◎白菊 杜建宇

一、引言

我國(guó)的公路工程建設(shè)事業(yè)澎湃發(fā)展，全國(guó)公路通車總里程達(dá)500 多萬(wàn)公里，高速公路通車?yán)锍叹邮澜绲谝?，農(nóng)村公路建設(shè)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，目前基本實(shí)現(xiàn)了鄉(xiāng)鎮(zhèn)和建制村通硬化路的目標(biāo)。

但是隨著公路工程建設(shè)的開展，關(guān)于工程技術(shù)的一些常見(jiàn)問(wèn)題也逐漸反映了出來(lái)，在工程建設(shè)領(lǐng)域，這些問(wèn)題都屬于質(zhì)量通病。質(zhì)量通病屬于質(zhì)量缺陷的范疇，治理質(zhì)量通病，就是減少或消除質(zhì)量缺陷，保證工程質(zhì)量滿足適用、經(jīng)濟(jì)、安全和美觀要求的活動(dòng)過(guò)程。

路基路面沉陷，就屬于公路施工中易發(fā)的質(zhì)量通病之一。近些年發(fā)生了許多有關(guān)道路，橋梁等公路工程發(fā)生沉降的施工質(zhì)量問(wèn)題，引起了人們的密切關(guān)注。這不僅對(duì)所在工程的路基、路面施工質(zhì)量有重要影響，同時(shí)也會(huì)給人們的出行帶來(lái)影響。

本文論述了在道路上的一些路面病害現(xiàn)象，并采取了相應(yīng)的處置方法?；谝还こ虒?shí)例，從路面平整度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性等方面進(jìn)行了論述，采用了相應(yīng)的解決措施，克服了在路基路面沉降段的施工技術(shù)難題。

二、公路工程不均勻沉陷的破壞機(jī)理和形式

公路工程沉陷，主要原因在于不均勻的沉降造成的。沉降并不可怕，建成的公路工程因?yàn)槠渲亓褪┕すに嚨脑颍紩?huì)產(chǎn)生沉降，如果這種沉降是均勻的、整體的、可控的、輕微的，是在可接受范圍內(nèi)的，但是，對(duì)路基路面危害最大的，是不均勻沉降。

不均勻沉降破壞了軸向力與地基反力的平衡，地基與基礎(chǔ)之間就形成松散接觸或不接觸，地基上方的路基或建筑物將出現(xiàn)不均勻沉降，結(jié)構(gòu)內(nèi)部將產(chǎn)生附加應(yīng)力。此時(shí)，基礎(chǔ)的附加應(yīng)力可近似于懸臂端。

附加應(yīng)力為剪切應(yīng)力和負(fù)彎矩。松散接觸的一側(cè)將受到建筑物荷載（軸向力）產(chǎn)生的剪切應(yīng)力作用，從而造成局部結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生豎向相對(duì)位移，結(jié)構(gòu)受到意外的應(yīng)力（應(yīng)變）。

當(dāng)結(jié)構(gòu)抵抗不住應(yīng)力（應(yīng)交）時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)剪切破壞，常見(jiàn)的如路基路面行車道范圍內(nèi)發(fā)生大面積縱向開裂、路基邊坡部位大面積開裂并滑塌、建筑物墻體產(chǎn)生的剪切裂縫；緊密接觸的一側(cè)受到旋轉(zhuǎn)力矩（負(fù)彎矩）作用，對(duì)建筑物豎向結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生附如斜拉應(yīng)力。

不均勻沉降引起的路基路面開裂或結(jié)構(gòu)物臺(tái)身裂縫，系結(jié)構(gòu)性破壞裂縫，所造成的危害，輕者影響建筑物的美觀，重者墻體滲水和灌風(fēng)，影響建筑物的使用功能。

不均勻沉降對(duì)路面結(jié)構(gòu)、路面性能和路面壽命有著重要影響，是道路工程中的重要究課題之一。我國(guó)公路建設(shè)中的不均勻沉降現(xiàn)象非常普遍，特別是在不良地質(zhì)地帶，由于不良地基承載能力有限，路基施工難度很大，稍不注意，就會(huì)發(fā)生路基沉降現(xiàn)象。有文獻(xiàn)指出，某公路工程經(jīng)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，線路縱向路基沉降的變異系數(shù)最高達(dá)58%。

在此背景下，在道路建設(shè)過(guò)程中，對(duì)于一些容易發(fā)生沉降的不良地區(qū)，需要采用不同的施工技術(shù)，這是保證工程施工質(zhì)量的基石，同時(shí)可以降低由施工不良帶來(lái)的危害所造成的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響。

在公路工程的施工過(guò)程中，如果不注意控制，在施工中的很多因素都可能造成路基的不均勻沉降，如：

1.在不良地基路段的路基沉降或壓實(shí)功不足造成的路基路面沉陷或橋頭跳車。

2. 路基壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致路基路面局部沉陷變形或縱向裂縫。

3.路面底基層、基層施工存在質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的沉降、塊狀裂縫或網(wǎng)裂。

在公路工程中，尤其是填挖過(guò)渡段是不均勻沉降的多發(fā)地段。在路堤和路塹的過(guò)渡段落，由于兩種施工工藝的不同，從向上填筑變成了向下開挖，如果不處理好過(guò)渡段施工工藝，縱向路基會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降，會(huì)導(dǎo)致路面產(chǎn)生波浪式的不平整，開放交通后，在往來(lái)通行車量的反復(fù)荷載作用下，可能使路面產(chǎn)生應(yīng)力重分布和應(yīng)力集中，使路基路面發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞。在我國(guó)，目前的路基路面結(jié)構(gòu)形式一般采用瀝青混凝土路面+半剛性水泥穩(wěn)定碎石基層+石灰穩(wěn)定土底基層+素土路基，整個(gè)路面體系都不屬于剛性體。而且，從設(shè)計(jì)角度，現(xiàn)行瀝青路面多采用波密斯特線彈性層狀體系理論，不能分析由于路面不均勻沉降引起的附加響應(yīng)，因此不均勻沉降也有可能引起路面早期損壞。

三、沉降段路基路面易發(fā)生的病害及原因

目前，在路基路面施工中，沉降段易發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題有：路面基層強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)、路面基層厚度不夠、路面沉降等。

1.路面基層強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)。底基層的強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，整體性差，鉆芯時(shí)取不出完整芯樣，分析此類現(xiàn)象發(fā)生的原因，一般有以下幾點(diǎn)：

（1）水泥、石灰等結(jié)合料質(zhì)量不合格，或者摻量不足，振搗不充分導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)氣泡，產(chǎn)生蜂窩麻面，沒(méi)有把握好振搗時(shí)間；

（2）雖然結(jié)合料摻量符合要求，但集料級(jí)配與配合比設(shè)計(jì)時(shí)出入較大，沒(méi)有控制好混凝土坍落度，沒(méi)有限制溫度以及各種材料成分，沒(méi)有合理掌握時(shí)間及控制水泥的水化作用等；

（3）混合料拌和、攤鋪不均勻，造成離析，影響強(qiáng)度和整體性，同時(shí)在澆筑前模板沒(méi)有濕潤(rùn)，導(dǎo)致表面水分不足，會(huì)造成麻面現(xiàn)象，也會(huì)影響路面強(qiáng)度；

（4）延遲時(shí)間太長(zhǎng)，造成強(qiáng)度和干密度損失嚴(yán)重；

（5）壓路機(jī)噸位不足，壓實(shí)遍數(shù)不夠或混合料含水量不當(dāng)壓實(shí)困難；

（6）養(yǎng)生不到位，強(qiáng)度增長(zhǎng)慢；交通管制不嚴(yán)，使基層早期受到重載作用。

2.路面基層厚度不夠。路基厚度在設(shè)計(jì)計(jì)算上將直接影響基層的承載能力，是一個(gè)十分重要的指標(biāo)，分析此類現(xiàn)象發(fā)生的原因，一般有以下幾點(diǎn)：

（1）人為故意因素，偷工減料；

（2）所確定的松鋪系數(shù)有誤；

（3）攤鋪基準(zhǔn)線設(shè)置有誤、基準(zhǔn)線受到碰撞發(fā)生變化但沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)；

（4）下承層標(biāo)高高出設(shè)計(jì)，未將高出的下承層料刮除；

（5）擅自改變了攤鋪機(jī)的工作參數(shù)，如夯錘振動(dòng)頓率。

3.路基路面沉降。路基路面沉降，通過(guò)技術(shù)分析和對(duì)近年來(lái)多起工程實(shí)踐的分析，可能有以下原因：

（1）填方路基施工所用填筑材料的本身不均勻。

在公路填方路基施工施工過(guò)程中，由于其對(duì)填筑材料的用量極大，通常要采取多料源供料的方式，對(duì)于素土路基，需要多個(gè)取土場(chǎng)供土，不同的取土場(chǎng)，土的材質(zhì)可能不同，有的可能是粘土，有的可能是砂性土，也有肯能會(huì)遇到粉質(zhì)土；而且，由于土方量需求大，在取土場(chǎng)，需要向下開挖較大的深度，而不同深度，土的材質(zhì)也是不一樣的。因此，在路基施工過(guò)程中，對(duì)填筑材料（素土）的顆粒、級(jí)配很難得到統(tǒng)一和有效的控制。

填筑材料（素土）也有采用路塹的挖方、隧道掘進(jìn)產(chǎn)生的廢方。這些填料差異更大、而且由于開挖活動(dòng)的擾動(dòng)，其顆粒和級(jí)配也相差很遠(yuǎn)。

在高速公路的路基施工過(guò)程中，這個(gè)因素的影響尤為明顯。我們知道，高速公路由于其車速、交通量等方面技術(shù)要求，需要路基提供極大的承載能力，而目前的技術(shù)條件下，提高路基承載能力最經(jīng)濟(jì)的途徑，就是提高路基的厚度，以較厚的路基，提供加大的承載。所以，高速公路一般采取高填方路基，在平原地區(qū)，填筑高度一般在2 至3 米。用量如此大的填土，一旦填筑材料本身不合格，其造成的危害也是巨大的。

（2）路基各結(jié)構(gòu)層施工過(guò)程中，受客觀環(huán)境影響，或質(zhì)量控制不嚴(yán)格，導(dǎo)致填土壓實(shí)度不足。由于壓實(shí)度不足，填方路基各層次密實(shí)度不均勻，密實(shí)度較好的部位，沉降較小，密實(shí)度不好的部位，沉降較為明顯，結(jié)果導(dǎo)致路基整體發(fā)生不均勻沉降變形，行車道范圍內(nèi)及路基兩側(cè)出現(xiàn)縱向裂縫。

（3）填筑材料中的水分及地下水影響。

路基不均勻沉降的發(fā)生是多種因素共同作用的最終結(jié)果。對(duì)于路基來(lái)說(shuō)，填筑材料的材質(zhì)和施工處理、基礎(chǔ)的承載能力是其內(nèi)因，而車輛荷載、地下水情況和路基自重導(dǎo)致的沉降則是其外因。

首先看填筑材料的含水率，在施工過(guò)程中，如果填土的含水率過(guò)小，碾壓時(shí)含水量小于最佳含水量，土粒間的潤(rùn)滑作用不足，即壓力不足以克服土粒間的磨擦力，土中的空氣不能排除、土粒間無(wú)法靠攏，因而難以達(dá)到最大密實(shí)度；而如果填土的含水率遠(yuǎn)大于最佳含水量，又會(huì)產(chǎn)生由于水分過(guò)多，土粒被水膜包圍而分散得過(guò)遠(yuǎn)，不能達(dá)到最大密實(shí)度。

再看看地下水。在地下水的交替作用下，路基土體內(nèi)含量反復(fù)變化。由毛細(xì)管張力引起負(fù)孔隙水壓力可以達(dá)到相當(dāng)?shù)臄?shù)值，再加上水的軟化、潤(rùn)滑效應(yīng)，使土體產(chǎn)生沉降變形。

綜上所屬，公路工程路基路面出現(xiàn)沉降的原因可能是對(duì)該線段的土層了解不夠，特別是在某些地區(qū)存在較厚的淤泥土層，在加固時(shí)沒(méi)有加固到位，經(jīng)過(guò)大型車輛的擠壓及其土體自身的固結(jié)，會(huì)使這部分的土體發(fā)生沉降位移，從而導(dǎo)致了路面發(fā)生沉降。對(duì)于路面出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，最簡(jiǎn)單的操作方法是在原路面的基礎(chǔ)上再鋪設(shè)瀝青材料，最關(guān)鍵的就是掌握好平整度的問(wèn)題。對(duì)于沉降，不管是道路，橋梁，還是鐵路，隨著時(shí)間的積累，都會(huì)有大小不一的沉降量發(fā)生，這就需要在施工前期對(duì)土質(zhì)有良好的認(rèn)識(shí)，經(jīng)過(guò)土體加固可以從源頭來(lái)減少或避免路面沉降的發(fā)生。

在施工過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)路基施工的質(zhì)量控制，控制好分層碾壓厚度和碾壓遍數(shù)，以保證足夠的壓實(shí)功。在施工過(guò)程中，如果分層碾壓厚度過(guò)大，小顆粒填料和軟弱物質(zhì)很難得到有效壓實(shí)，在荷載的長(zhǎng)期作用下，回填料會(huì)產(chǎn)生不協(xié)調(diào)沉降變形，路面會(huì)產(chǎn)生局部沉陷，剛性路面還可能產(chǎn)生裂紋或縫隙。由于回填料的性質(zhì)不一樣，特別是有的回填料具有膨脹性，在路基排水系統(tǒng)局部失效后，水的滲入會(huì)使路面局部隆起，影響行車舒適度，嚴(yán)重的會(huì)使路面破壞。

四、工程概況

S256 一級(jí)公路，位于皖北地區(qū)，起點(diǎn)位于阜陽(yáng)市潁泉區(qū)聞集鎮(zhèn)楊店，終點(diǎn)位于潁上縣六十里鋪鎮(zhèn)，地理位置屬平原地區(qū)，全長(zhǎng)67.3km，采用雙向四車道，路基寬度為24.5m，于2016 年正式通車。

在路基、路面施工過(guò)程中，總結(jié)采取的技術(shù)控制措施，大致有以下幾個(gè)方面：路面平整度、路面強(qiáng)度、路面穩(wěn)定性、局部路基沉降等。

1.路面平整度控制。

路面平整度是在道路工程驗(yàn)收中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，可以用路面在縱向的高低起伏，即凹凸值的儲(chǔ)差來(lái)計(jì)算，把計(jì)算出來(lái)的數(shù)值用圖表給制出來(lái)，如果曲線平滑則說(shuō)明路面平整，如果曲線有高低上的極點(diǎn)，則說(shuō)明路面平整度不夠，其測(cè)量?jī)x器可以通過(guò)直接式測(cè)量和響應(yīng)式測(cè)量來(lái)進(jìn)行。

對(duì)于路面平整度問(wèn)題，采用以下措施：

（1）在施工道路路基時(shí)。就要做好相應(yīng)的路面標(biāo)高問(wèn)題，對(duì)于有下坡，上坡，橫坡等情況時(shí)，要通過(guò)合理的計(jì)算來(lái)制定相應(yīng)的攤鋪厚度，從而使在路面施工時(shí)達(dá)到路面平整度的要求。

（2）對(duì)于路面材料的供應(yīng)，最好在現(xiàn)場(chǎng)有備用的拌和機(jī)械，當(dāng)正在施工的機(jī)械由于故障停工時(shí)，備用的機(jī)械可以順利的接上，從而保證施工的正常進(jìn)行。

（3）在結(jié)路面材料進(jìn)行碾壓時(shí)，要做到連續(xù)，均勻，有序的進(jìn)行。不要走彎路，轉(zhuǎn)彎等操作，對(duì)施工人員要做好相應(yīng)的施工前的技術(shù)交底，對(duì)人員做好相應(yīng)的培訓(xùn)工作，從而來(lái)有效的預(yù)防由于人員操作問(wèn)題導(dǎo)致的路面不平整。

（4）在第二天重新施工前，需要對(duì)施工好的斷面處理好連接問(wèn)題，可以通過(guò)來(lái)測(cè)量二者之間的平整度，對(duì)于新施工的路面過(guò)高，需要重新設(shè)定施工參數(shù)來(lái)降低標(biāo)高，對(duì)于新施工的路面過(guò)低，同理也要增加相應(yīng)的施工參數(shù)，從而來(lái)保證整體路面的平整度。

2.路面強(qiáng)度控制。

路面強(qiáng)度主要是在車輛行駛過(guò)程中，不但需要承擔(dān)車輛的整體重量，同時(shí)還會(huì)有車輛行駛中帶來(lái)的振動(dòng)和沖擊作用，在車輛尾部，路面還要受到空氣吸力對(duì)它的拉力。在如此多的外力作用下，如果路面強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，就會(huì)出現(xiàn)開裂，沉降，磨損等現(xiàn)象，減少路面的使用壽命。其路面強(qiáng)度可以通過(guò)抗折、抗剪、抗彎等強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行衡量。

對(duì)于路面強(qiáng)度不足問(wèn)題，采用以下措施：

（1）對(duì)于施工要用到的路面材料，需要提前進(jìn)行第三方的檢測(cè)，檢測(cè)合格后才能投入施工；

（2）對(duì)于原材料的級(jí)配問(wèn)題，需要通過(guò)專門的測(cè)量工具來(lái)進(jìn)行測(cè)定。對(duì)于水的使用尤其需要注意，一般最佳含水量在1%～2%為宜。從碎石加工的源頭進(jìn)行控制，確保進(jìn)場(chǎng)碎石級(jí)配符合要求；

（3）對(duì)于原材料發(fā)生的離析現(xiàn)象，要保證有相應(yīng)的拌和時(shí)間，使材料間能拌和均勻，從而消除粗細(xì)集料的離析現(xiàn)象；

（4）加強(qiáng)質(zhì)量教育，通過(guò)技術(shù)進(jìn)步和提高管理水平實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，杜絕投機(jī)取巧、偷工減科事件的發(fā)生，試驗(yàn)段確定松鋪系數(shù)時(shí)方法要正確，將下承層超出設(shè)計(jì)標(biāo)高的部分刮除，認(rèn)真執(zhí)行試驗(yàn)段總結(jié)的推鋪工藝和施工參數(shù)，夯錘振動(dòng)頻率、攤鋪機(jī)行走速度等參數(shù)嚴(yán)禁隨意更改。

3.路面穩(wěn)定性控制。

穩(wěn)定性主要是指路面在不同的氣候條件下能保持應(yīng)有的強(qiáng)度，特別是對(duì)于瀝青路面來(lái)講，在夏天溫度比較高的天氣下，瀝肯會(huì)受熱變軟，當(dāng)車輛行駛過(guò)后就會(huì)出現(xiàn)沉陷，車轍等現(xiàn)象；在冬季時(shí)瀝青會(huì)受冷收縮，也會(huì)出現(xiàn)裂縫等不良情況。

對(duì)于路面穩(wěn)定性不足的問(wèn)題，采用以下指施：

（1）在土質(zhì)情況復(fù)雜，特別是淤泥質(zhì)等土體c 值很小的情況下，可以通過(guò)加固土體的施工，或進(jìn)行預(yù)壓，夯實(shí)的方法事先對(duì)土體進(jìn)行固結(jié)處理。對(duì)于地下水較淺的可以通過(guò)降水，或者阻隔地下水的處理措施。

（2）對(duì)于氣候條件的影響，最好通過(guò)材料上配合比的優(yōu)化和施工工藝的改進(jìn)來(lái)進(jìn)行，比如在瀝青的填充率上可以適當(dāng)?shù)亟档停詼p少在高溫條件下的膨脹，從而溢出表面。在施工工藝品上，要定期檢查拌和機(jī)的計(jì)量設(shè)備，提升其自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)。

4.路基不均勻沉降控制。

施工過(guò)程中，為了避免填方路基發(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象，采取了技術(shù)技術(shù)控制措施，并建立了沉降監(jiān)控系統(tǒng)。

（1）加強(qiáng)填筑用土的質(zhì)量檢測(cè)，經(jīng)常取樣，檢測(cè)土的顆粒、有機(jī)質(zhì)含量、液塑限、承載比（CBR）等參數(shù)，不符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的，堅(jiān)決不允許適用。

（2）對(duì)路基橫向填挖結(jié)合部位：將結(jié)合處挖方段下挖150cm，并依次做臺(tái)階，臺(tái)階寬1m，高為一個(gè)土方填筑厚層。每個(gè)臺(tái)階與填方整體填筑碾壓。150cm 層面按94%控制壓實(shí)度，150cm 以上按96%控制壓實(shí)度。

（3）嚴(yán)格控制路基填筑厚度，每層上土完成后，檢查松鋪厚度，對(duì)于過(guò)厚的部位，及時(shí)予以挖除。

（4）嚴(yán)格控制路基壓實(shí)工序，要求施工管理、技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工，監(jiān)理單位經(jīng)常巡視碾壓段落，重點(diǎn)部位進(jìn)行旁站，建設(shè)單位管理人員也經(jīng)常到路基碾壓現(xiàn)場(chǎng)查看。

（5）開展沉降監(jiān)測(cè)。其觀測(cè)頻率設(shè)置為石灰土路基每填筑層觀測(cè)1 次，如相鄰兩層填筑時(shí)間間隔較長(zhǎng)時(shí)，至少每3 天觀測(cè)1 次，在路基整體完成后，每半月觀測(cè)1 次。

在每個(gè)觀測(cè)面，設(shè)置3 個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別位于左路基邊緣、路基中心、右路基邊緣。

根據(jù)技術(shù)規(guī)范，施工過(guò)程中，路基中心處沉降速率每晝夜不能大于10～15mm，完工后連續(xù)2 個(gè)月觀測(cè)每月沉降量不大于5mm 路基沉降采用預(yù)埋沉降板（含標(biāo)尺）結(jié)合高精度水準(zhǔn)儀聯(lián)合測(cè)定、通過(guò)上述措施，該一級(jí)公路路基路面施工質(zhì)量符合要求，順利通過(guò)交竣工驗(yàn)收，投入使用至今已有六年，未發(fā)現(xiàn)路基路面不均勻沉降導(dǎo)致的縱向裂縫問(wèn)題。

五、結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)分析路面施工過(guò)程中遇到的質(zhì)量問(wèn)題；路基強(qiáng)度不足。路面厚度不夠、路面沉降等，在地質(zhì)不良地區(qū)道路施工過(guò)程中，土的固結(jié)還沒(méi)有完成，存在著不同大小的沉降。施工過(guò)程中容易出現(xiàn)的一些問(wèn)題，對(duì)路基強(qiáng)度，路面平整度等方面進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的施工解決力案，以期為今后在道路施工中遇到相似的工程情況提供參考借鑒意見(jiàn)。