公路多年冻土区路基填筑施工技术研究

段旭

摘要：冻土区路基填筑施工技术填筑一般为单层级，填筑范围受限制，容易导致后期施工路基的承压强度降低，为此对公路多年冻土区路基填筑施工技术进行研究很有必要。简述工程概况，根据实际的填筑需求及标准，进行基底处理，以多层级的方式，进行多层级填筑和摊铺平整处理，然后进行碾压夯实、检验验证。对5个路段进行测定，分3个阶段对冻土位置路基的填筑处理，测定得出的承压强度均可以达到120kPa，说明此种填筑技术的应用效果更佳，填筑的范围及路基的关联紧密度较高，施工效果更好，具有一定的应用价值。

关键词：公路冻土；路基填筑；夯实；深基坑；公路层级

0   引言

多年冻土实际上指的是冻结处于持续的状态，且冻结时间在2年或2年以上的土壤及岩石[1]。公路出现冻土的情况较为少见，一般发生在西部高山、青藏高原或者东北大、小兴安岭区域地区，根据地区不同土壤冻胀程度也有所不同[2]。

多年冻土对于公路路基的填筑处理会产生极大影响，严重的甚至会导致路基下设的承接结构出现下沉、裂缝甚至断裂等问题，影响后续的施工建设，埋下不可估量的安全隐患[3]。传统的冻土区路基填筑施工技術多为单方向的，虽然可以实现预期的填筑处理目标，但填筑位置及体系无法精准确定，施工过程中也存在较多的限制条件，阻碍填筑环节的执行。为此本文对公路多年冻土区路基填筑施工技术的设计与验证展开研究。

为确保最终施工结果的稳定与安全，选定实际工程作为测定的目标对象，明确多年冻土的区域，并将其划分为多层级的施工处理单元。结合可能出现的路基防冻胀、融沉等情况，构建更加灵活、多变的填筑方案，应用最新的填筑技术，提高路基自身的防冻胀效果[4]。

此外，采用预估分级的方式，对多年冻土区的路基进行沉降测定，通过XPS保温板＋换填碎石的方式，对路基进行加固保温处理，更好地进行隔水、防冻，以提高路基填筑的效率及质量，为后续的建设施工奠定基础环境[5]。

1   工程概况

考虑到最终测试结果的真实性与可靠性，采用对比的方式展开分析。选定G工程作为测试的主要目标对象，其桩号为DK1100+450～DK1101+300[6]。

选定的路段为多年冻土腹地，虽然公路的建设较为完整，但由于不良地质及多年冻土导致建设难度增大。线路属于低温稳定冻土区，经过专业的设备及装置探测得知，该区域路段的冻土上限为1.5～4.5m，高程值为11.35m。遵循多年冻土的保护原则，选择该路线中的5个路段进行测定。

其中 DK1100+450～DK1101+300段属低温稳定冻土区，表层厚度大致在0.3～3.5m之间，冻土的土质均匀、硬塑，在施工处理的过程中可测到存在冻胀、冻裂的情况[7]。3.5m以上则为特强冻胀区域，给路基的填筑造成了极为困难。

此外，由于冻土质量比正常的土壤大，该路段的冻土问题一定程度上可能会导致路基填筑区域出现移位或者下沉等问题。施工会增加路基填筑的承载压力，下设的承压结构及路基层容易出现偏移，再加上碎砾石过渡层和中粗砂反滤层较为薄弱，填筑工作更难执行，为此需针对该工程的施工概况，设计具体的公路多年冻土区路基填筑施工技术。

2   多年冻土区路基填筑施工技术设计

2.1   基底处理

多年冻土公路路基的填筑是较为困难且繁琐的，需要大量的专业性设备予以辅助处理，以确保施工填筑的稳定性与安全性。

进行施工之前，需先进行基底处理。对冻土的位置作出标记，将公路划分为多个单元路段，测定出当前的高程值为6.5m，利用重型压路机将公路冻土的位置先进行压实处理。

随即以此为基础，测定路段的斜坡横坡＜6.5m时，按设计深度翻挖公路路基位置，设定搭建一定的内倾台阶。当路基内置支撑结构出现时，在四周搭建辅助支撑架子，增加路基的填筑高度，确保此时的高程值在7.5m以上。接下来对填筑的相关指标及参数进行设置，如表1所示。

根据表1数据，完成对路基填筑相关指标及参数的设置。然后根据当前路基的填筑需求及标准，设置初始的监测节点，在各个节点之间建立起正向关系，便于数据及信息汇总整合。

2.2   多层级填筑和摊铺平整处理

对路基进行分层级填筑，同时采用摊铺平整处理的方式，增加公路路基的稳定性和安全性，延长其使用寿命。

2.2.1   填筑参数确定

填筑过程中，对于冻土区段设定的压实区域必须合理，可根据横向全宽，在路基每边增加大概0.5m作为预留压实区域。

填料主要由块石、卵石以及砂砾石等组成，需满足防冻胀的细化性要求。这些石块通常会经破碎筛选，通过水洗法测定其内置的细颗粒料含量，确定其含量小于5%之后方可使用。石料选定之后，可进行松铺厚度的计算，具体公式如下：

（1）

式中：G表示松铺厚度，m表示堆叠范围，v表示松铺系数，n表示单元距离，u表示压实次数。

完成对松铺厚度的计算后，依据该数值，调整路基的压实厚度，控制松铺系数在1.12～1.16之间最佳。

2.2.2   多层级填筑处理要点

以此为基础，进行多层级填筑处理。多层级填筑处理结构如图1所示。完成对多层级填筑处理结构的设计与分析后，以此为基础，综合填筑的要求，进行方格网式处理，通过方格网来分层控制路基的具体填料量。

施工过程中，逐步控制摊铺的实际厚度，保证填料压实性。可利用推土机沿路堤初平处理，由中间向两侧压实3～5遍，配合低垫高铲的处理方式，将填筑位置的余料清理好，实现摊铺平整的目标。

2.3   碾压夯实与检验签证

路基摊铺整平之后，需要先检查平整度是否满足初始设定的要求。与此同时，通过专业的设备及装置，计算出土体实际含水量，具体如公式（2）所示：

（2）

式中：Q表示路基实际含水量，π表示摊铺单元值，κ表示连续振压次数，  表示压实度，ψ表示转换填筑比。

根据上述测定，完成对路基实际含水量的计算。通常情况下，在进行碾压夯实之前，路基填筑位置内部的含水度不得超过2%。如果含水量过大，需要排水处理。如果含水量在2%以下，则可以进行立即碾压，否则要予以洒水闷料或晾晒。

碾压过程中，一般先连续静压2遍，通过振压设备再处理8～9次，待到路基完全压实之后，进行检验签证。此时需要对路基的压实度进行自检测，如果不合格立即补压。如果自检确认合格，则需要对各个环节及位置指标及数值进行分析，符合标准之后，即完成检测签证。

2.4   路拱整修

進行路拱整修，需按照填筑的要求构建路拱。其厚度需要进行合理设置，结合实际的数据，按下式计算出具体值：

（3）

式中：W表示路拱厚度， 和  分别表示初始填筑空间和实际的填筑空间，o表示堆叠范围， 表示复合范围。根据设定得出路拱厚度，同时结合实际的填筑要求，分层进行处理。

2.5   注意事项

在进行填筑过程中，路拱厚度的设置与调整必须与实际的建设情况进行融合，以便构建更加灵活、多变的填筑结构。同时，利用设置的填筑监测节点采集实时的数据和信息，根据采集采用多项措施进行处理，最大程度降低路基填筑时出现的沉降、断裂等问题，消除安全隐患。

路基填筑成型后，需对路基边坡整理，进行取土坑布置，构建排水通道，使水能够顺利排出，降低冻土、冻胀等问题的形成概率。

3   实例效果分析

根据上述设计与市政测定，结合G工程的实际建设施工需求，对公路多年冻土区路基填筑施工技术的实际应用效果进行分析与验证研究。经过冻土路基的填筑处理之后，最终测定的出路基承压强度可按下式计算：

（4）

式中：F表示路基承压强度，h表示路基面积，b表示单元区域荷载值，μ表示受压面积。根据上述设定，完成对测试结果的分析。测试结果比对分析如图2所示。

由图2可知，对5个路段进行测定，分3个阶段对冻土位置路基的填筑处理，测定得出的承压强度均可以达到120kPa，说明此种填筑技术的应用效果更佳，填筑的范围及路基的关联紧密度较高，施工效果更好，具有一定的应用价值。

4   结束语

冻土区路基填筑施工技术填筑一般为单层级，填筑范围受限制，容易导致后期施工路基的承压强度降低。为确保最终施工结果的稳定与安全，选定实际工程作为测定的目标对象，明确多年冻土的区域，并将其划分为多层级的施工处理单元。

结合可能出现的路基防冻胀、融沉等情况，构建更加灵活、多变的填筑方案，应用最新的填筑技术，提高路基自身的防冻胀效果

对5个路段进行测定，分3个阶段对冻土位置路基的填筑处理，测定得出的承压强度均可以达到120kPa，说明此种填筑技术的应用效果更佳，填筑的范围及路基的关联紧密度较高，施工效果更好，具有一定的应用价值。

参考文献

[1] 雷志高，刘双春.某市高速公路A支线工程砂性土路基填

筑施工技术研究[J].工程技术研究，2023，8（3）：86-88.

[2] 梁轩.贵隆高速公路建设中的高液限土路基填筑施工技术

分析[J].工程技术研究，2023，8（3）：89-91.

[3] 韩飞.石灰改良膨胀土集中预拌路拌法填筑路基施工技术

[J].交通世界，2022（27）：90-92.

[4] 马钰.强夯施工技术在市政道路路基填筑中的应用：以杭

甬复线威海互通连接线一期工程项目为例[J].工程技术研

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[5] 魏盼业.高速公路石灰改良土路基填筑技术的施工对策[J].

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[6] 颜庆宇.深季节冻土湿地地区路基冻胀影响因素及抗冻胀

填料施工关键技术研究[J].低碳世界，2021，11（4）：294-295+

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[7] 高政，王丽群，赵利东，等.高纬度岛状多年冻土区公路路

基施工技术分析[J].市政技术，2021，39（1）：29-32+36.