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        干線公路瀝青路面沉陷病害分析及修復(fù)控制

        2020-07-26 06:02:08杜勝勇
        四川建材 2020年7期
        關(guān)鍵詞:瀝青路面基層

        杜勝勇

        (南充市公路管理局直屬分局,四川 南充 637000)

        1 瀝青路面沉陷原因

        瀝青路面(本文專指瀝青混凝土路面)沉陷(見圖1)是指由于路基、路面等結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生豎向變形而導(dǎo)致路面局部凹陷,低于周邊路表面的現(xiàn)象。路面沉陷與車轍病害不同,其不局限于汽車輪跡帶,其可能橫跨2個或連續(xù)多個輪跡帶。瀝青路面沉陷主要原因如下[1-3]。

        圖1 瀝青路面沉陷病害

        1)路基、路面混合料在自然因素和車載作用下,進一步密實穩(wěn)定,引起路面下沉,但一般不會引起路面破壞,沉陷深度一般≤15 mm。

        2)軟土路基段、半填半挖路基結(jié)合處等位置因(換)填料不合格或施工壓實不足,其承載能力不均,荷載作用下發(fā)生不均勻沉降。

        3)地表水或地下水對路面、路基材料的長期侵蝕下,導(dǎo)致路面層抗剪能力減弱或基層承載力降低或路基土含水飽和軟化,在車載作用下發(fā)生不均勻沉降。

        4)路面基層施工表面平整度有差異,引起鋪裝的瀝青面層厚度不一致,在車轍荷載長期作用下瀝青面層將產(chǎn)生不同程度沉降。

        5)路基邊坡在水或者地質(zhì)災(zāi)害等因素影響下發(fā)生失穩(wěn)坍塌引起路面沉陷破壞。

        6)超載車輛超出路面結(jié)構(gòu)層材料的極限承載能力,引發(fā)局部路面結(jié)構(gòu)層損壞而沉降。

        2 瀝青路面沉陷修復(fù)控制

        2.1 瀝青路面輕微均勻沉陷的修復(fù)控制

        當(dāng)瀝青路面結(jié)構(gòu)層僅有輕微的沉陷時,若無明顯破損,趨于穩(wěn)定,可暫不進行處治。若有少量裂縫,可先進行灌縫處治后,在沉陷位置噴灑適量的乳化瀝青,然后攤鋪瀝青混合料,并用壓路機進行壓實整平。

        2.2 基層平整度差異致使路面沉陷的修復(fù)控制

        由于基層表面厚度平整度誤差過大引起路面不均勻沉陷的,應(yīng)先對沉陷地段瀝青面層銑刨挖出,清理基層上的渣土、灰塵,復(fù)測斷面高程,并根據(jù)基層表面平整度實際情況計算瀝青混凝土調(diào)平層厚度,噴灑瀝青透層油,鋪筑、輾壓調(diào)平層后,按規(guī)范攤鋪新拌瀝青混合料面層結(jié)構(gòu)層并壓實整平。

        2.3 基層結(jié)構(gòu)損壞致使路面沉陷的修復(fù)控制

        由于基層病害引起的路面沉陷,必須對基層進行修復(fù)或更換。修復(fù)過程中,首先對沉降破損的瀝青面層按照“圓洞方補、斜洞正補”的方式進行挖除,開挖深度應(yīng)超過路面結(jié)構(gòu)沉陷深度,開挖完后,徹底清理坑內(nèi)雜物、渣土,觀察辨析基層病害類型和原因,再進行處治。

        若發(fā)現(xiàn)基層骨料松散、剝離,則是因在原施工時基層原材料不合格,材料配合比不當(dāng)或攤鋪時材料已離析等原因造成基層局部強度不足。在修復(fù)施工時,應(yīng)挖出不合格基層材料,重新鋪筑合格基層材料,輾壓調(diào)平后,再按規(guī)范鋪筑瀝青路面面層。

        若基層出現(xiàn)龜裂、沉陷病害,則可能是在上部車輛荷載長期作用下,基層強度不足或因土基水害發(fā)生不均勻沉陷致使基層損壞。在修復(fù)施工時,直接挖出病害基層,并對含有松軟土基部分進行挖除,換填合格新料并夯實;對地下水含水量大的地段,還應(yīng)采取引排水措施并在基層下面加鋪一層水穩(wěn)定性好的底基層后,重新鋪筑路面基層和面層。

        2.4 路基邊坡失穩(wěn)導(dǎo)致路面沉陷的修復(fù)控制

        在干線公路高填方路段、半填半挖路基段和臨河(江)路基公路等特殊位置處。遇到降雨時節(jié),時常有路基邊坡失穩(wěn)滑移引起路面沉降和開裂。為此,當(dāng)遇見此類路面沉陷時,應(yīng)首先對失穩(wěn)邊坡進行防護加固處治,并合理設(shè)置排水構(gòu)筑物,再修復(fù)沉陷路面(見圖2)。

        圖2 瀝青路面沉陷修復(fù)

        1)對于土質(zhì)路基且坡度較緩的邊坡,可通過種植草灌等植被進行防護加固,即有效增強路基土的穩(wěn)定性和牢固性,減少雨水對路基邊坡的損壞,又具有生態(tài)綠化效果。

        2)對于地質(zhì)松軟坡面可采用石砌擋墻來進行防護和加固,確保邊坡穩(wěn)定性。

        3)對于較易風(fēng)化的軟巖挖方邊坡,砂漿抹面、噴漿防護多被采用。

        4)對于臨河公路路基邊坡的防護加固,其主要目的是防止河水沖刷。目前主要采用有直接防護和間接防護兩種方法。直接防護主要通過對路基岸坡進行加固,提升邊坡穩(wěn)定安全系數(shù),包括坡面植被防護、干砌(漿砌)片石擋墻、路基注漿加固、抗滑樁、石籠壓腳等。間接防護主要通過改變河道水流方向,間接降低水流流速的方式,以達到減少河水沖刷力度目的,常用方法有順壩、丁壩等。

        3 瀝青路面養(yǎng)護管理控制

        3.1 嚴控車輛超載

        目前,車輛超載已成為干線公路瀝青路面沉陷的主要原因之一。有關(guān)研究資料[4]表明,當(dāng)車輛超載30%時,其車輛軸載作用次數(shù)相當(dāng)于標準軸載作用的3.1倍;超載60%為標準軸載的7.7倍,超載100%時為標準軸載的20倍。在車輛超載長期作用下,路面表面彎沉值增大,路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)所受壓應(yīng)力、剪應(yīng)力隨之增加,當(dāng)路面底層拉應(yīng)力超過路面材料容許拉應(yīng)力值時,路面底層出現(xiàn)開裂,引發(fā)整個路面結(jié)構(gòu)破壞、沉陷變形。為此,要加強超載車輛管控,嚴禁超載車輛進入干線公路,對超載車輛進行卸載減壓,加強對駕駛?cè)藛T超載危害及安全行駛教育,并適當(dāng)處罰警告,可有效緩解超載車輛對干線公路瀝青路面的破壞。

        3.2 加大公路排水處治

        瀝青混合料中水泥、砂、石、礦粉均為親水性材料,瀝青為憎水性材料。以往路況調(diào)查分析及相關(guān)研究[5]證明水是干線公路瀝青路面沉陷的主要誘因。瀝青路面在車載和外部環(huán)境的長期作用下,路面混合料中的瀝青膜逐漸老化或破壞,一方面,地表水自上而下滲入路面層或基層,與混合料中的親水材料不斷融合,降低混合料骨料間的嵌固效應(yīng),形成的水膜削弱瀝青混合料各結(jié)構(gòu)層間相互粘結(jié)力,使瀝青混合料出現(xiàn)嚴重松散或剝離;另一方面,土基地下水自下而上滲透、擴張致使路基土含水量飽和,承載力降低,在上部荷載或地質(zhì)作用下發(fā)生沉陷、滑移現(xiàn)象。為此,在瀝青路面修復(fù)施工時,既要保證路面橫坡和平整度,又要加強排水隱患處治,對已有的暗溝、涵洞、排水溝必須進行疏通修復(fù),并在雨水聚集區(qū)域適當(dāng)增設(shè)排水盲管,提高道路排水效率。

        4 結(jié) 語

        沉陷作為瀝青路面主要病害,必須高度重視,要有針對性,應(yīng)根據(jù)不同源由采取最恰當(dāng)、最實用的處治方法進行及時修復(fù)。要加強公路運輸管理和日常養(yǎng)護,避免道路破壞,以延長道路使用壽命。

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