公路工程路基稳定性影响因素及加固技术研究

公路工程路基稳定性影响因素及加固技术研究

师育杰

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摘要：

在交通体系的蓬勃发展中，公路工程质量与安全成为关注焦点，其中路基稳定性尤为关键，它关乎路面耐久性及行车安全。路基稳定性受多种因素制约，诸如地形地貌、地质构成、气候特征、水文状况及土壤类型等自然条件。鉴于此，公路工程界积极探索路基加固技术，通过先进技术如土工合成材料加筋、深层搅拌、高压喷射注浆及排水改良等手段，有效提升路基承载力与抗变形能力，确保公路工程的质量与长期安全运行。

关键词：公路工程；路基稳定性；加固技术

引言

公路工程路基的稳定性对于确保公路的安全、舒适、高效运行至关重要。然而，受自然条件如地形、气候、水文条件以及人为因素的影响，路基稳定性问题日益显著。具体来说，不同地区的地理、气候和水文条件对路基稳定性有显著影响。例如，在平原区，地势平坦但排水困难，易导致积水；而在丘陵和山岭地区，地势起伏大，对排水设计有更高要求。为了提升路基稳定性，需要深入研究各种影响因素，并采取有效的加固技术。如机械碾压工艺、桩基加固技术等，都能显著提升路基的承载能力和稳定性。这些研究和实践对于确保公路的安全、高效运行具有重要意义。

1、影响路基稳定性的主要因素

1.1地理条件

中国地域辽阔，地理条件复杂多样，从平原到丘陵、山岭，不同的地形地貌对路基稳定性产生了深远影响。在平原地区，地势平坦但排水困难，易积水，这要求路基设计必须充分考虑到排水问题，采用合适的排水措施和填筑材料，以确保路基的持久稳定。而在丘陵和山岭地区，地势起伏大，不仅增加了施工的难度，也要求路基设计更加精细，能够抵抗地形变化带来的应力影响，保证道路的安全通行。

1.2地质条件

地质条件是决定路基稳定性的关键因素。不同的岩石和土壤具有不同的工程性质，对路基的承载能力和稳定性有着直接影响。因此，在路基设计和施工过程中，必须进行详细的地质勘察，了解地质条件的具体情况，并根据地质条件选择合适的填筑材料和修筑技术。此外，不良地质现象如岩溶、地震等也可能对路基稳定性构成威胁，需要采取相应的预防和应对措施。

1.3气候条件

气候条件是影响路基稳定性的重要因素之一。气温、降水、湿度等气候条件的变化会影响路基的水温状况，进而影响路基的强度和稳定性。特别是在季节性冰冻地区，路基容易受到冻融作用的影响，导致强度下降，稳定性降低。因此，在路基设计和施工过程中，必须充分考虑气候条件的影响，采取相应的措施来提高路基的抗冻性和稳定性。例如，在北方地区的冬季，路基容易因冻融作用而出现裂缝和变形；在潮湿的沿海地区或湖泊周边地区，路基容易受到高湿度的影响，出现沉降和变形。

1.4水文和水文地质条件

水文和水文地质条件对路基稳定性具有重要影响。地表水和地下水的排泄、水位变化等因素会影响路基的湿度和稳定性。因此，在路基设计和施工过程中，必须充分考虑水文和水文地质条件的影响，采取相应的排水和防水措施，确保路基的干燥和稳定。同时，还需要对地下水位、地下水移动规律等进行详细调查和分析，以便采取更加有效的措施来确保路基的稳定性和安全性。

1.5土的类别

土作为路基建设的基础材料，其类别和工程性质直接关系到路基的稳定性和安全性。不同类型的土，如软土、湿陷性黄土和冻土，各自具有独特的物理和力学特性。软土因其高含水量和压缩性，易导致路基沉降；湿陷性黄土在浸水后强度迅速下降，引发路基塌陷；而冻土在冻结时强度高，融化后则强度急剧降低，易产生融沉。因此，在路基设计和施工过程中，必须深入了解各类土的特性，并采取相应的技术措施和工程措施，如加固处理、排水设施等，以确保路基的稳定性和安全性。

2、公路工程路基加固技术研究

2.1机械碾压工艺

机械碾压工艺在水利、道路等工程建设中占据举足轻重的地位，特别在处理水位上大面积填土路基、杂填土以及非饱和性粘土等复杂地质条件的地基浅层化处理方面，表现出无可替代的重要性。这种工艺通过推土机、压路机等设备对路基表面进行碾压，利用设备的重量和振动作用使土壤颗粒重新排列，进而增强土壤密度，提高地基的承载能力和稳定性。在施工前，需对施工区域进行清理，确保平整，并对设备进行检查调试。碾压过程中，需根据土壤性质选择合适的碾压方式和参数，以确保最佳效果。完成碾压后，还需对路基质量进行检测，确保各项指标符合要求。机械碾压工艺以其高效率、广泛适用性和显著加固效果，成为地基处理中不可或缺的技术手段。

以高填方土石方碾压为例，采用装载机冲击压路机进行冲击碾压施工。这种工艺通过装载机冲击压路机的重量和振动作用，对路基表面进行碾压，使土壤颗粒重新排列，进而增强土壤密度，提高地基的承载能力和稳定性。根据《港口工程技术规范》中的叙述以及实际施工情况，采用30型30KJ冲击压路机以12km/h速度行驶时，其加固深度可达3.8m，显示出机械碾压工艺在地基处理中的显著效果。

2.2软基加固技术

强夯施工技术是一种通过强大的冲击力改变土壤结构，提高地基强度的加固方法。在施工过程中，利用重锤或夯锤对地基进行高速冲击，使土壤颗粒受到强烈的压缩和振动，从而改变土壤的物理性质，提高地基的承载能力和稳定性。排水固结法是一种通过排水设施降低地基含水量，提高地基稳定性的加固方法。在施工过程中，首先在地基中设置排水设施（如砂井、塑料排水板等），然后通过加压或真空预压等方式，使地基中的水分排出，从而降低地基的含水量。随着含水量的降低，地基的密实度和强度得到提高，从而达到加固地基的目的。

例如，在煤矸石路基的加固中，采用铲车带的冲击碾压机进行梅花碾压。该设备以12km/h的速度行驶，对地面的冲击力达到2000-2500KN，相当于1111-1543Kpa。这种强大的冲击力使煤矸石路基颗粒之间相互错动，互相填补达到密实，从而提高地基的承载能力和稳定性。

2.3其他加固技术

除了上述两种加固技术外，还有注浆加固、锚杆加固、土工合成材料加固等多种方法可供选择。这些方法各有特点，适用于不同的工程条件和土壤性质。例如，注浆加固技术适用于处理地基中的裂缝和空洞；锚杆加固技术适用于加固边坡和挡土墙；土工合成材料加固技术则适用于提高地基的抗渗性能和稳定性。在选择加固技术时，需要根据具体工程条件和土壤性质进行综合考虑。比如，注浆加固技术适用于处理地基中的裂缝和空洞。以地质聚合物注浆加固为例，该技术在软围堰或地基下方注入高分子地质聚合物材料，经过短暂固化后，增大地基的容重，抵抗水力和地应力。这种技术特别适用于软土层厚度不超过20米的条件，具有绿色环保、耐腐蚀等优点，不会对周围环境造成影响。

结论

影响公路工程路基稳定性的因素繁多，包括地理、地质、气候、水文及土的类别等。在加固技术上，需针对具体工程条件，如采用机械碾压提升土壤密实度，或运用软基加固技术改善地基强度。通过科学研究和技术创新，我们不断寻求更高效、更经济的加固方法，以提升路基的稳定性和耐久性。这不仅是保障公路交通安全的基础，也是实现公路舒适、高效运行的关键。因此，我们需综合考虑各种因素，科学选择加固技术，确保公路工程的长期稳定运行。

参考文献

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