软基路段是什么意思啊
练伟钧 邓星鹤广东晶通公路工程建设集团有限公司 广东华路交通科技有限公司 公路交通安全与应急保障技术及装备交通运输行业研发中心摘 要：以某高速公路软基路段为研究样本，研究软基路段过渡路面结构，通过软基路段路用性能的跟踪观测，分析过渡路面结构设置的合理性、使用效果以及后续处理方案、介入时间的准确性，从而得到：软基因其自身的复杂性，在沉降观测判断其是否处于收敛状态时，需延长观测期以确认收敛状态；采用双层10 cm改性沥青混凝土或3层18 cm普通沥青混凝土作为过渡路面可取得较好的路用性能；沉降未完全收敛即恢复为原路面结构，工后继续沉降会影响路面行车舒适性。
关键词：高速公路;软基;过渡路面结构;应用研究;
过渡沥青路面是基于软土地基沉降稳定速率较慢，施工工期紧等原因而将路面分期修建的一种过渡路面。软基过渡路面结构的设置，可节约项目早期投资，保证路面在设计使用年限内，不因路基沉降而造成不必要的资金浪费，保证使用寿命，减少不良的社会影响，提高路面使用期内的服务质量[1]。对软基过渡路面结构设计的研究、应用效果分析总结等可为其他类似项目提供参考。
1 项目概况某高速公路双向六车道，路基宽度32 m, 设计速度120 km/h。全线共有2段软基，第1段地处江河冲击平原区，地表鱼塘密布，软土埋深一般为2.0～6.0 m, 软土厚度多为10～25 m, 局部路段层底埋深达40 m左右，软土层中多含有砂层和薄亚黏土层或淤泥与砂呈层状分布，长约12 km; 第2段软基多为山间软土，沉积年代新，埋深浅，含水率高、性质较差以及软土厚度大，长约5 km。
全线既有软基路段的处理方法：(1)采用袋装砂井 超载；(2)桥头或箱涵采用预应力管桩 袋装砂井；(3)部分工期紧、软土深厚的路段采用预应力管桩 袋装砂井。项目受征地拆迁以及工期紧迫等影响，既有软基段在卸载前，推算的工后沉降量仍然较大，经论证后，对路基进行以下处理：采用预抛高和局部旋喷注浆处理，在部分发生滑塌的特殊路段进行重新处理，裂缝路段铺设2 层土工格栅或格室；对于路面结构，则在不增加较多投资的情况下，变更路面结构，设计过渡路面，先确保全线通车，后续路基继续沉降，直至软基沉降收敛稳定后再恢复至主线原设计路面结构。
2 过渡路面结构设计主线路面结构为：4 cm GAC-13C改性沥青上面层 6 cm GAC-20C改性沥青中面层 8 cm GAC-25C普通沥青下面层 36 cm水泥稳定碎石基层 20 cm水泥稳定碎石底基层。主线路段路面结构属于广东近10年的典型路面结构。软基过渡路面，考虑3种过渡路面：对于施工期沉降较大采用双层10 cm改性沥青混凝土(双层改性)、三层18 cm普通沥青混凝土(三层普通);对于沉降较小的采取双层10 cm普通沥青混凝土(双层普通)。级配类型采用广东常用的GAC改进型连续密级配，基层和主线路段保持一致，见表1。
3 应用效果分析(1)使用环境条件分析。主要从路面所处温湿度环境、交通量情况进行分析。本项目通车后前3年，交通量等级为轻等级交通，随后交通量快速增长，第4年增长为中等级交通，其中四、五类重车占比约为20%。
表1 软基过渡路段路面结构
过渡结构
结构1
结构2
结构3
上面层
4 cm GAC-13C(改性沥青)
4 cm GAC-13C(普通沥青)
4 cm GAC-13C(普通沥青)
中面层
6 cm GAC-20C(改性沥青)
6 cm GAC-20C(普通沥青)
6 cm GAC-20C(普通沥青)
下面层
-
8 cm GAC-25C(普通沥青)
-
基层
36 cm 3.5 MPa水泥稳定碎石
底基层
20 cm 2.5 MPa水泥稳定碎石
备注
施工期沉降较大
施工期沉降较大
施工期沉降相对较小
沥青材料是一种典型的温度敏感性材料，温度对沥青路面的承载能力和使用性能有显著的影响[2],甚至沥青路面的各种常见损坏，也直接或间接与路面温度分布状况有关[3],因此对路面结构层温度分布特点及变化规律的监测显得极为重要。路面结构的湿度则直接影响着路基、路面稳定和安全，如湿度增大，路基强度与刚度降低则引起沥青层因路基变形而导致疲劳开裂，水稳基层层底拉应力增大等。本项目对过渡路面结构的温湿度状况进行监控分析，见图1和图2。由图1和图2可以看出：①项目当地常年降雨量5月～8月月平均降雨量较多，为210～266 mm, 其中以5月平均降雨量最多，为266.2 mm, 10月～次年3月月平均降雨量较小，一般不超过90 mm; ②4月～7月最长连续降雨天数均大于20 d, 其中自6月～8月最长连续降雨时间达39 d; ③降雨会影响路基湿度，在雨量不大，持续时间不长的情况下，路基短期湿度增长不明显，但随着时间的延长(约30 d内),路基湿度会呈现缓慢的线性增长。
图1 研究样本所处地区降雨情况
图2 降雨量与路基湿度的关系
样本所处气温状况和路面结构层温度见图3和图4。由图3和图4可以看出：①监测当天最高气温达40℃,且30～40℃气温持续时间长达8 h以上，另据有关研究表明，广东沥青路面最高温度可达70℃左右[4];②上、中、下面层底部最高温度分别达50.5℃、46.2℃、45.9℃,沿深度方向大体呈现最高温度依次降低的形态，另温度达最高时间分别在14:00、15:30、15:30,这和热量的从上往下的传导有关；③当地月平均最高气温在7月和8月，平均月最高气温为33.3℃,历史极端月最高气温处于8月，为38.7℃,当月持续高温天数为21 d, 月平均最高气温在30℃以上的时间长达4个月(6月～10月),当地年最低气温处于1月，1月平均最低气温为11.2℃,历史极端月最低气温处于1月，为-1℃。
(2)路面性能衰变情况。过渡路面相关路用性能主要包括车辙深度、平整度、破损状况以及路面结构强度等，现对过渡路面性能衰变情况进行分析，见图5～图7。
图3 研究样本所处地区气温状况
图4 结构层气温监测情况
图5 车辙深度发展状况
图6 平整度发展状况
图7 路面结构强度发展状况
①由图5可看出，3种过渡路面使用4年，双层改性车辙深度发展缓慢，4年后车辙深度为5.7 mm, 呈轻微车辙病害；三层普通车辙深度发展速率相对要快，4年后达8.1 mm; 双层普通车辙深度发展最为迅速，4年后达9.4 mm。在高温稳定性方面，双层改性可达到广东高速公路典型结构(双层改性 单层普通沥青混凝土)的效果；采用双层普通车辙深度远大于双层改性，且双层普通高温稳定性最差。
②由图6可看出，3种过渡路面初始平整度均为1.0 m/km左右，经过4年通车营运以及路面持续沉降后，三层普通平整度要优于双层普通和双层改性，双层改性和双层普通平整度发展规律较为相似。即，对于软基路段沥青铺装结构的平整度，路面厚度为最主要影响因素。
③由图7可看出，3种过渡路面在使用4年，双层改性代表弯沉由16.8(0.01 mm)逐渐增加至第3年20.3(0.01 mm),第4年降至19.3(0.01 mm),可认为路面结构强度前3年衰减，第4年稳定；三层普通代表弯沉峰值出现在第2年，第3年即稳定；而双层普通代表弯沉持续增大，4年未出现峰值。从路面结构强度来分析，较厚的铺装、采用双层改性路面结构强度高。
(3)路面沉降情况。路面铺筑后，每2个月观测1次路面沉降情况，共计观测30个月。观测期内沉降发展状况见图8～图10。
图8 双层普通沉降发展状况
图9 三层普通沉降发展状况
图10 双层改性沉降发展情况
①由图8可以看出，双层普通在通车第1年内，沉降速率以及沉降量均较大，路面出现较多程度不一的纵横向裂缝；第2年沉降速率约呈线性降低，路面病害进一步发展，局部位置裂缝两侧出现明显错台；第3年沉降速率进一步降低，并在第28个月后，沉降速率降低至0.05 mm/d, 趋于收敛稳定，累计沉降量175 mm, 路面裂缝在封缝后未进一步发展。
②由图9可以看出，三层普通42个月观测期内累计沉降125 mm, 总沉降量不大，但沉降速率在42个月内起伏变化，未达到完全收敛状态，42个月仍有0.17 mm/d。结合现场病害情况可知，沉降速率整体不大，三层普通路面仅有少量的横向裂缝，且横向裂缝处无错台。
③由图10可以看出，双层改性40个月内累计沉降94 mm, 36个月后沉降速率不大，但沉降依然未达到收敛状态。现场存在部分纵向裂缝，说明横向沉降存在不均匀情况。
4 恢复原设计结构后使用性能为配合全线进行竣工验收，过渡路面通车3.5年后进行恢复原设计路面结构施工，恢复前对过渡路面病害进行了较为彻底的处治。恢复为原路面设计后对路面病害、平整度、车辙深度、路面结构强度进行了连续3年的观测。
3种过渡路面在恢复原设计路面结构后，路面代表弯沉均有所增大，由最初的12～13(0.01 mm)发展至第3年的18～22(0.01 mm),且三者差异不大；3种过渡路面车辙深度在通车3年后均发展至5.0～5.3 mm,即仅有轻微车辙病害。由表观以及平整度数据可知：3种过渡路面在恢复原路面设计后，路面继续沉降，但未出现反射裂缝；双层普通路面在恢复原设计结构后，IRI第1年为1.1 m/km,第2年发展至1.8 m/km,第3年达2.1 m/km,其余2种路面结构平整度衰减相对缓慢，第3年IRI值为1.5 m/km;由此推测，双层普通路面结构在恢复原设计路面结构后的第3年才处于收敛状态。
5结语(1)针对软土地基沉降稳定速率较慢，铺筑过渡路面结构先行通车的做法可行。
(2)降雨会影响路基湿度，在雨量不大，持续时间不长的情况下，路基短期湿度增长不明显，但随着时间的延长，路基湿度会呈现缓慢的线性增长。
(3)双层改性、双层普通、三层普通路面结构用于软基过渡路面结构合适，采用双层改性、三层普通路面结构能获得更好的路用性能。
(4)路面弯沉在反映路面结构强度上可作为参考，在路面结构差异较大的情况下，弯沉可以反映路面结构强度的差异；而在路面结构一致，地基状况差异较大的情况下，弯沉对路面结构强度的反映并不明显。
(5)过渡结构沉降观测，在判断收敛与否可适当延长观测期，确认沉降处于收敛状态，以正确指导后期施工决策。
参考文献[1] 刘同宾.软土路基过渡式沥青路面研究[D].南昌：华东交通大学，2017.
[2] 宋小金，樊亮.沥青路面结构温度随深度变化规律研究[J].土木工程学报，2017,50(9):110-117.
[3] 徐立红，陈京钰.不同沥青路面结构温度场研究[J].公路工程，2009,34(2):53-59.
[4] 黄乔森.广东地区高PG等级改性沥青研制及混合料性能研究[D].西安：长安大学，2019.
