令永全
中铁一局集团有限公司广州分公司 广东广州 510000
摘要:在研究过程中发现,我国的高速公路路基路面常会出现一些问题,影响高速公路的正常使用。这就需要相关部门对引起高速公路损坏的因素进行深入分析,并采取针对性的策略来解决这些问题,从而提升路基的强度,保障高速公路的正常使用。
关键词:高速公路;路基路面;病害预防;维修加固;技术分析
引言:21世纪以来,我国的交通网络不断完善,时至今日,我国已经拥有了较为完善的高速公路体系,为我国的社会生产和人们的日常出行提供了极大的便利。但在高速公路运行的过程中也同样存在着一些问题,解决存在的问题能够有效提升高速公路的使用质量。
一、高速公路路面破坏的原因分析
(一)路面结构性破坏
如果某一段公路的路面承载能力较低,而在某一个时间段内行车载荷较大,则路面的结构性就会发生破坏。在路面的结构性发生破坏时,轮迹上会产生裂缝,在时间的推移下,裂缝还可能会发展成网裂形变带。由于沥青混凝土的表面空隙率较大,在雨雪天气时,雨水会快速渗入沥青混凝土的表层之中,而沥青混凝土的下层密度较高,表面层的水难以向下层渗透,所以雨水会存在于沥青混凝土的表层产生水破坏,而这也是产生网裂形变带的原因。
(二)路面辙槽鼓起严重
车辙问题也是高速公路的常见病害之一,这一问题在长大纵坡的上坡路段表现尤为明显。造成路面辙槽鼓起严重的外在原因是重载车的爬坡速度较低,造成路面辙槽鼓起严重的内在原因是施工时选择的沥青混凝土不恰当。
(三)沥青路面开裂
所有的高速公路都会存在沥青路面开裂的情况。沥青路面开裂的表现形式主要有横向裂缝、纵向裂缝、沉降裂缝等。不同的高速公路产生沥青路面开裂的时间、开裂的数量以及裂缝的表现形式也有一定的差异。
(四)路面不均匀沉降
对于需要填土的路段,在高速公路正式投入使用之后,路基会发生不均匀的沉降,导致高速公路的路面不平整,可能会影响车辆的正常驾驶。在填充路堤之前,路基处于一个较为平衡的状态,而在填筑路堤之后,在动静载荷的作用下,地基会产生固结形变,在地基的结构达到新的平衡状态时,固结形变慢慢停止。不同地基产生固结形变的情况取决于该路段的填土高度,同时又会受到地基内部土层压缩系数的影响。软土基层更容易发生沉降,导致高速公路的纵断面产生较为严重的变形。此外,导致路面产生不均匀沉降还有人为方面的原因,一些施工单位为了缩短工期,会在软基还没有稳定时就开始进行沥青路面的铺设工作,导致了路面的不均匀沉降情况。
二、高速公路的病害种类
(一)路基沉陷
在施工的过程中,由于一些施工单位没有选择合适的施工材料,或者施工人员的施工技术不达标,或在施工的过程中采取了不合理的填充方法,或路基的压实度不够,则在某些条件下路基会发生沉陷。
(二)路基冻涨
在地下水资源较为丰富的路段,路基可能会出现周期性的冻融。在这个过程中,路基的使用强度大幅度降低,影响了路基的使用质量。此外,路基的冻涨情况也会出现在雨雪季节。
(三)路基边坡塌方
如果路基的边坡较为陡峭,则在高速公路使用的过程中极易发生边坡塌方。如果在填筑路基时采取了不恰当的施工方法,导致路基的结构稳定性较差,则在使用的过程中也会出现边坡塌方。导致路基边坡塌方的原因还有路基土体较为潮湿、岩石破碎、风化严重等。路基边坡塌方的表现形式主要有崩塌、滑塌、碎落、剥落等。
(四)路基滑动
如果高速公路需要经过较陡的山坡,而施工单位又没有开挖台阶,则在水的作用下,路基与地层之间的摩擦力降低,在受力不平衡时,路基可能会沿着山坡滑动。
三、高速公路常见路基病害的防治分析
(一)路基滑坡问题的防治分析
对于路基滑坡问题,相关部门应该采取事前预防和事后处理相结合的措施。事前预防可以有效降低路基发生滑坡的概率,因此相关部门可以对可能会发生滑坡的地段和已经发生过滑坡的地段进行重点检查,并通过针对性的工程措施强化路基的结构稳定性,降低出现滑坡的概率。滑坡的发生是有一个过程的,在滑坡发生的早期阶段对滑坡进行整治能够降低滑坡对高速公路的负面影响。目前我国常用来防治滑坡的措施有减重、排水、支挡、改善土体力学性质等。如果可能会发生滑坡的路段滑动面较浅,且滑坡的横截面为上陡下缓的情况、滑坡不可能向上发展,则相关部门就可以通过移去滑坡上半部分的土体来降低滑坡的下滑力,而这种方式也是治理路基滑坡最简单有效、经济成本最低的方式。由上文可以了解到,高速公路的病害基本上都与水有关,做好排水工作也是避免滑坡的重要措施。相关部门应该根据高速路段的详细情况选择科学合理的排水方式,降低水对高速公路的负面影响。此外,相关部门也可以根据可能滑坡路段的基本情况,构建合适的支挡结构,避免滑坡情况的发生。最后,相关部门还可以通过物理学方法、化学方法来提升滑坡土层的稳定性,降低出现滑坡的概率。
(二)路基填筑前的地面处理工作
路基的施工质量会直接影响到高速公路的使用情况,高质量的路基能够收住车辆载荷、时间、雨雪等因素的考验,而低质量的路基则可能在这些因素下发生损坏。为了保证路基的施工质量,施工单位应该重视路基原路面的处理工作。在填筑路基前,施工人员应该对现场的地理情况进行详细的调查,对地面进行彻底的打扫,除去路基基底暗沟中的软弱层、淤泥,使用水稳定性较好的材料填回路基基底暗沟之中并进行压实处理。采取半填半挖的措施,严格按照相关标准挖出、压实宽度大于一米的台阶。
(三)选择良好的施工材料
在路堤的填筑过程中,一般需要用到土和沙砾,其中对填筑所需要用的土有较高的质量要求。首先,填筑用土的塑性指数和含水量应该符合相关标准,液限应该小于50,塑性指数应该小于26。不可以使用含有生活垃圾、腐殖质的土,不可以使用含草皮的土,不可以使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土等。如果在施工时存在特殊情况,需要使用不符合相关标准的土,则可以在土中掺入水泥、石灰粉、砂砾来改变填筑材料的物理性质。此外,在填筑轿台和台背时,应该选用较为紧实且透水性好的回填材料。
(四)合理填筑路基
在路基施工的过程中,施工单位和施工人员皆应该严格按照《公路路基施工技术规范》的相关标准进行施工。在正式施工之前,可以通过实验路段来检测各种施工材料的施工质量,了解回填材料的最佳含水量、最佳铺设厚度、最佳碾压次数,用根据实验数据合理完成路基的填充工作。如果施工的地点为软土地基,则施工人员应该对软土地基进行针对性的处理措施,在填筑的过程中还要严格控制填筑的速度,使用“薄层轮加法”进行填筑,将沉降量控制在实际允许的范围内。为了保障施工质量,施工单位还应该构建高素质的施工团队。在正式施工前,对施工人员进行专业技能培训,提高施工人员的施工水平,减少人工失误,避免在验收阶段出现返工的情况。在正式施工前,管理人员还可以组织施工人员召开会议,通过动员演讲来激励员工的责任心。路基填筑的过程中,施工单位还可以组建督查小组,定期对路基的填筑质量进行抽查,对于不符合施工标准的路基,可以要求重新施工,从而保障路基施工的质量。
总结:路基是高速公路正常运行的基础支撑,但在实际情况下,路基可能会出现沉陷、冻涨、滑坡、塌方等情况,导致路面出现波动,影响高速公路的正常运行。本文则主要对高速公路路基路面常见的病害原因进行分析,并给出一些预防治理措施,希望能够推动我国高速公路建筑技术的发展。
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