山区高速公路路基稳定性的影响因素及施工措施

高速公路对于我国的经济建设发展起到了巨大的作用，是我国经济发展的重要基础。目前，国内对于高速公路的建设十分重视，投入了大量的人力财力保障高速公路网顺利建成，并达到高质量的标准。然而，在当前的高速公路网中，如山区、丘陵等地区，由于其独特的地理环境和特殊的气候条件，致使高速公路网中出现了极大的损坏。在这其中，很多都是由于在山区高速公路建设的过程中，没有对山区环境的地质、气候进行实地勘察，仍然采用以往的高速公路路基施工手段进行建设，不符合实际情况，导致山区高速公路的质量出现了很大问题，如路基排水、路基沉降等。本文旨在对山区高速公路路基稳定性影响因素进行探究，结合当前施工过程中的实际情况，对山区高速公路路基建设提出一些建议，为山区高速公路路基建设提供参考。

1　山区高速公路路基稳定性的影响因素

1.1　路基沉降影响因素分析

不同山区的地基土性质不同。本文选取贵州厦蓉高速格都段的路基建设作为研究对象，对路基沉降的成因进行分析。为了保证研究结果的准确性，对阜平高速公路的工程建设进行分析，计算在路堤填料、路堤高速相同的情况下，不同的山区地基土性质对路基稳定性的影响，计算结果见表1和表2。

表1　填石路基顶面最大沉降量

表2　填土路基顶面最大沉降量 

根据表1和表2数据情况可以得出，在路堤填料相同的情况下，山区高速公路路基沉降量最大的是亚粘土地基，而软质基岩地基的沉降量最小。这说明，在山区高速公路路基建设的过程中，对于亚粘土、碎石土等承载能力较差的地基土质需提高其变形模量，这样才能够保证路基沉降量得到有效降低。另外，在高速公路路基建设的过程中，很可能会遇到许多不同性质的地基土，这时应该尽量结合该地区的实际情况对其最大填土高度进行估算，保证路基沉降量在控制范围内，以此减少对路基稳定性的影响。

1.2　排水设施影响因素分析

山区高速公路由于自身环境的特殊原因，更容易受到地形和大气环流的影响，导致在山区区域中降水分布不均匀，存在很大程度的空间差异。此外，在夏季时，由于贵州地区属于亚热带季风气候，雨季降水量十分充足，导致山区区域内容易发生积水现象，从而导致高速公路路基发生损坏。由于导致山区高速公路路基排水设施故障的因素有很多，本文将大大小小的因素归为两类：一类为在高速公路路基建设施工过程中采用了不合理的建设手段，导致高速公路路基排水设施出现问题，不符合该地区的实际情况；另一类则是由于地下水、降水、地貌等外部自然环境的影响，导致高速公路路基排水设施出现问题，影响高速公路的使用寿命，从而导致高速公路路基的稳定性受到影响。

在大多数情况下，通常都是由于地表水或者地下水渗入到路基中，从而对路基的土体湿度和应力产生影响，进而危害高速公路路基的稳定性，并对周围的山体产生滑动、冻胀等影响，危害高速公路上行驶车辆的安全。另外，地下水和地表水还会对路基强度造成一定影响，致使路面结构发生变化，影响路面的质量。地表水主要是由大强度的降水而导致的，在大强度的降水下，山区高速公路边坡会受到很大影响，从而出现泥石流、滑坡等情况，严重影响边坡和路基的稳定性。此外，经过大量的实地勘察，高速公路路基排水设施的影响因素主要有溢流冲刷、基础失稳等。

2　山区高速公路路基的基本施工要求

在现代高速公路网中，山区高速公路的建设成为发展高速公路网的重要组成部分。尤其是在贵州、云南等高原山地较多的地区，要想保证山区高速公路的建设质量，就必须保证山区高速公路路基的稳定性。而对于山区高速公路路基稳定性影响最大的，便是山区高速公路路基的施工质量。山区高速公路路基的基本施工要求如下：

2.1　稳定性

在山区高速公路路基的施工过程中，保证路基的稳定性是最为重要的。路基在修建成功以后，通常情况下，都将山区原本的地面的平衡状态，需要人为施工去保证地面的平衡。为了避免出现地基因为降水、沉降等因素的影响，必须要采取相应的施工措施稳定山区高速公路路基。如建设排水设施、支持设施等，都是利用了保证路基的整体稳定性防止路基稳定性受到影响。

2.2　路基的强度

路基的强度主要是指，在保证路基稳定性的前提下路基的抗变形能力。贵州的气候十分不稳定，很容易出现灾害性气候，而在山区高速公路路面上，由于行车荷载、路基自身重力以及各种自然因素的影响，路基更容易发生变形。既然变形不可避免，那么就需要尽量减小变形的范围、程度，将其控制允许的范围内。这就需要在建设的过程中对路基的强度进行估算，保证其强度能够适应该地区的自然环境。

2.3　路基温度抵抗能力

在山区高速公路路基中，由于地表水和地下水的渗入，路基强度会受到一定的影响。而在部分地区中，由于温度极低的缘故，很容易出现季节性冰冻地区，导致地基土体发生冻胀或者水分聚积的情况，从而造成路基的填土松软，使路基稳定性和强度受到很大影响、因此，在高速公路路基施工的过程中，应当对该地区最低气候进行分析，保证路基在最低温度的情况下，不会出现大规模冻胀，使路基的稳定性得到保证。

3　提高山区高速公路路基稳定性的施工措施

3.1　路基沉降预防措施

根据对于路基沉降产生因素的分析，对于相同高度的路基，施工时间的长短对于路基总沉降量的影响较小，差别大概在7%左右。而减少路基填筑的速率，则能够在有效时间内使路基因为自身重力而产生沉降或者压缩，有助于减小施工后的路基沉降量。此外，在施工过程中，选择合适的路面进行铺筑，有利于减少路基施工后沉降的大小，从而使路基沉降的维护费用降低。在路基稳定后，便可以在路基上铺设路面结构层，虽然会因为路基稳定而导致铺设的厚度增大，但是相较于以往的施工手段对路基沉降的控制更为深入，比采用底基层材料来重新填筑路基沉降更为经济适用。

3.2　排水设施设计

由于各地山区的地理环境不同，因此高速公路路基排水设施设计也都不一样。但是，在通常情况下，山区高速公路路基排水设计一般都包括水文分析、排水设计、水力计算等。本文结合当前高速公路路基常见的排水设施对此问题进行分析。

3.3　沟渠的选择

在高速公路路基排水设计中，沟渠的形状对于排水能力有着很大影响。通常情况下，山区高速公路都采用明沟渠，如土渠、浆砌片石沟等。在当前所有沟渠中，大部分都需要在施工过程中埋设圆管，也就是暗沟。对于暗沟而言，在设计的过程中，应当注意暗沟的清淤设计，必须满足防淤的基本标准，保证暗沟不被堵塞，从而保障排水设施的正常使用。

3.4　山区高速公路地表排水设施

在山区高速公路路基的设计过程中，地表排水设施十分重要。在目前高速公路中，常见的排水设施有排水沟、蒸发池、拦水带等。在对这些设施进行建设时，要结合地区的实际情况，避免因为排水设施的选择不当而导致排水设施无用，或者是影响高速公路路基的稳定性。

4　结语

综上所述，由于高速公路是国家重点建设工程，在建设山区高速公路时，要重点保护路基的稳定性，对于影响到高速公路路基质量的因素，要采用合理的防治手段，在不影响道路质量的前提下，尽可能地提高山区高速公路路基的稳定性。

参考文献

[1]张著．下穿隧道施工对山区高速公路路基稳定性影响的研究[D]．重庆：重庆大学，2014.

[2]李庆贺．山区高速公路路基排水技术研究[D]．西安：长安大学，2010.

（作者系遵义交通建设投资（集团）有限公司高级工程师）