公路路基路面设计中的软基处理研究

公路路基路面设计中的软基处理研究

刘立明

国家林业和草原局重点国有林区森林资源监测中心，黑龙江大兴安岭165000

摘要：公路建设中，路基作为支撑路面结构的基础，其稳定性直接影响到整个道路系统的性能与寿命。然而，在实际工程实践中，时常会遇到地质条件复杂的软土地基，其承载力低、变形大、沉降不均匀等问题给路基路面设计带来了严峻挑战。软基处理作为解决此类问题的核心技术手段，其研究与应用对于提升公路工程质量、保障运营安全、节约建设成本具有重大意义。本文主要对公路路基路面设计中的软基处理进行研究，提出相关建议。

关键词：公路路基；路面；软基处理；研究

一、理论研究与技术革新

理论研究与技术革新是推动公路路基路面设计中软基处理技术进步的核心驱动力。首先，深化地质力学理论研究是理解与有效应对软基问题的基础。这包括对软基土体的物理性质（如颗粒组成、密度、含水量等）、力学特性、水文地质特性（如渗透性、地下水位、毛细现象等）以及固结特性（如固结系数、固结速率、超静孔隙水压力消散规律等）进行全面而深入的研究[1]。这些理论研究不仅有助于揭示软基的内在行为规律，而且为准确预测软基在荷载作用下的沉降量、沉降速率、稳定状态以及承载能力提供了坚实的科学依据。通过理论模型的建立与数值模拟，可以对软基处理前后路基的力学响应进行量化评估，为设计优化提供精确指导。

其次，研发新型处理技术是提升软基处理效果、降低成本、减小环境影响的关键。针对不同类型的软基（如淤泥、沼泽土、饱和砂土、膨胀土等），应积极研发和推广应用新型加固、改良、置换技术。例如，新型固化剂（如改性石灰、水泥、粉煤灰、生物质胶凝材料等）能够通过化学反应或物理作用改变软基土体的结构和性能，显著提高其强度、刚度和抗渗性；生物改良法（如微生物固化、植物根系加固等）利用生物活性物质或植物生长过程中的生理代谢作用改善土体性质，具有绿色、环保、长效等优点；深层搅拌桩（如水泥土搅拌桩、石灰土搅拌桩等）通过机械搅拌将固化剂与软基土体充分混合，形成具有良好力学性能的复合地基，适用于大面积深厚软基的处理。这些新型技术的研发与应用，既丰富了软基处理的技术手段，也为应对复杂工程条件、满足多元化需求提供了更多选择。

最后，在实际工程中，单一的处理技术往往难以兼顾所有设计目标和工程约束，而将多种技术合理搭配、协同使用，可以实现优势互补、短板互补，达到事半功倍的效果。例如，将预压固结法与桩基础相结合，通过预压使软基提前发生大部分沉降，再设置桩基础以增强路基的整体稳定性，这种“先固后支”的组合方式既能有效控制工后沉降，又能确保路基具备足够的承载力；又如在换填法的基础上辅以排水措施（如砂垫层、盲沟、塑料排水板等），通过加速软基土体中多余水分的排出，加快固结过程，进一步提高换填材料的承载性能和路基的整体稳定性。通过深入研究各类软基处理技术的协同效应，开发出针对性强、适应性广的综合处理方案，对于提升公路路基路面设计水平、保障道路工程质量和长期服役性能具有重要意义。

二、现场调查与数据分析

现场调查与数据分析是确保公路路基路面设计中软基处理科学性、精准性和实效性的必要手段。首先，强化地质勘察是获取软基详细信息、准确判断其性质与特征的首要步骤。在实际工作中，应采用先进的物探技术（如地震波探测、电磁法、地质雷达等）进行非破坏性探测，快速、准确地识别软基的分布范围、埋深、厚度以及与周围岩土体的界面情况。同时，配合原位测试（如静力触探、十字板剪切试验、旁压试验等）和室内试验（如直剪试验、三轴压缩试验、渗透试验等），对软基的物理力学性质（如含水量、孔隙比、压缩系数、抗剪强度、渗透系数等）进行深入测定，为设计提供详实、可靠的数据支持。这些精确的地质勘察数据能够帮助工程师准确判断软基类型、评价其工程特性，为选择合适的处理方法、确定合理的处理参数提供坚实依据[2]。

其次，建立数据库与模型是整合软基处理知识资源、提升设计与决策效率的有效工具。通过系统收集整理大量的软基处理工程实例，构建包含地质条件、处理方法、施工参数、监测数据、处理效果等多维度信息的数据库，可为科研人员和工程技术人员提供丰富的参考资料和案例库。在此基础上，运用统计分析、数据挖掘、人工智能等现代信息技术，对数据库中的海量数据进行深度挖掘和智能分析，揭示软基处理效果与各种影响因素之间的内在关联和规律，进而构建具有预测功能的软基处理效果预测模型。这类模型不仅可以辅助设计人员在项目初期快速筛选和优化处理方案，还能为施工过程中的实时调整和后期维护提供科学依据，大大提升了软基处理工作的精细化、智能化水平。

三、环境友好与资源节约

环境友好与资源节约是公路路基路面设计中软基处理研究的重要导向，旨在通过技术创新和设计理念的转变，实现工程与生态环境的和谐共存，同时最大限度地节约资源、降低环境污染。在绿色处理技术研发方面，鼓励科研机构、企业和工程技术人员积极探索并推广低碳、节能、低污染的软基处理技术。例如，生物固化技术利用微生物、植物提取物等生物活性物质与软基土体发生生化反应，改变其微观结构，提升强度和稳定性，相较于传统化学加固方法，其碳排放更低，且对周边环境影响较小。生态袋作为一种新型生态护坡材料，内部填充适宜种植土和草种，既可作为软基防护结构，又可实现绿化覆盖，兼具工程功能与生态价值。土壤固化剂则是通过添加特定化学物质，使软基土体在一定条件下发生硬化，形成具有较高强度和稳定性的固化体，其应用可以减少对天然砂石料的依赖，降低能耗和碳足迹

[3]。

废弃物资源化利用是软基处理领域实现循环经济、节约资源的重要途径。研究和实践表明，部分建筑垃圾、工业废渣（如粉煤灰、矿渣、炉渣等）经过适当处理后，可以作为软基改良材料替代天然砂石或用于制作固化剂，既解决了废弃物处置难题，降低了环境污染风险，又降低了软基处理的成本。此外，这些废弃物资源往往具有良好的透水性和吸附性能，有助于改善软基土体的排水条件和稳定状态，进一步提升处理效果。生态修复与景观融合理念则倡导在软基处理设计中充分考虑自然生态系统恢复与保护，力求工程与环境相协调。在设计过程中，可结合场地条件，引入植被护坡、湿地系统等生态工程技术，如利用本土植物群落构建生态护坡，既增强边坡稳定性，又增加生物多样性；设置人工湿地，利用湿地植物和微生物净化地下水，减少软基处理过程中可能产生的污染物对地下水体的影响。

结语：公路路基路面设计中的软基处理是一个涉及地质力学、土木工程、环境科学等多个学科交叉的复杂课题。尽管当前软基处理技术已取得显著进展，但面对不断涌现的新材料、新技术、新需求，仍需持续开展基础理论研究、技术创新与工程实践探索，以期在未来构建更为高效、绿色、经济的软基处理解决方案，为我国乃至全球公路基础设施建设提供更强有力的技术支撑。

参考文献：

[1]逄锦程. 山区高速公路改扩建路线及路基路面设计要素研究[J]. 建筑机械, 2023, (09): 79-84.

[2]陈世刚. 探析公路路基路面设计[J]. 工程建设与设计, 2023, (14): 73-75.

[3]余玲枝. 改扩建公路路基路面设计优化措施分析[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2023, (16): 151-153.