浅析公路工程沉降段路基路面设计要点

浅析公路工程沉降段路基路面设计要点

郭爽

黑龙江省工程质量道桥检测中心有限公司，黑龙江哈尔滨150080

摘要：本文主要探讨了公路工程中沉降段路基路面设计的重要性及其关键技术要点。沉降段路基路面设计是公路工程建设的核心组成部分，对道路的稳定性、耐久性及行车安全具有决定性影响。设计时需充分考虑地基沉降特性、施工工法、材料选择等因素，以确保路基路面结构能够适应地基变形并有效防止沉降引起的病害，从而保障公路工程的整体质量和使用寿命。

关键词：公路工程；沉降段；路基路面；设计要点

一、地质调查与地质处理

在公路工程沉降段路基路面设计的第一步，至关重要的是对施工现场进行深入细致的地质调查和地基特性分析。这涵盖了全面收集和研究该地区的地质资料，包括但不限于地层岩性、土层分布、土体物理力学性质（如含水量、密度、颗粒级配、压缩性、渗透性等）、地下水位及其动态变化规律等多方面因素[1]。基于详尽的地质勘查结果，设计师需要精确预测路基在未来运营期间可能发生的沉降量及沉降速率，这是制定有效应对策略的基础。对于预计会发生较大沉降或不均匀沉降的路段，设计时应针对性地提出地基处理措施。这类措施可以包括但不限于更换不良土层、实施地基改良（如强夯法、深层搅拌法、注浆法等）、增设预应力锚索或桩基础以提高地基承载力和整体稳定性，从而最大限度地减少因沉降造成的路基病害。此外，为适应地基沉降带来的影响，还需要科学合理地设计路基和路面结构体系，使其具备一定的沉降适应性和补偿功能。例如，选用具有良好变形特性的基层材料并设定适宜的层级厚度，或是引入缓冲层结构，以便在路基发生沉降时，路面结构能有效地吸收和分散由此产生的应力，从而保障路面的整体平整度和行车舒适性。因此，地质勘察与地基处理是沉降段路基路面设计的核心环节，它们不仅决定了设计方案的可行性与经济性，更直接关乎到道路工程的安全、耐久及服务性能。

二、路基设计

在公路工程沉降段路基路面设计中，路基设计扮演着决定性角色。面对沉降问题，设计者必须综合考量多种因素，精心规划路基结构和施工工艺，确保路基在受荷载作用下仍能保持稳定，减小沉降量，尤其是要关注沉降段的特殊需求。首先，路基填筑材料的选择极其关键。应选取级配良好、压缩性低、强度适中的材料，避免使用易风化、膨胀或遇水软化的土质，以减小路基自身因材料特性引发的沉降。此外，填筑作业需严格遵守分层填筑原则，每层填筑后必须达到规定的压实度，以此提高路基的整体密实度和承载力。其次，针对沉降段，巧妙设计过渡段结构也是重要策略之一[2]。比如，在桥梁与路堤连接处，常常采用台阶式、斜坡式或设置搭板等方式形成过渡段，通过这种结构上的逐渐变化，实现应力和变形的平稳过渡，有效缓解桥头跳车现象，减轻沉降对路面的影响。最后，还需考虑到地基沉降对路基边坡稳定性的影响，合理确定边坡坡率，加强护坡防护措施，防止因沉降导致的边坡失稳问题。同时，完善路基排水设施，有效排除雨水和其他水源，降低地基土体的含水量，避免因水分迁移和蒸发引起土体体积变化而导致的附加沉降。沉降段路基设计的过程实质上是一个全面系统的工作，涉及到路基材料选择、填筑方式、过渡段构造、边坡稳定和排水系统的协同设计，只有这样，才能确保在各种工况下路基都能保持良好的稳定性，有效控制和减小沉降，保障公路工程的质量和耐久性。

三、路面结构优化

在公路工程沉降段路基路面设计中，路面结构设计是一个至关重要的环节，尤其针对可能发生沉降的路段。路面结构不仅需要有足够的强度承受车辆荷载，还要具备适应路基沉降的能力，以确保道路在长时间运营过程中的行驶舒适度和安全性。首先，针对沉降段路面设计，通常会采用具有一定柔韧性和延展性的基层材料，如改性沥青稳定碎石基层或级配碎石基层，它们能在一定程度上适应路基沉降所引起的变形。同时，适当调整基层的厚度和层次，通过不同材料的组合运用，既能分散荷载，又能减缓由沉降引起的应力集中。其次，考虑设置缓冲层或调节层，这种结构可以在路基与面层之间起到吸收和传递荷载的作用，有效缓解因路基沉降引起的面层应力变化，防止裂缝的产生和扩展。例如，采用泡沫混凝土、橡胶颗粒等新型材料作为缓冲层，可以显著提高路面抵抗沉降变形的能力。此外，针对沉降较为严重的区域，还可能需要创新设计路面结构形式，例如采用分块式路面、浮动式路面或模块化结构，这些结构在设计之初就预留了适应沉降的空间，能够在沉降发生时保持相对较好的行驶品质。最后，对于已经发生沉降的路段，路面维修与改造设计也需注重采用适合沉降段特点的技术手段，如采用薄层罩面、局部铣刨重铺等方法，力求在修复路面的同时，解决或缓解沉降问题。沉降段路基路面的设计是一项复杂的系统工程，需要紧密结合地质环境、路基特性、路面结构力学行为等多种因素，通过科学合理的设计策略和技术创新，以最大程度地降低沉降对路面性能的影响，延长道路的使用寿命和服务水平。

四、监测与反馈

在公路工程沉降段路基路面设计的过程中，监测与反馈机制是确保工程质量、优化设计、有效控制沉降的关键环节。这一环节涵盖了从设计初期的预测分析，到施工过程中的实时监控，再到竣工后的长期观测和维护。首先，在设计阶段，通过地质勘探和沉降预测，预先设定监测点，建立一套科学严谨的沉降观测计划。基于历史数据、现场试验以及先进的数值模拟技术，对路基沉降趋势做出合理预测，以便在设计阶段即能对可能出现的问题有所预见并提前采取应对措施。其次，在施工过程中，实施严格的沉降监测项目，定期采集和分析沉降数据，对比预测值与实际观测值，一旦发现沉降超过预期或存在异常现象，立即通知设计与施工团队，及时调整施工方案，如改变填筑速度、加做地基处理或修改路面结构设计等，确保工程按照预定目标顺利进行。最后，在道路投入使用后，仍需持续进行沉降观测，评估路面服役状态和路基稳定性，对于沉降未达稳定或有新增沉降迹象的情况，应及时采取必要的修复和补充措施，防止因沉降引起的路面破损、行车安全问题以及桥梁等构筑物的连带损害[3]。

结语：公路工程中沉降段路基路面设计是一项综合性强、技术要求高的工作，需要在理论分析和实践经验的基础上，结合地基特性、环境条件以及工程实际需求进行科学合理的设计。未来，我们应当进一步加强相关领域的技术研发和创新，优化设计方法，提高沉降段路基路面的设计水平和实施效果，以适应现代公路建设对高质量、长寿命、高安全性的严格要求。同时，也应强化施工过程中的监控与管理，确保设计意图得以准确实现，为我国公路事业的持续健康发展提供有力保障。

参考文献：

[1]兰素玉, 詹凡. 高速公路路基沉降及施工控制技术探析[J]. 交通世界, 2021, (32): 69-70.

[2]崔丸平. 公路工程沉降段路基路面的施工处置方法[J]. 四川建材, 2021, 47 (07): 161-162.

[3]高斌. 公路工程项目沉降段路基路面的施工技术研究[J]. 住宅与房地产, 2021, (09): 223-224.