趙陽

榆林市公路局公路養(yǎng)護(hù)中心 陜西 榆林 719000

引言

公路工程中的路基是承受車輛荷載并傳遞到地基的主要構(gòu)造部分，路基防護(hù)工程主要是為了保護(hù)路基結(jié)構(gòu)，延長其使用壽命，防止因外界因素如雨水、風(fēng)化、滲透等引起的損害，但是因?yàn)槎嘀赝庠谝蛩氐闹萍s，公路工程的施工品質(zhì)也受到影響，所以要想達(dá)到這上述目的，就要重視路基防護(hù)工程中所采用的各種技術(shù)和方法，有效地防止雨水滲透到路基中，避免路基發(fā)生不均勻沉降或失穩(wěn)現(xiàn)象，而且當(dāng)路基受到外界因素的損害，不僅會(huì)影響公路的使用體驗(yàn)，還會(huì)增加后續(xù)公路的維護(hù)成本。不斷優(yōu)化路基防護(hù)工程施工技術(shù)，可以從源頭上避免這些問題，有效降低公路的維護(hù)成本。近年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步和公路工程的發(fā)展，路基防護(hù)工程施工技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。國家和地方政府加大了對公路建設(shè)和維修的投入，新的材料和施工技術(shù)被引入如土工布、生態(tài)護(hù)坡等都有效提高了公路路基的穩(wěn)定性和防護(hù)效果。

1 公路工程路基防護(hù)技術(shù)的分析

1.1 路基防護(hù)工程的計(jì)算

計(jì)算工作需要基于地質(zhì)勘探的數(shù)據(jù)，明確路基土層的類型、密度、含水率、抗壓強(qiáng)度等基本參數(shù)，利用這些參數(shù)來評估土壤穩(wěn)定性和確定防護(hù)措施，必須考慮到地下水位、降雨量、河流流速等外部環(huán)境因素，對土體穩(wěn)定性造成的潛在威脅進(jìn)行定量分析。在選擇適當(dāng)?shù)穆坊雷o(hù)措施時(shí)，需結(jié)合技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性三個(gè)方面的因素。其中技術(shù)性意味著所選措施能夠有效提高土壤的穩(wěn)定性，如加固、排水、隔離等；經(jīng)濟(jì)性則關(guān)注工程的成本效益，即在保證工程質(zhì)量的前提下，盡量降低工程成本[1]；環(huán)保性則強(qiáng)調(diào)對環(huán)境的最小化干擾，如選擇生態(tài)防護(hù)、綠色植被等方法。需要對工程的使用壽命、預(yù)期交通流量、載重等進(jìn)行估算，確保所采取的防護(hù)措施在預(yù)期的使用年限內(nèi)仍然穩(wěn)固可靠。而且材料的機(jī)械性能、耐久性、成本等都是重要考慮因素，在使用土工布、格賓、防護(hù)墻等材料時(shí)，都要根據(jù)具體的路基條件、土壤性質(zhì)、外部環(huán)境等進(jìn)行精確計(jì)算和選擇。計(jì)算結(jié)果需要經(jīng)過多次模擬和驗(yàn)證，并通過數(shù)值模擬、模型試驗(yàn)等方法，評估所選擇的防護(hù)措施在實(shí)際應(yīng)用中的效果，確保其實(shí)際效果與計(jì)算結(jié)果一致。

1.2 公路路基的力學(xué)性能

力學(xué)性能包括土壤的壓縮性、抗壓強(qiáng)度、彈性模量、剪切強(qiáng)度及其變形特性等，為確保公路的安全與耐久性，對路基土的力學(xué)性能進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算和評估至關(guān)重要。首先，壓縮性是評估路基土是否容易受到荷載壓縮和產(chǎn)生沉陷的重要參數(shù)，通常采用壓縮試驗(yàn)獲取土的累積壓縮量和壓縮模量，為工程設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其次，抗壓強(qiáng)度是土體抵御外部荷載壓縮的能力，通常通過無側(cè)限壓縮試驗(yàn)來測定；彈性模量表示土體在受到荷載作用時(shí)的變形能力，它反映了土體的彈性特性和回彈性；剪切強(qiáng)度是評估土體在受到外部荷載施加的剪切應(yīng)力時(shí)的抵抗能力，關(guān)系到路基的滑移和穩(wěn)定性，通常采用直剪試驗(yàn)、三軸剪切試驗(yàn)和環(huán)剪試驗(yàn)等方法獲取。為評估土體的力學(xué)性能，還需考慮土的微觀結(jié)構(gòu)、礦物成分、水分含量、密度和孔隙率等因素，這些因素決定了土體在外部荷載作用下的應(yīng)力及應(yīng)變關(guān)系，能影響到公路路基的長期性能和穩(wěn)定性，特別是在交通荷載頻繁、重型車流量大的路段，路基土的力學(xué)性能至關(guān)重要。

1.3 公路路基防護(hù)技術(shù)的適用性

在黏土或具有較大塑性的土壤區(qū)域，常采用土工合成材料或土工布進(jìn)行加固以增強(qiáng)其抗剪切能力。在含水量較高的區(qū)域或地下水位較高的地段，排水系統(tǒng)如橫向和縱向排水層以及排水溝的設(shè)置尤為關(guān)鍵，以減少孔隙水壓力并提高路基土的穩(wěn)定性；在受到風(fēng)化、侵蝕或凍融作用的區(qū)域，表面防護(hù)如草皮覆蓋、混凝土澆筑或噴射混凝土成為適用技術(shù)，用于減少風(fēng)化作用并提供物理屏障。在預(yù)期交通荷載較高的公路段施工時(shí)，要使用高強(qiáng)度材料或深基坑技術(shù)，如地下墻或樁基來提高承載能力。因此，公路路基防護(hù)技術(shù)的適用性取決于多種因素，要讓所選技術(shù)與具體的工程條件相匹配。

2 公路工程路基防護(hù)工程的施工要點(diǎn)

2.1 路基的平整度

平整度不僅會(huì)影響道路的舒適性和駕駛安全，還直接關(guān)聯(lián)到道路表層的受力和荷載分布，需要使用全站儀或激光掃描等精確的測量儀器，對路基的高程和橫斷面進(jìn)行測量，確保其滿足設(shè)計(jì)要求[2]。施工過程中機(jī)械壓實(shí)是保證平整度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要選擇合適的壓實(shí)設(shè)備，并確保壓實(shí)的次數(shù)、壓實(shí)深度和速度滿足工程要求。此外，應(yīng)定期進(jìn)行平整度檢測，如使用梁式平整度儀進(jìn)行測量，對于檢測出的超出規(guī)范的部分，需及時(shí)進(jìn)行修整和再次壓實(shí)，并選擇優(yōu)質(zhì)的路基材料如碎石、砂土和黏土，還應(yīng)具有良好的顆粒級配，這樣材料在壓實(shí)后能達(dá)到預(yù)期的平整度。

2.2 施工材料的質(zhì)量

2.2.1 做好材料的檢驗(yàn)和取樣工作。要對每批到達(dá)工地的土工合成材料、碎石和黏土等材料進(jìn)行現(xiàn)場初步視檢，查看材料無明顯的損壞或不合格情況。按照規(guī)定的頻率和方法，對材料進(jìn)行隨機(jī)取樣，取樣后的材料應(yīng)送至有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測，所有檢測數(shù)據(jù)應(yīng)詳細(xì)記錄并歸檔，作為施工質(zhì)量的重要依據(jù)。在檢測中如發(fā)現(xiàn)材料不滿足規(guī)范要求，必須及時(shí)采取糾正措施，避免影響工程質(zhì)量。

2.2.2 施工材料在運(yùn)輸過程中要嚴(yán)格控制。應(yīng)根據(jù)載貨特性選擇材料的運(yùn)輸工具，避免因震動(dòng)或擠壓導(dǎo)致材料損壞。對于易受潮或受溫度影響的材料，如土工合成材料，需要在封閉、防潮的環(huán)境下運(yùn)輸。加載和卸載過程要避免對材料的過度彎曲或拉伸，以保持其原有性能。在運(yùn)輸過程中，還要重視載貨的方式并對材料進(jìn)行覆蓋，尤其是在惡劣氣象條件下，應(yīng)采取相應(yīng)的措施防止材料受損，而進(jìn)行材料的長距離運(yùn)輸時(shí)，一定要定期檢查貨物的固定狀態(tài)和材料的完整性。

2.2.3 混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和抗壓強(qiáng)度?；炷恋目?jié)B性會(huì)直接影響路基的耐久性，有助于結(jié)構(gòu)在長期受水分侵蝕時(shí)維持穩(wěn)定，提高混凝土的抗?jié)B性通常涉及選擇合適的水灰比、使用高效減水劑和充分壓實(shí)，合理的配合比和高質(zhì)量骨料也有助于減少混凝土孔隙，可以提升其抗?jié)B能力?；炷恋目箟簭?qiáng)度是評估其對交通荷載和其他外部壓力承受能力的基準(zhǔn)，要選擇高強(qiáng)度水泥和合格骨料，并添加礦物摻合物如粉煤灰、硅灰或微硅粉，這樣能進(jìn)一步優(yōu)化混凝土的抗壓性能。

3 公路工程路基防護(hù)工程中的主要施工技術(shù)

3.1 邊坡防護(hù)技術(shù)

邊坡防護(hù)技術(shù)能有效減少土體對水的浸泡與沖刷，避免出現(xiàn)邊坡崩塌的情況，施工時(shí)要使用固定格柵或砌體護(hù)磚，以物理方式減少水流對土體的直接侵蝕，利用深層排水系統(tǒng)有效導(dǎo)出路基中的積水，減少土體飽和度，降低公路路基出現(xiàn)滑坡的風(fēng)險(xiǎn)[3]。

3.2 中央分隔帶技術(shù)

中央分隔帶作為雙向車道之間的物理隔離，不僅起到分流作用，還能預(yù)防對向車道的碰撞事故。材料選擇是中央分隔帶技術(shù)中的首要環(huán)節(jié)，常見的有混凝土護(hù)欄、鋼護(hù)欄與植被屏障?；炷磷o(hù)欄因其高度抗沖擊性及持久耐用性被廣泛采納，且結(jié)構(gòu)相對簡單，易于施工和維護(hù)；鋼護(hù)欄則具有一定的彈性，能夠有效地吸收和分散沖擊能量，減少車輛與護(hù)欄之間的損傷；植被屏障不僅具有良好的景觀效果，還能提供一定的噪音與塵埃屏蔽，但需要較多的維護(hù)工作。中央分隔帶的設(shè)計(jì)寬度與高度也是施工技術(shù)中的重要參數(shù)，需根據(jù)交通流量、車道寬度、地形與地質(zhì)條件進(jìn)行綜合考慮，設(shè)計(jì)中確保行車視距不受阻礙是關(guān)鍵，同時(shí)需要提供足夠的空間以應(yīng)對突發(fā)情況。在施工過程中，要科學(xué)安排施工順序、材料的預(yù)制與現(xiàn)場安裝以及對接縫的處理，還要預(yù)留維修通道、設(shè)置檢查井及設(shè)計(jì)簡易的更換方案，這樣才能提高分隔帶的維護(hù)效率。

3.3 砌片石技術(shù)

砌片石技術(shù)在公路路基防護(hù)中具備顯著效益，尤其在地質(zhì)條件復(fù)雜的軟巖區(qū)域，這些地方常由于其固有地理和氣候特點(diǎn)，難以種植植被也更容易受到風(fēng)化侵蝕，在開始施工前要將路基表面的異物徹底清除，并進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察工作，如果勘查過程中發(fā)現(xiàn)地基存在裂縫或大量砂石，那么就需要進(jìn)行相應(yīng)的處理措施。為了最大限度地提高防護(hù)效果，有時(shí)根據(jù)實(shí)際需要，適當(dāng)擴(kuò)大路基的防護(hù)范圍[4]，而在某些特定情境下，結(jié)合植被土的使用，可以進(jìn)一步加強(qiáng)路基的保護(hù)效果，同時(shí)也有助于改善和維持周邊的生態(tài)環(huán)境，還要利用掛繩法對砌片石進(jìn)行砌筑，砂漿固化之后要進(jìn)行持續(xù)的灑水養(yǎng)護(hù)，特別是在斜坡地帶，當(dāng)斜坡比為1∶1.75時(shí)，有砌片石的護(hù)坡每升高1m其對應(yīng)的水平寬度就要增加1.75m。

3.4 路基填土壓實(shí)

要選擇合格的土料，在公路工程路基防護(hù)施工中一般使用含砂質(zhì)土，其含水率能滿足壓實(shí)施工的要求，因?yàn)楹蔬^高壓實(shí)效果不佳，過低則土體容易發(fā)生裂縫。選定土料后，將其均勻鋪設(shè)在待壓實(shí)區(qū)域，每層厚度不宜超過25cm，使用壓路機(jī)從一端開始，緩慢向另一端推進(jìn)要讓土體均勻受力，避免出現(xiàn)局部過度壓實(shí)或不足的情況，每次鋪設(shè)新的土層之前，先檢查下層土體的壓實(shí)質(zhì)量，如有不均勻或松散現(xiàn)象要及時(shí)處理，使用壓路機(jī)時(shí)，應(yīng)注意不同類型的壓路機(jī)對應(yīng)不同的土料類型和壓實(shí)深度，選擇合適的壓路機(jī)和參數(shù)對土體進(jìn)行多次往復(fù)壓實(shí)，直至達(dá)到設(shè)計(jì)的密實(shí)度。

3.5 抗滑樁施工技術(shù)

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)和工程的設(shè)計(jì)要求，確定樁的位置、直徑、深度和間距。開始施工時(shí)要先使用鉆機(jī)在指定位置鉆孔，其孔洞深度要與設(shè)計(jì)深度一致，孔壁要清潔且無雜質(zhì)和破碎土塊。鉆孔完成后清理孔內(nèi)碎石和土屑，再將鋼筋籠放入孔內(nèi)，籠的長度和直徑應(yīng)與孔深和孔徑相匹配，為確保鋼筋籠在孔內(nèi)的垂直度，可使用吊裝設(shè)備進(jìn)行定位，按設(shè)計(jì)要求配制混凝土漿體，再使用混凝土泵車，從孔底開始往上灌注混凝土，在施工過程中要實(shí)時(shí)監(jiān)測樁體的沉降和偏移參數(shù)，灌注完成后對樁體進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，如發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采取調(diào)整措施?？够瑯妒┕ね瓿珊螅山Y(jié)合其他防護(hù)措施，如錨固、護(hù)坡等，進(jìn)一步提高斜坡的穩(wěn)定性。

3.6 邊坡植物防護(hù)

邊坡植物防護(hù)是公路工程路基防護(hù)工程的一種生態(tài)的施工技術(shù)，通過在邊坡上種植植被，增加邊坡的穩(wěn)定性和防止土壤侵蝕。首先，選擇適宜的植物是關(guān)鍵，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)貧夂?、土壤性質(zhì)以及植物的生長習(xí)性，深層根系的植物能夠更好地固定土壤，提高邊坡穩(wěn)定性。其次，在施工前需進(jìn)行土壤改良，如施加有機(jī)肥料或添加適量的沙子來改善土壤的透水性和適應(yīng)植物生長。在植物種植時(shí)，采用直接播種、苗木種植或混合種植的方式，根據(jù)邊坡的坡度和土壤條件調(diào)整種植密度，對于較為陡峭或易于侵蝕的邊坡，建議采用格柵或生物毯等生態(tài)材料來輔助固土和促進(jìn)植物生長。施工后定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理，如及時(shí)澆水、防治病蟲害和修剪過長的植物，還需監(jiān)控邊坡的穩(wěn)定性和植被的生長情況，讓邊坡的植物能有效地防止自然侵蝕并維持邊坡的穩(wěn)定[5]。

4 結(jié)束語

對公路工程路基防護(hù)工程施工技術(shù)進(jìn)行研究，是公路工程施工技術(shù)不斷升級和優(yōu)化的重要工作，它涉及土壤力學(xué)、材料科學(xué)、施工工藝等多個(gè)方面的綜合應(yīng)用。隨著科技的不斷進(jìn)步，這方面的研究與技術(shù)升級取得了顯著進(jìn)展。從路基防護(hù)工程的計(jì)算和設(shè)計(jì)，到施工材料的質(zhì)量控制，再到施工過程的技術(shù)要點(diǎn)，各方面都得到了不斷優(yōu)化和改進(jìn)。隨著公路建設(shè)的不斷擴(kuò)張和城市化的發(fā)展，公路工程路基防護(hù)工程的施工技術(shù)研究將繼續(xù)推動(dòng)行業(yè)的創(chuàng)新，以滿足交通安全和環(huán)境保護(hù)的需求。