李茜 遼寧省丹東市鳳城市交通運輸事業(yè)發(fā)展中心
引起公路路基路面病害的原因很多,有施工原因、養(yǎng)護原因、人為破壞原因及天氣環(huán)境原因等。只有對病害成因充分了解,在公路施工和養(yǎng)護過程中采取有針對性的措施,才能減少病害的出現。某縣級公路位于河北雄安境內,通車五年后,不同路段分別出現不同程度的路基翻漿、滑坡、水毀,路面裂縫、車轍、坑槽、泛油等病害,本文將對各病害成因進行分析,并據此采取相應的防治措施。
重慶合川至四川安岳(重慶段)高速公路地處成渝經濟腹地,是四川和成都之間又一條自西向東連接的高速公路;路線全長94.97km。本項目建成后,不僅對完善和加密四川安岳縣和重慶市高速公路網具有重要作用,更是成都天府新區(qū)、成都新機場以及重慶兩江新區(qū)便捷且快速的直達通道,對沿線經濟的發(fā)展具有重要的促進作用。
路基翻漿通常由季節(jié)交替所引起,秋季地表下層會出現積水現象,土層中的含水量增多,到了冬季氣溫急劇下降,土層中的水分得以保持,含水量基本不變,而到了來年的春季,土層解凍,積攢的水分將會滲入路基,使路基發(fā)生翻漿現象。此外,路基翻漿還受路基土質的影響,在車輛長期碾壓作用下,路基土質會發(fā)生變形、開裂等,土層一旦解凍,水分將會快速進入路基土中,路基土發(fā)生膨脹作用,進而加劇路基的翻漿狀況,使路面出現凹陷或隆起。
縱觀公路路基、路面的各種病害,邊坡塌方的概率大,影響范圍廣,是較為常見的病害形式。根據發(fā)生規(guī)模和場地土質,可分為滑坡和崩塌。滑坡的發(fā)生與高強度重力作用有關,導致路基局部滑動,地質條件破壞時發(fā)生概率較大。崩塌與土質密切相關,松散土質邊坡易發(fā)生滑動。從具體原因看,邊坡坍塌與施工工藝不合理、場地水害密切相關。
公路工程路基路面出現病害指的是局部道路的路基在垂直方向的作用下出現比較大的下陷變化,導致路基路面出現裂紋、坑洼以及整體下陷等問題。而這一病害大多數集中于承載力不足的軟弱土層區(qū)域中,如在本工程項目中,通過相關人員對工程區(qū)內全線的地質勘查得出:項目所在區(qū)域內構造剝蝕淺丘為主,特殊巖土主要為軟弱土層(過濕土)。
如果在工程項目開始建設之前不對該區(qū)域內軟土路段道路路基進行實地勘察,或者是軟弱土層不能經過合理處理,其承載力就不能滿足公路常用層位、厚度以及路基路面的施工要求,進而使路基路面承載力不足,同時在行車載荷的作用下,就十分容易造成路基路面沉陷病害。
裂縫是一種最常見的路面病害。路面裂縫的誘因有:(1)車輛超載作用引起的裂縫:車輛超載會增大地面受到的負荷,使地表受到的張力過大,進而導致路面裂縫的產生;(2)溫度變化引起的裂縫:當路面的溫度過低時,路面會發(fā)生收縮現象,進而引起路面開裂。
坑槽指的是在行車的作用下,骨料出現局部脫落,導致路面上出現大小不等的坑洼,坑洼形成的原因主要有面層透水、路基強度低等。此外,由于存在輕微坑槽病害的路面未能得到施工企業(yè)和相關部門的及時修復與高度重視,加之車輛滴落的油對瀝青路面造成侵蝕,這也是導致面層與基層之間產生隔離層和干層的重要因素之一。
通過對沉陷病害成因的分析,提出了處理沉陷病害應考慮路基的連接和平整度。實踐中,可采用目測與高精度水平檢測相結合的方法,嚴格控制各層的厚度和平整度,及時發(fā)現問題并進行處理。路面攤鋪前應做好各項準備工作,攤鋪過程中應及時檢測和記錄各項數據,為以后的質量評定提供依據。遵循以下步驟:準確確定受損部分的覆蓋范圍→設備進場→測量放線→銑刨→清理碎屑→噴膠層油→平整定居點→鋪路→滾動→接縫處填充瀝青→保持。
為有效防治路基翻漿,首先要做好路基排水工作,具體可在路基設置隔離層來增加排水效果,隔離層的厚度通常在0.2m左右,由沙子、碎石等組成。然后,設置隔溫層,主要由爐渣、碎磚等組成,厚度通常為0.3m左右,可以有效地防止路基因溫度變化而發(fā)生膨脹或收縮,對路基具有較好的保溫作用。最后,利用土工布排水。土工布具有較好的排水效果,可以有效地避免水分的滲透。
為了有效地防治路基滑坡,首先,需要做好路基邊坡的防護工作,具體可在路基邊坡位置打入抗滑樁,增加斜坡的穩(wěn)固程度,防止路基邊坡出現滑坡現象;其次,增設路基排水手段,在坡上設置截水溝,防止地表水從路基斜坡流過;再次,增加路基土質的厚實度,可以采用填土反壓的方式,從而即使路基土質結構更加穩(wěn)固,又能保障土質厚度均勻;最后,需要在路基邊坡增加植被的數量,防止土層出現松動現象,減少雨水滲入。
當高速公路建成使用一段時間后,有些路段會出現坑槽,路面坑槽的出現會在一定程度上影響車輛行駛的穩(wěn)定性與安全性。因此,作為施工企業(yè)要及時對出現坑槽路段的范圍和深度進行測量,并根據測量結果制定針對性的解決辦法。
但需要注意的是,在對坑槽病害的處理過程中,要先清理坑槽壁,然后在坑槽壁上涂抹一層黏結瀝青,再將拌和好的瀝青混凝土填筑其中,填鋪高度要與原有路面持平,后經過壓實,以此保持填鋪層與路面的平整。
就目前的情況來看,對于裂縫病害的處理有封縫、灌縫、貼縫。其中,灌縫在高速公路中最為常用。大量實踐表明,灌縫可有效改善路面的裂縫病害的狀況;同時,貼縫適合在基層橫斷面狀況良好的情況下使用,而封縫則適用于由于瀝青使用年限過長、透水比較嚴重而產生的裂縫中。貼縫和裂縫使用周期較短,一般為2~3年,且費用高昂,施工難度極大。
水對路基路面影響較大,水損害引起的病害較為普遍。路基施工時應采取完善的排水措施,如截水溝、邊溝等,以達到高效排水的效果。路面排水的關鍵是盡量減少路面積水量,避免對路基邊坡的嚴重沖刷??晒┻x擇的排水方法很多,應根據實際情況合理選擇。
一是集中排水,在硬路肩周圍修建擋水帶,與路肩形成三角形集水池,達到雨水高效排水的效果;另外,排污口間距20m~50m。高路段在中心區(qū)設置雨水井。二是分散排水。這種方法在平原綠洲地區(qū)很常見。關鍵是要有效阻斷坡面植物的垂直生長,以免影響水平排水效率。施工內容包括硬化路面和加強路肩排水。
采空區(qū)路基、路面處理方法應根據實際情況合理選擇,如開挖、回填、填筑、灌漿等,如涉及開挖作業(yè),應注意保護定位樁、軸線樁等既有樁結構,以確保無偏差、變形等異常情況。填筑時,應合理選擇填料,填筑到病區(qū)內,盡量減少地表沉陷。在條件允許的情況下,優(yōu)先采用水砂充填法,其特點是保證公路安全。對于開采深度較小的情況,可采用覆巖離層充填,實現病區(qū)的有效加固,避免地表沉陷。另外,為了滿足優(yōu)化病害治理效果和降低工程造價的雙重要求,可以及時選擇橋梁跨徑方案,在病害治理中具有良好的應用效果。大型采空區(qū)可采用注漿法處理。
工程經驗表明,凍融作用對公路穩(wěn)定性有顯著影響,導致路基沉降。其原因主要有自然因素和人為因素。前者是不可抗拒的,后者則來自建設者的主觀層面。多年凍土受到影響后,路基的穩(wěn)定性將下降。
凍融引起的路基沉降可采取以下處理方法:(1)確定凍土層的具體范圍,開挖后換填透水性好的材料。在此過程中,加強截排水措施,有效清除水體,避免積水。(2)采用地基處理與路基填料相結合的方法。對于石料較豐富的路基,宜采用厚塊石填筑。所用填料應具有良好的透水性和多種可選形式,其中碎石渣的應用最為廣泛。經過綜合治理,以盡量減少毛細水造成的不利影響,避免二次凍脹。
為了有效地防治路面車轍病害,首先,需要合理設計路面結構,重視施工材料的選擇,例如,可以使用SBS改性瀝青作為路面鋪設材料,以提高路面抗車轍能力;其次,在處理凹陷的車轍時,需要先刨除車轍面層,再重新進行瀝青鋪設。再次,在處理凸起的車轍時,需要先將凸起的層面刨除,再使用瀝青填補后進行壓實。
(1)路面平整度對該公路的使用性能有著直接的影響,做好平整度的控制,可有效避免發(fā)生交通事故。本工程路面平整度的檢測采用3m直尺法,如個別路段平整度不能達到設計要求,應積極采取養(yǎng)護措施,及時修補處理,確認合格后開始養(yǎng)護。
(2)路面施工平整度檢測合格后要及時做好本工程的路面養(yǎng)護工作,養(yǎng)護過程中應控制灑水養(yǎng)護時間,每天早晚進行灑水養(yǎng)護,灑水時應仔細觀察溫度變化,控制溫度在5℃以上,同時要對路面表層進行覆膜處理,使環(huán)境適宜保濕,以減少瀝青混凝土的熱脹冷縮現象,確保養(yǎng)護質量。
綜上所述,公路病害的種類繁多,需要及時采取有效的防治措施以避免質量問題的發(fā)生,提高設計水平和施工質量,滿足公路的正常運行需求,確保人們出行安全、舒適。