淺談低溫下公路施工病害的處理

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對公路性能要求不斷提高。在公路運(yùn)營過程中，受多種因素影響，容易出現(xiàn)公路施工病害等問題，嚴(yán)重影響著交通效率與交通安全性。低溫對公路施工質(zhì)量存在著較大影響，分析常見的公路施工病害，采取相應(yīng)措施進(jìn)行公路施工病害處理，有助于提高公路耐久性，保障公路交通運(yùn)行的綜合效益。文章結(jié)合工程實(shí)例，對低溫下公路施工病害的處理進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：低溫；公路；病害；處理

中圖分類號：U448.14 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）30-0153-02

1 工程概述

某公路工程位于我國華北地區(qū)，屬于國家重點(diǎn)公路工程模，公路起點(diǎn)樁號為K344+000，終點(diǎn)樁號為K388+000，公路全長長度為44 km，路基寬度設(shè)計(jì)為12 m，路面寬度設(shè)計(jì)為9 m。公路施工路段內(nèi)地形起伏不大，地勢較為平坦。施工區(qū)域?qū)儆谂瘻貛О霛駶櫦撅L(fēng)氣候，冬季嚴(yán)寒，晝夜溫差較大。在公路施工中容易出現(xiàn)一些施工病害問題，嚴(yán)重影響著工程質(zhì)量，為此，提出對低溫下公路施工病害的處理研究。

2 低溫對公路施工的影響

低溫對公路施工容易造成較大影響，主要表現(xiàn)在以下三個方面。

2.1 低溫對混凝土、鋼筋性能與施工操作的影響

在低溫狀態(tài)下，新拌制混凝土其強(qiáng)度尚未形成，混凝土內(nèi)部水分則會出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象，由液體狀態(tài)轉(zhuǎn)化為固體狀態(tài)，導(dǎo)致水分體積增加，冷脹問題的出現(xiàn)，則會從內(nèi)部對混凝土造成破壞，引起混凝土裂縫問題，降低混凝土承載力，從而影響公路整體結(jié)構(gòu)性能；在低溫狀態(tài)下，鋼筋變硬，變脆，其內(nèi)部組織出現(xiàn)損傷，在鋼筋焊接作業(yè)時會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，影響焊接受力強(qiáng)度。

2.2 低溫對公路施工人員及機(jī)械設(shè)備影響

在低溫環(huán)境下，公路施工人員操作十分不便，容易引起公路施工質(zhì)量問題，影響公路施工進(jìn)度；如在風(fēng)雪天氣下，則公路施工更為困難；低溫環(huán)境中，機(jī)械設(shè)備多難以保持最佳工作狀態(tài)，如油壓設(shè)備出現(xiàn)低溫油路凝結(jié)，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備無法正常運(yùn)行。

2.3 低溫對公路土方工程影響

如在公路施工中，如其溫度為負(fù)溫時，在路基填筑層多會出現(xiàn)3 cm左右的凍層，在氣溫回升后，凍層融化后路基表面變的松散，引起公路壓實(shí)度不足，容易引起路基施工質(zhì)量問題，引起公路施工病害問題。

3 低溫引起公路施工病害的主要機(jī)理

3.1 凍土引起公路施工病害的機(jī)理

凍土，屬于一種特殊土體，凍土區(qū)活動層其變化規(guī)律較為明顯，即春季融化，冬季低溫凍脹，在低溫下凍土區(qū)域公路施工容易出現(xiàn)較多的公路施工病害。凍土在外界溫度環(huán)境相對穩(wěn)定時其凍土結(jié)構(gòu)相對較為穩(wěn)定，不會引起較大公路病害問題。然而在凍土環(huán)境變化時，尤其是凍土出現(xiàn)劇烈的熱交換時，在熱熔作用影響下，凍土層結(jié)構(gòu)則會出現(xiàn)變化，并出現(xiàn)凍融侵蝕與沉陷現(xiàn)象等，引起公路施工病害。凍土熱平衡出現(xiàn)破壞時，其凍土上限與下限則會發(fā)生變化，在融化后出現(xiàn)下沉。溶沉與凍脹問題是引起凍土地區(qū)地表變形災(zāi)害的主要機(jī)理。

3.2 溶沉引起公路施工病害的機(jī)理

在該工程中，其冬季低溫時負(fù)溫天數(shù)較長，在低溫影響下，容易產(chǎn)生凍土。凍土在人為活動下容易出現(xiàn)融化，如公路施工改變了道路表面水熱交換條件，引起基底土體土層塑性發(fā)生變化。公路施工改變了地下水與地表水徑流條件，如排水措施設(shè)置不科學(xué)，則會導(dǎo)致在路基中出現(xiàn)積水，在低溫影響下路基出現(xiàn)凍結(jié)，在溫度升高后融化，導(dǎo)致路基下沉或路基塌陷等病害。

3.3 凍脹引起公路施工病害的機(jī)理

在低溫環(huán)境下進(jìn)行公路施工，其施工過程中容易產(chǎn)生凍脹問題，如公路施工中所應(yīng)用混凝土，在凍脹影響下，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，影響公路混凝土承載力等。路基填料選擇不當(dāng)或填料不均勻等，也可能會引起公路不均勻凍脹，產(chǎn)生公路施工病害問題。

4 低溫下公路施工病害的主要類型及處理措施

在該公路工程施工后，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)該公路工程主要病害問題表現(xiàn)為橫向裂縫、縱向裂縫、坑槽及車轍等，在分析公路施工病害成因的基礎(chǔ)上，提出公路病害處理措施。

4.1 公路施工病害的類型及成因

4.1.1 橫向裂縫

橫向裂縫屬于公路工程施工中常見病害問題，與道路中心線基本垂直，且寬度不定，嚴(yán)重則貫穿整個路幅。引起公路橫向裂縫的成因主要有：在施工過程中，因路基填土縱向碾壓不均勻，或碾壓過程受力不均勻，引起地基沉陷，受外界車輛荷載影響，導(dǎo)致橫向剪切力加大，引起路面橫向裂縫；地基處理措施不當(dāng)，如在該公路施工過程中，其地基處理采取了水泥攪拌樁、粉噴樁及碎石樁等措施，措施之間連接位置缺乏合理控制，引起沉降量不同，產(chǎn)生橫向裂縫；在公路施工中橫向施工縫缺乏合理控制，導(dǎo)致接縫位置不緊密，引起接縫位置壓實(shí)不足，弱接縫在外界荷載影響下發(fā)展為橫向裂縫；溫差較大引起溫度裂縫，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層抗拉應(yīng)力降低等。

4.1.2 縱向裂縫

縱向裂縫指的是與行車方向基本平行裂縫，在該公路工程調(diào)查中發(fā)現(xiàn)這類裂縫較少。引起縱向裂縫主要因素有：路基壓實(shí)不均勻或路基穩(wěn)定性不足，公路路面壓實(shí)度不符合設(shè)計(jì)要求等。

4.1.3 坑 槽

坑槽屬于該公路工程施工中表現(xiàn)最為明顯的病害問題，引起坑槽病害的主要原因有：水損害與行車荷載相互作用，養(yǎng)護(hù)管理不當(dāng)?shù)取?/p>

4.1.4 車 轍

在低溫環(huán)境下，夜間公路基礎(chǔ)溫度較低，容易出現(xiàn)凍結(jié)問題，在白天溫度上升后，凍土層出現(xiàn)融化現(xiàn)象，引起公路路基邊強(qiáng)度降低，在車輛荷載下，引起車轍病害，應(yīng)用材料穩(wěn)定性不足等。

4.2 公路施工病害處理措施

針對公路橫向裂縫與縱向裂縫，其處理措施為主要為：在進(jìn)行公路施工中，其灌縫處理采取專用灌縫機(jī)，應(yīng)用灌縫膠，提高縫壁粘結(jié)性能，保證其在低溫狀態(tài)下不發(fā)生脆裂；在路基填料選擇時應(yīng)保證其材料應(yīng)用含水量符合設(shè)計(jì)要求，防止凍害發(fā)生；針對已經(jīng)產(chǎn)生橫向裂縫與縱向裂縫，可以采取裂縫貼補(bǔ)法進(jìn)行處理。應(yīng)用封縫材料，進(jìn)行公路裂縫處理，其經(jīng)濟(jì)性較好，施工簡單便捷；針對坑槽問題，可以采取直接填料式處理措施與挖填式坑修補(bǔ)技術(shù)。其中直接填料式修補(bǔ)的特點(diǎn)在于應(yīng)用廣泛，操作便捷，維修時間較短，將坑槽內(nèi)雜物清理后直接填充瀝青混合料進(jìn)行碾壓即可；應(yīng)用挖填式坑修技術(shù)，則通過專用切縫機(jī)，徹底處理存在坑槽的病害路面，在坑槽表面噴射改性乳化瀝青，摻入熱瀝青混合料碾壓成型即可。針對車轍病害，因車輛縱向推移剪切力所引起，則其車轍處理可以通過鑿除車轍面層，重新進(jìn)行面層鋪筑來處理；對因公路基層強(qiáng)度不足，水穩(wěn)定性不良引起車轍病害，則需要進(jìn)行基層更換或采取措施進(jìn)行基層補(bǔ)強(qiáng)；如因?yàn)r青面層鋪筑質(zhì)量問題引起車轍，則應(yīng)鑿除車轍位置并重新鋪筑。

該公路工程在低溫環(huán)境下進(jìn)行施工，產(chǎn)生了一些工程質(zhì)量問題，主要表現(xiàn)為橫向裂縫、縱向裂縫、坑槽與車轍。在分析病害成因的基礎(chǔ)上，采取針對性的措施，保障了公路運(yùn)行的安全性與可靠性，實(shí)現(xiàn)了該公路工程施工綜合效益。

5 結(jié) 語

社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對基礎(chǔ)交通運(yùn)輸提出了更高要求，公路在運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)一系列的病害問題，嚴(yán)重影響著公路運(yùn)行的綜合效益，本文主要是對低溫下公路施工病害成因及處理進(jìn)行研究。在分析低溫對公路施工影響及引起病害機(jī)理的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程案例，對公路施工的主要病害成因及處理方法進(jìn)行了研究。實(shí)踐證明，合理控制低溫下公路施工工藝，針對公路病害問題采取相應(yīng)處理措施，可以有效提高公路施工的整體效益。

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