公路路基路面设计中的软基处理分析

文/封禹

1 路基边坡常见问题及防护设计原则

1.1 路基边坡坍塌

根据边坡坍塌体的各种类型，可将各种边坡冲刷坍塌体划分为边坡冲刷型、溜塌型和滑塌型三种：

第一，公路下部降水区地带的坡体由于受到降水冲刷影响，不断沿着持续方向发展和迅速方向扩延，导致最终突然坍塌形成的下部黏性土质坍塌型山体坡陷病害,尤其是坡内坍塌与坡脚坍塌居多，多数发生在边坡积水、岩石裸露或者砂性较大且未及时进行任何排水设施防护的大型坡体边坡上。

第二，溜性坍塌型病害多发于新老路基或坡度低于边坡原地而较陡的坡体边坡结合部位，坍塌位置大多处于边坡坡面从上至下部的斜肩及整个下部黏性坡体。

第三，当路基下部边坡含水量远远大于原地所能承受下部坡面整体液压极限的含水量状态中，公路路面边坡土体结构受到破坏或土体浸润，上下部之间强度不对等从而引起坍塌，由于坍塌边坡上层土体在运动湿蚀作用下、上下部坡间黏性或硬土体坍陷边坡坍塌含水量存在巨大差异，因此，在建筑边坡的防护整体设计中，要从建筑实际情况出发，控制边坡水流，做好公路路基的防护整体设计，在深入研究建筑地质断层地貌、岩体和变质岩层的结构性质变化状况与确定边坡高度的重要基础上，做好建筑边坡的水和坡面防护设计[1]。

1.2 防护设计原则

综合措施设计、就地取材和施工以防护性为主、确保工程施工安全是边坡综合排水防护措施设计工程应必须遵守的基本设计原则。同时应将综合设计、施工与边坡养护三者合理有效地紧密结合起来，用以进行边坡路基上的边坡排水防护。为有效避免因容易取消或适当减少必要的护坡设施工程设计措施而给护坡工程留下重大隐患的灾害频繁发生，有必要在深入调查、分析和研究的基础上进行因地制宜的研究，选择适宜类型的防护工程设计材料，同时采取各种综合护坡工程措施以及全面透彻地了解当地的水文气候排水环境、工程的整体地质情况和防护材料的使用情况，最终确保边坡路基的稳定性。其中边坡防护综合措施的设计应以当地材料为基础，根据道路沿线不同地区的水文地质气候条件、土壤岩性和当地气候，结合当地公路和边坡排水防护情况，选择当地适宜的边坡植物排水防护、工程地质防护等综合防护措施，并将其科学有效地结合起来[2]。

2 路基高度设计的问题分析

公路路基的高度通常由公路的纵坡设计以及地形进行设计，即路基设计标高和原地面标高之差。公路路基的稳定性、安全性、使用年限以及工程建设成本等，是影响路基高度设计的直接因素。当下我国许多公路高填路基的使用稳定性，很可能受到周边不利的客观物质条件、地质环境条件以及恶劣天气等作用下而引发的泥石流、洪水等各种自然灾害的直接影响。在这种情况下，受自然灾害的影响，公路就很有可能因此不能正常经营运行与通车。所以在公路路基高度设计的问题上，一定要充分结合周边的自然地质与地理环境条件情况予以正确设计。给予上述实际情况，路基高度设计应考虑以下因素：

第一，以技术标准和规范作为设计依据。设计部门在进行公路路基设计时，为了保障公路工程能够顺利建成并实现通车，首先应该严格按照相关公路工程技术标准要求进行设计，甚至可以适当提高相关设计标准，并确保根据实际编制的地基设计方案进行施工处理。

第二，应与所处环境土质的承受能力相适应。如果公路路基的降低高度设计不合理，将导致公路路基凹陷和开裂等不良现象出现。因此，在基层中含有大量地下水且基层土壤相对较软的环境下，需要适当降低公路路基的设计高度，这样可以避免路基的加速沉降[3]。

第三，与公路桥涵和管洞路基高度相协调适应。为了充分保证新建公路隧道的舒适性、稳定性和安全性，在设计新建公路隧道路基高度标准时，应尽可能与公路涵洞、隧道的高度大致相适应、相协调。如果新的路基高度与公路涵洞和隧道的高度不相符合，会破坏行车稳定性，降低舒适性。

3 路基排水系统设计分析

位于地表的地下水等因素对路基的正常运行性能稳定性和长期使用寿命产生直接影响。因此，路基的后期养护和施工以及排水系统的规划与设计非常重要。通常，基于地表水的路基排水系统是由河流的排水、中间隔离带排水和边坡排水等设计构成。任意一条公路的路基，无论是建在热带地区，还是建在山地平原地区，路基所在区域地下水以及地表水的存在，都会对整条公路的路基产生一定的影响，尤其是在森林植被茂密的热带山地平原地区，公路路基受到地下水的影响程度非常大。这主要是因为这些山区森林植被茂盛，而且大部分热带森林覆盖其中，使得蓄水能力非常强，所以山区的地下水蕴藏资源极其丰富。同时，由于当地河流众多，地表水丰富，要求在公路路基施工过程中重视公路排水系统的设计和施工。在实际设计过程中，可根据不同情况采取以下措施设计排水系统。

3.1 河流排水设计

河流排水系统的设计过程应根据整个流域的具体水源，严格科学地计算全河最大排水流量规模。如果要充分了解整个河流流域发生泥石流、滑坡等自然和地质灾害的最大可能性，那就必须对整个河流流域水的具体来源情况进行清晰的科学判断和准确掌握。设计时，对整个河流最大排水流量规模进行分析研究与统计分析，合理正确选择河流排水系统的设计规模，正确评价排水系统的抗灾能力，确定有效的控制指标。

3.2 雨水的排水设计

雨季的到来会造成公路上大面积的雨水冲刷路基，如果排水系统不完善，积水排不出去会严重影响车辆行驶安全。在铺设高速公路的路基两侧的排水沟时需要特别注意，合理铺设从而确保路面的中间略高于两侧，同时还应该维持稳定且高度相应的水平倾斜度以及坡度，可以使铺设道路上的雨水顺利无紊地平稳流向两侧，并迅速排向排水沟中。

3.3 路基边坡排水设计

路基、路面渠道排水综合设计应该在完全遵循一个自成体系的规划原则的设计基础上，处理好当地公路渠道排水系统与农田水利工程灌溉、鱼塘、水田的衔接关系，此外还应充分结合沿线自然资源灌溉水系、农田水利灌溉工程渠道灌溉、桥涵等的具体位置等相关因素，综合规划渠道排水边坡综合工程规划设计，以便于及时确保高速公路渠道排水畅通。同时，排水边坡综合规划设计应结合排水量进行具体考虑，宽度应该要达到现行国家土壤环境和水资源质量保护法的相关要求，避免工程的渠道污水直接向外流入当地灌溉鱼塘、水田、菜地及周围的小区和村庄，做到使高速公路工程渠道以及现有工程渠道的两侧排灌各自形成一个不同体系。因工程渠道两侧排水量的不同，排水综合规划设计之前的分类可以细分成大中小三种不同流量的排水设计。

3.4 路基中间隔离带的排水设计

路基排水系统设计不合理是一个非常严重的问题，为使路基地下水含量尽可能降到最低，在设计过程中务必做好中间隔离带的排水设计。常规情况下设计公路路基中间隔离带的排水系统时，需额外铺设防渗漏材料作为防渗层。不仅如此,还需要对汇聚在防渗层上的水进行排放，为此需在防渗层两侧间隔一定距离后设置排水管道，从而将隔离带的水及时排出。

4 结语

路基设计的整体质量关系到新公路建设的整体质量。然而对于每一个新型公路基础建设项目，设计者必须灵活、创造性地进行设计，推出各种公路基础防护设计方案，才能够保证所进行设计的整条公路充分融入公路周围环境，使得整条公路实现行车正常安全。因此，在路基基础设计中，应在系统分析和深入研究公路边坡排水防护等共性技术问题的基础上，优先采用符合实际的路基高度、排水系统等新型基础设计方案。