论公路路基工程质量成因及防治措施
摘 要：路基是公路建设的一个重要组成部分，承受着由路面和车辆带来的荷载，有效的提高路基施工质量对于增强公路的使用寿命和道路稳定性都有着至关重要的作用，文章针对路基工程中出现的一些质量问题提出了防治措施和个人建议，供同行参考。
关键词：公路路基,质量成因,防治措施
前 言
路基是公路的重要组成部分，是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受由路面传递来的荷载，应有足够的强度、稳定性和耐久性。路基的强度与稳定性，受水、温度、土质等客观因素影响，同时也受行车荷载的作用，路基设计、施工方法及养护方法是否正确等人为因素制约。
1公路路基施工质量问题分析
公路路基产生质量问题主要是受路堤填料、气候、路基地质条件、设计、施工等多方面不利因素的影响。
首先在设计方面，常见的有断面尺寸不合理，边坡取值不当，排水、防护与加固不妥，未对高填路堤进行稳定性验算，且施工工艺、填料没有做特别要求说明。
在施工方面则主要表面为翻浆冒泥、路基整体或局部不均匀沉降、路基从横向开裂、边坡滑坍和冻害等。具体表现为：
1.1.1翻浆冒泥
路基强度因含水过多，强度急剧降低，再加上重复行车的重力，使路基发生弹簧、裂缝、鼓包、冒泥、车辙等现象，称之为翻浆冒泥。翻浆冒泥一般易发生于基床土质不符合要求的部位，特别是以细粒土作路基填料、风化石质及劣质填料作基床，降雨量大的路堤和路堑地段。
1.1.2路基整体或局部不均匀沉降
影响路基沉降的因素很多，如荷载大小、土层特性及其分布、土的应力、地下水的作用等。大量的调查研究表明，路基不均匀沉降是多方面因素综合作用的结果。一般而言，路基不均匀沉降的主要原因有：填方路基土体压实度不足;地基土体中存在饱和软土层;路基填料刚度差异，在行车的动荷载作用下，基床结构内可能造成较大的附加应力，导致路基破坏。地下水的动态变化，引起土体容重、孔隙水压力等变化可能对土体产生较大的附加压力。这些附加压力，能造成填土的附加沉降;填料不均，回填料的材料组成和性质差异，可能引起不均匀沉降，导致路基的局部开裂或沉陷;路基的侧向变形也是路基产生不均匀沉降的原因。
1.1.3路基纵横向开裂
(1)横向裂缝产生的主要原因
1)由于路基大多数为刚性和为半钢性结构。其对温度变化的影响十分敏感，路基受热胀冷缩的影响，容易产生裂缝。
2)沥青未达到适合于本地区气候条件和使用要求的质量标准，致使沥青面层温度收缩或温度疲劳应力(应变)大于沥青混合料的抗拉强度(应变)。
(2)纵向裂缝形成的原因
1)纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷。
2)半填半挖路段的填方路基压实度不够，产生沉降，路面出现纵向裂缝。
1.1.4边坡滑坍
形成边坡滑坍的因素很多，主要表现在：
(1)种草、铺设草皮、植树等防护地段受雨水冲蚀，坡面土体流失，在植物根部间形成冲沟或冲坑，甚至直接连根带走。
(2)干砌护坡地段水从坡面石缝流出，坡下土体被水淘空，片石砌体变形、下陷。
(3)浆砌片石地段雨水沿路基面流入护坡碎石垫层，淘空石砌坡面及基础下土体，粉土外流成堆，而砌体表面上并无大的变化、具有一定隐蔽性。
(4)路基与桥涵结合部护锥冲空，路桥结合部道心产生空洞，轨枕悬空。
(5)其它基建取土坑边坡未防护，土体流失造成护道宽度不足等。
1.1.5冻胀
造成冻胀的因素主要有温度、水、土质、路基结构和行车荷载。首先冬季寒冷时间较长，路基土壤的冻结深度较大，冻胀现象也比较严重;其次是水源，包括地表积水和春融期间由山坡向下的地下渗水等，还必须有毛细作用强的粉土、细砂等细颗粒土壤;再次无论是在施工还是运营阶段，受车辆和路面的荷载作用也会造成直接影响。
2病害的预防与整治
2.1 设计方面
(1)做好地质勘探调查
对路线经过的地形、地貌、水文地质条件进行详细探查，尤其要对特殊路基段提供详细的设计资料，地表不良路段，设计可考虑换土或掺白灰、水泥及铺设土工布等措施。
(2)确保路基最小填筑高度
路基最小填筑高度必须保证不因地面水、地下水、毛细水及冻胀作用的影响而降低其稳定性，按照路基设计规范要求，根据土基干湿类型及毛细水位高度，确保路基最小填筑高度，当路基填筑高度受限制而不能达到规范规定时，则应采取相应的处治措施，如：换填砂砾、石渣等透水性材料设置隔离层或修筑地下渗透沟等以避免地面积水和地下水浸入路基，影响路基工作区内的土基强度与稳定性。土质挖方路基，须换填不少于60 em砂砾，石质挖方路基，须设置30 cm砂砾垫层，横向排水不畅路段要加设盲沟。
(3)明确路基填料质量标准
要求在公路工程施工图设计中，必须明确不同填高内路基填料的CBR值(最小强度)及最大粒径要求。种植土、腐殖土、淤泥冻土及强膨胀土等劣质土严禁直接用于填筑路基。砾(角砾)类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路堤底部。
(4)完善路基综合排水设计
公路工程设计中，必须遵循因地制宜，整体规划，综合考虑的原则进行路基纵、横向排水设计，避免造成路基两侧长期积水浸泡路基，使路基承载力下降面发生沉降变形。
(5)确保路基边坡稳定性
高填、深挖路基的边坡应根据填料种类、边坡高度和工程地质条件等规范确定，高填路堤必须进行路基稳定性验算。填方边坡过高时，可考虑在边坡中部加置边坡平台。
2.2填筑材料方面
(1)路基填筑材料中含水量应达标
目前用作路基填筑的材料越来越多，诸如天然戈壁料、碎石土、砾石土等都是较为理想的材料。虽然这些材料作为路基填料有强度高、稳定性好等诸多优点，但他们的优点往往被施工人员认为只要使用这种材料就可以做出好的路基，施工中为了减低成本，许多施工单位不注意材料的最佳含水量，甚至忽略这些，造成路基反复碾压很难达到高标准的压实度现象。
(2)路基填筑材料中易熔盐含量不应超标
路基填筑材料中易溶盐含量超过国家规范要求时即属盐渍土，盐渍土常遇到的易溶盐类有氯化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸钠、硫酸镁、碳酸钠、重碳酸钠，有时也可遇到不易溶解的硫酸钙和很难溶解的碳酸钙，由于土中所含易溶盐会使土的物理、力学性质发生变化，引起许多路基“病害”的出现，随着土中含盐性质和含盐量的不同，盐渍土所引起的路基“病害”的类型与严重程度也不同，常见的盐涨现象就是典型的易熔盐含量超标引起的路基病害。
2.3施工方面
2.3.1翻浆冒泥根治
根治翻浆冒泥路基的方法有：加高路基;降低地下水位;设置透水性隔离层;采用碎石桩、塑料排水板、石灰桩、砂桩、石灰砂桩加固湿软土基等。
2.3.2边坡防护
边坡防护包括坡面防护、冲刷防护、石砌圬工防护等。坡面防护主要是保护坡面免受雨水冲刷、坡面岩土的风化剥落、环境的协调、减缓温差、减缓湿度变化等，起到防止水土流失的作用。坡面防护多采用方型、菱形、拱型、M型等砌石框格植物防护。
首先，植物的枝叶能截留部分降雨，减轻对边坡的溅蚀，防止边坡出现冲沟、坍塌和泥流等危害。其次，由于植被根部可以深入边坡土体之中，增大土粒间的粘聚力，使边坡更加稳定。再次，良好的植被能增加地表粗糙度，拦截地表径流，保护坡面免遭冲刷。在实际工程中，为了保持边坡稳定性和便于施工，常在边坡上修筑一个或多个边坡平台及设置人工条纹，延长了水流动距离、改变水流流向，起到了消能的作用，使边坡免受进一步冲刷。
石砌圬工防护仍较普遍使用。混凝土预制块护坡多用在路堤边坡;连片的及带窗孔的护面墙多用于路堑边坡;破裂或易于风化破碎的岩石路堑边坡采用框架梁、锚杆挂钢筋网、喷射混凝土或纤维混凝土等防护措施，也有较好的效果。
但石砌圬工及混凝土防护存在造价高、易破损等诸多问题，从保护环境角度出发，建议大力推广种植植物防护方案，它既能改善生态环境又能起到美化景观的作用。
2.3.3纵横缝产生的预防
道路出现裂缝是由于目前所采用的基层的结构形式(强基薄面)和选用材料以及受气候的影响而不可避免的，采取有效的的防治办法，并防止其发展到路面龟裂，出现坑槽以及碎裂等严重病害。
(1)横向裂缝的预防措施
1)合理组织施工，摊铺作业连续进行，减少冷接缝。冷接缝的处理，应先将已摊铺压实的摊铺带边缘切割整齐、清除碎料，然后用热混合料敷贴接缝处，使其预热软化;铲除敷贴料，对缝壁涂刷0.3kg/m ～0.6kg/m 粘层沥青，再铺筑新混合料。
2)充分压实横向接缝。碾压时，压路机在已压实的横幅上，钢轮伸入新铺层15cm左右，每压一遍向新铺层移动15cm～20cm，直到压路机全部在新铺层为止，再改为纵向碾压。
3)桥涵两侧填土充分压实或进行加固处理;沉降严重地段，事前应进行软土地基处理和合理的路基施工组织。
(2)纵向裂缝预防措施
1)采用全路幅一次摊铺，如分幅摊铺时，前后幅应紧跟，避免前摊铺幅混合料冷却后才摊铺后半幅，确保热接缝。
2)如无条件全路幅摊铺时，上、下层的施工纵缝应错开l5cm以上。前后幅相接处为冷接缝时，应先将已施工压实完的边缘坍斜部分切除，切线须顺直，侧壁要垂直，清除碎料后，宜用热混合料敷贴接缝处，使其预热软化，然后铲除敷贴料，并对侧壁涂刷0.3kg/m ～0.6kg/m 粘层沥青，再摊铺相临路幅。摊铺时控制好松铺系数，使压实后的接缝结合紧密、平整。
3)沟槽回填土应分层填筑、压实，压实度需达到要求。如符合质量要求的回填土来源或压实有困难时，须作特殊处理，如采用黄砂、砾石砂等。
2.3.4冻胀整治措施
(1)消除水源
水是造成路基冻害的最主要的原因，防治这一病害的根本是尽可能消除水源。在路基施工和完成阶段，都要及时排除地表积水，隔断地下渗水，或者用地下排水降低地下水位，加设盲沟导流积水，甚至用隔离层切断水的供应。排水及隔水的目的在于排除地表水或降低疏导地下水及隔断下层水，以消除或减少路基土体的冻胀。
路基排水一般分为地面水和地下水两大类。地面水是存在于地壳表面，暴露于大气的水。水对路基的破坏主要由这种地表水入渗造成的，地面水以防为主，整治设计中要考虑完善或恢复地面排水系统，及时排除聚集在路基范围内或流向路基本体的地表水，防止水渗入路基。通常采用的地面排水设施是边沟、截水沟、跌水、急流槽以及地表的排水管;地表水渗入路基土体，不但降低土的抗剪强度，且成为地下水的重要补给来源，故地下水以疏导为主。为此在确定整治措施时应根据地下水的类型、补给来源、方式及流量大小等，采用不同的疏导措施。
(2)换土
采用冰冻稳定性好、强度高的粗颗粒土换填路基上部，可以提高路基的强度和稳定性。换土可达到三个目的：一是将部分冻胀性土换成不冻胀土，以便减小冻胀值;二是将冻胀性较弱的土(或不冻胀土)换成冻胀性较强的土，以便消灭冻谷或单侧冻起等;三是改换土中的冻胀土层，或冻胀土质的不均匀条件，以消除冻害条件。换土层厚度可根据地区情况、公路等级、行车要求以及换填土材料等因素确定，一般路基上部换填60~80cm厚的粗粒土，路基可基本稳定。
(3)保温措施
负温是土体冻结的前提条件，是决定土的冻结过程和冻胀以及冻土物理力学性质的基本因素。为防止水的冻结和土的膨胀，可在路基中设置隔温层，以减少冰冻层，在路基基床的土体中，从路基基床面往下做一定厚度的保温材料，使冬季的冻结深度不能超过保温层厚度或按设计要求超过保温层一定厚度。保温层厚度一般不小于15cm，隔温材料可用泥炭、碎砖、炉渣等，直接铺在路面下，宽度每边宽出路面边缘30~50cm。
2.4特殊土地基处理措施
湿陷性黄土、软土具有含水量大、抗剪强度低、承载能力低的特性，称之为特殊土。水的作用是特殊性岩土性质恶化的诱导因素，它对水具有特殊敏感性。浸水软化、强度衰减是加剧路基缺陷程度的重要原因。针对特殊土地基的特性，采取如下措施：1)换填透水性良好的土基底进行加固;2)白灰粗砂桩进行加强提高了路基承载力;3)石灰、水泥稳定碎石法;4)对路基采取强夯、预压等措施或使用土工织物。
3结 语
公路工程施工质量控制，是公路建设过程中的关键环节，它既是路面承载体也是公路的主体。因此，质量控制在公路工程建设中起着举足轻重的作用。路基工程质量的好坏，直接影响到公路使用品质、车辆行驶的舒适性和正常的行车交通，对国民经济建设具有重要意义。所以要始终坚持技术标准，注意加强施工管理，强化质量意识，就一定会提高路基的耐久性。
参考文献：
[1]贾文君，郑琼，杨有海.兰新公路路基冻害原因分析及整治探讨[J].路基工程.
