道路沉降段路基路面设计要点分析

道路沉降段路基路面设计要点分析

刘华东

身份证号码：432502197408253815

摘要：随着我国交通基础设施建设的发展，交通运输需求的不断增加，道路建设在各类工程中占据了重要的地位，沉降段路基路面的设计，要求更高、更精细，道路沉降段是指地基承载力不足或不均匀沉降导致道路产生不均匀下沉现象的区域。在道路建设中，沉降段的设计不仅关乎施工的质量，更关乎道路的使用寿命和交通安全，尤其是高速公路在复杂地质条件下的沉降问题日益突出，承载力不足、软土、填挖交界及不均匀地基区域更为严重。沉降不仅影响路面平整度和行车安全，还易引发结构损坏与附属设施变形等问题。本文结合实践经验和相关规范，系统分析了沉降段路基与路面设计的关键要点，从沉降机理、地基处理、结构选型、厚度设计、材料使用等方面提出针对性策略，并通过典型工程总结经验。研究表明，精准的路基处理和合理的结构设计是保障沉降段道路长期稳定运营的关键，对提升设计质量和延长使用寿命具有更加重要的意义。

关键词：道路沉降；路基设计；路面结构；差异沉降控制；软土地基处理

引言

道路沉降问题在高速公路建设中日益突出，尤其在软土、高填方、老路改扩建、河流冲积带以及地质不均匀地区表现明显，对道路运行安全与养护成本带来巨大挑战。路基的不均匀沉降是导致路面开裂、错台、隆起及附属结构破坏的主要原因之一，其形成机理与地基土性质、填料类型、施工工艺及荷载作用密切相关。随着交通流量的不断增长和车辆轴载的不断提高，传统设计方法在应对沉降控制方面已逐渐暴露出局限性。因此，在路基与路面设计阶段就应充分识别沉降风险，并采取针对性技术手段加以预控。本文结合实际工程应用场景，围绕道路沉降段的设计需求，展开系统深入的技术分析，以期为类似项目的设计提供可借鉴的理论支撑和工程指导。

一、道路沉降的成因及工程表现分析

道路沉降通常由地基压缩、结构失衡、施工扰动及地下水变化等多种因素引起，其机制复杂且具有明显的时效性与空间差异性。在软土地区，沉降主要源于土体的天然压缩性、超静孔压的消散与重塑应力状态的形成，表现为初期快速沉降与后期缓慢沉降并存。在高填方或填挖结合段，不同工艺、填料与压实程度导致地基承载力差异，使得结构下沉速率不同，形成不均匀沉降。沉降不仅影响主线路面，也常伴随边坡失稳、排水系统破坏、涵洞接口变形等结构性问题。通过监测设备激光扫描、卫星遥感、地质雷达等现代化技术监测可见，在沉降明显的段落，路面裂缝以反射裂缝、纵向裂缝和错台为主，严重时可造成车道跨缝位移甚至沉陷车辙，影响行车安全。因此，必须在设计阶段针对具体沉降特征进行分层分类分析，明确设计控制指标，并配合先进设备实现沉降跟踪。

二、沉降段路基设计中的关键控制技术

路基作为路面结构的支撑平台，其在沉降段的稳定性与变形控制直接影响道路整体性能。在软基处理方面，应依据土质特征采取有针对性的加固方案，如堆载预压联合塑料排水板、CFG桩复合地基、加筋垫层、真空预压、搅拌桩加固等手段，以实现地基固结加速、强度提升与变形抑制。在高差地段，建议采用台阶式开挖回填控制分层沉降，同时设置过渡段分级加固，缓解沉降突变。在填挖交界处，可通过设置柔性连接结构或沉降缝以吸收位移差。在路基压实过程中，应提高质量控制标准，严格压实度与含水率控制，采用GPS摊铺与碾压系统加强过程可控性。设计过程中，还应充分利用地质勘察成果和历史沉降监测数据，结合区域经验参数，合理估算最终沉降量与不同工况下的沉降差，为后续路面结构设计提供可靠数据基础。

三、沉降段路面结构设计策略及构造优化

在沉降段的路面结构设计中，应坚持“柔中有刚、刚柔结合”的设计理念，确保结构的整体稳定与局部适应性，充分满足路面在不同沉降条件下的服务性能与耐久性要求。在结构形式选择上，柔性路面由于其较强的变形协调能力，适用于轻微不均匀沉降段，可有效缓解应力集中并延缓裂缝扩展；而复合式结构（半刚性基层+沥青面层）则适合中等沉降环境，兼具强度与一定柔性，在保证结构稳定性的同时具备一定的沉降适应能力；刚性路面则应慎用，除非通过设置加筋层或承载结构进行沉降隔离处理，以避免刚性板块因基础沉降不同步而开裂破坏。路面各结构层厚度设计应综合考虑沉降补偿系数、层间模量比、荷载扩散角度与施工偏差容忍度等因素，避免因厚度不足而导致应力集中、面层损坏和疲劳裂缝。同时，在沉降敏感区域应加设抗裂层、防水层或柔性垫层等缓冲构造，以增强结构层间的过渡性与适应性，提高整体延展性能。在局部沉降突变段，可设置工字型加筋结构或钢筋混凝土过渡段，提升结构刚度与抗裂性能，防止由于局部刚度突变造成破坏。在伸缩缝、排水系统及井盖等附属设施的布置设计中也应统筹考虑沉降适应要求，合理配置伸缩控制构造，避免设施错台或开裂影响行车安全，确保整条路线结构运行的统一性与可靠性，进而提升沉降段路面在实际运营中的综合性能表现。

四、沉降段设计中的材料选择与施工协同控制

材料选用对沉降段路基与路面的性能发挥具有决定性影响。填料应优先选择强度高、压缩性小、级配良好的粒状材料，必要时可掺加石灰、水泥、粉煤灰等稳定剂提高承载力。对于路面结构材料，面层应选用高粘结性、高抗裂性能的改性沥青，基层可采用强度高、模量适中的水泥稳定碎石或石灰粉煤灰稳定土，基层材料应具备一定柔性以缓冲下部沉降。为确保沉降控制设计意图的实现，施工过程中应严格依据设计控制点和规范标准实施，强化施工过程的质量监控与数据记录，尤其是地基沉降监测、回填压实度检验与结构层厚度复核。在软基段，沉降观测应贯穿施工全程，并设置观测阈值以判断是否需要二次加固或设计调整。此外，施工节奏应配合地基沉降的实际情况，避免快速加载引发附加沉降，应科学安排施工进度与荷载释放顺序，实现工程结构与地基变形的动态匹配。

五、工程案例分析与设计实践启示

在某高速公路工程中，项目段穿越软土沉降带，设计采用堆载预压与塑排联合加固地基，后期监测沉降达60%以上预估值后方启动路基填筑，有效减少了不均匀沉降。在该段路面结构中，设计采用双层SBS改性沥青面层+水泥稳定碎石基层+3%水泥改性土底基层组合结构，通过设置抗裂层与柔性垫层提升整体协调能力。在填挖结合段，设置5米过渡段与双层土工格栅缓冲处理，有效抑制错台与反射裂缝。此外，通过全过程施工期沉降监测系统实时控制施工荷载，确保结构在沉降稳定范围内受力。该项目实践表明，针对沉降段，需从“设计-施工-监测”全过程出发，注重因地制宜、系统优化与动态调整的协同机制，才能真正实现沉降控制与结构耐久性的统一。

结论

道路沉降问题在高速公路建设中不容忽视，其形成机制复杂，治理难度大，设计阶段的科学决策至关重要。本文从沉降成因出发，系统分析了沉降段路基与路面的设计要点，强调了因地制宜的地基处理技术、合理的结构层次设计、材料性能匹配以及施工期间沉降控制的协同关系。在今后的工程实践中，应持续加强沉降机理的研究，完善沉降预测与评估方法，推动智能化监测与设计系统的集成应用，提升工程适应复杂地质条件的能力。通过多学科融合与技术创新，可不断优化沉降段道路设计方案，为我国交通基础设施的安全、耐久、维护与可持续发展提供坚实的支撑，推动了公路工程建设的健康发展。

参考文献

[1] 张岚.道路桥梁沉降段路基路面施工技术[J].中国科技信息,2024,(23):38-40.

[2] 李照君.交通工程道路桥梁沉降段路基路面施工技术研究[J].时代汽车,2024,(21):193-195.

[3] 冯欣,顾成.改扩建道路路线、路基与路面设计要点分析[J].四川水泥,2024,(10):208-210.DOI:10.20198/j.cnki.scsn.2024.10.010.