特殊地区公路路基病害防治分析
2020-02-15
湖南高速铁路职业技术学院,湖南 衡阳 421001
1 高原冻土区路基主要病害及其原因
1.1 路基融沉
这主要是在冰冻区含水量相对更高区域进行路基施工时对于冻土区水分含量及形状变化认识不足,在路基底部或者路堑边坡区域内的冻土结构含水量太高,在温度变化的情况下冻土层内冰结构发生融化,路基局部因此形成了承载能力较差的软弱土层,在承受车辆运行荷载过程中因此出现了沉降问题,融沉的主要表现为路基变形、路基与路面开裂以及路基边坡下滑等问题[1]。
1.2 翻浆病害
在高原冻土区等级较低公路工程施工中由于路基结构在冻土中存在,其承载能力就受到冻土应力变化的影响,冻土中的水分在温度变化中会发生状态变化,而冻土层上的积雪也会在一定温度下融化,其融化的雪水通过路面裂缝下渗到路基土层结构时使之含水量迅速超过极限,在行车轮胎碾压中路基承载能力下降,路基结构稳定性同时降低。
1.3 冻胀病害
由于高原冻土区的年平均气温在零下七度到二度左右,在车辆碾压作用下高原冻土区公路路基土形成了高含水季节性冻土,因此路基结构的应力非常不稳定,极易发生病害问题,冻胀就是最常见的路基病害之一,冻胀主要是因为水在冻成冰的过程中体积会胀大,而冻土区路基多为高含水量冻土层,在温度变化的情况下水分凝结而发生体积膨胀,会导致道路路基故障,从而导致道路路基结构发生开裂或者起鼓等问题,冻胀通常发生在道路常年存在排水不通畅问题的区域,同时路基发生冻胀也跟路基填料是否均匀有关联[2]。
2 常见高原冻土区路基病害预防技术措施及其作用分析
根据冻土区路基病害的原因分析不难发现,路基病害发生的原因与温度、水分含量有一定的关系,因此在高原冻土区进行公路建设时,路基处理施工中采用热棒、XPS(挤塑聚苯乙烯泡沫塑料)板、片块石、通风管等材料或结构进行施工与病害预防能够有效延长高原冻土区域内道路路基结构的使用寿命,这些技术措施都能够针对高原冻土区路基温度降低的过程进行温控,以防温度锐降后水分体积变化形成路基损伤。
3 高原冻土区路基施工病害预防与施工技术措施探讨
3.1 工程施工前准备
在公路施工前期要根据冻土区的具体情况进行路线规划以及路线方向的设计,以降低病害发生几率,施工前要做好全面冻土土质情况、区域面积以及温度变化情况等分析,并根据这些情况选择科学的施工技术,在施工前对公路路基施工技术方案进行全面分析与审核,另外还应做好施工组织计划,保证公路路基施工技术操作的严谨性与专业性[3]。
3.2 高原冻土路基基底处理技术措施
在高原冻土区进行路基基底处理施工应结合勘察结果进行排水设施的设置,针对地下水等水系进行拦截与梳泄,防止因为地下水变动而影响公路路基区域的含水量,还应通过技术措施对地表水进行排除,以防止其在施工中渗透到路基土中影响路基施工的总体质量,针对路堤进行填筑以及路堑开挖施工时,要对冻土区做好支挡以防边坡区域发生冻土块融化而发生应力变化引起垮塌灾害,在路基底部做好整平之后就要通过压路机进行路基底部压实,碾压过程中一定要处理好基底坡度与路基底层排水需求的关系。
3.3 路基片块石填筑施工技术操作
一般选用粒径在15~30cm 之间的片块石,强度最低值在30MPa。具体的填筑工作,以倾填的方法进行。注意不要多次填筑,保证一次就可以达到设计要求的高度,再利用专业机械整平,如果机械不能发挥作用的地方,可以人工整平。填料要按从低到高、从两侧到中央的方式进行填料。路基的碾压采用重型振动压路机,要连续作业6~8 次。碾压工作完成后,就可以在片石层之上再次进行填铺,选用石渣铺20cm 左右即可。完成后,再铺一层砂砾,重复碾压25 次便可完工[4]。
4 高原冻土区路基病害预防的工程管理对策
4.1 强化路基施工技术管理效力
在冻土区进行路基施工时要根据前期勘察结果进行路基处理技术方案的分析与科学设计,并做好技术操作交底工作,保证路基结构施工中各工序操作人员都能够掌握规范的技术操作技能,同时还应对施工中各参与人员进行全面的技术培训,提升其施工作业的专业能力,保证路基施工质量,减少后期发生路基病害的几率。
4.2 落实各层级质量管理责任
在施工前根据路基工程施工需求进行质量管理责任划分,并根据管理层级进行质量管控责任的落实,尤其针对冻土区路基质量控制的关键方面做好严格控制,保证施工步骤能够高质量完成。
5 结束语
总之,在我国高原地区进行公路工程建设必须综合考虑冻土区的实际情况,并采取措施进行路基结构处理,在施工后还应做好相应的质量检测,以保证路基结构的总体质量,冻土区施工还应做好质量管控责任的落实,保证各工序操作人员都能够严格依照施工标准进行各步骤技术操作,提升高原地区公路网络拓展建设的总体效果,为我国高原地区各领域发展提供坚实的交通结构基础。