高等級(jí)公路填方路堤養(yǎng)護(hù)及其維修

鄧蘇靜

(河北省平鄉(xiāng)縣交通局)

1 高填方路堤沉陷表現(xiàn)形式及危害

1.1 工程地質(zhì)變化處

由于地基土反筑路填料的工程性質(zhì)不同,所表現(xiàn)出的強(qiáng)度、壓縮沉降量亦不同,特別是路線通過不良地質(zhì)地段,如欽土、濕陷性黃土、種植土、垃圾土等,在荷載的作用下將出現(xiàn)不均勻沉降。

1.2 地形變化處

地形變化處路基填方高度發(fā)生顯著變化。如路線通過沖溝、臺(tái)地等處,路基縱斷面填方變化在零至幾十米范圍,不同的路基填方所發(fā)生的沉降亦不同,特別是在填挖交界處筑土和原地面土具有不同密實(shí)度和不同的沉降量,在荷載作用下出現(xiàn)不均勻沉降,便路基縱向呈馬鞍形。

1.3 水的影響

地表水、地下水的影響是導(dǎo)致路基沉降的重要原因之一。黃土、粉土、濕陷性土等在干燥情況下土體結(jié)構(gòu)性強(qiáng),承載力大,路基穩(wěn)定不變形,在受到水浸泡后,土體結(jié)構(gòu)性迅速破壞,承載力大大降低,導(dǎo)致路基變形破壞。

1.4 路橋過波段及臺(tái)背沉降

路橋過波段及臺(tái)背沉降是高填方路堤沉降的重要表現(xiàn)形式之一。內(nèi)于受到施工作業(yè)面的影響,該段路基壓實(shí)往往不如整段路基壓實(shí)好,工后沉降大。另在臺(tái)背處,臺(tái)背一例為剛性體,路基一側(cè)為柔性體,結(jié)構(gòu)差異性大,導(dǎo)致不均勻沉降,發(fā)生跳車。在以上諸多因素的影響下,致使高填方路堤發(fā)生不同程度的沉降,輕則路面縱向線形不連續(xù),視覺不良,行車不平穩(wěn);重則路面開裂、松散形成坑槽,導(dǎo)致路面破壞,嚴(yán)重影響正常行車。

2 高填方路堤沉陷原因

2.1 設(shè)計(jì)方面原因

(1)不良地質(zhì)路段地基土強(qiáng)度低、承載力低,設(shè)計(jì)處理不當(dāng),易于產(chǎn)生壓縮沉降或擠壓移位,導(dǎo)致高填方路堤沉降變形。(2)對(duì)于一般屬于寬淺游蕩性的河床,其橋梁銜接處路基填土較高,橋路兩種材料彈性模量差距大,如過波段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理將導(dǎo)致不均勻沉降,引起橋頭跳車。(3)路線通過溝谷地段和地面橫坡較陡地段時(shí),溝谷處路基填方高、恒載大。而溝谷段往往是山體風(fēng)濁物的沉積區(qū),土壤密度小、承載力低,易使路基發(fā)生不均勻沉降。路線橫坡陡的地段,可能產(chǎn)生半填半挖斷面或一側(cè)高一側(cè)低填方斷面,易產(chǎn)生不均勻沉降。(4)高填方路段縱、橫向排水設(shè)計(jì)考慮不周也宜使路基沉降。

2.2 施工方面原因

(1)路基施工前未認(rèn)真設(shè)置縱、橫向排水系統(tǒng)或排水系統(tǒng)不暢通,長期積水浸泡路基面使地基和路基土承載力降低,導(dǎo)致沉降發(fā)生。(2)原地面處理不徹底,如未清除草根、樹根、淤泥等不良土壤,地基壓實(shí)度不足等因素,在靜、動(dòng)荷載的作用下,使路基沉降變形。(3)在高填方路堤施工中,未嚴(yán)格按分層填筑分層碾壓工藝施工路基沉降變形。(4)不良地質(zhì)路段未予以處理而導(dǎo)致路基沉降變形。(5)填筑路基時(shí),未全斷面范圍均勻分層填筑,而是先填半幅,后填另半幅而發(fā)生不均勻沉降。(6)施工中路基土含水量控制不嚴(yán),導(dǎo)致壓實(shí)度不足,而產(chǎn)生不均勻沉降。

2.3 路基填料原因

如果路堤填料土質(zhì)差,填料小混進(jìn)了種植土、腐殖土或泥沿土等劣質(zhì)土,由于土壤中有機(jī)物含量多、抗水性差、強(qiáng)度低等特性的作用,路堤將出現(xiàn)塑性變形或沉陷破壞。尤其是膨脹土,通水膨脹軟化、風(fēng)干收縮開裂、穩(wěn)定性差,用作填料時(shí)隨著土壤中水分的揮發(fā),收縮開裂嚴(yán)重,對(duì)路堤的整體結(jié)構(gòu)危害極大。

2.4 路基排水原因

路基排水的任務(wù)是把路基工作區(qū)的土基含水量降低到一定的范圍內(nèi)。土基含水量大、排水不良會(huì)引起土質(zhì)松軟、強(qiáng)度降低、邊坡坍塌、堤身沉陷或滑動(dòng)以及產(chǎn)生凍害等。

3 高填方路堤沉降預(yù)防措施

3.1 采取合理的設(shè)計(jì)措施

(1)加強(qiáng)工程地質(zhì)勘察,嚴(yán)格按照工程地質(zhì)勘察規(guī)程開展工作,對(duì)懷疑地段增加勘察數(shù)量,在設(shè)計(jì)、外業(yè)驗(yàn)收中,將工程地質(zhì)勘察作為重要的檢查內(nèi)容之一。(2)盡量避免高填方路堤設(shè)計(jì),在與其他路線相交時(shí),主線宜采取下穿方案,這樣可以有效地降低路基填方高度,避免通道下挖而出現(xiàn)積水問題。(3)路線通過較陡的橫坡及溝谷地段時(shí),應(yīng)按要求設(shè)置縱橫向臺(tái)階,使填筑路基和原地面形成良好的結(jié)合,同時(shí)宜放緩邊坡。在通過松軟的濕陷性黃土地段,視情況盡量換用水穩(wěn)性好、承載力大的礫石土填筑路基。(4)加強(qiáng)路基排水設(shè)計(jì),使地表、地下水順利排出路基以外或?qū)⒌乇硭韪粼诼坊酝?不能在路基范圍內(nèi)積水。涵洞、通道底鋪砌設(shè)計(jì)中要考慮防水,避免積水浸泡基底而沉降變形。

3.2 采取高效的施工措施

(1)認(rèn)真清除地表不良土質(zhì),加大地表壓實(shí)力度。土基壓實(shí)后,土的理性變形、滲透系數(shù)、毛細(xì)水作用及隔溫性能等均有明顯改善,因此施工中應(yīng)加大地表的壓實(shí)密度。地基土的壓實(shí)一般和土壤類別、土中含水量、壓實(shí)機(jī)具密切相關(guān)。對(duì)于細(xì)粒土等土質(zhì),土中含水量大小對(duì)土質(zhì)的密實(shí)程度比較敏感,在壓實(shí)過程中要求含水量接近于最佳含水量;對(duì)于礫石土等,壓實(shí)含水量不起關(guān)鏈作用。(2)填筑路基前,疏通路基兩側(cè)縱橫向排水系統(tǒng),避免路基受水浸泡。做好路基排水,是保證路基穩(wěn)定的前提條件。工程監(jiān)理和施工質(zhì)量檢查人員,應(yīng)認(rèn)真監(jiān)督檢查。(3)嚴(yán)格選取路基填料用土。土質(zhì)應(yīng)均勻一致,不得混雜,剔除超大顆粒填料,方能保證各點(diǎn)密實(shí)度均勻一致。盡量選擇集中取土,避免沿線取土。沿線取土,一般不能保證路基填料的均勻性,導(dǎo)致路基強(qiáng)度不均勻,同時(shí)也破壞了自然植被,對(duì)沿線環(huán)境不利。(4)路堤填筑方式應(yīng)采用水平分層填筑,即按照橫斷面全寬分層逐層向上填筑。當(dāng)原地面縱斷面大于 12%的地段,宜采用縱向分層填筑施工,填筑至路基上部時(shí),仍應(yīng)采用水平分層法填筑。每層應(yīng)保證層面平整,便于各點(diǎn)壓實(shí)均勻一致。(5)控制路基填料含水量。保證最佳含水量是細(xì)粒土壓實(shí)的先決條件。在工程實(shí)施中,如土偏濕,應(yīng)翻曬,及時(shí)測定含水量,當(dāng)土偏干,應(yīng)灑水悶料,并使土壤中水分均勻,達(dá)到要求后進(jìn)行碾壓。在氣候特別干燥的地區(qū),一般地表土都低于最佳含水量,因此取土?xí)r應(yīng)清除地表覆蓋,取用含水量適中的土填筑路基。

3.3 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)技術(shù)

為保證路基有完好的使用功能,路基養(yǎng)護(hù)工作必不可少。由于設(shè)計(jì)和施工過程中或多或少存在著一些不足,道路通過長期使用也會(huì)表現(xiàn)出不同程度的破損,通過及時(shí)養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)缺損,保證道路正常使用是養(yǎng)護(hù)工作的中心。在養(yǎng)護(hù)工作中應(yīng)做好以下工作:(1)加強(qiáng)對(duì)防水、排水構(gòu)造物的養(yǎng)護(hù)工作,確?？v橫向排水設(shè)施暢通無阻;發(fā)現(xiàn)水毀地段及時(shí)加固修補(bǔ),避免路基遭水浸泡;對(duì)地下水位高的地段,要挖排水溝降低地下水位;(2)對(duì)沉降量大形成跳車的路段,分析原因,采取注漿加固等措施穩(wěn)定路基,及時(shí)修補(bǔ)破損路面,保證車輛安全行駛;(3)對(duì)風(fēng)蝕、水蝕的路基邊坡,要及時(shí)修補(bǔ)加固,確保路基安全;(4)在有條件的情況下,做好坡固植被防護(hù),穩(wěn)定路基邊被。

[1]張心坤,于海洋.路基的日常養(yǎng)護(hù)與維修[J].黑龍江交通科技,2008,(12).

[2]王源 .高速公路路基工程施工與養(yǎng)護(hù)決策支持系統(tǒng)[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,(10):28.

[3]趙祎 .高等級(jí)公路路基養(yǎng)護(hù)及其維修[J].交通世界(建養(yǎng).機(jī)械),2009,(10):8.