公路养护中路基路面维修的软基处理技术分析.pdf

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 34 公路养护中路基路面维修的软基处理技术分析 路 兵 邢台路桥建设集团有限公司，河北 邢台 054001 摘要：摘要：公路是我国交通系统的重要组成部分，扮演着连接城市和乡村、促进经济发展的重要角色。它不仅为人们提供了便捷的出行条件，也为各个地区之间的贸易往来提供了重要的渠道。由此可见，公路的良好运行对于社会发展和进步起着至关重要的作用。为了确保公路的正常运行，养护工作非常重要。而在公路养护中，软土路基则是一个需要重点关注的问题，因为它与人们的生命财产安全息息相关。基于此，本文针对公路养护中路基路面维修的软基处理技术进行深入的分析和探讨，旨在助力我国公路的高质量运行。关键词：关键词：公路养护；路基路面维修；软土路基；处理技术 中图分类号：中图分类号：U418 软土路基广泛分布在一些湿地、山地洼地等地区，其特性使得软土路基的稳定性较差，容易出现断裂和沉降等问题，对公路的使用寿命和正常运营造成了一定的威胁。为了解决这些问题，必须对软土路基进行加固处理，通过采取相应的方法和措施，提升路基的稳定性和耐久性，以此确保公路的长期可靠运行。1 软土路基的特点 软土路基的特性使其在公路养护中成为重点关注的一大问题，因为它的不稳定性会对公路的使用寿命和正常运行造成严重影响。1.1 软土路基含水量大 当软土路基的含水量增加，土体饱和程度增大，会进一步降低路基的稳定性。这是因为含水量的增加会导致软土失去抗剪强度和抗压强度，使其整体强度降低。当土体处于饱和状态时，在荷载的作用下，水分无法迅速排泄，会形成水孔压力。水孔压力会增加路基土体的有效应力，使得土体的稳定性降低。此外，含水量的增加还会改变土体的物理性质，导致土体的体积变化和压缩行为的改变，进一步影响路基的稳定性。1.2 软土路基渗透性差 软土的渗透性差是指其较低的渗透系数和较高的水分饱和度，导致水分在土体中难以迅速排泄。这主要是由于软土的颗粒结构较为松散，孔隙空间较大，使得水分在其中难以形成连续的渗流路径。首先，软土的颗粒之间存在较大的孔隙空间，这些孔隙形成了水分的储存空间。当土体含水量增加时，水分会填充这些孔隙，导致软土的水分饱和度较高，水分无法快速排泄。其次，软土的颗粒之间缺乏粘聚力，一旦含水量过高，土壤中的孔隙水就无法通过颗粒间的细小隙缝以及微观孔隙隙缝快速排泄，形成连续的渗流路径。由于软土的渗透性差，当降雨发生或地下水位上升时，土壤中的水分积聚，导致路基和路面的孔隙被水填满，形成积水现象。积水不仅影响道路的正常使用，还会进一步降低软土路基的稳定性和承载能力。1.3 软土路基强度较低 软土路基的强度较低是指软土在承受荷载时抗剪强度较低，容易发生剪切破坏。软土的强度主要由其颗粒间摩擦力和颗粒内聚力等因素决定。首先，由于软土颗粒间存在较大的孔隙空间，颗粒之间的接触面积有限，导致颗粒间摩擦力较小。当外界施加荷载时，软土内部的颗粒会发生相对滑动，容易形成剪切面，从而引发剪切破坏。其次，软土颗粒内的内聚力是维持土体整体强度的重要因素，但软土中由于颗粒间的隙隔较大，使得颗粒内聚力较弱，难以抵抗荷载的剪切破坏。因此，在重载车辆经过或交通流量较大的情况下，软土路基容易发生剪切破坏，进而影响路基的稳定性和承载能力。剪切破坏不仅会导致路基的沉降和变形，还会引起路面的断裂和塌陷，给交通安全带来隐患。1.4 软土路基压缩性大 软土的颗粒结构较松散，具有较大的孔隙空间和较低的颗粒间密实度，使其容易发生较大的压缩变形。中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 35 当路基承受荷载时，软土的颗粒会发生重新排列和重组，导致整体土体的压缩变形。由于软土的孔隙空间较大，土体在受荷载作用时，颗粒之间会重新排列，孔隙被进一步挤压，导致土体的体积缩小。这种体积缩小会引起路基的沉降，使路面产生低洼或高凸现象，严重影响道路平整度和行车安全。此外，由于软土的松散性，其孔隙内的水分含量也会受到荷载的影响，进一步加剧了压缩变形。当软土处于饱和状态时，水分在孔隙中无法迅速排泄，压缩变形会更加明显。长时间使用后，软土路基的沉降和变形问题会愈发显著。由于路基沉降不均匀，可能导致路面龟裂、翘起以及排水系统的失效。这不仅对行车安全造成威胁，还会增加路面维护的成本和难度。2 公路路基路面出现软基问题的原因 2.1 不合理的设计和施工 公路路基的设计和施工质量对路基的稳定性和使用寿命有直接的影响，如果设计不合理或施工质量差，会导致路基的变形和沉降，进而影响到路面的平整度和使用寿命。首先，设计不合理可能会导致路基的稳定问题。设计时需要考虑地质情况、交通荷载、环境影响等因素，进行合理的荷载分配和路基断面的设计。如果设计荷载分配不合理或路基断面尺寸不足，可能导致路基无法承受荷载，从而引发路基沉降和变形。其次，施工质量差会直接影响路基的稳定性。如果路基填筑不均匀、压实不足，会导致路基内部存在较大的地基差异和孔隙度不均匀现象，进而引发路基的沉降和变形。施工过程中，如果没有进行适当的土工测试和质量控制，也可能导致土壤层质量不达标，影响路基的稳定性和承载能力。此外，施工过程中若对环境影响的考虑不充分，例如没有对水分进行合理控制、地下水位控制不当等，也会导致软土的压缩变形，进而引发路基的沉降和变形问题。2.2 不适应的路面结构 软基问题通常与路基所处的地质环境有关，软土地质条件下，路基容易出现沉降、变形等问题，导致路面整体下沉或变形。在这种情况下，如果路面结构的刚度不足、层间粘结性差或层附着力不足，就会与软基不匹配，从而影响到路面的稳定性和耐久性。首先，软土地质条件下，路基容易产生较大的变形和沉降，需要路面结构具有足够的刚度来承受荷载并分散压力。如果路面结构刚度不足，不能有效分散荷载，并与软基形成一种合理的荷载传递机制，就会加剧软基问题的发生。其次，软基问题发生时，路基可能发生变形和沉降，如果路面结构与软基之间的层间粘结性和层附着力不足，就容易出现层间剥离或滑移的问题，从而导致路面的破损和变形。最后，如果路面结构不适应软基的特点，不具备一定的刚度和抗变形性能，就难以保证路面的稳定性和耐久性。2.3 地下水位过高 地下水位升高会导致软土变湿，软土在饱和状态下具有较低的抗剪强度，难以承受荷载。当路基承受荷载时，软基会产生较大的剪切应力，进而引发软土的变形、沉降和失稳问题。同时，含水量较高的软土容易发生液化现象，即软土由固态转变为液态。液化会导致软基的丧失，无法提供足够的支撑和承载能力，从而造成整个路基体系的崩溃和破坏。除了稳定性的问题，高地下水位还会引起软基的冲刷和溶解。地下水通过软土的间隙，带走土壤颗粒，从而引发土壤的冲刷和侵蚀。长时间的冲刷作用会导致软基的下沉和不均匀沉降，进而影响到路面的平整度和使用寿命。此外，地下水的泥水流通过软土孔隙的流动，也会剥离土体颗粒，从而对软基造成损坏。3 公路养护中路基路面维修的软基处理技术 3.1 换填置换法 换填置换法是一种针对软土地基进行的改良处理方法，其基本原理是将软土地基中的一部分土层进行置换，用高强度、稳定性好的其他物理材料（如砂石、石灰等）进行替代，从而提高软土地基的承载能力和稳定性。该方法常用于需要加固地基或减小下沉的地段。在进行换填置换法软土地基处理时，有几个关键点需要注意。首先，换填材料要符合相关规定和道路建设要求，并根据实际施工地点的情况选择合适的材料。材料应具有高强度和优良的稳定性，以确保加固后的地基能够承受预期的荷载。此外，还应具备良好的排水性能，中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 36 以防止水分对地基稳定性的影响。其次，在进行置换时，应按照分层的原则逐步进行置换，每层换填后均需进行适量的压实处理。在逐层置换填实的过程中，可以借助机械振动压实设备，通过机械碾压等方法使换填材料达到建筑要求的压实度。这样可以确保换填材料与原软土地基之间的相互作用，提高地基的整体承载能力和稳定性。另外，换填处理的深度和面积需要根据软土地基的实际情况进行合理计算。一般而言，换填的深度应达到有效抵抗荷载的要求，同时考虑到地下水位和软土层的特性。换填的面积则应根据软土地基的范围和工程的需要进行适当确定，以确保地基加固的效果。在进行换填置换法时，还需要进行严密的监测和质量控制工作。通过地基沉降观测、应力监测、密实度检测等手段，及时监测和评估加固后地基的变化情况，确保换填置换法的施工质量和效果。3.2 排水固结法 排水固结技术的基本原理是将软土路基中的过多水分排出，以降低含水量。这可以通过设置井点降水、构筑排水系统等手段来实现。设置井点降水可以通过打井和设置抽水设备的方式，将地下水位降下来，减少软基水分含量。构筑排水系统则是通过设置排水管道、排水沟等结构，将软土路基内的积水排出，避免土体饱和。排水固结技术的应用效果因地而异，要充分考虑当地的地质特征和水文条件。在实际操作中，需要进行细致的地质勘察和水文调查，了解软土路基的含水量和地下水位等情况。基于实际情况，制定合理的含水量缩减计划，确定排水方式和排水设备的设置。同时，需考虑当地环境保护和水资源可持续利用，确保工程建设符合要求。为了有效实施排水固结技术，施工过程中需要选择适当的排水材料和设备。例如，排水管、排水纤维土等可用于改善土壤的排水性能。此外，施工中还需要监测排水设备的运行情况，及时处理可能出现的故障和问题。同时，还要进行质量检查，确保排水系统的稳定性和安全性，以确保长期的维护效果。3.3 机械碾压法和夯实法处理 水分存在于土壤中的形式有很多，当受到巨大的外力冲击时，土壤的密度会随着水分的排出变得紧密，进而对地基起到巩固的作用。机械碾压法和夯实法是常见的土壤加固技术，它们通过施加外力将土壤中的空隙压实，提高土壤的密度和承载能力。在进行机械碾压和夯实时，工艺的选择需要参照实验数据，从而科学、精准地确定碾压和夯击的力度、范围、次数等。在机械碾压法中，通常先使用小吨位的压路机进行静压，使土壤逐渐遭受压力，将水分挤压出土壤，使土壤变得更加致密。然后使用大吨位的压路机进行震动碾压，通过振动作用进一步加固土壤。最后采用光轮压路机进行碾压，以确保整个地基表面的土壤都得到充分压实。碾压操作应从边线到中线依次进行，采用三分之一重叠的方式逐渐递进，以保证整个地基的均匀密实。夯实法则是利用重锤等外力对土壤进行加固的方法，重锤带来的强大外力通过敲击土壤表面，使土壤颗粒之间发生位移和重排，进而压实土壤。在进行夯实操作时，需要注意一些关键要点。首先是选择适当的重锤重量，需要根据土壤类型和厚度等因素进行选择。其次是控制起落的距离，即重锤下落的高度。另外，在夯实过程中，需要给予土壤足够的反应时间，以确保土壤颗粒能充分重新排列和重新组合。最后，夯实的遍数需要根据土壤类型和夯击的力度等因素进行确定。3.4 钢筋混凝土桩加固法 钢筋混凝土桩加固一种常用的软基处理方法，其基本原理是将混凝土桩直接深入软基结构的最底层部分，并向软基中加入钢筋网片，以进一步加固和处理软基。在钢筋混凝土桩加固施工中，首先需要将混凝土桩深入到软基的最底层部分。混凝土桩可以起到承载荷载的作用，通过将荷载传递到更深的土层，提高软基的承载能力。同时，钢筋网片的加入可以进一步增强土体的抗拉强度，提高软基的稳定性。钢筋混凝土桩加固施工方法的有效应用可以带来多种益处，它可以提高软基结构和路面结构之间的粘结效果，增加结构的整体稳定性。其次，通过提高软基的承载能力和稳定性，能够为道路的通车安全提供良好的基础。此外，钢筋混凝土桩加固还能够延长路基结构的使用寿命，减少养护维修的频率和成本。在实施钢筋混凝土桩加固施工时，需要综合考虑中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 37 地质条件、荷载要求以及施工设备的选择等因素。同时，要严格按照设计要求进行施工，保证施工工艺的正确性和施工质量的稳定性。只有通过科学合理的施工方法和严格的质量控制，才能确保钢筋混凝土桩加固的有效性和长期稳定性。4 结语 公路工程养护中软基处理工作方法繁多，为了保证处理质量和效果，养护单位应进行全面勘查和分析。首先，需要对软基病害问题进行全面勘查。其次，根据勘查结果，制定针对性的定期加固处理工作方法。最后，养护单位需要进行定期的监测和评估，对处理效果进行跟踪和分析。公路工程养护中软基处理工作的重要性不可低估，通过全面勘查、针对性加固和定期监测，可以有效提升软基处理的质量和效果，保障公路工程的可靠性和安全性。参考文献 1高铭,周钧.试述公路养护中路基路面维修的软基处理方法J.科学技术创新,2013(28):236.2王紅英.试述公路养护中路基路面维修的软基处理方法J.科学技术创新,2015(20):229.3王加龙.试述公路养护中路基路面维修的软基处理方法J.科技风,2020(02):115.4孙虎.试述公路养护中路基路面维修的软基处理方法J.建材与装饰,2017(30):278-279.5李志.公路养护中路基路面维修的软基处理技术J.智能城市,2021,7(19):2.