公路工程中高填方路基质量病害问题和施工技术

引言

在公路工程建设中，高填方路基作为一种常见的路基形式，在跨越深沟、山谷或地势起伏较大的区域时发挥着关键作用。高填方路基通常是指填方高度较大（一般填方边坡高度超过 20m 的路堤或地面斜坡坡率陡于 1 ：2.5 的路堤，以及不良地质、特殊地段的路堤）的路基结构。由于其填筑高度大、填方量大，受多种因素影响，在施工过程中和运营后极易出现质量病害问题，如沉降、开裂、滑坡等。这些病害不仅会导致路面不平整，影响行车舒适性和安全性，还可能引发更为严重的道路损毁事故，增加后期养护成本。因此，深入研究高填方路基质量病害问题，掌握先进合理的施工技术，对于确保公路工程质量具有重要意义。

1 公路工程中高填方路基质量病害的问题

1.1 路基裂缝问题

道路基础设施存在病害问题是道路运营和维护中面临的重大问题。路面开裂虽然是常见的病害形式，但路基开裂对道路结构稳定性和安全性构成潜在隐患，不容忽视。路基开裂的表现形式主要分为横向和纵向2 种，虽然有所差异，但均会对道路结构造成一定程度的损害。高填方路基开裂问题尤为突出，其直接影响包括降低道路承载能力、增加车辆损坏风险。

1.2 路基沉降的危害和组成

路基沉降直接影响行车的平稳性和安全性，可能导致车辆颠簸、失控，甚至发生交通事故。其次，沉降会导致路面结构受损，加速路面材料的磨损与老化，缩短道路整体的使用寿命。此外，对于大型交通基础设施而言，频繁的维修与重建不仅增加了经济负担，还可能对区域交通造成不便，影响经济社会的正常运行。

1.3 整体或局部边坡失稳风险

路基或边坡失稳现象在道路工程中形成了一个普遍且严峻的问题，可能会对道路的安全性和使用寿命产生较大影响。根据破坏的规模和成因，这种失稳现象可分为 3 种主要类型：剥蚀、滑移和崩塌。剥蚀现象通常发生在路基表层土壤中，气候环境的干湿循环和温差交替会导致边坡土壤逐渐失去粘结力，进而引起薄层碎屑从边坡面脱落。尽管单次剥蚀规模相对较小，但长期累积会改变边坡轮廓，影响路基的整体稳定性。滑移是一种更严重的破坏形式，当岩土体内部存在软弱的滑动面时，降雨渗透或外力作用可能诱发整体沿滑动面向下运移，这种突发性滑移通常规模较大，会导致道路中断，甚至可能引发更为严重的灾害。

2 公路工程中高填方路基质量病害的防治技术对策

2.1 施工准备

（1）现场勘察。在施工前，应对施工现场进行详细的勘察，包括地形地貌、地质条件、水文情况等。通过勘察，了解施工场地的实际情况，为后续的施工方案制定提供依据。例如，对于存在软土地基的区域，应提前制定相应的地基处理方案；对于地下水位较高的地段，要考虑采取有效的排水措施。（2）测量放线。根据设计图纸，准确进行测量放线，确定路基的中心线、边线以及填方边界等。测量放线工作要严格按照规范要求进行，确保测量精度，为后续的路基填筑施工提供准确的位置依据。（3）材料准备。选择符合设计要求的路基填料，对填料的各项性能指标进行严格检测，如颗粒大小、含水量、压实度、强度等。严禁使用不合格的填料，确保路基的稳定性和强度。对于石料填筑，要求石料强度不小于 15Mpa，石块的最大粒径不超过 150mm ，其中小于 5mm 的细料含量不小于 30% 。对于土料填筑，要控制好土的含水量，使其接近最佳含水量，以保证压实效果。

2.2 严格进行基底处理

（1）冲击压实法。冲击压实法利用冲击式压路机的多边形凸轮行驶时，轴轮中心最远点接触地面产生的动能，给地面造成冲击，产生拉、压共同作用力。由于冲击式压路机对路面的作用力不连续，会在某一时刻形成瞬时冲击，实现对路面的轻型强夯。（2）强夯法。强夯法通过将大吨位的重锤从高处自由落下，对土进行强力夯实，使土中的空隙压缩、土体局部液化并迅速固结。该方法能极大地提高地基土的湿陷速率，不仅可以消除土层的大部分湿陷性、降低其压缩性，而且可以形成一层减少地表水渗入的弱透水层。（3）桩基加固法。对于地质条件较差的区域，可采用桩基加固法。例如，在某公路工程 K3+427—PK3+560 段，设计了直径为 0.4m、间距为 1.6m 的 CFG 桩，采用等边三角形形式，设置于基底全区域内。桩基加固法通过在地基中设置桩体，将上部荷载传递到深层稳定的地基土层中，从而提高地基的承载能力和稳定性。（4）垫层法。为了加强填筑前基底的处理，保证地基承载力条件满足施工需要，可在路基底部铺设耐风化碎石垫层，并设置土工格栅。如在某工程中，在路基底部铺设了50cm 的耐风化碎石垫层，并设置 3 层土工格栅。垫层法能有效扩散上部荷载，减少地基的应力集中，同时土工格栅可增强垫层与地基土之间的摩擦力和咬合力，提高地基的整体稳定性。

2.3 压实作业

采用合适的压实机具进行压实作业，一般选用不小于 25T 单钢轮振动压路机。压实顺序为先两侧后中间，先慢后快，先静压一遍，静压时速不超过 2km/h ；后弱振一遍，再强振 5 遍，振压时速不超过 4km/h ；最后以 4km/h 的速度匀速碾压 1 遍收光，使表面平整、密实。压路机在路基边缘 2m 范围内压实时，适当减低振幅或用弱振荡进行压实；行与行的碾压轮迹重叠 0.4m ，前后相邻两区段纵向重叠 2m，上下两层填筑接头处错开 3m，确保无漏压、无死角，保证碾压均匀。为提高路堤的压实度、强度、均匀性，避免路面的早期损坏，每填高4m，可采用冲击碾压碾压20 遍补强，至94 区再补压20 遍。

2.4 开展沉降监测

通过布设大量桩基监测设施和沉降板，进行连续高精度测量，实时记录路基的沉降情况，使施工人员能够及时获知路基动态，掌控变化趋势。另外，安装水平位移桩准确反映水平方向上的变形，为监测工作提供数据支撑。根据工程实际需求，布设连续性土层测斜管装置，能够深入土体内部，直接测量不同层位的水平位移，提供更全面准确的监测数据。观测点位布设严格执行合同文件及图纸要求，确保符合规范。同时，科学制定操作规程、观测条件及工艺流程，保证监测工作的准确可靠。监测过程中，全程记录并存档监测信息，为后期工程验收提供依据。通过数据分析，可及时发现并解决路基沉陷与位移问题，保证工程顺利推进。当监测数据显示路基沉降量超过 1cm/d 或坡脚水平位移量超过 0.5cm/d 时，将立即停止路基填筑作业，查明原因并采取补救措施，防止路基不稳定问题恶化。

结语

综上所述，高填方路基作为公路工程中的重要组成部分，其质量病害问题严重影响公路的正常使用和安全运营。通过对高填方路基常见的沉降、开裂、滑坡等质量病害问题进行深入分析，明确了病害产生的原因及危害。在此基础上，阐述了高填方路基施工技术要点，包括地基处理、路基填料选择与控制、分层填筑与碾压、排水与防护以及土工合成材料应用等技术。同时，提出了加强施工组织管理、严格控制原材料质量、强化现场施工质量控制等一系列质量控制措施。

参考文献：

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