孫堅(jiān)

（蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇南京 210000）

0 引言

高速公路作為公路交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。高速公路下面層結(jié)構(gòu)是保障高速公路安全和使用壽命的關(guān)鍵因素之一。然而，在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)和施工水平的不足，高速公路下面層結(jié)構(gòu)面臨著一系列問(wèn)題，如承載力不足、排水不暢、穩(wěn)定性差等。為解決這些問(wèn)題，必須采取有效的優(yōu)化措施，保障高速公路的順利建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。

1 高速公路下面層結(jié)構(gòu)的功能

下面層結(jié)構(gòu)是高速公路的基礎(chǔ)工程，是高速公路設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行的重要部分。通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合理選材，下面層結(jié)構(gòu)發(fā)揮多種功能，確保高速公路的安全、穩(wěn)定、舒適運(yùn)行。重點(diǎn)圍繞高速公路下面層結(jié)構(gòu)的功能進(jìn)行分析和討論。

1.1 承載荷載的功能

高速公路下面層結(jié)構(gòu)的主要功能之一是承載荷載，是支撐高速公路路面的重要基礎(chǔ)。承載荷載是指在高速公路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，由車輛荷載對(duì)路面施加的力量。在這種情況下，高速公路下面層結(jié)構(gòu)需要從路面向下傳遞荷載，使荷載均勻地分散在每一層結(jié)構(gòu)上，同時(shí)減小路面的振動(dòng)和破壞。下面層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及材料的選用對(duì)荷載承載能力的大小、穩(wěn)定性和均勻性有很大影響。因此，為保證高速公路的運(yùn)行和安全，下面層結(jié)構(gòu)必須具備足夠的承載能力和良好的可靠性[1]。

1.2 排水防水的功能

高速公路下面層結(jié)構(gòu)的另一個(gè)重要功能是排水防水。隨著大氣降水、高速公路施工過(guò)程中的水分及地下水的影響，高速公路下面層結(jié)構(gòu)中的水分滲透問(wèn)題日益突出。如果不能有效地排水、防水，就會(huì)影響高速公路在一些惡劣的氣候環(huán)境下的運(yùn)行效果。因此，高速公路下面層結(jié)構(gòu)必須具有良好的排水和防水功能的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，這些結(jié)構(gòu)包括：排水溝、排水管和各種滲透防水層等，通過(guò)這些結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)排水和防水，保證高速公路的安全和穩(wěn)定性。

1.3 穩(wěn)定支撐的功能

高速公路下面層結(jié)構(gòu)的另一個(gè)重要功能是穩(wěn)定支撐。這意味著下面層結(jié)構(gòu)必須能夠穩(wěn)定支撐上面的結(jié)構(gòu)，保證路面的平整度、垂直度、無(wú)裂縫等高要求。支撐性能與下面層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、架構(gòu)布局等有關(guān)。在下面層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須考慮到地質(zhì)條件、水文條件等一系列因素，對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。例如，在軟土地區(qū)的設(shè)計(jì)中，因軟土抗沉降能力差，可能需要更穩(wěn)固的支撐方式和更嚴(yán)格的參數(shù)控制[2]。

2 高速公路下面層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的弊端

高速公路是現(xiàn)代化交通建設(shè)不可或缺的一部分，而其下面層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)則是支撐整個(gè)公路系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵部分。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，該設(shè)計(jì)存在一些弊端。下面將從以下四個(gè)方面進(jìn)行論述，并提出相應(yīng)的解決策略。

2.1 設(shè)計(jì)理論偏離實(shí)際，缺乏足夠的技術(shù)支持

在高速公路下面層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，實(shí)際施工與設(shè)計(jì)理論存在一定脫節(jié)。盡管該設(shè)計(jì)從經(jīng)驗(yàn)到理論已經(jīng)得到不斷加強(qiáng)，但是由于復(fù)雜的土壤結(jié)構(gòu)、地下水位等問(wèn)題，實(shí)際施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到各種困難與挑戰(zhàn)，給設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)和不確定性。因此，設(shè)計(jì)理論與實(shí)際過(guò)程之間沒(méi)有深入結(jié)合，導(dǎo)致一些設(shè)計(jì)缺陷和施工質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。

解決策略：加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工與理論設(shè)計(jì)的結(jié)合，加強(qiáng)技術(shù)支持。為解決這個(gè)問(wèn)題，需要在實(shí)際高速公路建設(shè)過(guò)程中，加強(qiáng)實(shí)際施工與理論設(shè)計(jì)的結(jié)合。設(shè)計(jì)理論應(yīng)深入研究高速公路下面層結(jié)構(gòu)各項(xiàng)參數(shù)的優(yōu)化方案，同時(shí)在施工現(xiàn)場(chǎng)，開展相關(guān)崗位技術(shù)交流和培訓(xùn)，提高施工人員的專業(yè)技術(shù)水平。有效地加強(qiáng)技術(shù)支持，優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工效率，有效減少設(shè)計(jì)缺陷和施工質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。另外，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工與理論設(shè)計(jì)的結(jié)合不僅是一項(xiàng)技術(shù)問(wèn)題，也涉及一些管理和政策問(wèn)題，相關(guān)部門應(yīng)加大對(duì)高速公路建設(shè)和維護(hù)的投入與支持，提供良好的政策環(huán)境和切實(shí)可行的政策措施，為加強(qiáng)施工與設(shè)計(jì)的結(jié)合提供有力保障[3]。

2.2 過(guò)度依賴經(jīng)驗(yàn)和定型化施工，存在同質(zhì)化問(wèn)題

高速公路下面層結(jié)構(gòu)實(shí)際施工過(guò)程中，經(jīng)常使用一些近似模型和定型化的方案，這些模型和方案通常是根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的，具有一定的可行性和適應(yīng)性。然而，這種方式容易導(dǎo)致同質(zhì)化問(wèn)題出現(xiàn)，降低了高速公路下面層結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新性和個(gè)性化，而且這些模型和方案也容易受到其他因素的影響，比如工程地質(zhì)情況的變化、施工人員的素質(zhì)、設(shè)備等因素，容易影響高速公路下面層結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。

解決策略：強(qiáng)化科技和創(chuàng)新，加強(qiáng)定制化施工和質(zhì)量監(jiān)控。首先，需要強(qiáng)化科技創(chuàng)新，探究新型材料和技術(shù)，并挖掘全新的施工方案和模型，以創(chuàng)造更加實(shí)用和創(chuàng)新的設(shè)計(jì)。這樣可以提高施工的靈活性，使其更加符合現(xiàn)代化的建設(shè)要求。其次，需要加強(qiáng)定制化施工和質(zhì)量監(jiān)控，針對(duì)每個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體條件量身定制施工方案，并采取不同的建設(shè)模式和標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，需要加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)控，并對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，利用現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行巡檢，全面把握工程施工全過(guò)程的質(zhì)量指標(biāo)。這樣可以提高整個(gè)工程的施工質(zhì)量，降低出現(xiàn)問(wèn)題的概率。最后，需要注重溝通和協(xié)作，不僅是團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的協(xié)作，也包括與客戶和相關(guān)方面的協(xié)作。這可以更好地理解客戶和其他相關(guān)方的需求，避免出現(xiàn)不必要的問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的工程施工。

2.3 對(duì)環(huán)境和土地的保護(hù)不到位，對(duì)自然生態(tài)造成一定破壞

在高速公路下面層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，存在破壞自然生態(tài)環(huán)境的情況，給土地資源和水資源帶來(lái)不良影響。此外，大規(guī)模的破土、挖土和物資運(yùn)輸也會(huì)給大氣環(huán)境產(chǎn)生一定污染。

解決策略：加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)、改良技術(shù)措施。首先，在進(jìn)行路線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能減少對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和自然生態(tài)的影響，遵循“綠色施工”的原則，加強(qiáng)土地復(fù)墾、植樹護(hù)坡、水源保護(hù)等環(huán)保工作的投入。最大限度地減少施工過(guò)程對(duì)自然環(huán)境的破壞，同時(shí)還能保護(hù)生態(tài)環(huán)境，維護(hù)生態(tài)平衡。其次，在高速公路下面層結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中，可以采用先進(jìn)的污染清理技術(shù)，嚴(yán)格執(zhí)行強(qiáng)制性環(huán)保規(guī)定，以確保施工過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的污染最小化。最后，在施工完成后，還需要進(jìn)行環(huán)境恢復(fù)工作，恢復(fù)原有的生態(tài)狀態(tài)。

2.4 安全和維護(hù)工作不足，存在安全隱患

在高速公路下面層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，安全問(wèn)題一直是一大焦點(diǎn)。不僅在設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中需注意安全問(wèn)題，更重要的是在使用和維護(hù)過(guò)程中，也需要加強(qiáng)安全管理。

解決策略：加強(qiáng)安全管理和維護(hù)保養(yǎng)。首先，在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，必須合理設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施，采取合理的施工方法，加強(qiáng)旁站巡檢等，減少安全事故的發(fā)生。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要考慮到地震、風(fēng)化、水土流失等自然災(zāi)害以及車輛超載、超速行駛等人為因素帶來(lái)的影響，作出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。在施工過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)人員和設(shè)備的管理，嚴(yán)格遵守安全規(guī)章制度，以確保建設(shè)過(guò)程安全可控。其次，在公路使用期間，加強(qiáng)路面的檢測(cè)、維護(hù)和保養(yǎng)，并開展常規(guī)巡查和緊急維修等工作，確保道路的安全運(yùn)行。公路使用過(guò)程中，需要對(duì)路面進(jìn)行定期檢測(cè)和維護(hù)，及時(shí)修補(bǔ)路面各種缺陷，控制道路病害發(fā)展速度，確保路面平整、無(wú)凹凸，保證車輛安全行駛。同時(shí)，加強(qiáng)路面的清潔和排水工作，防止積水及積雪滯留，降低交通事故風(fēng)險(xiǎn)。最后，在公路使用過(guò)程中還需加強(qiáng)機(jī)電設(shè)施、交通標(biāo)志牌以及路燈等設(shè)施的維護(hù)管理，確保設(shè)施完好，達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，以防止設(shè)施失效而產(chǎn)生安全隱患。

3 基于實(shí)體工程的高速公路下面層結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

在設(shè)計(jì)實(shí)體工程的下面層結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案時(shí)，可以從以下四個(gè)方面入手：

3.1 選擇合適的基礎(chǔ)材料

實(shí)體工程的下面層結(jié)構(gòu)施工中，選用合適的基礎(chǔ)土工材料是非常重要的一環(huán)，直接影響結(jié)構(gòu)的承載能力和整體穩(wěn)定性。因此，進(jìn)行下面層結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)，需要綜合考慮地下水位、土層性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造等因素，選擇最適合的基礎(chǔ)土工材料。在實(shí)體工程中，基礎(chǔ)土工材料一般分為軟土和硬土兩類。軟土通常容易發(fā)生沉降、滲漏等問(wèn)題，因此在選用時(shí)需要特別注意。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，可以選擇防滲性能好的黏土作為基礎(chǔ)土工材料。黏土吸水能力很強(qiáng)，因此具有良好的防滲性能，可有效防止水分滲透到結(jié)構(gòu)下部，減緩乃至防止軟土發(fā)生沉降。此外，黏土還具有較好的黏結(jié)力和抗剪強(qiáng)度，有利于增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性。相對(duì)于其他軟土，黏土的穩(wěn)定性較高，不易發(fā)生沉降等問(wèn)題。硬土是指相對(duì)密實(shí)的土壤，通常具有較高的承載能力和穩(wěn)定性。在土層為砂質(zhì)土或礫石土?xí)r，可以選擇硬土來(lái)加固土體。硬土可以通過(guò)摻入水泥等膠結(jié)材料來(lái)提升其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使其具有更好的承載能力和抗側(cè)向變形性能。

此外，硬土可以有效防止沉降和滲漏等問(wèn)題，是比較可靠的基礎(chǔ)土工材料之一。根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的基礎(chǔ)土工材料非常重要。例如，在廣州新白云機(jī)場(chǎng)道路工程中，通過(guò)對(duì)地下水位、土層性質(zhì)等因素的分析，最終選擇黏土作為基礎(chǔ)土工材料，能夠保證道路工程的承載能力和穩(wěn)定性，防止軟土沉降、滲漏等問(wèn)題發(fā)生，同時(shí)也能增強(qiáng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，在選擇基礎(chǔ)土工材料時(shí)，需要綜合分析各種因素，以確保選用的基礎(chǔ)土工材料具有良好的防滲性能、承載能力和穩(wěn)定性。

3.2 改善土體的穩(wěn)定性

在實(shí)體工程的下面層結(jié)構(gòu)中，土體的穩(wěn)定性是關(guān)乎工程安全的重要因素。土體不穩(wěn)定會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的工程安全事故。因此，在進(jìn)行下面層結(jié)構(gòu)的優(yōu)化時(shí)，需要綜合考慮各種因素，采取有效措施改善土體的穩(wěn)定性，提升整體結(jié)構(gòu)的安全性。改善土體穩(wěn)定性的方法有多種，可以采用高強(qiáng)度的土工材料、增加土工格柵、搭設(shè)土工布等方式來(lái)加固土體。這些方法既可以有效提升土體的穩(wěn)定性，又能夠保證工程的可靠性和安全性。

例如，在某高速公路橋梁工程中，由于設(shè)計(jì)荷載較大，土體較容易產(chǎn)生不穩(wěn)定情況。經(jīng)過(guò)分析后，工程師決定采用增加土工格柵的方法來(lái)加固土體。這種方法不僅能夠提高土體的穩(wěn)定性，還能夠保證整個(gè)工程的安全可靠。同時(shí)，可以通過(guò)改變土體的結(jié)構(gòu)來(lái)提高其穩(wěn)定性。

此外，還可以采用一些先進(jìn)的技術(shù)來(lái)改善土體的穩(wěn)定性。比如，采用數(shù)值模擬技術(shù)可以在一定程度上預(yù)測(cè)土體的穩(wěn)定性，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施加以解決。這種方法可以大幅度提升土體的穩(wěn)定性，從而保障工程的安全性和可靠性。

3.3 提高排水性能

在實(shí)體工程的下面層結(jié)構(gòu)中，排水能力是至關(guān)重要的。這是因?yàn)槭茏匀粭l件影響，如降雨等，容易導(dǎo)致土體內(nèi)部積水，降低整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對(duì)于大多數(shù)實(shí)體工程而言，如高速公路、橋梁、建筑物等，在進(jìn)行下面層結(jié)構(gòu)的優(yōu)化時(shí)，需要重點(diǎn)考慮排水性能的提高。提高排水性能的方法包括采用排水管、填筑石子等。排水管可以將積水引導(dǎo)至指定的排水渠道，起到將水排出結(jié)構(gòu)的作用；填筑石子則可以提高土體的通透性，從而使土體內(nèi)部的積水得以更有效地排出。

另外，對(duì)于某些情況下需要對(duì)土體進(jìn)行加密或加強(qiáng)的結(jié)構(gòu)，也可以在填筑石子的同時(shí)，混入一定量的水泥或混凝土，以提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和堅(jiān)固度。例如，某一道路工程中采用了排水管和填筑石子的方法來(lái)提高排水性能。在經(jīng)歷了暴雨等極端天氣后，該工程的積水情況得到有效控制，土體內(nèi)部排水效果更佳，從而增加整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這種方法還可以用于其他實(shí)體工程，如大型水庫(kù)、廢棄物填埋場(chǎng)等。除了采用上述措施外，還可以通過(guò)改善土體的基本性質(zhì)來(lái)提高排水性能。例如，在進(jìn)行土體填筑前，對(duì)土體進(jìn)行相關(guān)處理，去除土體中的雜質(zhì)、提高土壤密度。使土體更堅(jiān)實(shí)，因此更加耐用，并且更容易排水。此外，在考慮提高排水性能的同時(shí)，還需要重視工程維護(hù)。對(duì)于一些長(zhǎng)期運(yùn)行的設(shè)施和工程，如水庫(kù)、大壩等，每年都需要進(jìn)行定期的維修和保養(yǎng)，以保持其良好的排水性能和穩(wěn)定性。

3.4 加強(qiáng)土體的強(qiáng)度

在高速公路下面層結(jié)構(gòu)的建設(shè)中，土體的強(qiáng)度是非常關(guān)鍵的性能指標(biāo)。這是由于土體強(qiáng)度會(huì)直接影響工程的承重能力和整體穩(wěn)定性。因此，為保證下面層結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，必須加強(qiáng)土體的強(qiáng)度能力。

首先，可以考慮加入適量的黏性土。黏性土是一種微粒大小介于黏土和砂之間的黏性土壤，黏性土的主要特點(diǎn)是吸水性好、抗壓性強(qiáng)，能夠有效提高土體的強(qiáng)度。當(dāng)黏性土被添加到混凝土中時(shí)，可以有效地提高混凝土的耐磨性和壓縮強(qiáng)度，使土體更加牢固。

其次，可以考慮增加土工格柵。土工格柵是一種新型的材料，其主要作用是增強(qiáng)土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。土工格柵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于施工，可以有效地抵抗土體裂縫和變形。當(dāng)土工格柵被應(yīng)用到深層土體中時(shí)，可以有效地加強(qiáng)土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使整體工程更加牢固可靠。

4 結(jié)語(yǔ)

高速公路下面層是保障公路安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要的因素，針對(duì)當(dāng)前存在的一些不足，基于實(shí)體工程高速公路下面層結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案具有重要的實(shí)踐意義和應(yīng)用前景。通過(guò)加強(qiáng)土體的穩(wěn)定性、提高排水性能和加強(qiáng)土體的強(qiáng)度等方法，可以有效提高高速公路下面層結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性，為高速公路的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的保障。