压实。[3]
        2.2换填土层法
        在公路路基的加固工作中经常会遇到路基的底层材质为水分含量相对较大的又湿润又松软的土层，这就需要采用换填土层法进行加固工作。为顺利完成换填土层，首先需要对公路的路基进行处理，挖开并取出其底层规定标准内湿软土，同时换以性质相对稳定的，且含水少，但对吸水有利的材料。在实际工作中，由于矿渣、砂和碎石等具备这些条件，所以常被用做换填材料使用。此外，土质材料也常被混入换填材料中使用，土质材料的加入可使换填材料更加稳定，强度更大。但是，在加入土质材料时还应保证所用土质材料也必须具备较高的稳定性，同时不具备侵蚀性。这种加固方法相对于其他方式优势在于，可在短期内有效的排出土层中的水分，降低并消除其膨胀性指标，保证路基质量符合要求。
        2.3注浆加固法
        在公路路基加固技术中，注浆加固法是其主要技术方法。在注浆加固技术中主要包含渗透式、压密式以及喷射式几种，其作用原理是根据气压与电化学理论知识，结合液压知识，人们把浆液装在溶液管中，将浆液均匀的推进公路路基内部。当浆液在路基内存在一段时间，就会与路基材料相融合，并与岩石胶紧密结合，形成一个稳固性较强的结构整体。浆液进入公路路基内部时，也会将材料或岩石缝隙中的水分和空气排斥，提高公路路基的密度。
        2.4桩基加固法
        （1）碎石桩。目前国内的碎石桩主要划分为振冲式、锤击式与预配式，其划分的依据是其成桩过程的不同。对以上三种方式进行详细的分析对比发现，振冲式碎石桩具备更多的优点。首先，其工作力度高于其他两种，具有较高的工作效率，不会造成施工时间上的浪费。其次，其施工简单，可根据实际情况灵活掌握工作方式。（2）生石灰桩。若是公路路基内部土体不实，存在的空隙大则可使用这种方式，以改变路基的强度和密实度。其工作原理是利用化学反应，即在生石灰与路基内部空隙接触时，由于路基土壤中含有水分，生石灰就会与空隙间发生化学反应而变成熟石灰，并在这个过程中释放热量吸走水分。
        3、公路路基排水技术分析
        针对公路路基的排水施工技术，主要包含以下几方面：（1）地面排水。在高速公路或者一级公路中设有排水沟渠，有关部门要求施工单位采用铺砌防护措施，例如截水沟、急流槽以及地表排水管等排水设施。其中排水沟需要使用浆砌片石完成加固，让其将渠道铺满。想要提升公路路基施工质量，建议对公路路基进行水网地段的改进，采用逢沟设涵的方式，为公路路基两侧的灌溉沟渠进行系统设置。（2）路面排水。采用该方式减少雨水冲刷路基的概率，降低雨水渗入路面的水量。（3）地下排水。渗沟带有渗水管，适合用在水流量较大的公路路基工程，可以采用渗井、渗沟和暗沟等方式，应用具有反滤性能的土工织物，结合加劲软式透水管，实现对公路路基的地下排水功能。
        4、结论
        综上所述，对于路基的防护与加固可有效的提高公路质量，减少公路损坏和交通事故的发生，针对公路的未来发展与公路路基防护，要求施工单位从基础性防护措施出发，做好公路路基各项施工工作，采用正确的防护设计与加固技术提高施工单位的经济效益与社会效益，以此提高公路路基工程的施工质量。
参考文献：
[1]熊焕伟.公路路基边坡防护的设计问题与对策[J].黑龙江交通科技,2017(7):61-62.
[2]潘祖高,陈建.分析公路路基高边坡防护设计[J].黑龙江交通科技,2020, 314(04):31-32.
[3]李海生,韩满全.公路路基加固施工技术要点分析[J].科学与财富,2017(3):331.