探究路基施工方案及其工后沉降监测

刘彬

摘    要：路基作为道路的基体部分，其强度和牢固性与道路的安全性和耐久性息息相关。因此，探讨路基施工方案及其工后沉降的监测具有非常重要的工程价值及理论指导意义。本文以道路路基的施工方案为切入点，分析不同路基层的填筑方案及工序，并以红黏土-碎石混料路基为研究对象，监测该路段的沉降量，以期能够对我国公路路基施工及工后监测提供理论指导。

关键词：路基;施工方案;沉降监测

1  引言

路基是道路的基体部分，负责支撑道路的强度和牢固性，路基的质量优劣将影响道路的安全性和耐久性[1]。红黏土是一种强度高。耐压缩性好、工程性质优良的材质，但是其压实质量较差、排水性能差、路面易开裂[2，3]。因此，工程上通常将其余排水性良好的碎石混合使用作为道路基体填料[4]。然而，关于以红黏土和碎石作为路基填料的施工方案和路基工后沉降量的研究目前还不够完善。本文主要介绍以土石为填料的路基施工方案和路基工后沉降量的监测，研究结果将对我国道路路基施工提供理论指导。

2  路基施工方案

路基施工方案共包括五个工序：路基清表处理、路基底部填石处理、上/下路堤以及路床的施工处理。

2.1  路基部分施工方案

首先，路基清表处理直接影响路基整体的稳定性和路基工后的沉降效果，工程上对于清表处理的具体要求为：以路基地面水平坡率等于1/5为临界值，当坡率小于1/5时，表层处理施工方式为清除地表植被及土壤后直接填石;当坡度大于1/5时，需清除地面表层的覆盖层，加筑宽度大于等于2m的台阶。同时，参考施工路段的水位情况做好排水措施。

其次，路基表层处理结束后对路基底部进行填石处理。填料颗粒尺寸以不超过0.3m为宜，采取分层式填筑方式，层厚小于0.5m。填石后的路基采用压路机碾压，当观测到两次碾压后的沉降差值小于0.005m时，填石处理质检合格。为防止铺设好的红黏土层渗入到碎石层中，需要用工用无纺布将土、石层隔离，无纺布厚度标准为>3mm，含反滤层。

2.2  路堤及路床施工方案

路堤施工方案从下到上分为下路堤和上路堤。首先，下路堤施工操作根据路基横截面填土高度h可分为三种方案：h≤8m、，13≥h>8，20≥h>13。

下路基的填筑注意事项分为以下五点：（1）根据路基低层至上路堤间的距离，合理调配红黏土层和石料层的厚度。填筑顺序由下至上为红黏土、碎石料、红黏土;（2）黏土层的铺设厚度以0.3m为宜，采用羊足碾，以先压后振、先边缘后中心的方式碾压三次;（3）碎石料层的铺设厚度以0.5m为宜，采用光轮振动碾，当观测到沉降差<0.005mm时即可;（4）采用黏土填筑下路堤层时应至少提前六个月施工，使其自然沉降后方可继续下一层路基的铺设，施工期间避免雨水等潮湿天气，以免泡坏路基;（5）大规模施工时，应因地制宜合理调整施工参数。

上路堤距路基表层约0.8m～1.5m，位于下路堤与路床层之间，路床层向上0.8m是路面表层。由于上路堤和路床与路面层的物理距离较小，所以《公路路基施工技术规范》中对于其强度和施工质量的要求更严格。根据试验测定，上路堤与路面层的填料以红黏土和碎石的混合料为最佳，黏土与碎石的最优质量配比为7：3。

3  路基工后沉降监测

3.1  路基工后沉降的指标

沉降过程是指路基填料中超孔隙水水压力的消除，监测路基沉降现象时，多采取非饱和土质的固结理论对其沉降变形进行计算。路基施工中采用的红黏土填料是一种非饱和土质，而碎石填料是一种排水性能优良的材料，由于碎石层具有优良的排孔隙水性能，所以大部分的路基沉降能够在施工过程中完成。但是，工程上大部分的路面水平度较差，路面存在的纵横向高度差使路基难以在施工期间完成沉降过程。而路基工后沉降则会导致路面开裂等质量问题，因此需要对路基工后沉降情况进行监测。

路基工后的沉降指标包括：沉降速率、总体沉降量、差异沉降率。其中，红黏土路基的工后沉降指标为总沉降量。表1所示为不同道路等级及道路类型的准许沉降量。可知，相对于高速公路和一级公路而言，二级公路的准许路基工后总沉降量的标准更宽松：一般路段不超过0.5m，通道处不超过0.3m，路堤和桥台的接口处不超过0.2m。

3.2  路基工后沉降监测

本文选取一以红黏土和碎石料为混合路基的路段作为工后沉降监测对象，该路段的水平坡度范围为45°～65°，垂直方向坡率为1/1.5，自上向下选择两个监测点进行路基工后沉降监测。图1为监测总沉降量与时间的关系曲线。

根据图1，此路段在监测初始的三个月中，总沉降量曲线的斜率较大，随后几个月的斜率逐渐减小。证明前期沉降量大，沉降速率快，后期时总沉降量变小，沉降速率减缓。整个沉降过程中，每月的总沉降量在0.039m～0.101m范围内，远小于高速公路及道路的准许沉降量0.3，说明该路段的路基工后沉降量达标。

4  结论

本文系统分析了道路路基的施工工序及方案，对路基表层、基底层、上/下路堤和路床的施工方案进行细致的分析和解释。同时，以红黏土-碎石混料路基为研究对象，监测该路段的工后沉降量，检测结果显示以土石混料作为路基填料的填筑方式，在工后的监测过程中总沉降量在道路准许沉降量标准内，说明采用该路基施工方案具有科学合理性。

参考文献：

[1] 沙庆林.公路压实与压实标准[M].人民交通出版社，2000.

[2] 廖艺玲，朱要强，赵坤，等.对贵州红黏土成因的在探讨[J]. 贵州大学学报（自然科学版）， 2006（4）：361～365.

[3] 谈云志，喻波，刘晓玲，等.压实红黏土失水收缩过程的空隙演化规律[J].岩土力学，2015（2）：369～375.

[4] 胡华昌.縮尺方法对土石混合料力学性质的影响[J].水质规划与设计，2017（2）：97～99.