韓繼民
濟南市章丘區(qū)公路事業(yè)發(fā)展中心 山東濟南 250200
近年來,隨著我國對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重視,公路建設(shè)規(guī)模不斷擴大,進一步完善了公路交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò),促進了各地經(jīng)濟的發(fā)展,路基路面作為保證公路質(zhì)量的基礎(chǔ),在實際施工中,一些環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)質(zhì)量問題,因此,必須加強路基路面的質(zhì)量管理,確保公路工程的健康發(fā)展。
沉降變形是公路路基常見的病害之一,特別是在公路路基施工過程中采用半填、半挖、深填和高填等施工方法的,容易造成公路在投入使用一段時間后產(chǎn)生沉降變形,其原因主要有以下三方面:
①施工因素:在公路工程路基施工過程中,對路基的壓實度控制不到位、碾壓分層過厚、路基含水率過低,材料受外力壓縮后發(fā)生變形等。②材料因素:路基施工材料的含水率不足、壓縮系數(shù)過大、高塑性指數(shù)過高等造成路基剛度和強度不足,導(dǎo)致路基變形、沉降。③由于社會經(jīng)濟的發(fā)展,車輛的數(shù)量不斷增加,出現(xiàn)了一些超限超載的現(xiàn)象,而公路質(zhì)量無法滿足車輛行駛的需要,導(dǎo)致路基變形、沉降。
在公路工程中邊坡病害也比較常見,其中的主要形式是滑坡、崩塌與剝落等幾種。
出現(xiàn)滑坡的原因是坡體長期受到水或者其他外力的影響,加上自身重力的作用,斜坡土體會順著軟弱帶向下緩慢滑動,通常按照變化情況可分為三個階段:蠕動變形、滑動破壞、趨于穩(wěn)定,其破壞性也是非常大的。崩塌是由較大的土體或者石塊在高處突然崩落而造成的,在石塊或者土體下落的過程中會沿公路斜坡快速翻滾、跳躍并相互撞擊,直至落到坡腳,具有運動學(xué)的特征。
在公路工程中,由于設(shè)計不當(dāng)、施工質(zhì)量控制不嚴,在加上公路使用過程中車輛超載,都會引起路面裂縫。路面裂縫出現(xiàn)后,雨水就會順著裂縫進入公路內(nèi)部,引起各種病害。路面裂縫可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫。
橫向裂縫產(chǎn)生的原因主要是在施工階段沒有處理好施工縫,接縫處結(jié)合不緊密造成的,另外受溫度影響路面出現(xiàn)收縮的情況下也會產(chǎn)生橫向裂縫。
縱向裂縫產(chǎn)生的原因主要有兩個方面:①瀝青面層攤鋪施工的時候銜接處沒有處理好,在車輛運行和周圍環(huán)境的作用下慢慢地出現(xiàn)路面開裂;②壓實施工時壓實度控制不均勻,或者是路基邊緣部分在雨水的長期浸泡下出現(xiàn)了不均勻的沉陷而引起路面開裂。
網(wǎng)狀裂縫產(chǎn)生的原因主要有兩個方面:一是在路面施工過程中控制不好,路面結(jié)構(gòu)中夾有軟土或泥灰層,造成瀝青混凝土中的粒料產(chǎn)生松動,影響到路面的水穩(wěn)性,長期受到車輛荷載與雨水的作用而出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫;二是材料質(zhì)量問題,瀝青混凝土的粘結(jié)性、抗裂性差,受到水的侵蝕就會出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫。
①公路路基施工中,由于坡面較高,路基底部容易積水,造成一定面積的路基滑動,處理不當(dāng)還會發(fā)生位移,影響路基的穩(wěn)定。②造成路基滑移的原因,主要是施工設(shè)計勘查不到位,對公路施工標(biāo)準不夠重視,造成許多施工誤區(qū),導(dǎo)致公路施工不能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐幕镜匦螚l件,不能因地制宜地采用各種標(biāo)準,造成公路路基滑移。
針對公路邊坡長期受到自然因素與人為因素的影響而出現(xiàn)的邊坡滑塌病害,通常根據(jù)實際情況采取以下幾種加固處理措施。如果是小型滑坡,可采取卸載清除滑坡體的方法,就是放緩上部邊坡,起到減載的效果,再將下部滑坡的土體逐步清除。為了減少地下水和地表水的侵蝕,可以在公路邊坡上種植草皮或者根系比較發(fā)達的喬木,以降低水對邊坡的沖刷作用,提高邊坡的抵抗能力。在滑坡病害部位的周圍設(shè)置截水溝,再設(shè)置排水溝和滲水溝,將地表水和地下水排出到滑坡體外。還可以在滑坡體的下部修建具有抗滑作用的擋土墻、抗滑樁、土釘支護和預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu),這些技術(shù)措施對于穩(wěn)定公路邊坡都具有良好的效果[1]。
針對路基下沉變形問題,可以通過以下方法進行加固處理。在公路工程基坑施工階段要提高回填施工質(zhì)量,必須嚴格按照公路工程施工技術(shù)要求進行碾壓,保證壓實度達到標(biāo)準要求。針對密實性較差的區(qū)域可換填密實性較強的材料,通過逐層攤鋪碾壓的方式,增強回填路基的密實性。在具體的施工中技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)水文條件做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,以保證碾壓強度。
在公路工程施工中軟土地基較多,針對這種情況必須做好軟土地基的加固處理。可以根據(jù)軟土特性加入適量干石灰,將軟土地基內(nèi)部多余水分吸除;在地基填筑階段可以選用粉煤灰等質(zhì)量較小的材料;還可以根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況選擇適當(dāng)厚度的土工布,起到隔離地下水的作用,通過以上方法可有效的解決軟土地基問題,使公路路基更加安全、穩(wěn)固[2]。
一般而言,在路基路面的施工作業(yè)過程中,由于工程施工工藝要求而從路面內(nèi)部產(chǎn)生的積水需要及時得到處理,否則將會對路面施工作業(yè)中的混凝土等材料的質(zhì)量產(chǎn)生影響,致使路基路面整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及承載能力下降。為此,如果在路基路面施工過程中,其內(nèi)部的積水現(xiàn)象相對明顯,則此時,工作人員應(yīng)及時在路面內(nèi)部埋設(shè)相應(yīng)的排水管道,為內(nèi)部積水的流出提供有效途徑。另外,需要注意的是,在路基路面的施工作業(yè)過程中,由于實際的施工作業(yè)周期可能相對較長,導(dǎo)致在施工中可能會遇到相對惡劣的天氣狀況,類如持續(xù)性的雷雨天氣等。此類天氣對路基路面的施工進度會產(chǎn)生影響,更為關(guān)鍵的是,此類雨水天氣會導(dǎo)致路基路面形成相對明顯的積水現(xiàn)象,進而影響路基路面施工材料的物理形式,導(dǎo)致此類施工材料出現(xiàn)一定的松散流動現(xiàn)象[3],進而出現(xiàn)施工質(zhì)量問題。為此,為了應(yīng)對此種類型的施工天氣,工作人員應(yīng)在路基路面的施工過程中注意及時布置相應(yīng)的排水溝,并應(yīng)視具體的施工作業(yè)要求加大排水溝的整體寬度和深度,進而為積水的順利排出提供有效的基礎(chǔ)路徑支持。
為了減少路面裂縫的產(chǎn)生,首先應(yīng)從施工管理入手,加強施工過程中的技術(shù)控制,嚴格按照施工技術(shù)要求進行操作。要做好施工縫的處理,確保接縫處結(jié)合緊密,壓實度要達到公路施工技術(shù)要求。當(dāng)路面裂縫產(chǎn)生之后要及時進行修復(fù),針對路面結(jié)構(gòu)沒有受到破壞的表面裂縫可以采取表面修補法,這是一種比較簡單的修復(fù)方法,將表面裂縫進行清理后涂抹特殊的黏結(jié)劑,起到封閉的作用,防止水的繼續(xù)滲入。針對較為嚴重的路面裂縫一般采用注漿修補法,將水泥砂漿、環(huán)氧樹脂材料等灌注填充到路面裂縫中,起到加固修復(fù)的作用[4]。
3.1.1 路基邊坡高度坡度以及排水系統(tǒng)控制
①在施工期間,絕大部分路基坡度較小,所以路基高度一般不會影響路基穩(wěn)定,但在特殊的路基土質(zhì)、地形及環(huán)境施工中,必須考慮路基邊坡高度、坡度以及沉降問題。如有需要,必要時可采取換填法或適當(dāng)增大邊坡高度,改善特殊路段路基工程的穩(wěn)定性。②做好路基的排水工作,路基范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置排水溝、截流溝、雨水溝、邊溝等。
3.1.2 路基壓實
路基壓實作業(yè)具有相關(guān)施工作業(yè)流程,期間涉及到的施工技術(shù)也具有相對明顯的特點,主要表現(xiàn)為施工作業(yè)過程中開挖方式的合理選擇以及填筑作業(yè)的分層填筑等。一般而言,在路基的施工作業(yè)過程中,常用的開挖作業(yè)方式包括橫向通道掘進開挖方式以及縱向全寬掘進開挖方式。在選擇具體的開挖方式時,工作人員也應(yīng)注意聯(lián)合類型的開挖方式的應(yīng)用要求,如果路床在被填筑之前存在一些雜物以及石塊等,則會影響填筑材料結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性,也會為后續(xù)的壓實作業(yè)過程制造一定的困難。在做好路床的清理工作之后,工作人員應(yīng)采用分層填筑作業(yè)的形式,并應(yīng)選擇合適的壓實機械設(shè)備。
3.1.3 路基含水量控制
①含水率過高會影響路基的穩(wěn)定性和承載能力,過低的含水率對路基的壓實效果同樣不利,因此為有效提高路基壓實度,施工過程中應(yīng)嚴格控制路基含水量。②排水施工前,要準備好排水設(shè)備,編制排水方案,制定應(yīng)急預(yù)案,防止意外事故的發(fā)生,在排水方案的設(shè)計中,要根據(jù)不同地段的不同地質(zhì)條件和含水量控制最適宜的含水率,以提高路基施工質(zhì)量。③對路基含水率的控制應(yīng)著重于地下水位的控制,根據(jù)排水方案,可以采用滲水溝、排水溝等措施,排出過多的地下水,并將地下水引流[5]。
3.1.4 路基質(zhì)量檢測控制
①為控制施工質(zhì)量,施工前,可在路基施工處先鋪設(shè)一段約200m的試驗路段,并制定出有效的施工方案,試驗路段施工完成后進行質(zhì)量檢測驗收,合格后可用該方案指導(dǎo)整個工程的施工。②對于路基施工過程中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題,必須進行實時監(jiān)控,按規(guī)定頻率進行檢測試驗,保證按照規(guī)范要求施工,如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,及時報告并立即解決,施工結(jié)束后,還要定期進行后期養(yǎng)護,以確保整個工程的質(zhì)量。③為避免路基現(xiàn)場出現(xiàn)裂縫,要加強養(yǎng)護,定期灑水,保證路基的濕度,防止產(chǎn)生裂縫,影響施工質(zhì)量,養(yǎng)護中,養(yǎng)護人員應(yīng)每周進行一次養(yǎng)護,保證路基施工質(zhì)量達到相關(guān)規(guī)定的要求。
3.2.1 路面施工溫度控制
①由于瀝青混凝土路面的特點,溫度對路面施工質(zhì)量具有直接影響,在施工過程中,要保證瀝青混合料的溫度符合規(guī)范要求,如溫度達不到要求不得開工。②路面施工過程中,因不可抗力造成施工中斷,再繼續(xù)進行施工時,要注意施工現(xiàn)場的材料溫度,保證施工現(xiàn)場混合料溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)。溫度過高、過低,都難以保證瀝青材料的施工效果,會降低路面施工質(zhì)量,因此,要嚴格把控路面施工溫度。
3.2.2 路面壓實度和防水控制
①路面壓實工作是保證路面穩(wěn)定性和質(zhì)量的關(guān)鍵因素,在路面的壓實工作中,要根據(jù)攤鋪材料類型、填料密度、公路壓實質(zhì)量要求確定壓實設(shè)備、壓實強度以及壓路機前進速度,以保證達到工程要求的路面施工質(zhì)量。②把控路面防水性能,改善路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,減少雨水對路面的侵蝕,延長路面使用壽命,路面攤鋪壓實后,在路面兩側(cè)用熱瀝青多次涂刷,保證其密封性,達到防水效果,同時設(shè)置一定的盲溝,提高排水效果,以有效防止雨水積壓對路面產(chǎn)生影響。
3.2.3 路面施工材料控制
①路面為瀝青混凝土路面,瀝青混凝土的材料質(zhì)量會直接影響路面施工質(zhì)量,在路面施工前,施工人員應(yīng)根據(jù)施工材料規(guī)范要求對骨料的種類、質(zhì)量標(biāo)準等進行全面了解,選材時要選用純凈度高、雜質(zhì)少、針片含量低的優(yōu)質(zhì)骨料,以保證質(zhì)量合格。②路面施工材料進入施工現(xiàn)場前,要進行質(zhì)量檢驗,通過現(xiàn)場檢驗,把不合格材料排除在施工現(xiàn)場之外。③結(jié)合路面施工質(zhì)量要求,進行馬歇爾試驗研究確定材料配合比,確保級配合理,保證混合料以及路面施工質(zhì)量。
近些年,我國公路交通建設(shè)發(fā)展迅猛,路基路面施工技術(shù)也在不斷的完善之中,針對路基路面病害的處理技術(shù)也取得了較大突破與發(fā)展,但其中所面臨的新問題也是比較多的。為解決公路路基路面病害問題,在路基路面施工過程中應(yīng)采取有效的預(yù)控措施,確保公路路基路面施工質(zhì)量和公路安全、可靠、經(jīng)濟的運行,提高公路工程效益。