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谈公路病害与处治

2021-04-10周志林

工程技术研究 2021年12期
关键词:压实病害路基

周志林

娄底市万宝新区开发投资集团有限公司,湖南 娄底 417000

1 我国公路主要病害类型与成因

1.1 开裂

公路开裂不仅会对路面的外观造成影响,还会加剧路面病害,影响路面的耐久性。开裂主要是因为沥青、集料选择不合理,沥青混合料配合比不合适,沥青路面厚度、沥青路面结构等设计不合理,以及路面施工质量控制不严格等。横向裂缝往往是因为我国沥青路面多采用半刚性基层,半刚性基层的温缩和干缩会导致基层出现开裂,进而使路面出现反射裂缝,这种开裂往往是横向开裂。此外,在路桥、路涵、填挖交界的地方因填方施工质量问题,常引发不均匀沉降,造成横向开裂[1-2]。纵向裂缝大多出现在填方路段,常常是由于路基位置低,长期受到水的影响而没有处理,导致在填筑土方后出现不均匀沉降,造成纵向开裂。另外,对软土路基基底处理不彻底、路基填料选择不合理,也会使路面出现纵向开裂。网状开裂是由于路面混合料出现较大的性能差异,逐渐产生横向、纵向的小裂缝,然后发展成网状裂缝。同时,网状裂缝也可能是由于路基出现不均匀沉降,引发路面基层开裂。由于路面结构与材料的问题,如层间黏结不好,不能形成整体受力,沥青混合料质量存在问题,在车辆反复作用下,易出现疲劳裂缝。

1.2 脱落与坑槽

脱落与坑槽破坏不仅影响路面美观,还影响路面的使用性能和耐久性。脱落与坑槽破坏一般出现在行车带上或者路面维修修补的区域。

引发脱落与坑槽的原因:施工时沥青混合料压实不够,空隙率偏大;沥青混合料粗细集料过分集中产生离析;沥青与集料的黏附性差,抗剥落能力弱,容易使集料与沥青脱离;沥青混合料施工时温度太高,导致沥青过度老化,黏附性变差;压实时温度过低,压实度不足;路面修补时,因二者材料存在差异,造成空隙率、模量相差较大,在重复行车荷载作用下,在补块部位产生应力集中,使面层损坏,形成坑槽[3];水沿着较大空隙进入路面,在车辆动载作用下形成动水压力,导致集料与沥青剥离,出现松散脱落现象,进而进一步发展形成坑槽;由于施工原因造成上面层局部厚度太薄,在车辆荷载作用下局部混合料被带走。此外,人为原因造成的油渍等路面污染,也容易引发坑槽。

1.3 表面缺陷

表面缺陷直接影响路面的美观和使用安全及寿命,表面缺陷主要有车辙和沉陷等。

引发表面缺陷的原因:沥青选择不合理,集料级配设计不当,没有形成骨架密实状态,使沥青混合料高温稳定性不足,沥青混合料施工时铺装层太厚,压实温度不合理,压实次数不够,导致压实度不足;路面结构设计不合理,抵抗车辆荷载变形能力差,引发路面车辙;路基尤其是高填方路基基底处理不彻底,填方地段压实度不够,低填路基段排水处理不好,使得路基经常被浸泡,路基强度降低,导致路基沉陷;路基采用填料不合理,压实厚度太厚,压实时含水量不合理,造成路基压实度不够;路基为黄土、膨胀土等特殊土时,处治方法不合理,造成路基沉陷;路面基层材料设计不合理,路面排水设计不好,造成基层唧浆,引发路面沉陷[4]。此外,桥梁,涵洞与路基交界的区域,也常因压实不到位引发路基沉陷,造成路面下沉。

2 我国公路主要病害处治措施

2.1 设计方面

借鉴国内外研究成果,做好路面结构和材料设计。对于公路面层设计,应进行多方案比选,根据气候、荷载等条件选择好路面材料和结构,确保材料和结构的抗裂能力、抗车辙能力、抵抗高温和低温能力、抗老化能力、抗水损坏能力满足要求。面层设计应按照功能与受力要求进行,突出层位要求。沥青混合料级配应采用骨架密实型,在材料的选择上应重复考虑气候和交通荷载要求。进行路面设计时,尤其要对气候和荷载条件进行反复考虑,尽量减少面层的车辙、开裂和表面缺陷等。严格控制好基层的材料和结构,应反复考虑基层的抗水冲刷能力、强度与刚度,采用半刚性基层时,应尽量采用骨架密实型混合料,尽量减少基层开裂问题。对于半刚性基层的裂缝,应采用格栅等多种措施进行处理,有条件时可以考虑采用柔性基层,借鉴国外柔性基层的使用经验,以解决反射裂缝问题。另外,还要做好路基设计,重点考虑桥涵交界处,选择好路基填料,对软弱路基应采取合理措施进行处治,保证路面的强度和稳定性,使其在车辆荷载作用下,不出现过大的沉降。对于路面结构,应重视排水处理,尽量减少进入路面的水量,对进入路面的水应采取有效措施及时排出。同时,要做好路基水文调查,减少水对路基的影响。

2.2 施工方面

在公路施工中,应强化施工设备和施工工艺,在面层、基层和路基施工中尽可能采用先进的施工设备和施工工艺。面层施工时,应确保材料、运输、摊铺、压实、养护等每个环节的施工质量。应严格控制沥青质量、沥青混合料的配合比,保证材料符合规定要求。运输过程中应采取覆盖、混合料转运车等多种措施稳定沥青混合料的温度和均匀性。摊铺时应保证温度、厚度等满足规定要求,避免混合料离析。碾压时应控制好温度,采用合理的压实工艺,保证压实度,处理好接缝。在面层施工过程应对施工质量进行及时全面的检查,加强材料控制和施工质量控制,保证材料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性等均满足规定要求,同时对路面空隙率进行严格控制,保证空隙率满足要求。进行基层施工时,应严格控制基层材料和配合比,严格控制施工工艺,保证基层的强度,加强施工质量管理和后续养护。路基施工时,应选择好合适的填料,选择最佳施工工艺,保证路基的含水量和压实度。对于软土地基和桥涵交界位置,应制订合理的处理措施,保证路基的稳定性。同时,公路施工过程中也要做好防排水工作,采取有效措施尽量减少水对公路的影响。

2.3 养护方面

我国一直存在“重建轻养”问题,公路养护理论与技术研究相对滞后,对公路建设投入大量资金,但养护资金不够,使得公路养护与建设在投资、重视程度、运行机制及发展速度上均不协调,公路养护管理水平与管理要求矛盾突出,现有公路得不到有效及时的养护,路面病害日趋严重,与实际养护要求差距不断扩大,形成恶性循环。因此,必须认识和重视预防性养护的重要性,变应急式、被动型养护为周期性、预防性,以路面为中心的科学养护,以及时处治路面各种病害,改善路面使用性能,节约养护成本,保证路面耐久性。应加强和重视路况调查和交通观测,为预防性养护提供科学依据,并充分利用调查数据,认真分析研究公路状况的演变,因地制宜地制订周期性养护计划,科学确定公路维修方法、维修里程,加强日常小修保养,及时采取经济有效的预防性养护措施,使路面在整个使用过程中免受水损害,避免路面病害进一步恶化。要高度重视小修保养,按照“及时、补早、补少、补彻底”的原则及时采取灌缝等措施修补小型路面裂缝。路面使用一段时间后,会出现疲劳问题,开始呈现开裂、老化和磨损等现象时,应及时采取有效的中修措施。应鼓励预防性养护,优先安排中修,在资金上给予倾斜,实现公路养护的良性循环,并及时开展新的养护材料、养护机械的研发。要对主要病害采取针对性养护措施,如对于裂缝,可以先清扫路面,然后用沥青灌缝进行修补。对坑槽可采取冷补和热补方法进行处理,冷补时先测定坑槽深度,用高压风枪处理坑槽内垃圾,喷洒黏层油后填冷补材料;热补时先对坑槽部位沥青混凝土用热辐板加热3~5min,再对其进行切割,然后填充热料和乳化沥青进行碾压。对于车辙,应分情况处理,对深度和长度分别小于0.8cm、3cm的车辙,应先清除车辙内杂物和尘土,再加热、耙松,填充与原路面相同的材料压实;对超过这一范围的车辙,则挖除铣刨后重新摊铺与路面相同的材料压实。对于路面破损不明显的沉陷,涂抹或喷洒黏层沥青后用沥青材料填充压实,对路面破损明显的路面沉陷局部挖除后按坑槽修补进行处理。病害达到一定程度时,可采取微表处、雾封层等技术进行处理。

3 结束语

公路病害既影响公路的交通运输,又会造成巨大的经济损失,因此各级公路建设、管理部门都应引起足够的重视,并根据公路病害的成因从路面设计、材料、施工、养护等方面有针对性地采取相应预防和改善措施,同时重视公路水的处理,建立健全质量保证体系,从管理部门、设计部门到施工部门,层层重视、层层控制、层层落实,同时借鉴国外先进成果,开展新材料、新工艺、新机械设备的应用研究。只有这样,才能从根本上减少我国公路病害现象的发生。

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