季冻区路基病害的常见原因与防治措施
2016-12-30唐晓冬
唐晓冬
(中国土木工程集团有限公司,北京 100038)
当前随着我国交通现代化建设的迅猛发展,我国公路建设取得了前所未有的成果,特别是在季冻区的公路越来越多,随之发生的一些工程质量问题也引起了社会各界的高度重视。而当前很多季冻区的公路路基设计采用较低的技术标准,季冻区的公路路基施工土方工程量巨大、分布不均匀,施工质量往往要求不严,并且桥涵、隧道、附属设施互相交错,对后期维护的要求更高,虽然主管部门对设计、施工、监理也加大了管理力度,但是季冻区路基建设质量在一定程度上仍然存在值得注意之处,严重影响着行车安全。本文具体探讨了季冻区路基病害的常见原因与防治措施,总结如下。
1 季冻区公路路基施工的重要性与施工特点
当前随着我国季冻区公路运营路基的病害相当严重,同时高速公路和国道路龄的增大,路基病害也日趋严重。随着我国国力的增强及人们生产、生活要求的不断提高,国家对季冻区公路的扩能改造也日益增多,每年都投入大量的人力、物力、资金用于维护和整治。而在季冻区公路路面结构设计中,路基施工质量的好坏直接影响到路面结构的安全性以及工程的经济性,同时还与土质、压实度、含水量等有密切关系,其中土基的回弹模量是影响结构层厚度最敏感的参数之一,土基回弹模量较小的变化,路基的回弹模量受重复荷载作用的影响,对结构厚度将产生较大的影响,这些因素又与施工质量密切相关。
在施工中,其存在如下特点:(1)由于路基存在沉降和稳定问题,特别是高路基可能发生的稳定性问题,要求其施工质量高,因此无论对压实标准的控制、填料的选择、排水措施、基底的处理等方面都要求比较高。(2)季冻区公路路堤的所需土方量很大,因此需要加强机械化作业,从基础的处理、开挖、运送、填料的摊铺、压实均采用一系列的机械进行施工。同时当前我国很多的季冻区路基行车密度大、安全要求高,决定了对公路路基状态评价方法和手段的局限性,我国公路管理部门急需一套适合快速、无损、不影响行车安全,不破坏公路设施的检测系统。(3)季冻区公路采用封闭形式,桥涵、孔道较多,减少桥头跳车,必须采用各种技术措施保证结构物两端路基的填筑压实质量。(4)季冻区公路施工中必须做好环境保护和绿化工作,施工周边的水土,填料不能有有害物质,植被地貌都不应由于施工而遭到破坏,防止环境受污染。
2 季冻区公路路基病害情况与常见原因
2.1 季冻区公路路基病害情况
由于天气的影响,我国季冻区公路路基病害情况比较常见。当前研究认为路基病害原因是路基填料土质较差、道床排水不畅、汽车动荷载反复作用、密实度不够、土质不均匀、大气降雨渗透等因素的影响,降低了土质物理力学指标,从而引起路基边坡变形、边坡浅层溜塌等病害。路基温度场的研究表明防冻胀翻浆路基中间存在透水层(碎石),修筑路基后,在路基及其下部地基中将会产生大片的力学性质极不稳定的高温冻土层,防冻胀翻浆路基的最大孔隙水压力比减小达30%左右,这对延缓、消除路基病害产生有很大作用。路基运营期当交通荷载刚驶入或离开路基计算断面时,路基内的加速度、应力、孔隙水压力、速度、位移均振荡剧烈。防冻胀翻浆路基的碎石层削弱了汽车动荷载的冲击振动作用。
2.2 季冻区公路路基病害的常见原因
由于填筑不实孔隙比大,雨水就易于渗入,降低了承载力就要翻浆,这些岩质基床距地表很近,都属于风化带,加上有压裂隙水和动载的抽吸作用,容易造成损害。路基的堤堑交接处常是地下水排泄通道和滞水积聚的处所,土层含水量较大多有基床病害发生,而道口、桥头易于积水处,如无特别措施要招致基床变形。行车时活载对基床有振动和抽吸作用,使泥水重塑易于成浆,泥土重塑后即使含水量没增大强度也会降低,引起道碴陷入基床,逐步发展,也就增大了孔隙或裂隙中的水压力,及至车轴过后又减压,泥浆被吸进路基和石碴空隙之中。
3 季冻区路基病害的防治措施
3.1 路基填筑材料的控制
路基首先考虑是在线路上用自然土进行移挖作填来修筑的,测定其最佳含水量及最大干容重,需要清除淤泥、有机土、生活垃圾、草皮土、沼泽土和含有腐朽物质的土,确定其物理力学性质;在路基填筑之前应对沿线的自然土,将不适合作为路基填料的表土清除,根据规范要求的频率进行试验分析,以便指导路基施工及对路基填筑成品的检测。围绕季节冻土地区高寒水质黏性土低路基修筑,路面的材料应用,典型结构和高低温稳定性,桥梁结构耐久性,低温施工与质量控制以及公路安全,环保技术预评价等技术难题,开展科学公关和成果推广应用研究。
3.2 路基压实度控制
(1)保证土的最佳含水量。必须随时控制土的含水量。施工过程应连续作业,减少雨淋、暴晒,防止土壤中的含水量发生大的变化,在路基填土压实过程中应晾晒风干至最佳含水量再碾压,土在最佳含水量时进行压实才能达到最大密实度。(2)碾压质量控制。碾压质量控制包括选取合适的压实方法、型号、压实遍、压路机吨位、压实均匀性等,公路采用重型击实标准和要求较高的压实度,同一压路机碾压采用不同的压实遍数,公路采用重型击实标准和要求较高的压实度,不同种类的压路机对不同土质的压实效果不同,这就要求大吨位的压路机与之相配套,振动碾压粘性土能得到最佳压实效果,振动碾压砂砾土能得到良好的压实效果。严格控制路基碾压前的填土表面平整性也是很有必要的,填土表面平整性也是影响压实均匀性的因素之一,压实均匀性要求控制被碾压路段的压实度一致,不致于部分欠密的不均匀现象。
3.3 结构物台背回填控制
台背回填压实高于同层次路基压实度2%左右,压路机无法碾压的死角蛙式打夯机夯实,不宜用振动压路机压实。台背回填与锥坡填土路基填土同步进行,桥涵墙身与其顶交点处开始向后引长2m的水平线再向外引45°斜线向上至路基的过渡区,增加地基承载能力,台背填方段地基使用沙砾填筑至自然水位上,避免其强度与桥涵基础强度相差太大而使桥台和桥后填方产生差异沉降变形,形成台阶。
3.4 其他措施
要高度重视科技创新平台建设,全力建设具有鲜明气候特点和地域优势的交通行业优秀重点实验室,为全面提升季冻区公路建设与养护水平,实现交通行业又快又好的发展不断作出新的贡献。加强季冻区路基沿线施工的组织管理和监督检查,及时发现和解决施工安全和劳动人身安全隐患,明确分工,落实责任;对已发现的安全隐患,全部拍照或摄像保存,并安排车班组加强现场情况的跟踪检查,归档整理成问题库,确保管理不缺位。在病害管理中实行记名检查、记名验收、记名整治,将每个环节的检查、每处病害的整治责任落实到人,到有检查记录、有信息反馈、有推进效果、有责任追究,每周汇总整治情况,定期下发专题通报,形成全过程闭环管理。同时要对每座隧道、每段路基、每处路堑进一步细化责任,落实到人,对前期已整改到位的问题全面进行复核,确保病害得到彻底整治。
总之,随着公路建设的飞速发展,路基是公路工程的重要组成部分,只有进行综合治理才能从根治路基病害,使得季冻区公路建设的施工质量有很大提高。
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