道路工程师职称论文发表浅析路基路面常见病害及防治

时间:2013-11-29 分类:城市规划

  摘要:路基路面是道路最重要的组成部分,是道路养护的重点内容和部位。由于其病害的发生,直接影响道路的使用功能,因此备受重视。道路路基路面病害的防治约占养护费用的80%以上,因此加强对道路工程路基路面常见病害的研究具有重要的意义。本文首先对路基路面的常见病害及其成因做了详细阐述,然后针对性的提出了道路路基路面病害的防治对策。

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  一、道路路基常见病害及成因

  (一)路基翻浆

  1、病害

  季节性冰冻地区,春融时路基或路面基层含水率过大,强度急剧降低,在行车作用下造成路基湿软弹簧、路面破裂、冒出泥浆等的现象。

  路基土质不良、 公路经过湿地,或路基坡脚存有积水的路段容易出现翻浆病害,盐渍土和沼泽地是翻浆病害的重灾区。路基翻浆的过程大致如下:

  秋季(聚水)→冬季(冻结)→春融(含水量增加)→强度降低、因行车荷载翻浆

  非春融的雨季,如果路面密水性差,导致降水浸入路基,造成路基或路面基层含水率过大,也可能造成翻浆。翻浆时沉降与隆起并存,路基路面倒置,结构混淆。

  2、成因

  (1)地下水、地表水和汽化水是影响路基翻浆的内在因素。

  (2)道路施工和交通量等是影响路基翻浆的外在因素。

  (3)土质因素:细粒土中的粉性土是最容易翻浆的土;粗粒土(砂砾土)基本上不产生翻浆病害。

  (4)温度:一定的冻结深度和一定的冷量(冬季各月负气温的总和)是形成翻浆的重要条件。

  (5)人为因素:设计不当、施工质量有问题和养护不当都会邹城翻浆的产生。

  (二)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。

  (三)路基滑坡

  滑坡是高陡斜坡上岩体或土体在自然或人为因素的影响下沿带或面滑动的现象。滑坡是路基上边坡或路基局部自上而下的滑移,具明显的滑动界面。滑坡是滑动界面抗剪应力小于滑动应力而引起滑动体产生位移。导致路基滑坡的因素如下:

  1、底层岩性是滑坡产生的重要地质基础。

  2、地质构造是产生滑坡的另一物质基础。

  3、不合理开挖是滑坡的重要诱因。

  4、水是滑坡产生的另一重要诱因和催化剂。

  二、道路工程路面常见病害及成因

  (一)沥青路面裂缝

  1、病害

  沥青路面在荷载和温度应力作用影响下产生线性开裂,被称作路面裂缝。路面基层开裂反射(影响)到沥青路面开裂,也叫做裂缝或反射裂缝。

  沥青路面裂缝有纵向裂缝、横向裂缝、块状裂缝和不规则裂缝。纵向裂缝是与行车方向基本平行的裂缝。横向裂缝是与行车方向基本垂直的裂缝。块状裂缝是裂缝分别为纵向与横向,将沥青路面分割成近似方块状。不规则裂缝是排列无序的裂缝,其严重时近似于龟裂病害。

  2、成因

  沥青路面开裂的主要原因可分为两大类:

  一种是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝,一般称之为荷载型裂缝。

  另一种主要是由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝,包括低温收缩裂缝和疲劳裂缝,一般称之为非荷载型裂缝。另包括半刚性基层的温缩裂缝或/和干缩裂缝引起沥青面层产生反射裂缝或对应裂缝。

  (二)路面坑槽

  坑槽是指在行车作用下,路面骨料局部脱落而产生的坑洼。沥青路面出现坑槽的主要原因有以下几个方面:

  1、沥青路面透水;

  2、路基强度不足或因轻微病害没有得到及时处理;

  3、车辆滴油漏油(柴油是沥青的溶剂)侵蚀沥青路面;

  4、沥青混凝土层与基层之间局部出现隔离(干扰)层。

  (三)路面车辙

  车辙是指渠化交通的道路上在行车荷载的作用下,路面发生的不可恢复的永久变形。车辙的主要类型包括失稳型车辙、结构型车辙、压密型与磨耗型车辙。一般研究认为,车辙主要表现为前两种车辙类型。也有研究人员认为,压密型车辙在国内多为呈现。

  车辙的主要成因包括外部因素与内部因素。车辙产生的外部因素包括高温、车辆荷载两大因素。内部因素主要有原材料(沥青混合料、集料)性能、沥青混合料级配和施工因素等等。

  (四)路面不均匀沉降

  填土路堤上的路面竣工后以及开放交通后,路基会产生不均匀沉降,导致其上路面顶面产生波浪式的不平整。在未填筑路堤之前,地基处于平衡状态。填筑路堤后,地基受到动静荷载的共同作用产生固结形变,直到达到新的平衡状态为止。地基产生固结形变的大小,既与填土高度有关,又与地基内部各层土的压缩系数有关。软土基层沉降是由于软土地基引起路面产生很大的不均匀沉降,使路面纵断面产生大的变形。主要原因是施工期太短,在软基还没有固结沉降达到基稳定时就铺设沥青路面。#p#分页标题#e#

  三、道路路基路面病害的防治

  (一)路基病害的防治

  1、路堤填料

  用于大陆路基的填料要求挖取方便,压实容易,强度高,水稳定性好,其中强度要求是按cbr值确定,应通过取土试验确定填料最小强度和最大粒径。路堤填料一般应采用砂砾及塑性指数和含水量符合规范的土,不使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾及含腐殖质的土。液限大于 50塑性指数大于26的土一般不宜作为路基填土。

  2、填土路基压实

  道路路基施工时,应严格按现行《城市道路路基工程施工及验收规范》要求进行。路基施工时,应严格按现行要求进行,并应通过试验路段来确定不同机具压实不同填料的最佳含水量、适宜的松铺厚度和相应的压碾遍数、最佳的机械配套和施工组织,还要有一定素质的施工队伍来具体施工。

  3、特殊地基处理

  软土地基具有极大的破坏性,但从广义上讲,只要外在荷载在土基上有可能出现有害的过大变形、强度不够等问题时,都应该视为软基而认真对待,并进行必要的处理。一般按处理的部位可分为地基处理和路基处理。

  4、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)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。

  (二)路面病害的防治

  1、裂缝类病害的治理

  路面裂缝是不可避免的,早期裂缝对路面质量及外观影响不大,但若不及时处置,雨雪侵入后会造成基层的损坏,严重的会导致路基浸水现象发生,由此造成的损失和影响会更大。因此在设计时要注意确定合理的路面厚度和半刚性材料的合理组成;要选择合理面层材料,提高沥青混凝土均匀性;设置中央分隔带和排水措施。裂缝产生之后,应尽快处置。路面裂缝的处置方法很简单,如填灌热沥青或其他柔性防水材料都较理想。也可采用了注浆加固局部地基沉陷、开裂的办法。这种加固修补方式避免了刨开处理的不少弊病,产生的垃圾也大大减少,修补速度大大提高。

  2、车辙病害的治理

  在沥青路面的维修养护中,约有80%是因为车辙变形。车辙损坏的维修最为困难,因为车辙不仅发生在表面,也经常危及中下面层,严重影响路面的使用性能。车辙的治理方法如下:

  (1)如仅在轮迹处出现下陷,而轮迹两侧未出现隆起时,则可先确定修补范围,一般可目测或将直尺架在凹陷上,与长直尺底面相接的路面处可确定为修补范围的轮廓线,沿轮廓线将5 cm~10 cm 宽的面层完全凿去或用机械铣削,槽壁与槽底垂直,并将凹陷内的原面层凿毛,清扫干净后,涂刷0.3 kg/m2~0.6 kg/m2黏层沥青,用与原面层结构相同的材料修补,并充分压实,与路面接平。

  (2)如在轮迹的两侧同时出现条状隆起,应先将隆起部位凿去或铣削,直至其深度大于原面层材料最大粒径的2 倍,槽壁与槽底垂直,将波谷处的原面层凿毛,清扫干净后涂刷0.3 kg/m2~0.6 kg/m2黏层沥青,再铺筑与面层相同级配的沥青混合料,并充分压实与路面接平。

  (3)如因基层强度不足,水稳性不好等原因引起车辙时,则应对基层进行补强或将损坏的基层挖除,重新铺筑。新修补的基层应有足够的强度和良好的水稳性,坚实平整;如原为半刚性基层,可采用早期强度较高的水泥稳定碎石修筑。但基层厚度不得小于15 cm,修补时应注意与周边原基层的良好衔接。

  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。#p#分页标题#e#

  (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。

  结语

  综上,道路的建设成果不仅对于交通运输业起到决定作用,也关系着国家和社会的发展进程。而路基路面病害是道路安全运行的\"大敌\",它时刻威胁大陆交通的安全,因此要高度重视路基路面的病害防治工作。

  参考文献:

  [1]徐玉峰.道路病害及其防治技术研究[J].公路交通科技(应用技术),2010.11.

  [2]高西洋.城市道路路基病害分类与形成机理及影响分析[J].山西建筑,2011.6.

  [3]周宇,肖裕民.新旧路基拓宽常见病害分析[J].重庆交通学院学报,2006.1.

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