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城市范围内由于人类生产、生活等活动,会将泥沙颗粒物、氮磷营养元素、重金属、有机污染物等多种污染物排放到大气和城市下垫面(包括路面、屋面、硬质铺装场地等),在自然降雨过程中,上述各类污染物被雨水冲刷、淋溶,形成污染水体,部分以地表径流的形式迁移至城市绿地或自然水体等受纳基底,必然造成受纳基底的污染。
1 路面径流污染来源
路面径流是城市地表径流的一种,相关研究表明,路面径流是污染效应最强的部分,对受纳基底的影响最为严重。路面径流污染来源包括道路交通污染、雨水自身污染和大气降尘。国外大量研究证明,道路交通污染是其最主要的来源。
道路交通污染种类众多,包括轮胎(橡胶)和路面材料(如沥青)磨损、车辆尾气排放、燃料不完全燃烧及油泄漏产生的有毒有机污染物、载运有机化学等材料的泄漏、刹车连接等机械装置的磨损及其他因车辆运行产生的颗粒物等。其代表性水质指标包括悬浮物SS、有机污染物COD、重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Ni以及矿物油类、氯化物、多环芳径等。
2 路面径流污染特征
污染物的分类方法众多,本文根据路面污染物溶于水的难易程度将其分为水溶性污染物和非水溶性污染物两类。其中,水溶性污染物包括NH3-N、水溶性COD、水溶性Zn等,非水溶性污染物包括颗粒态的SS、重金属Pb、Cu、Cr、以及石油类产品等。
2.1 单场降雨径流污染变化特征
根据常规经验,降雨初期城市路面径流污染物浓度最大,经过一定时间的雨水冲刷,路面径流污染浓度会逐渐降低。这种经验、认识是基于所有路面污染物都易溶于水。因此,在处理路面径流污染时,可以采用初雨弃流的方法,在弃流一定时间或一定量的初期雨水后,便可将之后的路面径流直接排入周边绿地、水体等受纳基底,而不会对其造成污染。
然而,城市路面径流污染浓度并非简单随时间变化的一元线性关系,而是一个不断变化的、复杂的动态过程。因为水溶性污染物NH3-N、溶解态COD、Zn等的浓度在径流过程中相对稳定,并随径流过程逐渐减小:而径流中非水溶性的SS、COD、Pb、Cu、Cr等物质主要呈颗粒状态,其浓度受降雨强度的影响,如果降雨初期强度较小,其强度不足以冲刷掉的附着在路面的颗粒态污染物,并将其携带进入路面径流,则后期降雨强度较大时径流污染物浓度可能更高。
2.2 路面污染物季节变化特征
根据相关研究,路面径流中SS、COD和NH3-N浓度因季节不同变化显著,其中SS和COD呈现冬、春季浓度高、秋季浓度最小的趋势,而NH3-N则为夏季最低、冬季最高。而重金属Pb、Zn和溶解态COD、Zn的浓度季节差异不大。总体来说,城市路面径流污染浓度在雨季初期最大,随后逐渐减小,随着时间的推移又呈逐步增大的趋势。
3 路面径流污染对海绵工程的影响
城市海绵工程旨在通过牛态控水设施的建设,充分发挥城市绿地、水系等对雨水的吸纳、蓄滞和缓释功能,有效削减城市径流污染负荷、缓解城市内涝,并实现雨水资源化利用,从而改善城市水环境,保护城市水安全。
海绵工程在城市道路上的应用打破丫传统城市道路排水单一的“快排”模式。它试图通过将路面上的径流雨水引入道路附属绿地,并经绿地内的下沉式绿地、植草沟、雨水花园等海绵设施收纳、储存部分路面径流,从而起到对雨水的吸纳、蓄滞和缓释的作用,在一定程度上减轻市政排水管网的压力,为削减峰值径流赢得时间。
然而,路面径流污染是城市地表径流中污染效应最强的部分,路面径流雨水直接进入绿地,其各种重金属及有机污染物将对植物牛长造成不可逆转的毁坏。因此,应在道路绿地内布置初雨弃流装置、沉淀池、前置塘等水净化设施,在径流雨水进入绿地前,利用净化设施对进入绿地内的径流雨水进行预处理,防止径流雨水污染对绿地植被造成毁坏。但现有大部分城市道路附属绿地受到用地紧张等因素的制约,没有布置雨水净化设施的空间,这必将极大的影响城市道路海绵工程实施的可行性和可操作性。
此外,下沉式绿地、雨水花园等海绵设施在收纳径流雨水后,会在一定时间内形成渍水,影响部分植物的生长。而如果单纯采用耐水湿植物则会影响部分道路绿化功能的发挥和景观效果。
4 路面径流污染应对措施
首先要加强道路门常养护、管理,将机械清洗与人工清扫相结合,定期打扫、清洗城市路面,清洗污水进入市政排水管网。清扫频率视道路交通流量和天气状况而定,机动车流量较大、且非雨季时应适当提高。通过高频率清洗,非水溶性污染物如颗粒态的SS、重金属等污染物不能长期大量附着在道路表面,对于降低雨期路面径流污染浓度,保障海绵设施植被正常牛长起着重要作用。
其次,应开展路面径流污染净化设施建设,如过滤净化装置、渗透/生物滞蓄设施、植被过滤带等。根据相关研究,渗透/生物滞蒂设施对于TSS的去除率可达75%以上,对于重金属去除率最低的渗透池最低可达50%以上,最高的渗透沟渠对于重金属的去除率最高更是可达到99%;过滤净化装置的地下、地表砂滤对TSS的去除率可以达到70%-90%,对重金属的去除率可达到20%-90%,有机质过滤对路面油脂的去除率可达到90%;宽度10米的植被过滤带对N、P等元素和COD的削减作用可达到峰值,消减率在90%以上。
5 结论与建议
城市路面是径流污染的重要来源,包括悬浮物、重金属、石油类产品等在内的众多有机、无机污染物会对海绵设施尤其是植物造成严重的损害,导致海绵工程无法发挥其应有的吸纳、蓄滞和缓释径流的作用。同时,作为城市不透水地表的主要组成部分,城市路面也是削减地表径流的重要场所。因此,城市道路海绵工程对于城市水生态和水安全建设既是机遇又是挑战,在开展城市路面海绵工程建设时,要注重以下几个方面内容:
l、从规划层面着手,拓展道路绿地空间,为各项海绵设施和径流污染净化设施布局预留足够的空间。
Highway road subgrade engineering of control measures
Pang Ju
(Chongqing Xiushan Roads Chongqing 409900)
【Abstract】With the deepening of reform and opening up, as the economic growth of the "vanguard" - road construction, to assume an increasingly important role in the market economy. Only in highway construction projects to ensure the quality of construction in order to benefit the people, while enhancing the social and economic benefits. Pay particular attention to effective prevention and treatment of diseases of the road embankment, should the treatment is not timely or handled properly, it will have serious consequences.
【Key words】Highway projects;Roadbed pavement;Virus prevention;Explore measures
公路工程作为我国工程建设项目中重要的工程之一,注重施工过程中的工程质量,将路基路面病害的治理作为提高工程质量的关键,是保证公路质量,为经济社会持续健康发展和人民出行提供安全、畅通的交通运输环境。本文笔者将借鉴专家的部分理论研究,有效结合自身多年工作实践经验,对公路工程路基路面病害治理措施展开探究。
1. 路基路面常见的通病及其产生的原因
1.1 路基沉陷的原因主要有:
(1)填方路基由于压实不足而下沉。
(2)桥涵通道等构造物与路基衔接处由于所用材料不当或碾压时比较困难而无法充分压实,造成路基逐步下沉。
(3)软土地基未加处治或方法不妥造成路基沉降。
(4)路基施工时,土壤含水量过大,填土无法到达规范要求的压实度,从而给路基留下沉降的隐患。
1.2 纵向裂缝产生的原因主要有:
(1)路基起始填筑宽度不够,到填至一定高度时经检查才发现填土不够宽,或中线偏位,进行填补镶边,在镶边时,又没有按规定挖台阶和由下而上的分层填筑碾压,造成工程竣工后镶边下沉,产生纵向裂缝。
(2)清淤不到位,在清除植被或软基清挖时,在边部还有1~2m宽未清到,或堆放的淤泥尚未完全运到路外,就进行填土施工,致使路基边缘下沉,产生纵向裂缝。
(3)半填半挖路段的路基,在填挖交界处未按规定挖台阶进行分层填筑压实,也易产生纵向裂缝。
(4)路基压实不到位,致使产生纵向裂缝。
此外,地勘设计工作的失误,监理工作不严格,施工单位为了抢进度赶工期,施工工序不连续、工艺不合理、施工不规范等都是引起路基病害的原因。
1.3 面层不平整。沥青路面的施工质量,在很大程度上取决于沥青混合料的配比上。沥青混合材料配合不合理,比如油石比较大,就可能导致路面产生鼓包,油石太小,就又会造成路面松散的情况产生。同样如果其它材料使用的不合理也会造成一系列的路面问题。而当沥青混合料在搅拌时出现意外情况,比如含水量大、温度高,造成搅拌不均匀,会致使路面难以铺成,温度过高还会造成沥青老化,不能保证路面的质量。
1.4 路面早期破损。如果施工不当,在公路工程完工早期容易出现路面破损情况。由于各种原因,在沥青混合料摊铺碾压中,没有严把施工的质量关,没有严格控制终压的沥青混合料的温度,造成了横向裂缝的产生。由于片面追求个别不合理的指标,没有全面考虑面层的综合强度、安全性和耐久性,结果造成路面的不必要的破坏。还由于没有综合考虑到当地的自然环境因素,结果造成了一些意外的问题产生,给路面造成很大破坏。
2. 公路路基路面病害的有效治理措施
2.1 路基的填料及压实处理。
在填筑公路路基的时候,应该选用比较良好的用土,当有必要的时候,应该在路基的上层作填土的稳定处理,运用合适的加固处理措施,进行分层填筑及辗压,保证每层公路路基填料能够压实,让路基具有稳定性及强度来承受运行车荷载。当进行路基施工的时候,要严格对路基填土含水量进行控制,防止层与层之间有湿软夹层,有些潮湿地区进行路基压实是比较困难的,那些稠度比粘质土小的地方,进行下路床及其之下的路基填料可运用轻型的压实标准,也可以掺加生石灰来改善填料性质,其效果是不错的,采取新型的吸水材料进行加固处理也能够达到预期效果,地表水可采用分散、拦截、远接远送及防渗等原则,当填挖交界处的边沟水量时,要做好出水口加固处理措施,防止路基病害的出现。
2.2 公路路基排水的加固处理。
在公路路基稳定性及强度的影响因素中,水是很重的作用因素,有些常见病害就是由于它的原因造成的,在公路路基施工中,重视排水措施是很有必要的,进行地面排水的设施常用的是截水沟、边沟、急流槽、跌水及地表排水管等,在一些高速公路上,排水措施得到了提高,路基质量也有所提高。路面排水主要是将路面范围降水迅速排出,让其不会对路基边坡产生冲刷,进行雨水路面排除主要有集中排水及分散排水,集中排水是在硬路肩的外侧进行沥青混凝土拦水带及水泥混凝土的预制块设置,从而和硬路肩路面形成三角集水槽来流水,并且每隔20~50m就设置一个泄水口,对于很高的路段可以在中央位置进行圆形开口排水沟及雨水井来排除;分散排水经常用于地势平坦及路线纵坡在0.3%以下的长路段,需要进行路肩硬化及路基边坡的加固,对于地下水位稍高的绿洲地带,要避免边坡上的植物往上生长对横向排水进行拦挡,其方法为进行路面硬化,并设置相应路肩排水。进行地下排水时,多使用盲沟、暗沟、渗井及渗沟等,这种排水措施主要为渗透式排水,水流量比较大的时候,常采用带有渗水管渗沟进行排水,从而提高地下水的排除。
2.3 路面问题的治理。
从根本上说,防止路面问题的产生还得从保证路基的质量入手,但是由于各种原因,路面出现损害问题的现象还是很多,所以在做好保证路基质量工作的同时,我
们也应做好路面治理工作的准备。关于路面治理,我们也要注意三个方面的问题。首先,对于路面的不平整现象:
(1)要控制好基层的平整度,要求在施工时根据不同的基层采取不同策略。例如控制以石灰稳定土为底基层的公路相对容易。因石灰土为底的基层平整度要求的标准较低,因此可以采用平地机刮平至合格的方法。相反,水泥稳定碎石则与石灰不同。水泥稳定碎石平整度控制较难,要求也高,同样对面层平整度的影响也较大。
(2)想要控制好面层的平整度,良好的混合料是保证。沥青混合料必须在标准温度下,采用击实方法成型混合料试件,试件必须达到国家规定的参数。其次,必须严格控制混合料的压实效果。另外在沥青路面施工中要特别注意的是沥青混合,沥青混合料要保证质量和实效,这是沥青路面施工质量的关键所在。其次,对于路面出现的裂缝问题,当裂缝较细数量不多时,可将裂缝用水冲洗完后用水泥浆抹补。而裂缝较大时,应沿裂缝凿去薄弱部分,再进行施工。其三,要注意在路面治理过程中的细节问题,以免治理不当,再次出现路面破坏现象。
公路工程路基路面病害治理具有长期性和复杂性,在进行公路工程建设时,我们应结合具体路段进行建设,认真的分析为什么会发生这些病害,从中找出答案“对症下药”,并及时采取相应的治理措施,才能确保公路工程建设的质量,促进公路工程平稳健康发展,使其能够为广大人民群众提供安全舒适的交通环境,推动社会经济的有效发展。
参考文献
关键词: 基路面沥青路面 水泥路面 病害处理
中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:
1. 市政工程路面病害及预防的必要性
随着道路使用时间的增长,其路基路面破损也日益严重,一旦出现问题,必将严重的影响了人们的正常生产生活,不仅会给社会带来了巨大的经济损失,而且可能引发一系列道路交通安全事故。对公路路基路面进行病害处理有其必要性。经过对沥青及水泥路基路面现场调查情况分析表明,路面经常出现露骨、破损、裂缝等病害,这危及了道路行车的安全,必须对该公路进行改造,因此需要对沥青及水泥路面进行采取压浆施工等病害处理措施。
2.沥青基路面病害现状及处理方法
2.1现状
目前国内外公路沥青混凝土路面结构普遍采用半刚性基层沥青混凝土路面,即沥青混凝土面层采用二层或三层式,其中二层式沥青混凝土层厚多为9-10cm左右,三层式沥青混凝土层厚多为12一16cm左右。半刚性基层厚度为20一30cm左右,少数达50cm,整个路面结构层总厚度达50一65cm。通过大量的调查、观测发现,目前采用半刚性基层的高速公路沥青路面病害的出现和发展可大致分为三个阶段:第一阶段,为路面竣工后的1一2年,此阶段由于车辆荷载的压密作用以及半刚性材料的强度增长特性,路面表面弯沉开始逐步增大,但尚未出现病害,路面的使用功能保持在良好状态。第二阶段,为路面竣工后的2一3年,此阶段半刚性基层强度增长变缓,逐步趋于相对稳定状态。这时由于行车荷载(尤其是超载重车)的反复作用,温度变化和水的影响,以及各结构层混合料施工不均匀导致的强度非均匀变化等因素,使得结构内部的细微缺陷因局部应力集中而扩散并反射到路面,形成小范围的局部破损,局部的病害开始出现和发展。第三阶段,为路面竣工后的3一4年,此阶段结构的疲劳破坏进人稳定发展阶段,此时路面结构强度不足等问题开始充分暴露,再加上大气因素造成的沥青材料老化,路面各种病害开始集中出现,从而使路面的使用功能下降,需要进行维修罩面,以改善路面的使用功能。沥青路面各种病害的成因比较复杂,由于环境、地点、气候条件、行车条件等的不同,病害的情况不一,同一种病害在不同的地方,出现的原因也可能不一样。所以,在同一种病害处理上,不能盲目采取同一种处理方法,对病害要进行分类分级处理设计。
2.2处理方法
养护规范将病害分成四大类:裂缝类、变形类、松散类、其它类,并对每一类进行了较为详细分级,其目的是便于对路面破损状况有一个正确的认识和评价。如按此分类和分级用于病害处理设计,则显得有些凌乱。在此,从便于设计、施工的角度出发,通过研究分析,提出将沥青路面病害按沥青面层铣刨、沥青面层修补、基层修补和灌缝等四种处理方式进行病害设计分级。
①沥青面层铣刨
用冷铣刨机械铣刨损坏的旧面层,再铺设新面层是一种最经济的现代化养护方法。特别是在道路标高受到限制时,选择这种冷铣刨养护法最好。
②挖沥青面层
首先根据弯沉资料对那些弯沉值明显大于设计弯沉的地段,钻孔取样分析结构不稳定层的深度,如果已经超出了表面层,且面积较小,则适合采用开挖面层至病害影响深度的方法。如果面积较大,可采用机械开挖作业,用切割机切割挖补的边缘,按“方补”原则确定与路中心线平行或垂直的病害轮廓边缘线,铣刨边缘线较病害边缘线平面几何尺寸增加10cm。填料可采用AC一251型粗粒式沥青混合料或按原设计方案。
③挖路面基层
根据弯沉资料和钻孔取样分析,如果病害已影响到基层,则必须对基层进行处理。以弯沉值较大测点的前一个好的测点作为开挖起点,纵横向边缘深切缝后,实施开挖,开挖深度视下基层情况,若下基层不成型或松散,继续深挖到硬底,并清边、清底。对于开挖基层面积较小的(1耐),回填二灰碎石(掺水泥)或与原路面结构层相同的材料回填,压实采用振动夯板或小型振动压路机压实,上喷洒透层油,然后依次回填沥青面层。
④灌缝处理
对沥青路面出现的纵、横裂缝等病害,建议用SP高弹密封膏进行灌缝处理,因为它可以保持裂缝不会再开裂,具体处理方法为:a.清理裂缝:建议采用小型手持清缝机进行吹缝清理。保证裂缝及其两侧路表面干净、干燥后方可进行灌缝施工。b.灌缝枪装料、加压:将SP高弹密封膏装满专用的灌缝枪,将压力枪头对准裂缝中央,给灌缝枪进行人工加压。C.灌缝:从裂缝的一端开始灌注,当缝中有少量SP密封膏溢出时再向前移动,如此徐徐前进。若裂缝宽度小于3cm,则直接用SP高弹密封膏修补裂缝,若裂缝宽度大于3cm,可先在缝中填加筛好的石屑或细砂,然后再灌人SP高弹密封膏。对于大面积的裂缝(含网裂)采用乳化沥青稀浆封层处理裂缝,封层厚度3一6cm。
3.水泥路基路面问题处理方法
根据水泥路面破损情况以及该旧路路面结构的整体强度、板底脱空情况、接缝传荷能力等,对该水泥的部分路面进行压浆、灌缝或者换板处理后,采用保留原水泥板直接加铺沥青面层的方案。针对该水泥路面所出现的板块脱空危害,采取压浆处理技术,以充实板底脱空,恢复该公路密实状况。本公路采用小型施工机具钻孔穿透水泥面板,向板下填充水泥灰浆液,通过施加高压以使板底基层松散处得以填充密实,以及基层与面板脱空处能够联结密实。压浆处治具体采取施工工序为:定板、布孔、钻孔、压浆、封口、养护。
定板 采用目测法对脱空板观察重车通过时板的松动起伏情况;对错台板量取其高差并记录之;对唧泥板最好在雨后及时观察缝隙冒浆情况;对裂缝板视其边角下沉情况确定压浆孔位置。
布孔 本公路采取梅花状进行布孔,对行车道布8孔,超车道布8孔。另外对于存在少量断裂的板块,适当调整压浆孔,在断缝两侧各增加1~2孔。对于裂缝板,则在裂缝固边同时布孔,但要求孔位与裂缝间距要大于30cm。
钻孔 本公路用钻孔机钻孔,为了有效地确保施工连续性,孔深以穿透板厚为宜。钻头选取3cm直径,同时要保持孔垂直而且圆,其深度要穿过原先加铺的沥青混凝土和水泥混凝土板并进入未经处治的基层。本施工作业段水泥板块+沥青面层总厚约为31.5cm,钻孔深度控制在35~40cm之间,并不得小于35cm。
压浆 施工时把灌浆栓塞打入孔中,并穿过沥青复合层,锚固于水泥板块,栓塞底部适当离开基层,软管出料口套在栓塞上并锚固好。锚固牢靠后,启动灌浆泵同时打开搅拌机底部出料开关,向泵内送灰浆直至灰浆从一个孔流入另一个孔。当观察到板开始抬升或灰浆流动线路内的压力迅速升高时,停止泵送。压注浆液时,采取均匀加压方法,而且确保压力达2.5~3Mpa范围之间且持续2~3min以上,以满足挤密和充实的效果。
封口 压浆结束后拔出灌浆栓塞并插上木塞,以确保灰浆充分凝固。灌浆后采用水冲刷残留在路面的灰浆,以防止灰浆流入路面缝隙,影响今后沥青混凝土的粘结。
结语
目前,公路路面施工中还存在如板底脱空、卿泥、裂缝等诸多病害,出现这些病害不仅制约了公路基路面的发展,还给国家造成了巨大的经济损失,并且还可能造成一系列的道路交通安全问题,因此对路面进行科学合理的处理迫在眉睫,随着科学技术的进步,可以预见,在将来的公路基路面病害处理中,必定会有更为先进科学的处理方法。
【参考文献】
[1] 高速公路沥看路而疾害处理方法钓研究.2004一2
1?市政工程路面病害现状
随着国民经济的迅猛发展,也迁动着公路运输方面的发展。但是,市政公路路面出现的病害也随之增多。由于市政公路现在的车流量不断增大,外加使用寿命有限,出现的部分病害也使市政公路面目全非。目前沉陷、车辙、裂缝、坑槽等会成为主要的病害表现。另一方面,通过笔者了解发现主干道上偶尔出现坑槽的现象,这主要是其承受运输压力要大,如果路面施工质量不提高,会出现这些问题,也有些是因为地质的改变导致路面出现坑槽。检查井四周总是会出现裂缝,与路面的契合程度不够好,这都加重了工程路面病害的侵扰。这些均为目前危害公路质量的主要原因,要想使病害越来越少,必须去充分了解导致这些发生的原因,这样有利于我们更好的去做防范。
2?市政工程路面病害原因分析
2.1?沥青路面病害原因
沥青混凝土路面经常会出现裂缝、泛油和油斑、路面推移等现象,对此笔者进行了略微的分析,知道沥青路面的病害产生各种各样的因素和条件综合导致的,呈现出的破坏后状态也是非常多,主要以裂缝、沉陷、车辙、坑槽为主[1]。
2.1.1?裂缝
裂缝和路面的中心线基本保持是垂直的,裂缝的大小不一致,这样可以看成是横向裂缝。当地的气温和沥青层面的材料都很大程度的影响着裂缝的大小,但是我们会发现裂缝一般比较规则。路面会出现一条条裂缝,较小且长度和宽度都不尽相同,而且主要分布在公路的车轮密集的地方,呈现这种状态可以基本判定为纵向裂缝。产生纵向裂缝的原因可能是由于在施工过程中,路基碾压的时候不均匀,还有就是由于边缘路基的水土流失导致其不均匀造成的。在车辆的大负荷作用下,如果沥青面层接茬处未处理好也会随着时间的推移开始开裂。
2.1.2?泛油和油斑
当粗集料和细集料都不断分开最后分布在铺筑层的不同位置时,会导致混合料达不到均衡比例的效果,同时路面的泛油和油斑也是由于其比例不均匀造成的,所以在施工过程中,要极其注意混合料的成分比例去防止混合料发生离析。
2.2?检查井病害的原因
检查井病害表现现状:检查井井盖周围经常会出现裂开、塌陷等现象。随着车辆高负荷的作业,承受的压力也愈来愈大,这样边缘严重时就会出现塌陷,井盖周围都沉陷了下去,这样不但会影响正常的交通运输,路上夜间的行人和车辆都会存在很大的安全隐患。
2.3?水泥砼路面病害产生的原因
裂缝病害是很多路面的常见病害,在这里不做一一分析,基本都是因为路基不均匀再加上高负荷超载等很多因素导致路面支撑能力不足,久而久之,路面就会因为大压力产生裂缝,情况严重的就会发展成为塌陷。板边缘砼开裂或成破碎会造成接缝损害类病害。以下几个原因都有可能导致这类损害的产生:(1)板块的热膨胀得不到好的效果导致板边开裂;(2)板边在长时间高负荷的工作中被压碎;(3)填缝料质量差,致使其逐渐老化,最后填缝料与缝壁就开始松弛等。
3?市政工程路面病害预防措施
3.1?沥青混凝土的预防措施
沥青混凝土路面的病害虽不能彻底根除,在施工的过程中,我们可以采取有效的措施去将它以后带来的危害变为最低。这样可以使公路的质量不断提高,延长公路寿命,使运输也越来越便捷。由于裂缝是一种非常常见的问题,所以只要克服了这个问题,基本上路面的病害就大大降低了。在施工过程中,必须要充分保证路面填料的均匀性,为此就要充分保证其碾压程度;一个路面的材料质量显而易见会直接影响着这条公路的寿命,所以要采用优质的材料去进行施工,减少一些不必要的问题的发生,因为从很多分析中可以看出优质的沥青会减少温度裂缝的产生;施工过程中,对路面的保养也很重要,这些都会成为防止裂缝发生的有效措施。路面塌陷的主要原因就是由于路基不均匀,松散所致,为了防止这些不和谐的因素产生,不但要在施工的过程中保证让基面均匀,还要使用合格的材料,这样产生的粘合力效果才能达到预期的需求。同时考虑原料的属性,在施工时控制适宜的温度有助于原料发挥更好的效果。路面病害的原因除了施工、原材料等内在的原因外,还有一些施工后外在的原因需要考虑。首先,要防止路面车辆超载,每天不断的重负荷作用对沥青路面的破坏程度很大,也是路面推移的罪魁祸首[2]。
3.2?水泥砼路面病害预防措施
首先在路面施工前,工程设计师设计的时候就应该将多方面的因素考虑到设计规划里面。例如施工地点的路面结构的实际情况和当地的气候等等。对于容易水土流失的地方应该增加路面基层的厚度,这样才会使路面在以后的使用过程中越来越牢固和稳定。施工过程中应采用大型陷进的机械设备,不要偷工减料,为了节约经费采用一些小型设备,这样会严重影响水泥路面的质量。好的设备才是做好好的工程不可缺少的必要前提。养护阶段对于水泥道路的养护显得尤为重要,所以懂得如何去养护公路也是减少其病害的重要措施之一。水泥砼路面一旦有接缝,就应当立即采取措施去填补,防止缝隙越来越大,最后导致从局部到整体的破坏。路面长期浸泡在水中都会对其下面的路基地质有着很大的影响,所以为了不使地质发生改变,路基混合料分布不均匀使路面产生松弛,应当及时清除路面的积水,保持路面的干燥状态。众所周知,超载无论对哪种路面都有很大程度的影响和破坏,在养护水泥道路的同时应加强超载车辆的管理[3]。
4?结语
总而言之,为了增加市政公路的寿命,提高道路的质量,设计者和政府交通管理部门都应该从设计阶段到竣工阶段不同程度的对其进行管控,有针对性的采取措施去预防病害的发生。在以后的使用过程中,交通管理部门应该严格实施管理条例,严格限制超载,保障公路的使用寿命。只有这样,从始至终,一步一步的采取措施去改善,才能减少市政工程路面病害现象的发生频率,使公路运输行业迈向一个更美好的明天。
参考文献:
[1] 穆红旗.银河二路沥青混凝土加铺层病害成因分析与处理措施[J].中国建筑,2011(4).
中图分类号: U213 文献标识码: A
一、道路路面常见病害及成因
1、路基破坏
路基边坡长期暴露在外部环境,承受着来自外界的各种刺激,在各方面因素的影响之下,造成市政道路路基强度与稳定性不足,甚至失效。路基破坏常见的形式有填方路堤沉降破坏与挖方路堑边坡破坏,其中前者还包括全部或局部出现下沉,纵横向的开裂以及整体滑动或边坡滑坍等;而挖方路堑边坡破坏主要包括坍塌,滑坡等。特别是在一些特殊路基形式,如果设计者没有充分了解当地水文、地质、气象等典型性,设计时按照一般路基选用常用横断面形式与地基处理方法,就更容易造成路基早期的严重破坏。
常见的路基变形和破坏如下:沉陷,路基在垂直方向产生较大的沉落,路基的不均匀下陷,造成局部路段破坏。路基沉陷有两种情况:路基沉落,因填料选择不当,填筑方法不合理,压实不足,在荷载和水、温度综合作用下,路基发生的向下沉陷;地基沉陷,原地面为软弱土,填筑前未作处理或换土,造成承载力不足,地基发生下沉,引起路堤下陷。边坡塌方。路基沿山坡滑动,在较陡的山坡上填筑路基,如果原地面较光滑未经凿毛或挖筑台阶,坡脚又未进行必要的处理,在受到水的浸润或荷载及自重作用下,使填筑路基整体或局部沿坡面向下移动,路基失去整体稳定性。不良水文地质条件造成的路基破坏。
2、面层不平整
沥青路面的施工质量,在很大程度上取决于沥青混合料的配比上。沥青混合材料配合不合理,比如油石比较大,就可能导致路面产生鼓包,油石太小,就又会造成路面松散的情况产生。同样如果其它材料使用的不合理也会造成一系列的路面问题而当沥青混合料在搅拌时出现意外情况,比如含水量大、温度高,造成搅拌不均匀,会致使路面难以铺成,温度过高还会造成沥青老化,不能保证路面的质量。
3、路面裂缝
路面裂缝也是常见的路面病害。最常见的裂缝是局部龟裂,是由基础沉陷或承载力不足引起的。规则裂缝有纵向裂缝、横向裂缝,基本上属于难以避免的裂缝。不论是刚性的路面还是柔性的路面,其本身的热胀冷缩必然会反映在路面的开裂上来。规则的裂缝不及时封闭处理,常常成为龟裂的源头。所以,公路路面采用水泥、沥青等材料铺设时,必须注意材料特性,科学合理的混合各种施工材料,为避免公路路面受压时变形,尽量选用收缩性小的材料。由于材料会受含水量及塑性指标影响,因此应严格按照相关要求购买材料,若需掺加防凝减水剂,则需按要求使用适当剂量。另外,在路面的板块混凝土如果振捣不够,容易产生分层离析,造成裂缝的出现。所以在进行振捣时,要闭着重对容易产生不密实的部位加强振捣力度的控制,防止混凝土分层现象出现,能够有效的预路面产生断板或开裂现象。
4、路面松散类病害
此类病害常见的有路面坑洞与松散两类。当路表水通过沥青路面缝隙进入路面结构层内,在车辆荷载的反复泵吸作用下,积水不断冲刷路层,使得路面层沥青粘度降低,然后集料松散脱落,出现坑洞。此外,当路面设计压实度或者施工压实度不够时,在超量车辆荷载的作用下,导致面层沥青粘结力下降,出现坑洞也是常见的。松散病害的主要原因是集料跟沥青混合料二者之间的粘结失效。究其原因,主要是没有对集料与沥青的粘结力考虑充分,或者集料与沥青之间的搭配不当造成的。再者,如果设计时对于车流量考虑偏小的话,后期车流量超过设计限值,在陡然增加的车辆荷载作用下,集料与沥青的粘结力由于受力超限而失效,也是造成沥青路面出现坑槽、松散甚至是拱起破裂的原因之一。
二、道路路面病害处理措施
1、边坡防护与加固的治理措施
“预防为主,防治结合”是公路路基路面对病害的处理原则,因此做到防患于未然是最好的处理方式,但是出现病害也是不可避免的。影响边坡强度的因素很多,首先从边坡施工材料的选择来看,边坡防护的材料有植物,刚金水泥以及各种混合防护材料,相应的防护就有植物防护,工程防护,柔性防护和综合性防护。众所周知,植物具有防治水土流失,调控气候的作用,植物防护的具体做法即在防护栏周边种植一些具有生命力的植物,形成一层生物保护层,减缓坡地水土的流动速度,有效地保护了路基路面。一些植物具有监控和吸收污染物的功能,生命防护层不仅美化了环境,而且净化了空气,是非常有效的防护手段。工程防护可以弥补植物防护重的不足,因为坡地附近还有不适宜种植植物的土壤带,这时候可以运用工程防护手段,保证不遗漏任何防护点。柔性防护措施主要是在现有防护的基础上,增设防护植物网和铁丝钢筋网,进一步加强防护效果。综合性防护实质就是这些防护措施的配合,综合性防护是最有效的防护手段。
2、边坡变形与失稳治理措施
边坡是天然斜坡和人工边坡的统称。边坡在复杂的地质力作用下形成在公路工程建设中,边坡变形主要表现为路基路面危岩、位移、倾斜,对于边坡破坏较严重的情况,必须采取有效措施治理边坡变形与失稳。路基防护是保证路基稳定性的重要措施之一,在治理公路工程路基路面边坡变形的过程中,应结合公路工程的实际情况,因地制宜地采取措施,根据边坡的不良工程地质特征和滑坡加固治理与防护工程特色。
3、岩溶地区路基治理
3.1对于岩溶地区路基的处治,首先要从地质条件上弄清岩溶的发展规律和分布规律,然后再慎重确定处治方案。在一般情况下,对局部严重的、大型的、不易搞清楚的岩溶地段。应尽量设法绕避,对不太严重的中、小型岩溶地段,选择其最窄的,最易于采取措施的地段通过。
3.2对于有顶板但顶板强度不足的干溶洞,可炸除顶板后进行回填,或设构造物跨越。通过溶洞围岩分级或计算判断下伏溶洞有坍塌可能时,应进行加固处理。对于洞径大,洞内施工条件好的无充填溶洞,宜采用浆砌片石或钢筋混凝土的支撑墙、支撑柱进行加固;深而小的溶洞不便于洞内加固时,宜采用石盖板或钢筋混凝土盖板跨越可能的破坏区;对于顶板较薄的溶洞,当采用地表构造物跨越有困难或不经济时,可炸除顶板,按明洞的方式进行处理;对于有充填物的溶洞,宜优先采用注浆法、旋喷法进行加固,不能满足设计要求时宜采用构造物踌越;如需保持洞内流水通畅时,应设置排水通道。
3.3对于路基范围内的土洞应先判明土涧是否仍在发展对于已停止发展的土洞可按一般地基进行评价,需加固时宜采用注浆、复合地基等方法进行处理,对于还在发展中的土洞,宜采用构造物跨越。
4、市政路面裂缝的治理
4.1裂缝修补
路面裂缝形式多样,开裂是路基路面施工一种常见的质量通病,处治时要根据具体情况采用相应的技术措施。缝宽不足0.5mm的非扩展性表面裂缝,采用压注灌浆法;局部性裂缝,且缝口较宽时,采取扩缝灌浆法;对贯穿全厚的裂缝,采用条带罩面法。对裂缝宽度大于3mm的裂缝,用环氧树脂与固化剂搅拌均匀后直接灌注。
4.2接缝修补
接缝施工时,为保证清缝质量,对杂物填充较多的纵缝,必须用切缝机切割,其他缝也应用铁铲对杂物和老化的填料进行清理,然后用高压气体吹净。对加热型填缝材料,按规定进行熔化,使其具有较好的流动性,加热温度不宜过高、过低,时间不宜过长,以避免材料老化或流动性较差。用黄油枪或扁嘴铁壶沿缝方向均匀浇灌加热后的填缝料至缝填满为止,灌缝深度至少应大于1.5cm。灌缝应在路面干燥及路面板下没有积水时进行,保证填料与缝壁粘接牢固且不被高压水剥离、挤出。根据填缝料性质,做好施工交通控制工作,待填缝料冷却后开放交通,以免其被行车粘掉。坚持周期性养护,根据填料有效使用寿命,对全部构造缝进行全面清缝和普灌,其后每年入冬和雨季之前进行补灌,保证构造缝全部密封。
结束语
综上所述,路基路面的病害治理是一项艰巨复杂的任务,对于一些经常出现的病害状况,要结合施工现场的地质天气情况,合理制定施工方案。突发的病害情况,要具体问题具体分析,结合以往的经验,做好治理工作。其原则就是能够提前预防就要做好防御工作,不能够预测的就要以最小的投资和最优的施工方案进行治理,减轻路基路面病害给公路工程施工带来的不便。
餐卡文献
高速公路作为社会发展中的重要基础性设施,牵扯人们的日常出行,也涉及不同地区间的经济文化往来。在近些年的高速公路发展中,国家政府建设了多条高速公路线路促进经济的发展,但并非所有的高速公路皆处于健康平稳的状态,许多老旧的高速公路因长期处于高负荷运行状态,已呈现出不同程度的损坏现象,若不加以养护管理,会引起严重的交通事故,影响正常的出行,更不利于经济的良性循环。
1高速公路常见路面病害表现
1.1沉陷
沉陷是高速公路典型路面病害之一。由于在施工过程中路基并未完全密实或填筑土质材料差,又在后续受到地下水与车辆荷载的因素不断加以施加作用后,产生了不同程度的竖向变形,从而使得部分路面出现了下沉现象[1]。据有关技术文件判定,沉陷分为轻重两级,当局部下沉路面深度大于10mm即可判定出现了沉陷病害,大于25mm的深度即可说明产生了重度沉陷危害。
1.2松散
高速公路路面的松散危害大多产生在沥青路面的投用初期,是指沥青表面层与内部集料粘合力不足,骨料与沥青酥软、松垮直至逐渐流失,而后造成路表呈现悬浮状集料的形态,面层骨料脱皮,且在轮迹处松散情况最为严重。当路面细骨料出现麻面、脱皮等现象时,则属为轻状松散,若路面的粗骨料出现坑洞、脱皮、露骨等现象时,即归为重度松散。
1.3裂缝
裂缝类路面病害在养护工作中较为常见,其对于高速公路路面的损伤不容忽视,并且影响行车交通安全,表现种类主要有以下三种:(1)横向裂缝。横向裂缝的产生位置无明显规律,不集中,缝宽不一,其朝向与行车方向近乎垂直,且周围会产生少量支缝。若横向裂缝未得到有效处理,会逐渐向路基延伸,形成更大的裂缝危害。(2)纵向裂缝。纵向裂缝多发在路面接缝、路肩边缘、紧急停车带等位置,其大小、宽度不尽相同,朝向与行车方向近乎垂直,故称为纵向裂缝[2]。纵向裂缝的路面危害会发生路基滑移,极大地增加了交通运输中的安全隐患。(3)网状裂缝。指形似蛛网般的细小裂缝,它是纵横交错的疲劳裂缝。裂缝常成片出现,是由一系列多边形小块儿构成的网状开裂,并伴随变形、松散等现象。
1.4坑槽
坑槽是指在温度及交通荷载的不断影响下,沥青膜与骨料的粘附力减弱产生空隙,路表水进入沥青表面层时,水停滞在沥青与骨料之中,而后行车荷载与重载车辆和水形成水动力,动水压力使得沥青膜与骨料逐渐剥离,最终形成了坑槽[3]。
2高速公路常见路面病害形成原因
2.1沉陷病害的形成原因
2.1.1基层不平稳沥青面层的厚度受到基层表面平整度的影响,若沥青面层来的松铺厚度不相同,则在行车的碾压后可能会发生沉降。一般情况下,若基层平整度产生误差,则可通过调整面层来矫正,但只限于误差较小的平整度。当出现误差较大的平整度时,就不能施工整调面层,因此沥青面层的厚度受到影响,再加上车辆荷载作用,会逐步产生沉降,最终导致沥青面层沉陷。2.1.2载量超限导致沥青路面产生沉陷的主要原因之一是车辆的载量超限。据测计,若将一载重10吨的车辆增加5吨,则其对路面结构破坏的程度就扩大了6倍以上。2.1.3路基刚度不足路基的刚度决定其承受荷载时抵抗变形的能力。如果路基的刚度不足,在车辆荷载不断碾压下极易发生沉降,路表将遭到损坏。若疏于养护管理,路面的破坏程度将进一步扩大,终会形成路面沉陷。
2.2松散病害形成的原因
2.2.1混合料在设计中的问题
首先,在沥青混合料的设计进程中,运用粘合力较差的沥青胶结料、采用酸性石料,或者运用的矿料材质较湿等因素是集料与沥青膜之间粘接能力降低的诱因;再者,在设计时对沥青材料的量没有掌握准确,因此导致沥青膜的覆盖厚度无法达到预期的标准;最终,沥青膜受外部水的不断影响,混合料中的集料发生剥落,从而出现松散病害。2.2.2混合料在施工中的问题在施工过程中,混合料的搅拌与混合料的运输问题是导致后期混合料松散的两个主要原因。其一,在实施混合料的拌合进程时,若混合料的搅拌出现不均匀的状况,则会导致局部混合集料无法有效地粘接,或者在拌合进程时温度过高,这种情况的出现会影响密实度,导致沥青的老化;其二,在混合料的运输过程中,若是混合料的保温合理性欠佳、运输路程长,那么混凝土的自身温度会降到标准值以下,最终会在施工结束以后出现松散的危害[4]。
2.3裂缝病害形成的原因
2.3.1横向裂缝地基的沉降、沥青及混凝土的温缩以及材料收缩是引起横向裂缝的三个主要因素:(1)沉降。基层因为地基或者路基与构造物差异沉降而出现开裂状况,进而作用到沥青面层,最后造成横向裂缝。(2)沥青及混凝土的温缩。沥青混合料会随着温度的降低而逐渐变硬且脆,而后开始形变收缩,当沥青混凝土的抗拉性能低于收缩拉应力时,路面则被拉裂,且向下扩展,发生下窄上宽的横向裂缝。(3)材料的收缩。在基层成形过程中,基层材料的温度骤降与基层材料的失水会产生收缩。面层底部承受该两类收缩变形后,加之强度过大的拉力,面层的底部将裂开,最终伴随着行车荷载的循环作用而导致高速公路路面形成裂缝。2.3.2纵向裂缝纵向裂缝形成的原因主要有施工不到位、水破坏和铺摊不达标三个方面引起:(1)施工不到位。并未充分密实纵向沟槽内的回填土而造成了不均匀沉陷,最终发展为纵向开裂。(2)水破坏。路表水及周围用水设施的渗水,使得部分路面受水侵蚀后承载度减弱,再经过动静荷载双重的作用后,出现路基滑动,从而产生裂缝。(3)摊铺未达标。若对旧路基进行加宽改造时,路幅的铺设和填充未达标,且未及时处理土质问题,则将造成纵向裂缝。2.3.3网状裂缝网状裂缝大多由高速公路的基层强度不足与疲劳开裂等因素诱发。(1)基层强度不足。路面结构设计的合理性欠缺,铺摊时混合料没有压实,使得路面基层强度不足,形成网裂。(2)疲劳开裂。因高速公路路面受温度变化及行车荷载等因素的作用,使得沥青逐年老化,最终路基产生疲劳开裂,这也是网状裂缝出现的主要因素。
2.4坑槽病害形成的原因
出现坑槽病害主要原因有以下四个方面:(1)在车辆行驶中会出现漏油现象,滴落的汽油会对高速公路路面造成侵蚀,从而毁坏路面,逐步发展为坑槽。(2)高速公路路面的日常养护不到位,检查不及时,当路面出现病变时,如网裂、松散与脱皮后,未将路面及时修复养护。(3)高速公路路面在进行罩面之前,未能将其原固有的各方面病害修复完毕。(4)沥青膜的覆盖厚度不足,后期受到车辆及雨水等因素作用后,混合料的性能逐渐恶化,先是出现松散与裂缝危害,终而扩大为坑槽。
3高速公路路面病害的养护技术
3.1常规性养护
3.1.1局部填充法局部填充法的养护技术具有较强的适应能力,可以有效地修补路面出现的各种裂缝问题。其技术原理为待裂缝杂物清理完全后,将乳化沥青或热油直接灌入待填补的裂缝内,在乳化沥青结固后即能有效地修复裂缝问题。倘若遇到较大的裂缝时,要先填充特定的混合料,在局部填充技术实施中配合震动技术,再依照冷补法技术原则对其压实至平整状态,完成压实后用烙铁封口,均匀撒砂,这一系列技术操作适用于较宽的裂缝修复工作。3.1.2罩面法罩面法是修复高速公路路面病害常用的技术之一,这项技术可以有效地解决表层处较轻浅的车辙与裂缝等病害,提高路面的平整度。罩面法的主要常用技术有薄层罩面和超薄磨耗罩面,其实际操作原理是先铣刨产生车辙病害的路面,预先修复完毕已破损的面层,然后在面层上均匀地覆盖一层厚度不超过7cm的沥青层[5],在修补时,要对粘结层与防水层特别养护,这样是为了防止路面病害反复发生。此项技术能够处理高速公路路面裂缝及变形类病害,还能够有效地提升路面的平整度及防滑性能,延长高速公路的服务年限。3.1.3撒铺法撒铺法技术的运用是为了进一步增强高速公路路面的防水与抗滑性能,达到对路面的有效性养护。其原理是将聚合物改性沥青与连续级配且具有防水性能的骨料,采用撒铺的形式摊铺于高速公路路面面层之上,终而构成透水性能强、排水通畅、防滑功能良好的表面层[4],以此来使路面结构更为平整,减少交通事故的发生。3.1.4路面再生法路面再生法是处理高速公路路面病害中使用频率最高的技术,它适用于病害种类繁多以及服务年限久的高速公路,并且具有环保节约的技术优势,因此使用率较高。路面再生法可根据温度不同划分为路面冷再生技术和路面热再生技术。其中,热再生可以分为厂拌和现场两种形式。厂拌再生法是指将旧的沥青路面材料进行翻挖回收,然后加工厂将回收材料做破碎处理,再将其与一些特定材料按照标准比例在拌合机中搅拌,形成新混合料,最终进行路面的再生技术工作。当今,厂拌再生法在现代高速公路养护中比较常见,因为其投入成本较少且使用材料可保质保量,但其也存在一些弊端,如施工的周期较长,运输成本高等;路面冷再生技术被称作绿色工程,因为其能最大限度地节省原材料,降低环境污染系数,保护环境,对交通影响度小,并且质检合格率高,能彻底修复原面层的裂缝、车辙、拥包和松散等高速公路路面病害。
3.2预防性养护
为了高速公路交通运输工作的健康发展,要对其路面进行预防性养护,并且将“预防”放在养护重心,降低路面病害发生的概率,避免反复返工修复作业,节省大量财力与物力。预防性养护在高速公路路面病害预防中有着突显的作用,因此,有关部门要逐步加强日常检查与养护工作,来达到养护工作的有效进行。以下提出三个预防性措施:定期巡视评估。相关监管部门要对高速公路路面进行定期巡视,建立科学系统的巡视、检测、评估体系,检查是否出现路面微小病变、评估路面病害程度,判断路面实际状态。当病害产生时,及时地提供针对性养护措施,最大程度地避免路面病害严重扩展,将病害消除在萌芽阶段。建立健全考核制度。对公路要进行季度性养护,对员工也要进行季度性考核。建立健全考核制度,并且对员工安排相关技能培训,可细化养护过程中出现的问题、明确养护步骤。考核制度的建立可以调动员工的工作积极性,提升养护工作的效率。把控养护质量。沥青混合料是高速公路路面的核心,一定要加强采购的材料质量,严格制定施工标准,避免劣品、次品混入施工材料,保障原材料的质量,强化养护后的审核工作,将路面病害从源头上切断。
4结束语
高速公路在建设城市交通系统中扮演着重要的角色,是经济稳步发展的重要一环。鉴于此,我们必须要认识到高速公路路面养护工作是一个长期且繁琐的过程。因此,相关监管部门与施工单位要联动开展预防性工作,不断提升公路养护工作的标准,从预养护出发,建立健全有关管理制度与施工标准,制定系统的可行性解决方案,提出针对性的养护措施,从而促进我国高速公路事业建设的平稳健康发展。
参考文献:
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[2]罗明鹏.高速公路路面病害成因及养护措施分析[J].四川水泥,2021(5):141-142.
[3]景彪.高速公路路面病害成因及养护措施[J].建筑技术开发,2020,47(17):103-104.
中图分类号:U41 文献标识码:A
1. 边坡防护与加固治理措施
路基边坡防护与加固应符合“因地制宜、就地取材、以防为主、防治结合、经久耐用、节省造价和造型美观”的原则。路基边坡防护与加固包括植物防护、工程防护、柔性支护与防护、综合防护等几种类型。
(1)植物防护就是在边坡上种植草或植树,以减缓边坡上的水流速度,利用植物根系固着边坡表层土壤以减轻冲刷,从而达到保护边坡的作用。植物防护不仅可以美化公路环境,调节边坡的湿温,起到固结和稳定边坡的作用,而且又比较简单、经济。一般来说,防护工程应优先考虑植物防护,当然其土壤必须适宜于植物的生长,而且边坡比较平缓,坡高不大。在高速公路上,常用的植物防护有植草、铺草皮和植树等。
(2)工程防护主要是针对不适宜植物生长的土质填、挖方边坡或风化严重、节理发育的岩石路基边坡,以及碎(砾)石土的挖方边坡等,采取工程防护措施即设置人工构造物防护。工程防护的类型有护面墙防护、干砌片石防护、浆砌片石防护、水泥混凝土预制块防护、锚杆防护、挡土墙以及土工合成材料防护等。
(3)柔性支护与防护主要包括三维植被网、钢绳网主动防护等防护形式。
2. 边坡变形与失稳治理措施
对于边坡破坏较严重的情况,如出现塌方、滑坡以及可能出现失稳等,必须采取相应的措施来确保边坡的稳定性(强度方面)和安全性(变形方面)。根据边坡的不良工程地质特征和滑坡加固治理与防护工程特色,主要选取适用性强、易于操作、工程负效应小的措施,如抗滑桩、锚杆(索)、挡土墙、削坡和灌浆等,使其分别适用于不同塌方、滑坡的物理力学条件和地质条件。
3. 岩溶地区路基治理措施
(1)对于岩溶地区路基的处治,首先要从地质条件上弄清岩溶的发展规律和分布规律,然后再慎重确定处治方案。在一般情况下,对局部严重的、大型的、不易搞清楚的岩溶地段,应尽量设法绕避;对不太严重的中、小型岩溶地段,选择其最窄的、最易于采取措施的地段通过。
(2)对岩溶水宜以疏导为主,采取因地制宜、因势利导的方法,不宜堵塞,一般可采用排水沟、泄水洞等疏导岩溶水。路基上方的岩溶泉和冒水洞,宜采用排水沟将水截流至路基外。对于路基基底的岩溶泉和冒水洞,宜设置集水明沟或渗沟,将水排出路基。对于稳定路堑边坡上的干溶洞,洞内宜采用干砌片石填塞。位于路基基底的开口干溶洞,当洞的体积不大、深度较浅时,宜予以回填夯实;当洞的体积较大或深度较深时,宜采用构造物跨越。
(3)对于有顶板但顶板强度不足的干溶洞,可炸除顶板后进行回填,或设构造物跨越。通过溶洞围岩分级或计算判断下伏溶洞有坍塌可能时,应进行加固处理。对于洞径大、洞内施工条件好的无充填溶洞,宜采用浆砌片石或钢筋混凝土的支撑墙、支撑柱进行加固;深而小的溶洞不便于洞内加固时,宜采用石盖板或钢筋混凝土盖板跨越可能的破坏区;对于顶板较薄的溶洞,当采用地表构造物跨越有困难或不经济时,可炸除顶板,按明洞的方式进行处理;对于有充填物的溶洞,宜优先采用注浆法、旋喷法进行加固,不能满足设计要求时宜采用构造物跨越;如需保持洞内流水通畅时,应设置排水通道。
(4)对于路基范围内的土洞应先判明土洞是否仍在发展。对于已停止发展的土洞可按一般地基进行评价,需加固时宜采用注浆、复合地基等方法进行处理;对于还在发展中的土洞,宜采用构造物跨越。
4. 采空区路基治理措施
由于开采时间与开采结束后上伏岩土体剩余沉陷变形时间都较长,以致于采空区对路基影响与危害持续时间也较长。对采空区路基的治理,首先应了解采空区的分布及发展情况,然后再慎重确定“技术上可行、经济上合理”的治理方案。开挖回填处理的浅采空区的治理范围,其治理长度为公路轴向采空区实际分布长度,处治宽度为路基底面宽度或构造物的宽度,处治深度为底板风化岩位置。 公路采空区路基的处治设计应根据采空区的形成时间、埋深、采空厚度、采煤方法、顶板岩性及其力学性质、水文地质、工程地质条件等选择治理方案。采空区路基的处治应从路基处治、开采协调两个方面来进行。
4.1 从路基处治角度来说,主要有开挖回填、充填、桥跨和注浆等四种。
(1)开挖回填:对于路基挖方边坡上的采空区宜采用开挖回填方案。
(2)充填:采空区充填能有效地减小地表沉陷破坏程度。有条件时采用水砂充填,能保证公路安全无损。采深不大时,可采用覆岩离层充填,加固采动覆岩破坏区,限制地表沉陷破坏。对于煤层开采后顶板尚未垮落的采空区,可采用非注浆充填方案,包括干砌片石、浆砌片石、井下回填、钻孔干湿料回填等方案。干砌(浆砌)片石适用于采空区未完全塌落、空间较大、埋深小、通风良好,并具备人工作业和材料运输条件的采空区治理。一般路段路基用抗压强度不应低于10MPa干砌片石回填;对有构造物路段,应用抗压强度不应低于15MPa浆砌片石回填。
(3)桥跨:煤层开采规模较小、开采深度小于100m的采空区,可采用桥跨方案。
(4)注浆:采空区上覆岩层在有条件时会出现离层,离层经历产生、发展、达到最大高度及最终离层闭合的移动过程。在离层带中注浆减缓地表沉降,控制地表总的下沉量,减缓地表动态变形值,达到保护公路的目的。对于煤层开采规模较大、开采深度(埋深)小于250m的采空区,宜采用全充填注浆方法。对于埋深大于250m的采空区,宜根据其开采特征、水文地质、工程地质条件及其对公路工程的危害程度等因素,确定是否采用全充填注浆方案。
4.2 从开采协调的角度来说,主要有以下几个方面:
(1)调整路面板接缝的宽度。混凝土路面由于温度或湿度变化及硬化时收缩的原因,会出现胀、缩和翘曲。设置接缝可减少混凝土板变形受约束影响而产生的内应力,增加路面板抵抗各种变形的能力。
(2)设置“双层连续配筋混凝土结构”。对于采深与采厚比较大且地表变形连续时,高等级道路可设置这种路面结构形式,以增强整个路面的抗变形能力。
(3)合理安排开采时间。使地表剧烈变形破坏期避开冬季低温期,以使路面材料变形适应采动地表变形。(温度的降低使路面材料的脆性加大,收缩系数增大,抗变形能力降低,路面易于开裂,路面承载能力降低。)
(4)限制一次开采高度,沿公路轴向大面积协调开采。这种方法已在铁路下开采煤层有成功的经验,一般可以将地表位移变形降低到50%以下。由于采空区的工程地质条件复杂,处治方案灵活多样,应针对采空区的具体情况,将几种方案联合使用,达到经济合理的最佳治理效果。
参考文献
[1] 方向池,柏松平等. 高原山区高速公路边坡防护[J]. 公路,2002,(7).
中图分类号:X734文献标识码: A
一、公路路基路面的施工要求分析
(一)对路基的要求
概括来说,对路基的基本要求有两个。
第一,要有良好的承重能力。公路通车过程中,路基负责对路面车辆的支撑,车辆在行使过程中,会对路基路面结构产生较大的压力和应力,路基强度和硬度不够,会导致路基承重能力不足,使公路无法有效的承受汽车所带来的压力和应力,使路基出现下沉,随之而来的将是路面车辙、断裂等较为严重的问题,影响到行车效果,甚至会造成较为严重的交通事故。
第二,要具备良好的稳定性。公路路基必须要具备良好的稳定性,保证公路使用过程中的整体平衡,使公路整体结构不会受外界环境影响出现变形等问题。
(二)对公路路面的基本要求
公路路面要有良好的平整度。公路路面平整度,是确保公路良好使用效果的重要条件,公路平整度不符合施工要求,将会导致行车舒适度大大降低,影响到公路行车效果,严重的,还会造成严重的交通事故。影响公路路面平整度的因素有很多,比如沥青材料质量、路面碾压技术问题等等。
二、公路工程路基路面常见病害
(一)路基病害及成因
1、路基不均匀沉降
路基不均匀沉降主要表现为路面不平整、行车颠簸、局部沉陷或塌陷等。
造成路基不均匀沉降的原因有:地基沿纵横向软弱土层分布不均,如地层倾斜、土层、土性、密度等,横向半填半挖或纵向填挖交界,部分路基入河塘回填等特殊地段,以及不同处理方式的相接部位处理不当等都有可能引起路基不均匀沉降。在软土地基路段,由于地基承载力达不到其上面构造物承载力的要求,导致地基失稳、变形,出现不均匀沉降的现象。另外在旧路加宽改造时,由于设计与施工原因,新旧路基之间产生纵向裂缝,也是目前在工程中较多出现的问题。
2、高填方路基下沉
填方路基病害主要表现为:路基纵横向开裂,路基整体下沉或局部沉降,路基滑动或者边坡坍塌,路基下沉引起路面积水,造成路面破坏。路面出现纵向裂缝,严重时裂缝变宽,裂缝向土路肩边缘伸展,裂缝处呈现错台,形成滑裂面;在两种不同处理方案的交界处没有设置渐变段造成交界处形成沉降突变。
这类病害产生的主要原因:原地面清理不够,处治不到位;路基填料不符合规范要求,路基的压实度不够,造成整个路堤的不均匀下沉。
3、边坡的滑塌问题
边坡滑塌是路基病害中较为严重的一个问题。边坡滑塌根据土质和规模不同可以分为塌方和滑坡。塌方的形成原因主要是土质疏松导致边坡向下滑动,通常是由施工不当和水的损坏引起的。滑坡是指由于不良地质条件的破坏,使部分边坡土体在重力作用下下滑。一般情况下,塌方和滑坡比较容易发生在土质疏松同时雨水较多的地区。雨水会形成巨大的冲击力,使原本较为疏松的土质难以承受压力,出现土体陷落和下滑,最终破坏公路路基和路面。
(二)路面病害及成因
1、裂缝类
(1) 龟裂、网裂:裂缝与裂缝连接成龟甲纹状的不规则裂缝,且其短边长度不大于40cm 者。在路面纵向有平行密集的裂缝,虽未成网,但其距离不大于30cm 者,都属龟裂,裂缝测定以面积计。
(2) 不规则裂缝:包括龟裂和网裂,是相互交错的疲劳裂缝,通常是由路面结构强度不足,沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝,逐渐在纵裂缝间出现横向或斜向连接裂缝形成。当沥青粘结力差,沥青用量偏少,或所用的矿料过湿,铺撒不匀时还会产生路面松散。网裂、龟裂后不及时养护, 容易造成路面坑槽和剥落的出现。
(3) 纵向裂缝:多发于半填半挖路基处,主要由于路基压实度不均匀、路基的不均匀沉降造成,也可以是沥青面层分幅摊铺时,两幅接茬未处理好,在行车载荷重复作用下形成。
(4) 横向裂缝:通常是因低温收缩或者半刚性基层收缩裂缝造成。
2、松散类
(1) 坑槽:路面破坏成坑洼的深度大于2cm、面积在0.04m2 以上。
(2) 松散:路面结合料失去粘结力,集料松动,面积在0.1m2 以上。
三、公路工程路基路面病害的处理措施
(一)路基病害的防治措施
1、路基沉降的防治
(1)注意选用良好的填料,严禁用腐殖土或有草根的土块。应分层填筑、分层夯实,并及时排除流向路基的地面水或处理好地下水。
(2)填石路堤从下而上,石块应由大到小认真填筑,并用石渣或石屑填空隙。 (3)原地面为软弱土层时,路堤高度较低的,且可中断行车的,应挖除软弱土并换上良好的填料,然后按原高度填平夯实;路堤高度较高的,且又不能中断行车时可采用打砂桩、混凝土桩或松木桩等。
2、路基边坡防护与加固
路基边坡防护与加固应符合“因地制宜、就地取材、以防为主、防治结合、经久耐用、节省造价和造型美观”的原则。路基边坡防护与加固包括植物防护、工程防护、柔性支护与防护等几种类型。[1]
(1)植物防护
植物防护就是在边坡上种植草或植树,以减缓边坡上的水流速度,利用植物根系固着边坡表层土壤以减轻冲刷,从而达到保护边坡的作用。植物防护不仅可以美化公路环境,调节边坡的湿温,起到固结和稳定边坡的作用,而且又比较简单、经济。一般来说,防护工程应优先考虑植物防护,当然其土壤必须适宜于植物的生长,而且边坡比较平缓,坡高不大。在高速公路上,常用的植物防护有植草、铺草皮和植树等。
(2)工程防护
工程防护主要是针对不适宜植物生长的土质填、挖方边坡或风化严重、节理发育的岩石路基边坡,以及碎(砾)石土的挖方边坡等,采取工程防护措施即设置人工构造物防护。工程防护的类型有护面墙防护、干砌片石防护、浆砌片石防护、水泥混凝土预制块防护、锚杆防护、挡土墙以及土工合成材料防护等。
(3)柔性支护与防护
柔性支护与防护主要包括三维植被网、钢绳网主动防护等防护形式。
3、完善排水设施
水是影响路基强度和稳定性的另一重要因素,许多路基病害是由水的侵蚀造成的。因此在路基施工中应重视施工排水,防止因各种原因造成的水患,给路基、路面施工造成不必要的损失。
路基地下排水仍多用暗沟、盲沟、渗沟、渗井等渗透式排水,当水流量较大,多采用带渗水管的渗沟。为了保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态,必须对影响路基稳定的地面水予以拦截,并排除到路基范围之外,防止漫流、聚积和下渗。同时,对于影响路基稳定的地下水,应予以断、疏干、降低水位,并引导到路基范围以外,使全线的沟渠、管道、桥涵构成完整的排水体系。[2]
(二)公路工程路面病害的防治策略
1、路面平整度的控制
公路的平整度控制主要包括两个方面:基层平整度控制和面层平整度控制。
(1)基层平整度控制
要控制好基层的平整度,要求在施工时根据不同的基层采取不同策略。例如控制以石灰稳定土为底基层的公路相对容易。因石灰土为底的基层平整度要求的标准较低,因此可以采用平地机刮平至合格的方法。相反,水泥稳定碎石则与石灰不同。水泥稳定碎石平整度控制较难,要求也高,同样对面层平整度的影响也较大。
(2)面层平整度控制
想要控制好面层的平整度,良好的混合料是保证。沥青混合料必须在标准温度下,采用击实方法成型混合料试件,试件必须达到国家规定的参数。其次,必须严格控制混合料的压实效果。另外在沥青路面施工中要特别注意的是沥青混合,沥青混合料要保证质量和实效,这是沥青路面施工质量的关键所在。
2、裂缝的处治
(1)路面层裂缝处治
①宽度小于3mm的裂缝
用路用修补胶在裂缝处涂一层,防止水的渗透。
②宽度3mm-5mm的裂缝
用压缩空气吹净尘土及辅助人工清理缝中杂物后,用流动性良好的热沥青或改良乳化沥青,通过灌缝机依次缓慢向缝中灌注,直到饱满为止,并撒料封口,冷补胶涂缝防水。另外,也可用开槽机沿裂缝开槽并做必要的技术处理后,人工将砂粒式或细粒式热拌沥青混合料填充裂缝,捣实并用路用烙铁封口,冷补胶涂缝防水。
③宽度大于5mm以上的裂缝
沿裂缝两侧各宽5cm开槽,挖除上面层约10cm宽,厚2cm~6cm的面层,经除尘、清理槽中杂物及缝中灌满稀释沥青后,在槽内喷撒改性沥青或改良乳化沥青粘层油,再用与原面层相同结构的沥青混合料填充、捣紧、夯实,冷补胶涂缝防水。
(2)基层开裂引起反射裂缝的处治
除了按上面的修补方法进行处治外,考虑基层开裂为结构性破坏,处治裂缝宽度大的面层时,应增加土工布或土工格栅作为应力吸收层,以抑制反射裂缝再次发展。
3、坑槽的修补
按照材料和修补环境温度的要求不同,现代的坑槽修补的方法大体可分为三种,即冷料冷补、热料热补和热料冷补。每种方法都有各自的特点,适应的情况也不同,施工人员要根据实际情况选择相应适当的方法。修补中应注意以下问题:
(1)如果坑槽较深,深度>6cm时,宜采用两层或两层以上分层修补。采用两层修补时,上层应采用细粒式(AC-13)沥青混凝土。下层厚度超过6cm时,可采用沥青稳定碎石(ATB)结构。分两层以上修补坑槽时,宜上一层比下一层多出15~20cm的搭接宽度,避免上下层接缝通缝。
(2)摊铺沥青混合料时,松铺系数可取1.25~1.3。
(3)在涂刷粘结沥青前,应采用喷灯等对槽壁进行加热。
(4)若因基层结构组成不良,如含泥多、含水率过大或基层局部强度不足等使基层破坏而形成坑槽,应先处治基层,再修复面层。[3]
参考文献
由于水泥混凝土路面具有较高的强度、耐磨、抗冻等特点,因而获得了广泛的应用。然而,近年来路面早期损坏的现象越来越普遍,有的水泥混凝土路面完工不久就出现病害,新建2-3年就要大修,有的甚至出现当年建当年修的现象,使水泥混凝土道路功能得不到充分的发挥。防治路面病害,提高水泥混凝土道路的使用寿命是当前道路工程界正在进行攻关的一大课题。
1.病害产生的成因
1.1 水的防治不及时,是产生病害的主要原因
水泥路面的横向缝都是采用沥青灌塞,纵缝为施工缝不灌沥青。路肩盲沟排水设置基本没有。经过多年的行车作用,路面板块间相互挤压,原路面横缝的填缝料失效,地表水通过裂缝渗入基层,而又无法从路肩排出,造成基层软化。在车辆载荷的重复作用下,产生唧泥现象将基层细料冲走,导致板边缘的基础部分失去支撑能力,端脱空、路面板块松动、错台、板角冒浆,最后开裂断板破碎。
1.2 路基不均匀沉降造成板断裂和破碎
这种病害大部分布在路基填挖交界段,高填方路段及路面与桥涵等构造物交接路段。因为路基的不均匀沉降造成路面的沉陷,在车辆高速冲击作用下造成错台渗水、唧泥导致断裂和破碎板。
1.3 路面基层和面层强度不足特别是强度不均匀也是造成破碎板的原因
作为混凝土路面基层,首先要求强度高,整体性和水稳性好。从现场观察到的二灰基层来看,其强度本身不是很好,加上基层施工拌和不均匀,压实不够等原因造成基层不板结,局部地方还有松散现象,基层强度难以满足设计要求。在行车荷载作用下,混凝土板底的拉应力增大,甚至车辆超载超限,致使混凝土板可能产生过大的荷载应力而造成强度破坏。
1.4超重荷载的作用也是造成混凝土路面断板、碎板的主要原因
随着经济的发展,车流量不断增加,加上绝大部分车辆进行改装,加高车厢,加厚大梁等,超载现象屡禁不止,造成混凝土板块疲劳,形成断裂和破碎。
1.5 设计和施工方面缺陷导致混凝土路面各种病害的产生
车流量大的路段,路面病害较严重,原因是设计时对交通量预测不够准确,基层、面层设计厚度偏薄。
2施工质量控制措施
2.1严格控制路面原材料的质量
水泥混凝上路面结构层是以水泥与水合成的水泥浆为结合料、碎(砾)石为骨料、砂为填充料,经拌和、摊铺、压实和养生而成的。由于路面结构层同受到车轮荷载和自然因素的综合作用,则要求混凝土材料必须具有较高的强度、抗磨性、耐冻性(寒冷地带)以及尽可能低的膨胀系数和弹性模量。为此,应对路面混凝土及其组成材料提出一定的要求,并确定合适的配合比例。
2.1.1水泥的质量控制。应考虑道路等级、工期、铺筑时间、施工方法及经济性等因素,原则上应采用抗折强度高、耐疲劳、干缩小、耐磨性和抗冻性好的水泥;水泥进场时,应严格检查生产厂家的水泥产品化验资料(报告单),并对其品种、标号、包装、数量、出厂日期等进行检查,看是否能满足各项路用指标;在现场进行水泥细度、凝结时间、体积安定性、强度抽检试验,特别是安定性指标必须进行抽检;对施工中所用的水泥必须经该地区有资质的试验室复验合格后方可使用;不同标号、厂牌、品种、出厂日期的水泥,不得混合堆放,严禁混合使用;出厂期超过三个月或受潮的水泥,必须经过试验,按其试验结果决定正常使用或降级使用,已经结块变质的水泥不得使用;混凝土路面施工中应尽量选用同一厂家在同一时期生产的同一标号水泥。
2.1.2骨料的质量控制。施工中,水泥混凝土路面的最大粒径应根据具体施工要求决定,使用碎石时,应采用30mm;使用砾石时,应采用20mm;同时使用优良的级配,严格限制针片状颗粒的含量,粗骨料中薄片状及长针状颗粒应控制在15%以内(细骨料可不加限制);骨料的强度要符合质量要求,粗骨料的强度应高于混凝土标号的1.5倍,其压碎值不宜大于20%;严格控制集料中的含泥土(石粉)量;砾石料要采取高压水冲洗等措施,而且不允许露天堆放,砂石料与水泥一样,在施工现场必须罐装,不允许有任何污染。
2.2优化水泥混凝土配合比设计
2.2.1减水剂的选用。要配制出高抗弯拉强度、耐久性好的混凝土配合比,就要求混凝土的水灰比较小,因此必须采用高效减水剂,保证混凝土较好的工作性。
2.2.2矿料级配的组成原则。砂率的选用由于有比较成功的实践经验,目前的理论和经验数据比较成熟,容易选定。但粗集料一般要采用两级配集料进行掺配,由于粗集料加工的现状不理想,确定一个相对合理的掺配系数是极其重要的。根据笔者的经验以及查阅相关资料,粗集料组成为最优曲线并略偏粗更有利于路面平整度的控制及抗弯拉强度的提高。另外,粗集料的含泥量一般不大于1%,砂的含泥量不大于2%,否则将严重影响路面的抗折强度和增大干缩变形。
3.2.3水泥、粉煤灰的路用品质要求。在配合比设计前,对水泥的路用品质进行检测,如发现问题,及时与厂家进行协商和探讨,调整水泥的组分,确保水泥品质的完全合格。粉煤灰则必须达到二级以上,对每车材料必须进行检测后才能入罐,否则三级以上的粉煤灰对路面的危害极大。
2.3水泥混凝土路面的施工质量控制
2.3.1认真细致地做好试验路段。摊铺水泥混凝土路面试验路段分为试拌和试铺两阶段,通过试验路段的试验应达到下述目的。试验段在与施工条件等同的条件下实施,通过在指定工作段先试验性地组织施工、测算、总结,得出所有必需的工作参数和施工经验,用以指导正式生产。
2.3.2在路面摊铺前,做好各项准备工作。一是对基层进行清扫、修补。对破损的基层采用高标号的水泥砂浆修补平整密实,对基层裂缝则进行清缝后灌入沥青并在表面粘贴不窄于1米宽的单层油毡,防止路面反射裂缝的出现;二是准备好摊铺机行走的基线,确保基线平滑顺适,逐桩检查板厚,并对板厚不合适的位置进行基线微调;三是对胀缝、钢筋补强位置进行预先标识并提前到位,不因钢筋的安装影响摊铺机的连续作业。
2.3.3路面当日开工前,对材料进行含水量检测,特别是对砂和小碎石的含水量要特别注意。拌和时注意控制混凝土的拌和质量,确保混凝土坍落度的均匀。
2.3.4根据天气情况,如温度、风速等,对混凝土的出厂坍落度进行微调,确保机前混合料的均匀,根据运距的变化,微调减水剂及水灰比,使混凝土的工作性得到保障。
2.3.5摊铺机在开工前,应调整好振动捧,抹平板等的位置,校核摊铺机的仰角及平面位置等。施工时,控制振捣仓的料位及机前的料位,并控制行进速度,不宜过快。太快则工人的修边速度跟不上,拉杆插入的位置不太准确,且机手对前、后的照顾易出现瑕疵,一般以1.0~1.5米/分钟为宜。另外,根据施工后的路面情况,及时调整摊铺机的振动频率。
2.3.6路面施工后,及时喷洒养护剂,根据天气情况(温度、风速、湿度等)确定养护剂的喷洒遍数、浓度。路面切缝后,采用保湿养护膜或薄膜覆盖养生。养生28天后,开放交通。
中图分类号:TU99文献标识码:A
1.引起市政公路沥青路面病害的主要因素
由于公路沥青路面为露天基础设施,经常遭受到烈日暴晒、雨水冲刷、荷载方面的影响,此外,还具有市政公路设计过程中的不足;施工过程中的勘探、原材料的配备、混凝土质量、施工质量等因素的制约,造成了市政公路存在着病害的隐患。
1.1裂缝出现的因素
裂缝属于主要为沥青路面病害之一,导致裂缝出现的因素可方面三个方面:(1)造成横向裂缝出现的原因为沥青和混凝土由于性质的影响出现温缩情况,同时材料也出现收缩状况以及产生差异沉降等。(2)导致纵向裂缝出现的原因为路基施工、地基施工过程中有水出现渗透情况。(3)导致网裂出现的原因为路面的构架设计不规范,以及路面路基施工过程中压实不完全,以及路面施工材料拌和不匀称或者配合比例不正确,进而导致石料和沥青的粘结性降低。当公路路面产生纵向和横向裂缝之后,倘若立即实施封填,将导致水分侵入路面下层,造成基层的表面泡软,于大量汽车荷载反作用下,基层的表面则被慢慢掏空,进而出现大量的网裂。
1.2沥青出现松散的原因
据现场调研发现,市政公路沥青出现松散的主要因素为几个方面。(1)裹覆沥青和集料颗粒间失去粘结性,导致石料脱落和损坏。(2)表面离析处丧失大量细集料,而离析面上粗集料间互相触及,但仅有少部分接触点集料和沥青膜粘结。(3)粉尘将集料颗粒包裹之后,造成沥青膜粘结于粉尘当中,而未粘结于集料颗粒当中,当汽车的摩擦力将沥青膜磨掉后,集料颗粒将受到破坏。(4)于拌和沥青混合料的过程中,温度需控制在120 ℃~165 ℃之间,而部分沥青混凝土的温度上升到180 ℃,较高的温度将造成沥青性质改变而导致粘性丧失,造成混合料的松散。(5)倘若沥青混凝土表层的混合料密实度不足,集料则极易脱落导致部分松散的情况出现。(6)而市政路面的严重污染,也将导致沥青出现松散。
1.3产生坑槽的原因
许多市政公路都会出现坑槽的局面,而坑槽主要由于(1)公路地基自身结构的不稳定,也会产生坑槽。(2)水分破坏造成坑槽属于市政公路沥青路面首期损害的普遍迹象。(3)汽车在公路上修理过程中,将柴油或者汽油渗入沥青路面,该些污染将造成沥青混合料的松散,而在大量汽车荷载情况下将演变为坑槽[2]。
1.4泛油产生的因素
于沥青施工过程中,混合料拌和效果不佳、混合料配合设计不规范、粘层油用量不标准、水分的渗入和施工质量未达标。
1.5推移与车辙产生的因素
产生推移与车辙的主要因素为(1)推移:路面表面的质量问题;路面基层的强度因素;透层油对表层的影响;沥青路面施工工序的影响;车辆超载和超限的影响。(2)车辙:产生车辙的主要因素为气候条件、交通路况和纵坡的制约。
2.解决沥青路面病害的主要措施
2.1处理裂缝的措施
当沥青裂缝出现之后需根据实际情况,立即采取有效的处理方案,避免市政公路的裂缝进一步恶化。一般的修补方案包括乳化沥青稀浆封层、灌油修补法和沥青混合料罩面法,该些方法均能满足裂缝的处理要求。
2.2处理松散的方法
针对低温施工导致的面层松散,可仔细收集松散局部的松散料,当气温呈现上升趋势时,再作一层喷油封层,进而铺洒粗砂和石屑,最后采取轻型压路机进行压实路面。倘若为其他因素造成的松散,例如:沥青老化和酸性骨料的松散、面层龟裂松散、沥青含量不足等,均可实施“挖补”工艺进行修补。
2.3处理坑槽的方法
由于市政公路上的车辆行驶较快,针对部分坑槽难以避开,因此,针对坑槽需尽快进行处理,防止突发事件的出现。处理过程中可根据坑槽的大小划定维护范围,按照路面综合修补采取的设置,坑槽处理具有热补法和冷补法[3]。
2.4处理泛油的措施
处理泛油病害主要有几个方面的措施:(1)针对路面泛油情况较轻,路面的石子外露情况也较轻,可不进行处理,亦或者铺洒粒径为3毫米~5毫米的粗砂和石屑,然后实施碾压。(2)由于部分施工进而诱发水破坏,并且产生坑槽,可首先铺洒粒径为5毫米~10毫米的石料碾压。然后路面稳固之后,再铺洒粒径为3毫米~5毫米的粗砂和石屑,进而碾压或者根据坑槽修补方案处理。(3)针对大面积泛油和摩擦系数下降较大,同时还影响汽车的行驶安全,首先铺洒粒径为10毫米~15毫米的大碎石,然后进行碾压稳固后,再分多次铺洒上粒径为5毫米~10毫米的碎石,进而将其碾压成型,亦或者把含油量较高的软层铣刨碎料清理后,再一次制作面层,使用铣刨原路面重新铺洒面层或者碎石压入法处理。(4)基层和面层粘连性不佳而导致脱落,可首先清理局部松动,再次喷洒沥青粘层油;倘若为面层颗粒出现重叠现象,并且油料分布不均匀导致脱落,可把面层进行整修;针对封层和面层粘连性不佳脱皮现象,可首先清理脱皮松动的路面,然后喷洒粘层油沥青再次封层。
2.5针对推移和车辙的处理
市政公路沥青路面出现推移和车辙的局面非常普遍,针对该两方面的处理,文献报告中有不少的解决方案,现根据本人多年的经验进行分析。(1)推移处理:倘若公路沥青面层出现横向推移或者损坏等,需立即清理不稳定层,采取铣刨机拉毛重新铺设面层;土基和基层不稳定的情况下,可实施补强处理之后,再进行修补面层;倘若由于基层施工质量诱发推移和车辙,于再次铺洒面层之前,首先对软弱基层进行有效地处理。(2)车辙处理:倘若路表出现显著车辙并且车辙深度超过15 毫米,可实施铣刨中上面层重铺施工方法;倘若车辙深度超过30毫米,可实施铣刨面层重铺施工方案;倘若车辙低于15毫米,可根据车辙附近的路况设计合理的施工方式,倘若并未出现其余病害,可综合罩面设计实施,亦或者不进行系统处理[4]。
3.结论
市政公路路面早期损坏严重威胁着沥青公路的顺利发展,倘若市政公路沥青路面出现病害,则修复过程相当繁杂,并且影响着市政公路的日常使用,因此,地方政府或者交管部门需予以重视[5]。针对市政公路沥青路面的各种病害,需做到早预防、早养护和早修补,还需坚持因地制宜选择适合的材料,利用全新的修补方案,维护市政公路的正常运行。此外,需提高公路超载超量的监管力度,营造一种科学性、规范性的养护基础,从而提升沥青路面的质量,提升市政公路的服务水准。
参考文献:
[1] 苗世才,赵国辉.浅谈公路沥青路面病害的成因与防治措施[J]. 黑龙江科技信息. 2009(34)
[2] 张小冬,李延永,郭朝阳.浅谈沥青路面病害产生原因和处治方法[J]. 科技信息(科学教研). 2007(22)
[3] 董妮娅,宋文章.沥青路面常见病害分析及维修方法[J]. 黑龙江科技信息. 2011(01)
【摘要】小区沥青路面病害,影响住户出行与舒适性,对病害原因类型,成因及对策做出分析。
关键词 沥青路面;病害;成因;对策
On the asphalt pavement engineering community Diseases and conservation measures
Lu Jun
(Jiangsu Yong-Municipal Garden Construction LtdChangshuJiangsu215500)
【Abstract】Community asphalt pavement, household who travel with comfort, making analysis of the causes of disease types, causes and countermeasures.
【Key words】Asphalt pavement;Disease;Cause;Countermeasures
1. 概述
沥青路面具有表面平整舒适、地质适应条件强、维护方便、施工工期短等各项优点,因此得到越来越广泛的应用。目前在我国各城市小区住宅道路中也得到广泛应用。但是万事都存在两面性,包括沥青道路,它有上述的优点,同时也存在一定的早期破坏现象(如开裂、车辙、坑槽等现象)。下面将根据“龙腾39号金腾家园安置房小区沥青道路工程”为例做出原因及对策的分析。
2. 沥青路面早期破坏的形式及其成因分析
沥青路面常见的损坏形式主要有水损害、裂缝、车辙、沉陷以及松散和剥落等六种破坏形式。
2.1水损害。
由于长期下雨路面积水,积水渗入路面表层以下,造成轮迹两边隆起,长期以往继而造成路面破损剥落,出现坑槽。通常城市道路的水损害是由于路面排水系统不全面、压实度不足和路面离析三种情况造成。而住宅小区道路由于地下管线系统较为复杂,因此对于排水系统要求更为严格。
2.2裂缝。
2.2.1裂缝的产生会使水份不断从其中通过渗入至基层,日复一日的渗透侵蚀使基层不断软化,最终导致路面承载能力下降,造成路面破坏。
2.2.2裂缝分为横向和纵向裂缝,横向裂缝一般是由于车辆严重超载造成;而纵向裂缝多发生于路面不均匀沉降的半填半挖路基处。一般小区车辆多为小型载客车辆,严重超载的情况可以忽略不计,因此横向裂缝问题基本不多。小区道路由于前期建造房屋主体时开挖范围较大,后期又有管线埋设开挖等情况,经常有大范围回填土,因而路基不均匀沉降造成纵向裂缝的问题比较突出。
2.3车辙。
车辙变形是由于在长期反复的行车荷载作用下,造成的的永久性带状凹槽。虽然小区道路无大荷载,但是由于如今小区多为高层建筑,住户较多,而且现在人民生活水平提高,车辆占有率明显增多。因此,小区每日的车流量较大,加之一般小区道路质量标准明显低于正常沥青公路标准。一旦进入夏季高温,道路在众多因素影响下,变形现象尤为明显。
2.4沉陷现象。
小区一般是由群体性建筑物构成,存在大面积回填地段,一旦路基压实不足就会造成基层局部强度不够。在长期雨水渗透和反复行车荷载的双重作用下,造成不均匀沉降导致沉陷。
2.5松散及剥落。
松散及剥落问题属于施工质量问题。在实际施工过程中如果沥青用量较少、选用粘结力比较差的沥青,或者在铺撒过程中不均匀铺撒等情况均会造成松散现象。而剥落问题一般是由于在沥青混合料中参入中兴或酸性石料,导致粘附力不足而造成的。总体上讲松散和剥落均是由沥青粘结力不足造成的。
3. 针对各类破坏形式采取的预防措施与方法
3.1水损害因素是小区沥青路面破坏的主要形式之一,由于工程地处江南地区年降水量较大,因此必须要优化小区的排水设计,合理布局。防止在雨季到来时影响小区雨污水排放造成道路严重积水,从而导致水土流失,道路塌陷。同时,可以合理加强路面防水设计。
3.2针对小区沥青路面由于路基不均匀沉降出现的裂缝以及沉陷问题,应当在回填土时检验填料的含水率,选择水稳定性好、压缩性小的材料。采取分段分层填土,进行分层夯压密实,尽可能保证路基稳定性和强度。
3.3对于车辙问题,一般厚的沥青面层反而更容易产生车辙,因此应当减薄路面的厚度,并采用具有高低温性能抗老化性能强的优质沥青。
3.4松散及剥落问题总体由于是沥青的粘结力不足问题造成的,因此在摊铺过程中因选用含蜡性低、高粘度的优质沥青,沥青用量不宜过少;选用耐磨性强、表面粗糙、与沥青粘附性能好的骨料,若选用的骨料呈酸性,则需要增添一定数量的抗剥落剂。
3.5在实际施工过程中,要加强施工管理,提高施工控制的科学性,合理安排施工工期。现场材料进场要严格把关,进行抽样检测试验;对基层处理、填挖结合处等重点部位设置监控点,定期监测沉降状况。
4. 道路病害出现后修补措施
对于已经出现的道路早期破坏,要及时采取相应的修补措施,使对道路的行车安全与使用性能的影响得到有效降低。
4.1车辙的维修。
小区沥青路面车辙现象一般都是由于车荷载、基层强度不够或水稳性能不好造成的,因此针对行车荷载造成的车辙现象,应先使用切削或铣刨的方法将出现车辙的面层清除,然后再采用SBS改性沥青单混合料或聚乙烯改性沥青混合料重新铺设沥青面层修补车辙。如果是因为一开始制作的基层强度不足或由于水稳性能不好,使基层局部下沉而造成的车辙:应先将面层和基层完全挖除,重新制作可靠的基层,然后再重新摊铺沥青面层。
4.2裂缝的修补。
对于处理沥青路面产生的裂缝一般有两类处理方式:
4.2.1如果是宽度小于2mm,可以在高温季节全部或大部分自行愈合的轻微裂缝,可不采取处理措施。
4.2.2如果是在高温季节肯定不能愈合的细小裂缝,应该要及时采取维修措施,以控制裂缝的进一步扩大,防止出现路面早期破坏,从而提高公路使用效率。
4.2.2.1对于一般细小裂缝可采用灌油修补法来修补。具体采取的方法;
(1)利用空压机等工具将纵横裂缝处清扫干净。
(2)用液化气将缝壁加热至粘性状态后,将沥青或沥青砂浆喷抹到缝中,再均匀铺撒一层3mm左右的干燥洁净石屑或粗砂层加以保护。
(3)最后使用轻型压路机将矿料碾压平整。
如果是细小的裂缝,则要预先用盘式铣刀进行扩宽,再按上述方法做处理,并且沿裂缝涂刷少量稠度较低的沥青。
4.2.2.2对开裂比较大的沥青路面的修补,可以采取以下方法:
(1)先把裂缝的旧迹凿掉,形成V形槽。
(2)使用用空压机吹除V形槽中及其周围的松动部分和尘土等杂物。
(3)通过挤压枪把已经拌和均匀的修补材料灌入裂缝中,使之饱满;待修补材料凝固后约一天后即可开放交通。
此外,如果由于土基、基层强度不足或路基翻浆等情况引起的严重龟裂,应先处治好基层土基再重新制作面层。
4.3沉陷现象的处理
如果是由于建筑物自身自然沉降,而发生不均匀沉陷,但基层较为密实、稳定的,可采用沥青或细粒式沥青混合料就面层进行填补修理;如果是由于由于回填土碾压不实造成的沉陷,应先加铺基层、重新压实处理制作可靠基层,然后再做面层;当基层的回填土含水量及孔隙较大时,应采取换土处理,宜用级配合理的碎石土、中粗砂等材料替换。
4.4松散及剥落的维修。
4.4.1如果是由于使用了酸性石料而造成的沥青与石料的松散现象,应当先挖除松散的部分,再使用不含酸性石料的矿料重新制作面层。
4.4.2如果是由于沥青面层与上封层之间粘结不好引起的剥落现象,应先清除已脱落和已松动的部分,再重新做上封层。如果是沥青面层层间产生脱皮,应将脱落及松动部分清除,然后在下层沥青面上涂刷粘结沥青,最后重行制作沥青面层。
1、概述
目前,在公路桥梁中,桥面行车道铺装一般采用水泥混凝土,高等级公路的大中桥桥面多采用水泥混凝土和沥青混凝土双结构层铺装,由于桥面铺装在我国尚缺乏较成功的经验,再加上施工工艺上的不足,使得桥面铺装在施工过程中常出现一些病害问题。根据河北省、唐山市养护调查资料表明,正在使用的大中桥80%以上桥面都程度不同地存在病害,20%以上已严重地影响了使用,本文就其中较普遍的问题进行分析,并结合自身的施工经验探讨一些行之有效的预防改进措施。
2、水泥混凝土桥面铺装
在水泥混凝土桥面铺装的使用和养护过程中,最常出现的问题是铺装层的龟裂、破碎和漏筋主要有以下几个方面的原因。
2.1原材料质量不合格。石料压碎值指标不符合要求,细集料中杂质含量过高,粗骨料粒径不合格等均可影响到混凝土的整体强度,使其达不到设计强度,难以满足使用要求,从而发生裂破碎现象。
2.2水泥混凝土铺装与桥梁行车道板未能很好地连结成为整体,有“空鼓”现象,另外,桥面钢筋网下沉,上保护层过大,钢筋网来能起到防裂作用,这样桥面不能适应反复荷载引起的振动而发生破坏。
2.3铺装层厚度不够,由于在桥梁下部结构或预制梁施工时未能控制好标高,安装后致使梁顶标高偏高,为了保证路线总标高不变而减少于桥面铺装厚度,使得钢筋网上下保护层不够,强度严重不足而发生破损,严重时出现漏筋现象。
2.4未按规定要求进行养生及交通管制桥面车道铺筑完成后养生不及时,在混凝土尚未达到设计强度时即开放交通,允许车辆通行,从而造成了铺装的早期破坏。
3、铺装质量
通过上面的分析可知,影响桥面混凝土铺装质量的因素很多,如不注意,就会缩短铺装层的使用寿命,过早地发生破损,不仅妨碍交通,亦会造成不必要的损失。因此,要想预防上述情况的发生,必须着重从以下几方面入手,严格按照规范的要求进行施工。
3.1严把原材料质量关,各类粗细骨料必须分批检验,各项指标合格后方可使用,混凝土配料时砂子应过筛,石料也应认真进行筛分试验,拌合时各种衡器应保持准确,以保证混凝土质量。
3.2为使桥面铺装混凝土与行车道板紧密结合成整体,在进行梁板预制时其顶面必须拉毛,一般应垂直跨径方向划槽,槽深0.5―1.0cm横贯全宽,每延米10―15道,在绑扎桥面铝筋网之前必须用钢丝刷清除梁顶结合面上的浮浆,用空压机吹净,冲洗干净,以保证梁板与桥面铺装的结合。在浇筑桥面混凝土之前必须严格按设计重新布设钢筋网、以保证钢筋网上下保护层,从而减少裂缝。
3.3在进行桥梁上、下部结构施工时眼严格控制标高,以保证桥面铺装层的厚度,如果标有问题,按原设计不能保证铺装层厚度,要通过设计部门适当提岗路线标高以确保铺装的厚度。在浇筑桥面混凝土时振捣要充分,保证密实,初凝前要按规范拉毛,以保证桥面摩擦系数。
3.4水泥混凝土桥面铺装施工完成后必须及时覆盖和养化,并须在混凝土达到设计强度之后才能开放交通。
4、沥青混凝土桥面铺装
在大中型水泥混凝土桥中,桥面铺装的沥青混凝土铺装层应满足与混凝土桥面的粘结,防止渗水、抗滑及有较高抵抗振动变形能力等功能性要求。然而在实际运营使用过程中、桥面沥青混凝土开裂脱落却往往成为桥面铺装的主要病害,主要由于:
1)设计上先天不足,沥青混凝土铺装层厚度宜为4~10cm,同时必须保证不能渗水,高等级公路上的沥青混凝土铺装层应厚一些,而有的沥青混凝土铺装层设计时厚度严重不足,或为保证路面设计标高而擅自降低沥青混凝土铺装层厚度。大坝沥青混凝土的配比却未做相应的调整,致使铺装层的抗振变形能力减弱,造成了面层开裂脱落。
2)沥青混凝土铺装层漏水,在沥青混凝土与水泥混凝土中间形成一层水膜,在车辆荷载的反复作用下,两层分离,产生龟裂,造成`脱落。
3)粘层油未渗入到混凝土面层中,未起列粘结作用。
4)压实度不够。施工时未按规范要求进行碾压,沥青混凝土松散,强度不足,经重车反复振动碾压,长时间就会破碎脱落。
5、工程质量
因此,在进行沥青混凝土桥面铺装施工时,为保证工程质量。预防上述病害的发生,应从以下几个环节入手严格控制:
5.1在设计上应保证沥青混凝土铺装层的厚度满足使用要求,对于高速公路桥面,其沥青混凝土铺装层厚度应≥9cm,一般等级公路桥面沥青混凝土铺装层厚度应与相接公路面层一致并一起施工。
5.2沥青混凝土配比要采用连续密级配,确保沥青混凝土不渗水,同时在泄水孔的设计、施工时,保证泄水孔的顶面标高低于桥面水泥混凝土铺装标高,确保一旦渗水可将渗下的水排出,以防止渗下的水浸泡消极因素青混凝土。
5.3施工前应对水泥混凝土桥面进行清扫和冲洗,对尖锐突出物及凹坑应予以打磨或修补,以保证桥面平整、粗糙、干燥、清洁。粘层油宜采用乳化沥青或改性沥青,洒布要均匀,确保充分渗入以起到粘结作用。
5.4在施工时,沥青混凝土宜采用胶轮压路机复压及轻型钢筒式压路机终压的方式,不得采用可能损坏桥梁的大型振动压路机和重型筒式压路机,沥青混凝土铺装层的施工碾压一定要严格控制压实度,同时要加强检测,确保各项指标符合规范的要求。
6、结束语
桥面铺装的质量将直接影响整条公路的运营管理和行车安全,因此在施工和养护过程中切不可掉以轻心,只有严格按技术规范施工,不断摸索,总结经验,发现问题及时解决,才能防患于未然,保证公路桥梁的畅通无阻。