关于城市道路低填及挖方路基设计的研究

摘要：作为道路工程结构中的重要组成部分，低填挖方路基设计是否良好将对工程建设的整体质量造成极大的影响。施工单位必须重视低填挖方路基结构设计，加大施工力度，确保城市道路工程低填挖方路基设计的合理性。文章对城市道路低填及挖方路基设计的要求、存在的问题进行了分析，并对其设计重点进行了探究。

关键词：城市道路；低填挖方；设计要点；路基设计 文献标识码：A

中图分类号：U412 文章编号：1009-2374（2015）24-0084-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.24.041

作为公路工程建设的重要组成部分，路基的强度及稳定性将对城市道路的使用效果造成极大的影响。为此，必须对路基的强度与稳定性进行有效提升，这也是对整个城市道路工程质量控制的重点。通常情况下，“弹簧”、边坡不稳、沉降等都是道路路基质量的通病，当路基松软不稳定时，在行车荷载的反复作用下，不但会加大路面沉降量，更会对路面造成严重的破坏。如路基出现塌方与滑坡问题将导致行车中断，进而增加道路的安全隐患，给国家造成极大的财产损失及人员伤亡。为此，施工单位必须重视城市道路路基设计，低填挖方路基作为城市道路路基设计的重要类型，其设计是否合理将直接影响到道路的使用功能，基于此，必须确保城市道路低填挖方路基设计的合理性、科学性，才能有效提升公路工程建设的整体质量。

1 城市道路低填及挖方路基设计的要求

作为公路路基施工设计中的概念，低填是指路基填土高度在路面和路床总厚度以下，为低填路基，这时需进行低填浅挖处理。挖方也就是浅挖，在深度方面应符合路面与路床施工的要求，道路低填浅挖主要应用于道路工程具有良好土质的情况，不需要进行大量的换填作业。确保低填挖方路基设计的科学性、有效性，不仅可以起到提升施工质量的作用，还能对施工成本进行有效降低，并缩短施工周期，加快工程进度。

1.1 强度要求

作为重载汽车应力的扩散区，路床是路基设计的重点内容。公路路基规范要求一级路上路床CBR在8%以上，下路床CBR应控制在5%以上，路床压实度则应控制在96%以上。由土基变形提供路表回弹弯沉值，确保其大于90%，因此公路路面规范规定土基回弹模值必须在30MPa以上，如达不到30MPa必须以地产材料进行处理，进而起到降低工程总造价的作用。

1.2 压实度要求

路基填方材料最小强度与压实度必须与下表1的要求相符合，确保其压实度符合施工要求。

2 城市道路低填及挖方路基中存在的问题

随着社会经济的不断发展，城市道路工程已经成为我国基础建设中的一项重要建设项目，低填挖方路基设计作为城市道路工程施工中的重要内容，其路基设计水平的高低直接关系着工程的整体质量。施工中应对其施工中存在的问题加以重视，才能及时找到合理的解决方式，确保工程的整体质量。

2.1 车辙问题

在渠化交通组织下，在车道一定位置，因车辆荷载长期作用于路面常常会产生波浪情况，纵向则会出现较深的轮迹，也就是车辙。在低路堤与挖方路段中，具有较高的地下水位，在水的作用下路基将出现软化情况，进而降低承载力。与此同时，因行车荷载作用，将会出现累加变形情况，柔性路面屈服于路基变形，进行出现车辙。为有效处理车辙问题，应将排水与隔水层进行合理设置，尽可能降低水对路基的影响。同时还要确保路面结构类型的合理性，以此对路面抗变形能力进行有效提升，如改性沥青等。在对路面基层厚度增加的同时，还要对路基残余变形进行有效降低。在适当处理地基表面后，可以对地基承载力进行有效提升，一般选用的材料为砂、砂砾换填等。

2.2 不均匀沉降

部分路面凹陷与凸出将对路面平整度与通行质量造成极大的影响，甚至出现路面松散破碎等情况。在水的作用下，路基将出现承载力下降的现象，并导致抗变形能力降低，荷载作用下极易产生变形情况，进而导致路面损坏，尤其是具有较高地下水位具有较长的持续时间，半刚性基层则会产生软化情况，并降低路面的承载力，导致路面破损情况的出现。因回填料具有较差的水稳性，如砂砾垫层具有较大的石块，导致路基局部性质的改变及压实度不均等情况，进而致使回填路堤具有不一样的性质，在行车荷载作用下，因地下水与地表水的影响，将导致路面出现不均匀变形情况，对路面使用功能造成极大的影响。在解决路基不均匀沉降问题时，应确保填料的合理性，并对其压实度进行严格控制。同时选用改性沥青等，对路面的抗变形能力及黏结性能进行大大提升。

2.3 路面开裂

因具有较高地下水位，低路堤与挖方路段，往往因地表水排泄不通畅，导致路基路面极易处于饱水状态，进而对路基承载力与抗变形能力进行有效降低，进而对沥青与石料的结合能力造成极大的影响，甚至导致路面开裂与松散破碎情况的出现，也就是因水导致路面早期损坏现象的产生。在温差的影响下，将出现温度应力情况，在反复胀缩情况下路面将出现裂缝收缩情况，顺着裂缝水将不断下渗，进而对路面造成极大的损坏。在解决这个问题时，应将水从路面系统内及时排出，降低对路基、路面的损坏。为对路面整体性进行有效提升，应将玻璃纤维等加筋聚合物设置在路面结构中。据相关数据显示，在控制道路路基路面裂缝时，其基层应选用具有良好稳定性及较小收缩性的结构。在施工过程中应充分考虑这类材料产生裂缝的原因，从大量实践得出，材料收缩是这类材料产生裂缝的主要原因。温缩与干缩是材料收缩的主要形式。施工材料塑性指标和含水率直接影响到材料收缩情况。因此，在施工前期应检测施工材料的相关指标，确保其合格后才能进入施工现场。如达到最佳含水量，往往在材料中掺加减水、缓凝性能的外加剂，这样才能降低裂缝出现的几率，提高工程质量。

3 城市道路低填及挖方路基设计的重点

随着国民经济发展速度的不断提升，在城市道路工程施工中，只有根据工程施工的具体要求，选择与之相适应的设计方式，才能更好地提升工程的质量，这也是施工的重点内容。确保低填挖方路基设计的合理性，不仅可以缩短施工工期，还可以提高工程质量，更能为工程经济效益与社会效益的实现提供强有力的保障。

首先，在城市道路低填及挖方路基设计中，当横坡低于1∶5时，则可以直接进行填筑施工。如地面横坡与纵坡在1∶5以上时，将在原有地面上进行台阶开挖作业，确保其宽度在2m以上，进而为摊铺与压实设备施工提供便利。当台阶顶内倾斜坡在4%以上时，砂类土则不需要进行台阶开挖作业。路基填料选择中，应确保没有腐殖土、树根、草根及有害物质等，分层进行低填铺筑施工，平地机整平、每层松铺厚度应在30cm以下。每种填料层总厚度则在50cm以下，土方路堤填筑到路床顶面最后一层时确保其压实厚度在15cm以上。

在设计填料铺设宽度时，应确保其两侧都比路堤设计宽度多出30cm，进而提升路基压实度。如路基填土高度在0.8m以下时，应先对原有道路表面进行彻底清理，随后遵循设计规定，将添加料掺加到填料内，进行改善，并选用20cm级配碎石进行填筑施工。当路堤填土高度在0.8m以上时，应将碾压作业添加到填筑施工前，确保其压实度在90%以上。

其次，当路基填筑与路基顶部设计标高相近时，应对高程测量检查加以重视，保证路基宽度、高程、平整度及拱度等与施工设计要求相符合，在确保施工质量的基础上，遵循设计规定，进行由上到下刷坡作业。在完工前路基填筑施工中必须遵循设计尺寸对路基排水横坡、平整度及边坡等进行整修。应挂线对边坡进行修坡处理，选用人工的方式把超填位置刷掉，并确保路堤、坡面具有良好的平整度，没有凹凸等情况。

4 结语

综上所述，城市道路工程作为国民经济提升的主要工程项目，随着我国交通事业发展建设要求的不断提高，路基设计是否科学有效将对道路工程质量的提升起到至关重要的作用。低填及挖方路基设计作为城市道路的重要组成部分，确保其合理性，才能提升整个工程的质量。基于此，施工企业必须对低填挖方路基设计加以重视，规范施工工艺，才能实现城市道路工程建设的社会效益与经济效益。

参考文献

[1] 杨猛，薛国昌，付凯，郎国彦，朱峰.粘性土挖方路基病害分析及下处理深度[J].黑龙江交通科技，1998，（2）.

[2] 曹春林，付瑶.城市道路低填和挖方路基设计探讨[J].市政技术，2015，（1）.

[3] 李喜安，彭建兵，范文，陈志新，陈立伟，田安家.公路黄土路基动力学参数的影响因素及其规律研究[J].公路交通科技，2005，（S1）.

[4] 黄卫东，赵明阶，韦刚.高速公路土石混填路基压实质量控制与评价[J].重庆交通学院学报，2005，（4）.

[5] 向一鸣.季节冰冻区道路路基差异沉降控制标准及预测方法研究[D].吉林大学，2013.

[6] 曹周阳.秦巴山区变质软岩路堤填料路用性能及振动压实工艺研究[D].长安大学，2013.

[7] 杨晓华，俞永华.土工格室在太古公路路基不均匀沉降病害处治中的应用[J].重庆交通学院学报，2004，（5）.

[8] 朱学雷.成都绕城高速公路软土地基不均匀沉降对路面结构性能影响的研究[D].西南交通大学，2002.

作者简介：郑委（1978-），河南淮阳人，供职于郑州市工程质量监督站，硕士，研究方向：建筑工程施工管理与技术。