季凍區(qū)路基病害的常見原因與防治措施

唐曉冬

(中國(guó)土木工程集團(tuán)有限公司，北京 100038)

當(dāng)前隨著我國(guó)交通現(xiàn)代化建設(shè)的迅猛發(fā)展，我國(guó)公路建設(shè)取得了前所未有的成果，特別是在季凍區(qū)的公路越來越多，隨之發(fā)生的一些工程質(zhì)量問題也引起了社會(huì)各界的高度重視。而當(dāng)前很多季凍區(qū)的公路路基設(shè)計(jì)采用較低的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，季凍區(qū)的公路路基施工土方工程量巨大、分布不均勻，施工質(zhì)量往往要求不嚴(yán)，并且橋涵、隧道、附屬設(shè)施互相交錯(cuò)，對(duì)后期維護(hù)的要求更高，雖然主管部門對(duì)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理也加大了管理力度，但是季凍區(qū)路基建設(shè)質(zhì)量在一定程度上仍然存在值得注意之處，嚴(yán)重影響著行車安全。本文具體探討了季凍區(qū)路基病害的常見原因與防治措施，總結(jié)如下。

1 季凍區(qū)公路路基施工的重要性與施工特點(diǎn)

當(dāng)前隨著我國(guó)季凍區(qū)公路運(yùn)營(yíng)路基的病害相當(dāng)嚴(yán)重，同時(shí)高速公路和國(guó)道路齡的增大，路基病害也日趨嚴(yán)重。隨著我國(guó)國(guó)力的增強(qiáng)及人們生產(chǎn)、生活要求的不斷提高，國(guó)家對(duì)季凍區(qū)公路的擴(kuò)能改造也日益增多，每年都投入大量的人力、物力、資金用于維護(hù)和整治。而在季凍區(qū)公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，路基施工質(zhì)量的好壞直接影響到路面結(jié)構(gòu)的安全性以及工程的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)還與土質(zhì)、壓實(shí)度、含水量等有密切關(guān)系，其中土基的回彈模量是影響結(jié)構(gòu)層厚度最敏感的參數(shù)之一，土基回彈模量較小的變化，路基的回彈模量受重復(fù)荷載作用的影響，對(duì)結(jié)構(gòu)厚度將產(chǎn)生較大的影響，這些因素又與施工質(zhì)量密切相關(guān)。

在施工中，其存在如下特點(diǎn)：(1)由于路基存在沉降和穩(wěn)定問題，特別是高路基可能發(fā)生的穩(wěn)定性問題，要求其施工質(zhì)量高，因此無論對(duì)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的控制、填料的選擇、排水措施、基底的處理等方面都要求比較高。(2)季凍區(qū)公路路堤的所需土方量很大，因此需要加強(qiáng)機(jī)械化作業(yè)，從基礎(chǔ)的處理、開挖、運(yùn)送、填料的攤鋪、壓實(shí)均采用一系列的機(jī)械進(jìn)行施工。同時(shí)當(dāng)前我國(guó)很多的季凍區(qū)路基行車密度大、安全要求高，決定了對(duì)公路路基狀態(tài)評(píng)價(jià)方法和手段的局限性，我國(guó)公路管理部門急需一套適合快速、無損、不影響行車安全，不破壞公路設(shè)施的檢測(cè)系統(tǒng)。(3)季凍區(qū)公路采用封閉形式，橋涵、孔道較多，減少橋頭跳車，必須采用各種技術(shù)措施保證結(jié)構(gòu)物兩端路基的填筑壓實(shí)質(zhì)量。(4)季凍區(qū)公路施工中必須做好環(huán)境保護(hù)和綠化工作，施工周邊的水土，填料不能有有害物質(zhì)，植被地貌都不應(yīng)由于施工而遭到破壞，防止環(huán)境受污染。

2 季凍區(qū)公路路基病害情況與常見原因

2.1 季凍區(qū)公路路基病害情況

由于天氣的影響，我國(guó)季凍區(qū)公路路基病害情況比較常見。當(dāng)前研究認(rèn)為路基病害原因是路基填料土質(zhì)較差、道床排水不暢、汽車動(dòng)荷載反復(fù)作用、密實(shí)度不夠、土質(zhì)不均勻、大氣降雨滲透等因素的影響，降低了土質(zhì)物理力學(xué)指標(biāo)，從而引起路基邊坡變形、邊坡淺層溜塌等病害。路基溫度場(chǎng)的研究表明防凍脹翻漿路基中間存在透水層(碎石)，修筑路基后，在路基及其下部地基中將會(huì)產(chǎn)生大片的力學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定的高溫凍土層，防凍脹翻漿路基的最大孔隙水壓力比減小達(dá)30%左右，這對(duì)延緩、消除路基病害產(chǎn)生有很大作用。路基運(yùn)營(yíng)期當(dāng)交通荷載剛駛?cè)牖螂x開路基計(jì)算斷面時(shí)，路基內(nèi)的加速度、應(yīng)力、孔隙水壓力、速度、位移均振蕩劇烈。防凍脹翻漿路基的碎石層削弱了汽車動(dòng)荷載的沖擊振動(dòng)作用。

2.2 季凍區(qū)公路路基病害的常見原因

由于填筑不實(shí)孔隙比大，雨水就易于滲入，降低了承載力就要翻漿，這些巖質(zhì)基床距地表很近，都屬于風(fēng)化帶，加上有壓裂隙水和動(dòng)載的抽吸作用，容易造成損害。路基的堤塹交接處常是地下水排泄通道和滯水積聚的處所，土層含水量較大多有基床病害發(fā)生，而道口、橋頭易于積水處，如無特別措施要招致基床變形。行車時(shí)活載對(duì)基床有振動(dòng)和抽吸作用，使泥水重塑易于成漿，泥土重塑后即使含水量沒增大強(qiáng)度也會(huì)降低，引起道碴陷入基床，逐步發(fā)展，也就增大了孔隙或裂隙中的水壓力，及至車軸過后又減壓，泥漿被吸進(jìn)路基和石碴空隙之中。

3 季凍區(qū)路基病害的防治措施

3.1 路基填筑材料的控制

路基首先考慮是在線路上用自然土進(jìn)行移挖作填來修筑的，測(cè)定其最佳含水量及最大干容重，需要清除淤泥、有機(jī)土、生活垃圾、草皮土、沼澤土和含有腐朽物質(zhì)的土，確定其物理力學(xué)性質(zhì)；在路基填筑之前應(yīng)對(duì)沿線的自然土，將不適合作為路基填料的表土清除，根據(jù)規(guī)范要求的頻率進(jìn)行試驗(yàn)分析，以便指導(dǎo)路基施工及對(duì)路基填筑成品的檢測(cè)。圍繞季節(jié)凍土地區(qū)高寒水質(zhì)黏性土低路基修筑，路面的材料應(yīng)用，典型結(jié)構(gòu)和高低溫穩(wěn)定性，橋梁結(jié)構(gòu)耐久性，低溫施工與質(zhì)量控制以及公路安全，環(huán)保技術(shù)預(yù)評(píng)價(jià)等技術(shù)難題，開展科學(xué)公關(guān)和成果推廣應(yīng)用研究。

3.2 路基壓實(shí)度控制

(1)保證土的最佳含水量。必須隨時(shí)控制土的含水量。施工過程應(yīng)連續(xù)作業(yè)，減少雨淋、暴曬，防止土壤中的含水量發(fā)生大的變化，在路基填土壓實(shí)過程中應(yīng)晾曬風(fēng)干至最佳含水量再碾壓，土在最佳含水量時(shí)進(jìn)行壓實(shí)才能達(dá)到最大密實(shí)度。(2)碾壓質(zhì)量控制。碾壓質(zhì)量控制包括選取合適的壓實(shí)方法、型號(hào)、壓實(shí)遍、壓路機(jī)噸位、壓實(shí)均勻性等，公路采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)和要求較高的壓實(shí)度，同一壓路機(jī)碾壓采用不同的壓實(shí)遍數(shù)，公路采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)和要求較高的壓實(shí)度，不同種類的壓路機(jī)對(duì)不同土質(zhì)的壓實(shí)效果不同，這就要求大噸位的壓路機(jī)與之相配套，振動(dòng)碾壓粘性土能得到最佳壓實(shí)效果，振動(dòng)碾壓砂礫土能得到良好的壓實(shí)效果。嚴(yán)格控制路基碾壓前的填土表面平整性也是很有必要的，填土表面平整性也是影響壓實(shí)均勻性的因素之一，壓實(shí)均勻性要求控制被碾壓路段的壓實(shí)度一致，不致于部分欠密的不均勻現(xiàn)象。

3.3 結(jié)構(gòu)物臺(tái)背回填控制

臺(tái)背回填壓實(shí)高于同層次路基壓實(shí)度2%左右，壓路機(jī)無法碾壓的死角蛙式打夯機(jī)夯實(shí)，不宜用振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)。臺(tái)背回填與錐坡填土路基填土同步進(jìn)行，橋涵墻身與其頂交點(diǎn)處開始向后引長(zhǎng)2m的水平線再向外引45°斜線向上至路基的過渡區(qū)，增加地基承載能力，臺(tái)背填方段地基使用沙礫填筑至自然水位上，避免其強(qiáng)度與橋涵基礎(chǔ)強(qiáng)度相差太大而使橋臺(tái)和橋后填方產(chǎn)生差異沉降變形，形成臺(tái)階。

3.4 其他措施

要高度重視科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)，全力建設(shè)具有鮮明氣候特點(diǎn)和地域優(yōu)勢(shì)的交通行業(yè)優(yōu)秀重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，為全面提升季凍區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)水平，實(shí)現(xiàn)交通行業(yè)又快又好的發(fā)展不斷作出新的貢獻(xiàn)。加強(qiáng)季凍區(qū)路基沿線施工的組織管理和監(jiān)督檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決施工安全和勞動(dòng)人身安全隱患，明確分工，落實(shí)責(zé)任；對(duì)已發(fā)現(xiàn)的安全隱患，全部拍照或攝像保存，并安排車班組加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)情況的跟蹤檢查，歸檔整理成問題庫，確保管理不缺位。在病害管理中實(shí)行記名檢查、記名驗(yàn)收、記名整治，將每個(gè)環(huán)節(jié)的檢查、每處病害的整治責(zé)任落實(shí)到人，到有檢查記錄、有信息反饋、有推進(jìn)效果、有責(zé)任追究，每周匯總整治情況，定期下發(fā)專題通報(bào)，形成全過程閉環(huán)管理。同時(shí)要對(duì)每座隧道、每段路基、每處路塹進(jìn)一步細(xì)化責(zé)任，落實(shí)到人，對(duì)前期已整改到位的問題全面進(jìn)行復(fù)核，確保病害得到徹底整治。

總之，隨著公路建設(shè)的飛速發(fā)展，路基是公路工程的重要組成部分，只有進(jìn)行綜合治理才能從根治路基病害，使得季凍區(qū)公路建設(shè)的施工質(zhì)量有很大提高。

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