談公路路基常見病害及處治方法

王 成 全

(山西呂梁路橋有限公司,山西 呂梁 033000)

談公路路基常見病害及處治方法

王 成 全

(山西呂梁路橋有限公司,山西 呂梁 033000)

簡述了公路路基的特征和種類,介紹了翻漿、沉陷、滑坡、邊坡崩塌等路基病害的形式，通過分析路基病害的形成原因，提出了有效的處治對(duì)策，確保了公路路基的質(zhì)量，對(duì)延長道路使用壽命有一定意義。

路基，病害，公路工程

近年來，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，這對(duì)公路的通行效率提出了更高要求。在我國修筑早期公路中，由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，承載能力有限。同時(shí)，受到超載等因素的影響，很多公路使用情況不佳，路基毀損，路面破壞嚴(yán)重，極大的限制了道路的通行能力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國，公路路基路面病害的處治費(fèi)用約占養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的80%以上。

在公路結(jié)構(gòu)中，路基是最重要的組成部分，其性能和壽命直接決定和影響著路面的使用性能。在我國公路建設(shè)中，一般是選擇采用土或石料修筑路基。通過對(duì)我國發(fā)生的大量路基病害進(jìn)行的分析表明，路基病害的發(fā)生受多種因素的影響，主要包括選擇采用的填料材料，排水設(shè)計(jì)，壓實(shí)度，路基強(qiáng)度等。因此，對(duì)路基路面病害進(jìn)行整治，這是一個(gè)需要進(jìn)行綜合治理的系列工程。在路基病害整治中，只有通過分析病害成因，按照“對(duì)癥下藥”的原則合理的進(jìn)行綜合整治，才能實(shí)現(xiàn)路面功能的恢復(fù)和壽命的延長。

1 公路路基及病害危害

在公路鐵路建設(shè)中，路基是確保其正常安全運(yùn)營的基礎(chǔ)。在公路工程中，路基的功能在于承擔(dān)和分散路面?zhèn)鬟f來的行車荷載，實(shí)現(xiàn)交通暢通和確保行車安全。同時(shí)，路基還需要承受其本身自重和路面重力。路基的功能就要求路基必須具有以下特征，主要包括：1)足夠的強(qiáng)度，要求路基在其本身的靜力作用下不應(yīng)出現(xiàn)過大的沉陷。2)良好的穩(wěn)定性，要求路基在車輛的動(dòng)荷載作用下不應(yīng)出現(xiàn)過大的彈性和塑性變形。3)優(yōu)越的耐久性，要求路基的邊坡應(yīng)能長期保持穩(wěn)定而不會(huì)出現(xiàn)坍滑。從材料上分，路基可分為土路基，石路基，土石路基三種。公路施工中，最關(guān)鍵的就是路基壓實(shí)度的質(zhì)量控制。在施工中，做好路基壓實(shí)度質(zhì)量控制，確保路基壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求，保證路基具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性，盡量延緩路基病害的發(fā)生。在公路工程中，路基病害是不可能避免的，通過有效措施延緩路基病害的發(fā)生是可行的。在我國，常見的路基病害主要有翻漿、沉陷、垮塌等，會(huì)對(duì)道路運(yùn)行，行車安全性及舒適性造成影響，嚴(yán)重的甚至影響行車安全，縮短公路壽命。通過對(duì)一些常見路基病害的分析表明，我國公路路基病害主要是由于填料不當(dāng)、排水不暢，壓實(shí)度和強(qiáng)度不足等導(dǎo)致的。因此，做好施工中的質(zhì)量控制，有效減少和延緩路基病害的發(fā)生，是確保公路工程運(yùn)行質(zhì)量的基礎(chǔ)。

2 路基翻漿病害

在行車載荷作用下，泥漿從裂縫處冒出的現(xiàn)象稱為翻漿，見圖1。主要是在路基土質(zhì)不良，公路經(jīng)過濕地及路基坡腳存有積水的路段容易產(chǎn)生。鹽漬土和沼澤地也是翻漿病害的重災(zāi)區(qū)。

翻漿病害主要發(fā)生在我國的一些季節(jié)性冰凍地區(qū)，主要是由于春融時(shí)的路基或路面基層中的含水率過大，從而使得其強(qiáng)度降低而導(dǎo)致的。在一些非春融的雨季，降水浸入路基，也會(huì)造成翻漿現(xiàn)象。水損壞是造成路基翻漿的根本原因。根據(jù)水體的來源不同，路基翻漿分為五個(gè)類型，分別是地下水、地面水、土體水、氣體水和混合水。路基翻漿產(chǎn)生因素表見表1。

表1 路基翻漿產(chǎn)生因素表

2.1 翻漿病害的處治

1)春融時(shí)的翻漿病害處治后基本上都存在著補(bǔ)給水，宜采取的處治對(duì)策見圖2。該法效果明顯，在二級(jí)及以下公路應(yīng)用較多。

2)對(duì)于高等級(jí)公路翻漿病害的處治，一般采用的對(duì)策見圖3。

3)翻漿病害是由于地表水滲入導(dǎo)致的，應(yīng)確保處治后的路基基本上沒有補(bǔ)給水滲入。主要采用的兩種方法見圖4。

4)土工合成材料處治法。該法主要是用于對(duì)濕軟地段的處治，具有顯著的效果。使用該法的特性在于造價(jià)經(jīng)濟(jì)、施工方便。但必須注意到，使用該法需要設(shè)置一定的處治高度。特別是在一些含水率較高的地段使用該法，需要設(shè)置一定的沉降固結(jié)期。

5)其他處治方法。如采用直填骨架材料、沉降固結(jié)處治法等，都要設(shè)置一定的沉降固結(jié)期。在路基填筑施工中，必須預(yù)留一定的沉降高度，在沉降期通過加載預(yù)壓，待路基穩(wěn)定后再清除預(yù)壓材料。

2.2 病害處治要點(diǎn)

1)翻漿病害處治的基本途徑是防止地面水、地下水或其他水分進(jìn)入路基上部。2)正確的分析水損壞來源是翻漿處治的前提。首先應(yīng)做到水損壞類型的準(zhǔn)確分析，明確水源來源是地表水，還是地下水，或是長期補(bǔ)給水，再按“對(duì)癥下藥”的原則分別采取不同的處治方式。3)在選擇處治方案時(shí)，應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性、可行性及資源配置等綜合因素后合理確定。

3 路基沉陷

路基近似于垂直狀態(tài)的下沉，稱作路基沉陷，見圖5。

路基沉陷的主要原因有：水損壞；路堤壓實(shí)度不足；濕軟地處理不徹底；過渡處理失當(dāng)或不徹底；填方段滑移；其他原因?qū)е碌墓ず蟪两?。路基沉陷的處治方法如圖6所示。

4 橋涵臺(tái)背和擋土墻墻背沉陷病害

橋涵臺(tái)背和擋土墻墻背沉陷病害是我國最常見的路基病害形式之一。1)橋涵臺(tái)背沉陷。橋涵臺(tái)背產(chǎn)生沉陷(如圖7所示)是不可避免的。處治的根本在于提高臺(tái)背填料的強(qiáng)度和剛度，最大限度的減少工后沉降。對(duì)于出現(xiàn)的橋涵臺(tái)背沉陷病害，一般是重新填筑填料，并對(duì)填筑厚度、填筑范圍、壓實(shí)度等方面進(jìn)行控制。還可以選擇就地?zé)嵩偕幹?，這是目前對(duì)橋涵臺(tái)背處治效果最好的方法，但成本較高。2)擋土墻背沉陷。擋土墻背因填料不適宜、壓實(shí)不足等原因，也可能產(chǎn)生沉陷、填料與原狀土體間形成裂縫等等病害。處治方法與橋涵臺(tái)背沉陷的處治相同。

5 路基滑坡病害

當(dāng)滑動(dòng)界面的抗剪應(yīng)力小于滑動(dòng)應(yīng)力時(shí)，路基上邊坡或路基局部自上而下的滑動(dòng)，稱為滑坡，見圖8。不合理開挖和水損壞是滑坡產(chǎn)生的重要原因。必要時(shí)，需進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場調(diào)查，進(jìn)行地質(zhì)勘探，查明滑動(dòng)面及其他相關(guān)資料，對(duì)癥下藥的予以處治。

路基滑坡病害的處理措施有多種選擇，基本方法包括抗滑樁、削坡減載、反壓坡腳、排泄地表(地下)水、護(hù)坡及生態(tài)防護(hù)等措施，一般采用其中的幾種措施作為綜合治理方案。

1)抗滑樁，見圖9?？够瑯吨饕浅袚?dān)水平荷載，在邊坡工程中多為鋼筋混凝土樁，是抗拒滑坡的一種有效方法。在抗滑樁設(shè)計(jì)中，要求樁的埋深、間距、樁斷面尺寸等指標(biāo)合理，成樁后安全可靠的運(yùn)行。樁身要具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，且能提供足夠的、穩(wěn)定的阻滑力。同時(shí)，要求施工方案可行，經(jīng)濟(jì)性好。2)消除或減輕水對(duì)滑坡的危害。水是促使滑坡發(fā)生和發(fā)展的重要因素，治理滑坡要先治水。可采用鋁截水、排水、填水等方法。3)削方減載與填土反壓，這對(duì)改善滑坡穩(wěn)定性，提高安全系數(shù)效果明顯。4)生態(tài)防護(hù)固結(jié)表土，見圖10。這是近年來比較流行的處治方法，可有效減少降水浸入。一般采用植草和栽植根系發(fā)育的灌木和亞喬樹種。必要時(shí)，可結(jié)合框架錨索方案,在坡面網(wǎng)格培土植草。

在路基滑坡的處治中，工程量大，成本高，處治方案的選擇應(yīng)慎之又慎。大體積滑坡的治理應(yīng)進(jìn)行勘察鉆探，找出滑動(dòng)面，采集相關(guān)數(shù)據(jù)資料，作為確定處置方案的重要依據(jù)。

近年來，采用工程防護(hù)與生態(tài)防護(hù)相結(jié)合的處治方案效果明顯，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益，社會(huì)效益和生態(tài)效益的有機(jī)統(tǒng)一。工程防護(hù)在穩(wěn)定滑體方面具有明顯作用，這是生態(tài)防護(hù)的重要前提；生態(tài)防護(hù)具有長效性，是對(duì)工程防護(hù)的重要補(bǔ)充。工程防護(hù)與生態(tài)防護(hù)相輔相成，在重視工程防護(hù)的同時(shí)，選擇使用區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)的生態(tài)防護(hù)手段來優(yōu)化工程成果，預(yù)防滑坡的再發(fā)生。

6 結(jié)語

在我國，常見的路基病害有邊坡崩塌、滑塌，路基變形等。由于受地形、水文、氣候、養(yǎng)護(hù)等因素的影響，路基病害的成因也是多種多樣的。進(jìn)行病害處治，找出病害產(chǎn)生的原因，遵循“對(duì)癥下藥”做好病害防治。公路投入使用后，隨著使用年限的增加，出現(xiàn)路基病害是不可避免的，徹底的進(jìn)行路基病害處治是不現(xiàn)實(shí)的。在公路建設(shè)中，采取一系列可行措施將路基病害產(chǎn)生的可能性降到最低程度，對(duì)出現(xiàn)的病害進(jìn)行及時(shí)處治，以延長道路使用壽命，確保行車安全。

在路基施工中，真正做到設(shè)計(jì)上超前、技術(shù)上合理、措施上得力、建設(shè)中符合規(guī)范，這對(duì)有效延緩公路路基病害的發(fā)生，確保公路路基質(zhì)量是十分必要的。

[1] 王曉琴，李成才，劉 嶄，等.公路路基路面常見病害與處置指南.西安公路研究所，2011.

[2] 郭宏軍.公路工程路基病害類型及防治措施.科學(xué)與財(cái)富，2014(4)：42.

[3] 匡 華.公路路基質(zhì)量及病害治理方法之微探.中國科技博覽，2014(4)：86.

Discussion on common diseases and treatment methods of highway sub-grade

Wang Chengquan

(ShanxiLvliangRoad&BridgeLimitedCompany,Lvliang033000,China)

This paper simply analyzed the characteristics and types of highway sub-grade, introduced the forms of frothing, subsidence, landslide, slope collapse and other sub-grade diseases, through the analysis on the causes of sub-grade diseases, put forward effective solutions, ensured the quality of highway sub-grade, had certain significance for prolonging the road service life.

sub-grade, disease, highway engineering

2015-09-15

王成全(1974- )，男,工程師

1009-6825(2015)33-0155-03

U416.1

A