高速公路路基路面早期病害治理措施
2013-04-17郑晶
郑 晶
(新疆交通建设(集团)有限责任公司,新疆 乌鲁木齐 830016)
1 路基路面早期病害检测技术的合理选择
在路基路面病害检测技术选择原则的指导下,结合各种检测技术的特点及适用范围,通过路面不同的病害情况分类,选择合理检测技术。
1.1 当沥青混凝土路面病害呈现出局部损坏,而路面的使用性能优良时,应选择无损检测,减少检测手段对沥青混凝土路面的破坏作用。
1.2 当沥青混凝土路面早期病害在交通荷载和自然因素等作用下呈现出大面积的损坏,路面的使用性能受到很大的影响,但是还没有影响等到交通通行的情况,可以采用无损检测,详细检查路面的使用性能;当无损检测无法满足检测需要的时候,则需要使用有损检测的方法,以了解路面的实际损害情况,但是要尽量减少有损检测方法的使用。
1.3 如果路面已经在局部表面出现了较为严重的损坏,如严重裂缝等,使用常规的检测方法无法掌握破损的原因的,可以先使用无损检测方法检测,不适合无损检测再使用有损检测方法,既要减少检测活动本身对路面的破坏作用,又要保证检测结果的可靠性,以便于能够及时采取处理措施。
1.4 如果路面破坏非常严重和明显,已经影响到交通的正常秩序,应该采用有损检测方法对全部路面进行病害检测。
2 沥青路面裂缝早期病害成因分析
高速公路早期病害主要表现在裂缝、水破坏、松散、泛油和推移等几个方面,导致病害的原因有结构设计不合理、现场施工质量控制不严等方面。
2.1 原有软土地基处理不彻底导致路面裂缝病害产生
裂缝病害主要是由于地基和填土在横向的不均匀性而造成路面基层开裂形成反射裂缝,造成路面基层开裂。软土性质差、变形复杂,且容易发生沉陷,在该软土层进行工程施工前,应对软土层采用换填层、浇筑桩等手段进行处理,若原软土地基处理时填筑中粗砂较少会造成处理不彻底和不完全,原地基的软土从两侧挤出,在地基处的位置会冒出地下渗水,在其上建成的路面由于公路填方路基大部分路段位于软土地基上,因而通车后都会因软土地基工后固结沉降导致在路面上出现不同程度的裂缝病害。
2.2 路基强度不够导致路基固结沉降变形而产生纵向裂缝
若路基填土压实度不够,且未进行分层填筑,从而造成路基填筑质量不均匀,并未预先采取措施防止表面水渗入路基或地基和填土之间的压实不均匀,特别是有表面水渗入时,使铺筑在其上的沥青混凝土路面在通车一段时间后,沥青路面容易出现明显的局部沉陷或产生一些细而短的纵向裂缝。
2.3 路面基层的质量劣化造成沥青混凝土路面的早期开裂
产生路面早期裂缝病害的原因是路面基层质量劣化、结构完整性差,与基层质量较差、集料离析和不均匀性过大等因素有着密切的关系。如果所使用的基层材料质量达不到设计要求,尤其是材料的强度、硬度和刚度方面质量达不到要求,会导致水稳性不够,导致水的冲刷破坏力增大;基层材料的收缩性小,是半刚性材料,受到小的变形即发生断裂变形;与面层结合不好,都能导致基层质量不好。基层作为沥青混凝土路面最重要的承重层,其施工工艺水平关系质量好坏,其质量好坏直接影响路面的破损和寿命。其中基层铺筑质量对早期路面病害影响最为明显,如果铺装厚度达不到设计要求,在车辆载荷的影响下很容易出现变形、破损和裂缝,直接影响到高速公路的使用寿命。
2.4 沥青混凝土路面遭受地面水和地下水破坏加剧路面开裂
水破坏是指降水透入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象,是一种最为常见的破坏作用,对高速公路早期路面的破坏也最为明显。其破坏形式主要表现为网裂、坑洞等。导致这种破坏的主要原因是在路面施工当中配合比控制不严,沥青混合料搅拌不均匀,导致路面孔隙率超出了标准要求。具体表现在以下几个方面。
2.4.1 表面层产生裂缝
降雨渗入并滞留在表面层沥青混凝土的空隙中,在车辆的反复作用下,孔隙水压力剥落碎石表面沥青,使表面局部沥青混凝土变松散,碎石被车轮甩出,使路面出现坑洞。其中采用半开式沥青混凝土表面层产生的坑洞破坏更严重。
2.4.2 表面层和中面层同时产生坑洞,局部表面产生网裂
自由水渗入并滞留在表面层和中面层中,在快速车辆的反复作用下,使得两层沥青混凝土中的部分碎石间的沥青发生剥落,导致表面产生网裂、形变和向外侧推挤,随而产生坑洞。
2.4.3 其他原因
在整个高填路基施工时,既未设置反压护道和挡土墙等稳定路基的措施,又未使用合格的填料、对填料改性或采用加筋的土工合成材料等加固路基措施,因此最终导致路面产生早期裂缝病害。
3 路基路面病害处治措施
3.1 沥青路面早期裂缝病害处治
根据沥青路面早期裂缝病害形成原因,例如纵向裂缝,采用预防措施以减少其发生率,如在路基施工过程中特别在路基拓宽地段、路桥衔接处严格控制填土厚度及填料的均匀性,并保证达到规范要求的压实度,采取合理措施处理纵向冷接缝,采用较稀的沥青以减少温度裂缝;在基层施工中,应进行及时的养护、良好的接头处理及保证整体强度。
若沥青路面早期裂缝病害已经发生,尤其是对公路危害严重的“重一级病害”(裂缝大于5mm),应采用以下处治措施:
a)采用高压灌浆对路基出现局部沉陷地段进行处理,若沉陷导致路面出现破损情况时,应将破损的路面挖除后重新摊铺沥青混凝土面层;
b)如果路基填土含水量超标,需要从结构的稳定性和降低含水量角度做好处理,可以在路基路床上设碎石桩或粉喷桩,提高路基的强度和稳定性,同时要根据具体的需要选择水泥粉喷桩或石灰粉喷桩。
3.2 沥青路面早期沉陷病害处治
对高速公路路面早期病害的防治应该根据具体的路段采取不同的措施:
a)在路基排水设施不完善的路段或者回填土路段,应该先完善相应的排水设施,在此基础上对高填路基两侧进行综合排水处置,在路基的坡脚设置排水沟和排水渠,对于两侧比较软弱的土壤适当的采取一些加固措施,增强其硬度、强度和稳定性;
b)对出现沉降和侧移的路段,应该先降低地下水水位,在路基两侧设置渗水沟,将路基中的水排除在路基范围之内,并可以在路基下关注速凝水泥,提高路基的强度和稳定性;
c)设置挡墙及反压护道以防止低填水田、水塘路基的侧向滑移;设置抗滑桩,并配合反压护道,或设置桩板墙以防止中高填路基侧向滑移。对路堤边坡未防护与侧向滑移段病害严重地段进行综合处治,以改善公路的排水条件及路况条件,保证行车安全性和舒适性。
4 结语
沥青混凝土路面早期病害产生的原因是多方面的,包括结构设计不合理、现场施工质量控制不严、投入运营后超载车辆管理不严、气候条件影响等。因此,为了更好地发挥公路的社会效益和经济效益,延长使用寿命,保证其使用性能和使用安全,应深入分析沥青混凝土路面早期病害的产生原因,遵循“以防为主,以治为辅”的原则,制定沥青混凝土路面早期病害有效的防治措施。
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