水泥混凝土路面加铺沥青的勘察设计注意事项

2015-02-26刘强

黑龙江交通科技 2015年8期

关键词：水泥混凝土路面

刘　强

(广州市公路勘察设计有限公司)

水泥混凝土路面加铺沥青的勘察设计注意事项

刘强

(广州市公路勘察设计有限公司)

摘要：《国道G105线K2424+056～K2430+862段水毁路面修复工程》及《国道G105线K2458+628～K2466+435段水毁路面修复工程》(以下简称《从化G105国道吕田至良口段水泥混凝土路面修复工程》)加铺沥青路面后，部分挖方路段路面出现渗水情况。对出现渗水路段的特征进行整理，并针对这些路段进行地质勘查后，总结位于山区的挖方路段，在进行加铺设计前应该进行的一些勘查过程，并且对不适合进行加铺沥青路面的路段进行了概括。

关键词：水泥混凝土路面；加铺沥青；渗水

1概述

本项原有路面为水泥混凝路面，在进行路面加铺沥青后出现渗水情况。主要表现为沥青路面出现湿润、透水和局部伴有即泥现象。渗水路段分布于G105国道良口段与新丰段的局部挖方路段。渗水路段一侧均为挖方高边坡。

2现场调查

2.1　现场地质调查

良口段绝大部分渗水清澈，为裂隙水在水压作用下或沿级配砂砾层间流动，沿路面裂隙渗出。

新丰段，含彩虹桥以北路段，部分渗水位置呈现黄色或白色，对照周围山体和路基路面结构层分析，认为以层间水为主，地下水流动经过路基填土层或水稳层，带出了粘粒或砂浆成分。

特点：未加铺沥青路面之前，仅在降雨后，在混凝土板块与土路肩衔接的纵缝位置发现有即泥现象。渗水点外侧挖方山体对应有明显的岩石裂隙，其走向和渗水位置吻合。

裂隙水渗出时的特点：在压力作用下渗出路面，渗水较清澈，不含泥沙等杂质。

层间水渗出时的特点：含有粘粒或砂浆成分，干燥后有粉白色的痕迹。

2.2　路面、边沟底部取芯检测

为进一步分析渗水原因，对渗水位置的路面及边沟进行了取芯检测，范围见表1。

表1

3调查结果及病害分析

3.1　地质调查结果

G105国道与广从断裂带在项目区附近基本平行，项目区位于广从断裂带东南侧，受其影响，项目区路面多处呈现“浸水”现象。广从断裂带是珠江三角洲地区最大的断裂带，南起佛山南海，北至从化吕田，基本呈北东走向，倾向北西，倾角约40°，属张性正断层，断裂带内存在很多共生和次生张裂隙。

现场调查显示，在出现“浸水”的地方，基本全部为岩石挖方路段，道路的修建，改变了原有流水路径，加之长期降水，水压升高，地下水就会带有“承压”性质，沿着裂隙面进入底基层，在路面薄弱部位浸出。

花岗岩属脆性岩，在受到构造作用以后，会发生脆性变形，产生张裂隙，地下水沿着裂隙汇聚和流向地势较低的地区。

3.2　取芯结果

边沟取芯：在5个边沟取芯资料中显示有3个路基边沟底部设置了30～90cm厚的沙砾层作为截水盲沟，其余边沟底部为原状土。并且在钻孔深度70cm左右的位置发现积水，这表明渗水路段的地下水位很高，原有设计已经考虑到了设置盲沟来截断或是降低两侧流向路基的地下水，但是从水泥稳定基层的流水掏空现象来看，截水盲沟并没有发挥作用。

路面取芯：路基取芯显示渗水范围内的路面结构底部均设置有沙砾垫层和水泥稳定碎石基层，并且水泥稳定碎石呈现松散的板结状态，有明显的流水掏空情况。路基土平均含水率为14.2%～19.8%，仅在K2426+170 左侧第二车道钻孔内发现积水。

3.3　病害分析

从设置截水盲沟的路段依然存在渗水的现象来看，路面的渗水并不是从路基两侧流向路面结构层的，并且结合沿线的地质裂隙与病害点非常吻合的情况分析，路面渗水主要由高边坡位置的裂隙水经“承压”作用进入砂砾垫层及水泥稳定碎石基层，并且不断地对层间水进行补充，最后在沥青路面孔隙较大的位置渗出。在未加铺沥青混凝土之前，原有道路为水泥混凝土路面时，各个板块间的横缝、纵缝为层间水提供了流向土路肩的路径及蒸发的空间，所以加铺前并未发现路面及板块裂缝处存在渗水现象，但在降雨数天后，仍然在混凝土板块与土路肩衔接的纵缝位置发现有即泥现象，这也验证了路面结构层存在层间水及裂隙水补充现象的前兆。

4设计反思

4.1　沿线调查破碎板时应注意的情况

加铺设计之前都要对沿线水泥混凝土板块的破损情况进行调查，此时应该注意观察混凝土板块间是否有即泥现象，如果是在非雨季进行调查，可以通过询问养护人员对道路降雨后的情况进行了解。如果在降雨数天后仍然存在即泥现象，则有可能存在层间水渗出的情况。

4.2　对地质条件的了解

如果路线走向与地质断裂带分布方向一致，并且沿线岩石裂隙发育，石质挖方边坡坡面有地下水沿裂隙涌出，就需要通过钻孔取芯的方法，对项目范围内的地下水水位情况进行了解。尤其要对石质挖方高边坡路段进行取芯摸查。

4.3　对地质及钻孔资料进行分析

如果钻孔芯样可以验证项目路段地下水位较高(距离路面小于1m)，并且挖方边坡坡面裂隙所对应的路面钻孔内存在积水的话，就需要对项目方案进行调整。如确定需要对路段进行沥青路面加铺，则需要在加铺前采取排水、降水措施。

4.4　渗水处理方案对比

对于已经布设了纵向盲沟的位置依然存在渗水现象的情况，说明纵向盲沟在处理层间水时效果有限。以下是经过多种方案必选后，比较适合处理层间水及裂隙水渗出路面的两种方法。

水平定向钻：利用道路纵坡，由坡低点向高点钻进,并将排水管与边沟底连接。将透水管埋置于路面结构中的可透水层中，将层间水经透水管沿纵坡排入两侧边沟。如果边沟沟底高程高于路基可透水层，可在沟底设置纵向盲沟，将透水管引入纵向盲沟后，由填方段出口引入排水沟。每道透水管按照间隔30m进行布设。

横向盲沟：横向盲沟要设置在渗水明显或有凹陷处，以达到最佳排水效果。横向盲沟一般路段坡度i=2%，超高路段应保证盲沟坡度i≥0.5%，当超高横坡与排水方向相反时可加深盲沟深度。盲沟设置5%无砂混凝土及Φ110mm软式透水管一道，然后在盲沟上参照原有沥青路面结构铺设沥青混凝土面层。每道横向盲沟管按照间隔30m进行布设。

横向盲沟中采用的无砂混凝土具有透水性好、凝结后抗压强度高的特点，浇筑后可在上面直接铺筑沥青面层。无砂混凝土中碎石采用3~5cm，碎石最小粒径不得小于3cm，最大粒径为5cm。水泥含量为5%，无砂混凝土和砂浆均采用525水泥。水泥砂浆水泥同砂浆的比例为1∶2。

表2

5结束语

水泥混凝土路面加铺沥青已经成为公路及市政工程改建和养护工程的主要内容，在加铺设计前都会对现场的破碎板情况进行调查，以此来计算需要更换水泥混凝土面板的数量，以及是否需要对破碎板底部基层进行处理。这些常规的设计流程适用于绝大多数的项目。但是在地下水丰富的山区，在加铺设计前，就需要对沿线的地质水文进行了解，在对所得到的资料进行分析后，再来决定是否需要对项目进行沥青路面的加铺。