公路工程路基防护工程施工技术的研究

赵阳

榆林市公路局公路养护中心 陕西 榆林 719000

引言

公路工程中的路基是承受车辆荷载并传递到地基的主要构造部分，路基防护工程主要是为了保护路基结构，延长其使用寿命，防止因外界因素如雨水、风化、渗透等引起的损害，但是因为多重外在因素的制约，公路工程的施工品质也受到影响，所以要想达到这上述目的，就要重视路基防护工程中所采用的各种技术和方法，有效地防止雨水渗透到路基中，避免路基发生不均匀沉降或失稳现象，而且当路基受到外界因素的损害，不仅会影响公路的使用体验，还会增加后续公路的维护成本。不断优化路基防护工程施工技术，可以从源头上避免这些问题，有效降低公路的维护成本。近年来，随着技术的进步和公路工程的发展，路基防护工程施工技术也得到了快速的发展。国家和地方政府加大了对公路建设和维修的投入，新的材料和施工技术被引入如土工布、生态护坡等都有效提高了公路路基的稳定性和防护效果。

1 公路工程路基防护技术的分析

1.1 路基防护工程的计算

计算工作需要基于地质勘探的数据，明确路基土层的类型、密度、含水率、抗压强度等基本参数，利用这些参数来评估土壤稳定性和确定防护措施，必须考虑到地下水位、降雨量、河流流速等外部环境因素，对土体稳定性造成的潜在威胁进行定量分析。在选择适当的路基防护措施时，需结合技术性、经济性和环保性三个方面的因素。其中技术性意味着所选措施能够有效提高土壤的稳定性，如加固、排水、隔离等；经济性则关注工程的成本效益，即在保证工程质量的前提下，尽量降低工程成本[1]；环保性则强调对环境的最小化干扰，如选择生态防护、绿色植被等方法。需要对工程的使用寿命、预期交通流量、载重等进行估算，确保所采取的防护措施在预期的使用年限内仍然稳固可靠。而且材料的机械性能、耐久性、成本等都是重要考虑因素，在使用土工布、格宾、防护墙等材料时，都要根据具体的路基条件、土壤性质、外部环境等进行精确计算和选择。计算结果需要经过多次模拟和验证，并通过数值模拟、模型试验等方法，评估所选择的防护措施在实际应用中的效果，确保其实际效果与计算结果一致。

1.2 公路路基的力学性能

力学性能包括土壤的压缩性、抗压强度、弹性模量、剪切强度及其变形特性等，为确保公路的安全与耐久性，对路基土的力学性能进行准确的计算和评估至关重要。首先，压缩性是评估路基土是否容易受到荷载压缩和产生沉陷的重要参数，通常采用压缩试验获取土的累积压缩量和压缩模量，为工程设计提供基础数据。其次，抗压强度是土体抵御外部荷载压缩的能力，通常通过无侧限压缩试验来测定；弹性模量表示土体在受到荷载作用时的变形能力，它反映了土体的弹性特性和回弹性；剪切强度是评估土体在受到外部荷载施加的剪切应力时的抵抗能力，关系到路基的滑移和稳定性，通常采用直剪试验、三轴剪切试验和环剪试验等方法获取。为评估土体的力学性能，还需考虑土的微观结构、矿物成分、水分含量、密度和孔隙率等因素，这些因素决定了土体在外部荷载作用下的应力及应变关系，能影响到公路路基的长期性能和稳定性，特别是在交通荷载频繁、重型车流量大的路段，路基土的力学性能至关重要。

1.3 公路路基防护技术的适用性

在黏土或具有较大塑性的土壤区域，常采用土工合成材料或土工布进行加固以增强其抗剪切能力。在含水量较高的区域或地下水位较高的地段，排水系统如横向和纵向排水层以及排水沟的设置尤为关键，以减少孔隙水压力并提高路基土的稳定性；在受到风化、侵蚀或冻融作用的区域，表面防护如草皮覆盖、混凝土浇筑或喷射混凝土成为适用技术，用于减少风化作用并提供物理屏障。在预期交通荷载较高的公路段施工时，要使用高强度材料或深基坑技术，如地下墙或桩基来提高承载能力。因此，公路路基防护技术的适用性取决于多种因素，要让所选技术与具体的工程条件相匹配。

2 公路工程路基防护工程的施工要点

2.1 路基的平整度

平整度不仅会影响道路的舒适性和驾驶安全，还直接关联到道路表层的受力和荷载分布，需要使用全站仪或激光扫描等精确的测量仪器，对路基的高程和横断面进行测量，确保其满足设计要求[2]。施工过程中机械压实是保证平整度的关键环节，需要选择合适的压实设备，并确保压实的次数、压实深度和速度满足工程要求。此外，应定期进行平整度检测，如使用梁式平整度仪进行测量，对于检测出的超出规范的部分，需及时进行修整和再次压实，并选择优质的路基材料如碎石、砂土和黏土，还应具有良好的颗粒级配，这样材料在压实后能达到预期的平整度。

2.2 施工材料的质量

2.2.1 做好材料的检验和取样工作。要对每批到达工地的土工合成材料、碎石和黏土等材料进行现场初步视检，查看材料无明显的损坏或不合格情况。按照规定的频率和方法，对材料进行随机取样，取样后的材料应送至有资质的实验室进行检测，所有检测数据应详细记录并归档，作为施工质量的重要依据。在检测中如发现材料不满足规范要求，必须及时采取纠正措施，避免影响工程质量。

2.2.2 施工材料在运输过程中要严格控制。应根据载货特性选择材料的运输工具，避免因震动或挤压导致材料损坏。对于易受潮或受温度影响的材料，如土工合成材料，需要在封闭、防潮的环境下运输。加载和卸载过程要避免对材料的过度弯曲或拉伸，以保持其原有性能。在运输过程中，还要重视载货的方式并对材料进行覆盖，尤其是在恶劣气象条件下，应采取相应的措施防止材料受损，而进行材料的长距离运输时，一定要定期检查货物的固定状态和材料的完整性。

2.2.3 混凝土结构的抗渗性和抗压强度。混凝土的抗渗性会直接影响路基的耐久性，有助于结构在长期受水分侵蚀时维持稳定，提高混凝土的抗渗性通常涉及选择合适的水灰比、使用高效减水剂和充分压实，合理的配合比和高质量骨料也有助于减少混凝土孔隙，可以提升其抗渗能力。混凝土的抗压强度是评估其对交通荷载和其他外部压力承受能力的基准，要选择高强度水泥和合格骨料，并添加矿物掺合物如粉煤灰、硅灰或微硅粉，这样能进一步优化混凝土的抗压性能。

3 公路工程路基防护工程中的主要施工技术

3.1 边坡防护技术

边坡防护技术能有效减少土体对水的浸泡与冲刷，避免出现边坡崩塌的情况，施工时要使用固定格栅或砌体护砖，以物理方式减少水流对土体的直接侵蚀，利用深层排水系统有效导出路基中的积水，减少土体饱和度，降低公路路基出现滑坡的风险[3]。

3.2 中央分隔带技术

中央分隔带作为双向车道之间的物理隔离，不仅起到分流作用，还能预防对向车道的碰撞事故。材料选择是中央分隔带技术中的首要环节，常见的有混凝土护栏、钢护栏与植被屏障。混凝土护栏因其高度抗冲击性及持久耐用性被广泛采纳，且结构相对简单，易于施工和维护；钢护栏则具有一定的弹性，能够有效地吸收和分散冲击能量，减少车辆与护栏之间的损伤；植被屏障不仅具有良好的景观效果，还能提供一定的噪音与尘埃屏蔽，但需要较多的维护工作。中央分隔带的设计宽度与高度也是施工技术中的重要参数，需根据交通流量、车道宽度、地形与地质条件进行综合考虑，设计中确保行车视距不受阻碍是关键，同时需要提供足够的空间以应对突发情况。在施工过程中，要科学安排施工顺序、材料的预制与现场安装以及对接缝的处理，还要预留维修通道、设置检查井及设计简易的更换方案，这样才能提高分隔带的维护效率。

3.3 砌片石技术

砌片石技术在公路路基防护中具备显著效益，尤其在地质条件复杂的软岩区域，这些地方常由于其固有地理和气候特点，难以种植植被也更容易受到风化侵蚀，在开始施工前要将路基表面的异物彻底清除，并进行详细的地质勘察工作，如果勘查过程中发现地基存在裂缝或大量砂石，那么就需要进行相应的处理措施。为了最大限度地提高防护效果，有时根据实际需要，适当扩大路基的防护范围[4]，而在某些特定情境下，结合植被土的使用，可以进一步加强路基的保护效果，同时也有助于改善和维持周边的生态环境，还要利用挂绳法对砌片石进行砌筑，砂浆固化之后要进行持续的洒水养护，特别是在斜坡地带，当斜坡比为1∶1.75时，有砌片石的护坡每升高1m其对应的水平宽度就要增加1.75m。

3.4 路基填土压实

要选择合格的土料，在公路工程路基防护施工中一般使用含砂质土，其含水率能满足压实施工的要求，因为含水率过高压实效果不佳，过低则土体容易发生裂缝。选定土料后，将其均匀铺设在待压实区域，每层厚度不宜超过25cm，使用压路机从一端开始，缓慢向另一端推进要让土体均匀受力，避免出现局部过度压实或不足的情况，每次铺设新的土层之前，先检查下层土体的压实质量，如有不均匀或松散现象要及时处理，使用压路机时，应注意不同类型的压路机对应不同的土料类型和压实深度，选择合适的压路机和参数对土体进行多次往复压实，直至达到设计的密实度。

3.5 抗滑桩施工技术

根据地质调查数据和工程的设计要求，确定桩的位置、直径、深度和间距。开始施工时要先使用钻机在指定位置钻孔，其孔洞深度要与设计深度一致，孔壁要清洁且无杂质和破碎土块。钻孔完成后清理孔内碎石和土屑，再将钢筋笼放入孔内，笼的长度和直径应与孔深和孔径相匹配，为确保钢筋笼在孔内的垂直度，可使用吊装设备进行定位，按设计要求配制混凝土浆体，再使用混凝土泵车，从孔底开始往上灌注混凝土，在施工过程中要实时监测桩体的沉降和偏移参数，灌注完成后对桩体进行养护，如发现异常及时采取调整措施。抗滑桩施工完成后，可结合其他防护措施，如锚固、护坡等，进一步提高斜坡的稳定性。

3.6 边坡植物防护

边坡植物防护是公路工程路基防护工程的一种生态的施工技术，通过在边坡上种植植被，增加边坡的稳定性和防止土壤侵蚀。首先，选择适宜的植物是关键，应考虑当地气候、土壤性质以及植物的生长习性，深层根系的植物能够更好地固定土壤，提高边坡稳定性。其次，在施工前需进行土壤改良，如施加有机肥料或添加适量的沙子来改善土壤的透水性和适应植物生长。在植物种植时，采用直接播种、苗木种植或混合种植的方式，根据边坡的坡度和土壤条件调整种植密度，对于较为陡峭或易于侵蚀的边坡，建议采用格栅或生物毯等生态材料来辅助固土和促进植物生长。施工后定期进行养护管理，如及时浇水、防治病虫害和修剪过长的植物，还需监控边坡的稳定性和植被的生长情况，让边坡的植物能有效地防止自然侵蚀并维持边坡的稳定[5]。

4 结束语

对公路工程路基防护工程施工技术进行研究，是公路工程施工技术不断升级和优化的重要工作，它涉及土壤力学、材料科学、施工工艺等多个方面的综合应用。随着科技的不断进步，这方面的研究与技术升级取得了显著进展。从路基防护工程的计算和设计，到施工材料的质量控制，再到施工过程的技术要点，各方面都得到了不断优化和改进。随着公路建设的不断扩张和城市化的发展，公路工程路基防护工程的施工技术研究将继续推动行业的创新，以满足交通安全和环境保护的需求。