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公路路面翻浆的成因及处治措施

2018-08-31李晓娟

中国科技纵横 2018年13期
关键词:公路路面

李晓娟

摘 要:公路路面翻浆主要是路基产生的翻浆而引起的,翻浆是比较常见的一种路基病害,容易产生翻浆的路段,大部分都处在村镇农田地段、低填浅挖路段以及处于不良土质且地下水比较充足的路段。在这种条件下的公路路面产生翻浆的诱因是多方面的,主要是因为地表水丰富渗入路基或浸泡路基,路基地下水位较高,且地下排水不畅,毛细水上升较快,导致路基内部含水量过高,在冬季低温条件下产生冻胀,春融季节随着温度上升,路基强度逐渐降低,在荷载作用下,产生翻浆现象,并反应到路面结构层,就会出现路面松软、高低起伏、弹簧等现象。本文根据我局管养的部分国省干线公路处治路面翻浆的方法,对公路路面翻浆的原因以及处治路面翻浆的方法进行了初步的分析和探讨。

关键词:公路路面;翻浆成因;处治措施

中图分类号:U418.53 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)13-0125-02

公路在整个经济社会中的重要地位是不言而喻的,公路通行环境的好坏将直接影响到地方经济的高速发展。随着国家基础设施建设的力度不断加大,投入运营的高等级公路通车里程稳步提升,普通国省干线公路的改造也在如火如荼的进行,但现阶段继续运行的普通国省干线公路还有很多,这就给公路养护管理部门提出了更为严峻的挑战。我局管养的部分国省干线公路公路是九十年代建成通车的,技术标准低,已不能满足目前日益增长的交通量需求,在重载具体荷载作用下,路面产生的病害较多,种类也比较多,尤其是路面翻浆已成为这些路段的养护的重点,本文就实际养护生产中,针对路面翻浆原因的分析研判及处治路面翻浆的具体措施做了初步的探讨。

1 路面翻浆的形成原因

路面翻浆多发生在九十年代所修建的公路路面,以后新建的高等级公路及其它干线公路较少,主要是因为以前公路设计标准低,受经济发展速度的影响,公路造价较低,大多数都是按原地面高程修建的,未做彻底的处理,即使是在沼泽地段也是适当提高了路基的填土高度,这就意味着已经埋下了路基产生病害的隐患。随着经济社会的快速发展,交通量的迅速增长,行车荷载已经远远超出最初的设计荷载,地表水、地下水的浸入,使得路面结构层强度完全破坏。因此,在每年春融时期,公路路面表现出不同程度的翻浆现象。

1.1 地质土质与水的影响

我局管养的多条国省干线公路虽然处于戈壁,但路基基地并非全部都是天然砂砾,部分路段处于盐泽土地区,路基原始填料属于砂砾质粉性土,且中间伴有硫酸盐结晶成分,这种材料的特性是遇水或路基内部含水量过高后路基强度下降很快,但是由于路基高度有限,路基两侧未设置排水沟或排碱沟,地表水通过路面裂缝侵入路基,使路基内的水分及硫酸盐长期都处于路基之中无法排除。另外路基基地未做任何处理,使得地下水上升进入路基内部,使路基长期处于湿润状态,造成路面产生翻浆现象。

1.2 温度

温度对于路面翻浆是最主要的外因之一,它对路基路面的作用是由冻融循环而引发的,载体就是路基路面中的水分。西北地区在极寒和极热天气温差在110℃左右,在夏秋季节,地表水及地下水侵入路基路面内部,造成路基内部潮湿或过失状态,对路基路面影响不是很明显,路面也未出现翻浆现象。到冬季冰冻之前,如果多余的水分不能有效排除路基以外,会分布在土颗粒之间,随着温度的降低,逐渐开始冻结,在极寒天气达到冻结最大程度,局部会造成沥青路面冻胀,导致路面结构损坏。当温度回升,冰冻现象逐渐消失,路基路面中的水分重新融化为水,造成路基强度降低,路面结构损坏而强度也降低,在行车荷载作用下,沥青路面出现翻浆现象。

1.3 路面结构

造成路面翻浆主要是路基翻浆而引起的,但与路面结构也有着一定的关系。路面结构层的厚度和强度的高低,以及在车辆荷载等外力作用下所能承受的荷载强度也有一定的关系。已方面是在低填浅挖路段或者地下水较多的路段铺筑沥青路面,因为路面本身不具备透气性,路基中也未设置盲沟、渗沟等地下排水设施,且路面结构层与路基之间也为设置排水设施,使路基路面内部的多余水分无法排除路外;另一方面路面结构层半刚性基层施工质量较差,混合料中胶结材料较少,压实控制不严,造成基层松散无强度,在逐渐增加的车辆荷载的作用下,路面出现结构性损坏而产生的路面翻浆现象。

1.4 行车荷载

随着经济社会的快速发展,现在路面上的交通量已经远远大于最初的验算行车荷载,且超载超限车逐年增加,导致沥青路面疲劳破坏的速度加剧。九十年代建设的普通国省干线公路普遍标准较低,适合当时的交通量,设计部门所采用的车辆验算荷载以及远景交通量已和现在的车辆荷载标准及实际交通量无法相比。行车荷载造成路面翻浆也是这样原因之一,尤其是在春融季节,随着气温回升,路基冻胀开始解冻融化,路基强度逐渐降低,路面结构也随之破损变形,在车辆荷载作用下,路面翻浆现象加剧,路面出现高低起伏的搓板状变形,严重路段沥青路面破损消失,半刚性基层骨料外露,造成严重的路面翻浆。

2 路面翻浆的预防及处治措施

2.1 做好路基排水,換填较好填料

对于容易产生翻浆现象的路段增设防排水设施,通过在路基两侧修建排水沟或者渗井,阻止地表水对路基的侵蚀,盐渍土路段可以挖设排碱沟,使得路基下部土壤中的硫酸盐通过渗透进入排碱沟再予以清理,可以有效降低渗入路基内部地下水中的硫酸盐,减轻路基的盐胀变形,增加路基整体强度和稳定性。在处治路基路面翻浆过程中,严重路段建议全断面挖除,对已挖除路段的基地,一方面做好地下排水设施,比如盲沟、渗沟等,另一方面增设隔离层,铺筑厚度不低于20cm的砂砾,在铺设一层防水土工布,阻止毛细水的上升,铺设宽度不小于路基坡脚以外3米。换填透水性较好的材料,并分层碾压回头夯实,换填深度最小不应小于1.0m。

2.2 增加路面结构层强度

路面结构层的强度和厚度决定沥青路面承受荷载的能力,原来的沥青路面因为修建的较早,多数已形成疲劳损坏,半刚性基层损坏或者薄弱的路段路面破损更为严重,故需要对这些路段的路面结构层进行加固加强。通过科学合理的处治措施,逐步恢复沥青路面的技术性能和使用功能,有效延长沥青路面的使用寿命,延缓大中修或重建的周期,可以达到彻底处治沥青路面病害,降低养护成本,节约资金的目的。

增强沥青路面结构层强度可以采用以下两种方法,一是对原路面结构性进行就地冷再生,根据试验确定的配合比添加水泥材料,形成新的半刚性基层,重新调整路面纵坡,基层的各项性能指标满足规范要求,覆盖养生,达到规定确定以后,再做一层同步碎石封层做为应力吸收层,然后重新铺筑沥青混凝土路面。二是对原路面病害进行处治,封闭路面裂缝,粘贴抗裂贴,对拥包和隆起部位进行铣刨,路面平整度符合规范要求后,做一层同步碎石封层做为应力吸收層,然后重新铺筑沥青混凝土路面。我局在普通国省干线公路养护也使用过以上方法,后期观察效果很好,施工便捷不影响车辆正常通行的情况下,就可以实施,废旧材料得以有效利用,既经济又环保。

2.3 使用新工艺新方法处治路面翻浆

公路养护管理部门在公路养护工作中,针对不同的病害应积极推广应用新工艺新材料新技术。在处治沥青路面翻浆过程中,首先对已翻浆部分的路面及路基填料全部挖除,并且四周进行适当的扩展,深度满足要求,底部进行处理,铺设透水性较好的填料,使路基内部水分可以有效排除,铺设隔断层,填筑天然砂砾,充分压实,检测压实度满足规范要求。在路基与路面结构层中间增设隔断层,优化路面结构层,处治完成后的路面做好防水措施,阻止水分的再次侵入,沥青路面各技术指标符合规范要求,从而满足重载交通量需求。

2.4 路面翻浆的预防性养护

在现阶段为有效预防沥青路面翻浆现象的发生,可以采用实施预防性养护技术。沥青路面产生裂缝以后,及时采取灌缝或者粘贴抗裂贴的方法封闭裂缝,并根据不同的路面病害情况,实施微表处及稀浆封层及时及时予以修复,防治地表水进入路面结构层,造成路面内部含水量过高现象。对路基边坡松软路段及时进行回填夯实,确保路基边坡坡面平顺密实,有利于路面积水的快速排除,路基坡脚的排水沟经常性清理,排水沟内水流畅通不积水,防止地表水长期浸泡路基,造成路基内部含水量过高。加强超限超载车辆治理整动,禁止超标车辆上路行驶,尤其是容易产生路面翻浆等变化的路段,通过设置限载门架或标志的形式,加以彻底治理,减少车辆荷载对沥青路面的破坏。做好沥青路面预防性养护,有效提升沥青路面各项性能指标,改善通行环境,通过行车舒适度,是比较符合我国国情的影响措施,应积极推广应用到公路养护中。

3 结语

处治沥青路面翻浆也就是采用科学合理的措施加强对路基翻浆的预防和处治,最主要还是水的治理。通过一系列的措施,阻止水对公路侵蚀威胁,增设地下排水设施,防止地下水上升渗入路基,保持路基路面干燥状态,从根本上治理沥青路面翻浆现象。加强对超载超限车辆的整治,尽可能的杜绝上路行驶,从外在影响因素上抓好治理也是一种有效的措施。在沥青路面产生翻浆现象后,根据现场实际情况进行准确的分析研判,找出最佳解决方案,尽可能从源头上杜绝翻浆现象的发生。

参考文献

[1]浙江省公路管理局.公路养护技术规范[M].人民交通出版社,2009.

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