蘭志忠
(中交四公局第二工程有限公司 北京市 101100)
公路工程的運行功能、舒適程度、安全系數(shù)、壽命周期很大程度上決定于路基路面的質(zhì)量水平,為了提升這一質(zhì)量,降低路基路面病害問題顯得尤為重要,而相應(yīng)的檢測和養(yǎng)護措施是實現(xiàn)病害控制的重要途徑,對于保障公路工程運行水平有著重要意義。
一般來說,公路工程運行幾年后會發(fā)現(xiàn)有路面裂縫現(xiàn)象出現(xiàn),特別是在夏季,由于氣溫偏高,再加上汽車行駛速度快,在路面與汽車車輪的摩擦作用下,會釋放出更多的熱量,使得瀝青路面裂縫問題加重,甚至出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損壞。
路面裂縫主要存在三種類型:①網(wǎng)狀裂紋;②縱向裂紋;③橫向裂紋;各自的產(chǎn)生機理是不同的,但是公路路基受力性能差是產(chǎn)生任何一種類型裂縫的原因之一。實際施工中,由于公路質(zhì)量不符合要求,路基與路面的壓實度不達標(biāo),再加上路面的荷載量超出承受范圍,會出現(xiàn)明顯的裂縫。
這一問題也是非常常見的。具體體現(xiàn)在路面上有非常明顯的車轍痕跡,嚴(yán)重的還存在凹陷現(xiàn)象。出現(xiàn)這一現(xiàn)象主要是由于,一方面路面材料的耐高溫能力不強,特別在高溫的夏季,在暴曬與高溫環(huán)境下,弱化了路面強度,從而產(chǎn)生車轍現(xiàn)象;另一方面,路基路面的承載能力與來自車輛的荷載力相差甚多,在無法承載的情況下就會發(fā)生沉降現(xiàn)象,從而出現(xiàn)車轍。
不均勻沉降的出現(xiàn),也主要是因為外界環(huán)境因素及車輛荷載的因素。針對這一問題,如果沒有盡快處理,會造成路面平整度明顯下降,影響車輛通行安全,甚至發(fā)生嚴(yán)重的交通事故。除此之外,施工中設(shè)備應(yīng)用、填料材料品質(zhì)、壓實處理工藝等也與發(fā)生路面不均勻沉降現(xiàn)象息息相關(guān)。
公路路面出現(xiàn)破壞的現(xiàn)象中,松散和坑槽也比較普遍,特別是長期服役的受損較嚴(yán)重的路面,這一問題更加突出。松散表現(xiàn)為,由于車輛荷載的作用及環(huán)境因素的影響,使得路面集料與整體結(jié)構(gòu)發(fā)生剝離,從而出現(xiàn)路面麻面??硬郾憩F(xiàn)為,受到雨水沖刷及車輛碾壓的影響,松懈的材料脫離路面,進而出現(xiàn)凹陷。
對松散及坑槽出現(xiàn)的原因進行分析,主要有三方面:①受到雨水沖洗作用,路面材料被侵蝕甚至遭受破壞;②混合料相互分離,當(dāng)超出受雨水沖刷的范圍則出現(xiàn)松散現(xiàn)象;③瀝青混合料應(yīng)用了酸性或中性石料,相應(yīng)的黏附性能低,禁受不住外界環(huán)境及雨水沖刷的作用影響,從而出現(xiàn)被破壞的現(xiàn)象,發(fā)生松散問題。通常來說,坑槽都是松散或剝落病害進一步發(fā)展而形成的。
探地雷達的構(gòu)成主要包括三大部分:①發(fā)射設(shè)備;②天線;③接收設(shè)備,這些設(shè)備部件之間具有相互獨立又相互影響的關(guān)系。具體檢測活動中,探地雷達的應(yīng)用原理為:先通過雷達天線發(fā)送與接收信號,然后向計算機傳送數(shù)據(jù)信息,再利用相關(guān)軟件對數(shù)據(jù)進行分析處理,從而獲得檢測數(shù)據(jù),為工作人員提供數(shù)據(jù)參考,使其了解路基路面的具體狀況,找到病害問題及具體原因,進而技術(shù)人員制定有針對性的修復(fù)方案。通過實踐發(fā)現(xiàn),探地雷達檢測數(shù)據(jù)精準(zhǔn),檢測效率高,有利于公路路基路面病害問題的識別與判斷,具有良好的應(yīng)用效益。比如,某公路項目中,針對路基路面采用探地雷達檢測手段,數(shù)據(jù)結(jié)果顯示其85%的路面可以達到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),其他部分存在不同程度的損害問題,需要進行處理或修復(fù)。
在公路工程中,想要評估路基路面的施工質(zhì)量、使用狀況、當(dāng)前路面破壞情況等,需要進行平整度的檢測,路基路面平整度檢測包含的內(nèi)容有多種,例如三濾式檢測法、連續(xù)式的平整度儀法等,其中三濾式檢測的效率不高,其檢測數(shù)據(jù)的精度也無法滿足工程需要。將連續(xù)式的平整度儀應(yīng)用在二級和以上的高速公路的路基路面平整度檢測中,不僅檢測針對性強,且檢測效率高,檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,與國際方面的平整度指標(biāo)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)較為相符。
2.2.1 連續(xù)式的平整度儀法
這一檢測方式在應(yīng)用中的操作起來相對復(fù)雜,但其檢測效率較高,可以提高檢測的針對性和連續(xù)性,進而檢測成效理想。一般來說,選擇運用現(xiàn)代化的信息處理技術(shù)可以更加智能化、自動化的分析路面的平整度標(biāo)準(zhǔn)差等相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo),并且可以為平整度偏差曲線的制定提供技術(shù)支撐,從而直觀、準(zhǔn)確的反映出路面的凹凸?fàn)顩r。
2.2.2 車載式顛簸累積儀法
這一檢測方式的應(yīng)用設(shè)備較為復(fù)雜,但操作較為方便,檢測效率相對而言較高。利用車載式顛簸累積儀能夠自動化采集檢測數(shù)據(jù),而且可以實現(xiàn)連續(xù)性的檢測,在測試實踐中,檢測結(jié)果能夠更精確高效的體現(xiàn)出具體的適應(yīng)性,但是,有一點需要關(guān)注,這一方式采用的過程中,需要嚴(yán)格控制檢測流程和標(biāo)準(zhǔn),這樣才能切實發(fā)揮車載式顛簸累積儀法的優(yōu)勢,保證數(shù)據(jù)結(jié)果有效。
對于路基路面強度試驗,重點在于分析研究路基路面的彎沉值。具體過程中,針對高速公路和以及高速公路,一般而言選擇利用自動式彎沉儀或落錘式彎沉儀來獲取相應(yīng)的彎沉值數(shù)據(jù),進而進行詳細分析,建立起與之相對應(yīng)的和貝克曼梁測定結(jié)果的對應(yīng)關(guān)系;而針對其他等級的公路,可以選擇利用貝克曼梁進行試驗測試。
2.3.1 采用貝克曼梁測定路面的回彈彎沉
貝克曼梁檢測是采用了杠桿原理制作杠桿式彎沉儀,從而實現(xiàn)彎沉測試,由于這一測試過程受到的外界及人為因素影響較大,檢測效率交底,檢測結(jié)果精度也尚有不足,所以不適合在公里里程較大的路面強度測試中。
2.3.2 落錘式彎沉儀針對路面的回彈彎沉進行檢測
落錘式彎沉儀作為一種脈沖動力彎沉儀,通過模擬汽車荷載對路面施加瞬時的沖擊作用,從而采集相應(yīng)的路面瞬時變形狀況,這一方法可以動態(tài)展示路面的變形狀態(tài),而且此方法檢測精度高、檢測結(jié)果準(zhǔn)確,應(yīng)用便捷、穩(wěn)定,有利于節(jié)省人力資源和節(jié)約檢測成本。
在瀝青路面質(zhì)量保證過程中,預(yù)防性養(yǎng)護措施非常關(guān)鍵,施工人員需要在了解路基路面具體情況的前提下,合理規(guī)劃養(yǎng)護工作。這也就需要在路基路面出現(xiàn)早期病害之前,就要進行路基路面情況檢測及預(yù)防性養(yǎng)護處理。因此,施工人員務(wù)必結(jié)合公路運行的日常數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的路面監(jiān)測制度,定期對瀝青路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況進行檢測、記錄,掌握內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的動向,進而選擇科學(xué)的預(yù)防性養(yǎng)護方案。
小修保養(yǎng)是公路路基路面維護工作的基礎(chǔ),其指的是對公路及沿線周邊進行相應(yīng)的保養(yǎng)維護,發(fā)現(xiàn)輕微損壞時進行及時修復(fù)等。對于公路路基路面工程來說,維護路面的過程中,需要加強路面質(zhì)量,而預(yù)防性養(yǎng)護正是在日常中借助小修保養(yǎng)實現(xiàn)這一目標(biāo)。如果忽視路基路面的小修保養(yǎng)工作,會很大程度上降低公路路面強度。為此,務(wù)必加強對小修保養(yǎng)措施應(yīng)用的重視,與此同時,還需加大養(yǎng)護新設(shè)備、工藝、材料的研究力度,這些新的養(yǎng)護技術(shù)在應(yīng)用于預(yù)防養(yǎng)護時需要進行全面試驗,確實符合公路路基路面養(yǎng)護實際后才能投入使用,如此才能保證預(yù)防養(yǎng)護工作的有效性,切實提高公路路基路面質(zhì)量。
在預(yù)防養(yǎng)護工作中,對于局部已經(jīng)出現(xiàn)破損的情況,需要進行局部修整,有必要情況下可以選擇全罩面的方法實施修補。局部修復(fù),即對路基路面結(jié)構(gòu)中不完善、不達標(biāo)的位置予以保養(yǎng)、維護和處理,在確保整體路基路面功能不受影響的前提下,深度養(yǎng)護維修局部位置,從而通過局部修復(fù)逐漸朝著全面養(yǎng)護發(fā)展。針對局部整修工作的落實,需要在實際養(yǎng)護過程中確保其應(yīng)用的合理性,避免盲目養(yǎng)護造成公路路基路面結(jié)構(gòu)受損,并且還會浪費養(yǎng)護資源和資金。具體整修過程中,相關(guān)工作者需要借助當(dāng)前的先進檢測手段,逐層實施質(zhì)量監(jiān)測,確保工作人員能夠?qū)嵤┱瓶夭『Φ陌l(fā)展?fàn)顟B(tài),從而落實有效的整修工作,以及完善相應(yīng)的預(yù)防養(yǎng)護方案。
在預(yù)防養(yǎng)護過程中,如果出現(xiàn)病害問題,務(wù)必及時制定維修措施,避免病害惡化給整體結(jié)構(gòu)帶來影響,具體需要考慮如下幾方面:
(1)在路面出現(xiàn)裂縫、坑槽、翻漿的情況,需要對路面進行清除、清理,完成這一環(huán)節(jié)后不過急進行路面攤鋪碾壓,先全面觀測和檢查路基情況,假如路基狀態(tài)不良,也出現(xiàn)不同程度相似狀況,還需進一步深度處理路基部分。將松散變形的路基進行清除,選擇適合的石料進行填筑,填料的質(zhì)量也需要得到保證,例如,在優(yōu)化填料過程中,如果是砂與水泥混合攪拌,不采用水,而是采用干料予以充分攪拌,進而實施填料、碾壓、壓實。
(2)對結(jié)合縫進行密實處理,從而降低滲透概率。在清理破損的路基路面的過程中,勢必會在填充料的接口部位出現(xiàn)縫隙,這一隱蔽問題假如忽略,會增加裂縫,從而降低路基路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量。
(3)有效把控溫度,降低其對路面的影響。在冬季,出現(xiàn)降雪后要及時清理,在夏季的高溫環(huán)境下,要及時進行灑水降溫處理。如此做,可以大大降低溫度給路面結(jié)構(gòu)帶來的影響,防止發(fā)生熱脹冷縮的現(xiàn)象,避免裂縫出現(xiàn)或惡化。
病害出現(xiàn)之前落實預(yù)防性養(yǎng)護措施是較為合理,也是較為科學(xué)的,這樣鞥能夠降低病害影響,避免惡化蔓延?,F(xiàn)階段,預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)多種多樣,例如稀漿封層技術(shù)、微表處技術(shù)、霧封層技術(shù),這三種是應(yīng)用普遍且效率較高的技術(shù)種類。
應(yīng)用稀漿封層技術(shù)時,集合水、填料、細集料、添加劑、乳化瀝青等,通過混合攪拌將其作為混合料,利用專門設(shè)備將其鋪筑在原路面上,構(gòu)成一層薄的保護層。在應(yīng)用中要關(guān)注混合料質(zhì)量是否符合原路面特點,需要進行配比實驗提高混合料的適用性。
針對輕微的車轍病害可以采用微表處技術(shù),這一技術(shù)的應(yīng)用可以增強路面的抗滑能力,防止水分向下滲透,避免路面松散和老化,有利于確保路面的使用壽命。
應(yīng)用霧封層技術(shù)時,主要是借助乳化瀝青、改性乳化瀝青材料,將其采用霧狀噴灑方式置于路面,從而達到封堵路面縫隙、孔隙的目的。這一技術(shù)較多的用于原路面基層狀態(tài)佳、橫斷面良好、橫向或縱向裂縫輕微的公路工程中,而且霧封層技術(shù)可以對已經(jīng)老化的路面進行修復(fù)處理。
綜上所述,公路路基路面由于各方面影響常出現(xiàn)不同程度的沉降、車轍、裂縫等,這些病害對于公路整體質(zhì)量的危害是極大的,需要選擇科學(xué)高效的檢測技術(shù)實現(xiàn)質(zhì)量控制及制定有針對的處理修復(fù)方案,以消除病害、提高公路運行的安全性。并且,公路工程中還需加強對早期病害的防護,采取有效的預(yù)防養(yǎng)護方法,防止病害問題惡化,降低病害帶來的損失。