李彬彬
(广东 深圳 518000)
由于路基它承受着路基本身的岩土自重和路面重力,以及由路面传递而来的行车荷载,是整个公路构造的重要组成部分。众所周知,路基和路面是道路最主要的工程结构。路基主要是按照断面设计和线路位置的要求在天然地表下开挖而形成的一层岩土体结构物。而路面则主要是在路基上方的行车部分用各种材料铺筑而形成的一种层状结构物。但是路基作为路面的基础,路基需要具有坚强而且非常稳定的性能,从而在长期受到汽车荷载作用的影响下能够不被破坏,同理,市政道路作为一个城市的基本交通公共设施需要具有良好的稳定性才能保证市政道路的行驶安全与美观。在城市现代化的过程中,市政道路仅仅需要保证道路能够全天候的通行车辆,而且还要保障通行车辆能够安全舒适的运行。正因如此,市政道路路基必须要具有良好的稳定性和使用性能,这对于城市现代化的快速发展,运输效益的提高具有重要的意义。所以我们必须要充分的认识到市政道路路基的重要作用,精心的对路基进行使用和保护,从而保障人们正常的生产生活秩序,推动城市现代化的发展。
2.1.1 病害现象
路基局部地段在垂直方向产生较大的沉落,形成坑塘、裂纹或因地基沉降路基整体下沉。
2.1.2 成因分析
一般来讲,在软土地基上所修建的道路,路基沉陷的现象较为严重。这很大程度上都是由于软土具有较高的含水量而造成的,另外由于软土的抗剪强度较低、承载力较低的特性非常容易造成市政道路压缩沉降、坍塌和下陷的问题。但是可以通过采用预压等方式来促使沉降逐渐稳定,并通过调整纵断达到合理的控制。路基沉陷的原因应该从两个方面来看。一是施工原因造成的,因为城市现代化建设的过程当中,各种施工工程的次数和规模越来越频繁,对路基的稳定性造成了严重的影响,尤其是在市政道路工程活动中极易引发路基失稳沉陷的事故。不仅如此,对市政道路路基产稳定性造成影响和破坏的活动还有很多方面,比如地下水的过度开采、地下开挖等。其次对市政道路的路基养护缺乏重视也会产生这种问题,市政道路所承载的车流量巨大,如果对路基病害处理不当或维护不合理,其病害在车辆荷载的重复作用下逐渐就会向四周扩散,甚至导致大面积的沉陷。
2.2.1 病害现象
路基在压实时产生受压处下陷,四周弹起,路基土形成软塑状态,体积没有压缩,压实度达不到要求,称为弹簧土。
2.2.2 成因分析
(1)填土为粘性土,含水量过大,填料水分不均匀,而水分又无法散发,在这种情况下进行压实,就会产生弹簧土。
(2)过度的碾压,使土颗粒之间的空隙减少,水膜增厚,抗剪力减小,引起弹簧。
通过对城市路基不均匀沉降问题的研究表明,市政道路路基出现不均匀沉降的影响因素较多,比如所受荷载的大小、地下水的作用和土层的性质等方面。一般来说,造成市政道路路基不均匀问题的主要原因是因为填方路基土体的压力度不高、软土层存在于地基土体、路基的刚度差异等因素。而且在车辆行驶的过程中地基受到荷载力的反复作用,导致在地基基床结构内部形成巨大的附加应力,从而出现市政道路路基局部开裂和沉陷的问题,不仅如此,路基的侧向形变也是路基出现不均匀沉降问题的重要原因。
深填、高填、半填半挖或立交桥互通匝道填方,往往会在通车一段时间后下沉。究其原因.一方面是施工因素,如压实控制不好、分层过厚、施工措施不当以及含水量没控制好等等;另一方面是材料因素,如最大干容重及最佳含水量有误、材料压缩系数过大、采用高塑性指数的粘性土等。出现此问题会使路面变形、开裂或下陷;另外随着经济的发展大型超重车辆以及超载车辆的增多,也会造成现有公路等级过低无法满足重载车辆的要求而引起路基变形。
(1)填筑前应对基低进行彻底处理挖出杂草、树根,清除表面有机土,种植土和垃圾,对耕地和土质松散的基低进行压实处理。
(2)选用级配良好的粗粒土作为填筑材料,当选用细粒土时应进行人工处理。
(3)不同填料填筑路基时,应分层填筑,每一水平层均应采用同类材料填筑,不得混填。
(4)路基填筑时应按规范要求控制好松铺厚度、最佳含水量、填料粒径等,分层填筑,使得每层的压实度达到规定的压实度后,再进行上一层的填筑。
路基弹簧的防治措施
(1)避免天然稠度小于1.1,液限大于40,塑性指数大于18,含水量大于最佳含水量两个百分点的土作为路基填料。
(2)路基填料的含水量应均匀,控制在最佳含水量两个百分点之内,在填筑上层土时,应对下层填土的压实度和含水量进行检查,合格后方能填筑上层土。
(3)路基填土时应做好临时的排水工作,保持填筑施工在干燥下进行。
3.2.1 路堤填筑前原地面处理
路基的施工质量是整个路线工程的关键,也是路基路面工程能否经受住时间、车辆运行荷载、雨季、冬季考验的关键。要做好路基工程,必须扎扎实实地进行路基的填筑,尤其要做好对原地面的处理和坡面基底的处理。
3.2.2 路堤填料
路堤填料一般应采用砂砾及塑性指数和含水量符合规范的土,不使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾及含腐殖质的土。液限大于50塑性指数大于26的土,一般不宜作为路基填土。
3.2.3 填土路基压实
路基施工时,应严格按现行《公路路基施工技术规范》要求进行,并应通过试验路段来确定不同机具压实不同填料的最佳含水量、适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数、最佳的机械配套和施工组织,还要有高素质的施工队伍来具体施工。
3.2.4 特殊地基处理
软土地基具有极大的破坏性,但从广义上讲,只要外在荷载在土基上有可能出现有害的过大变形和强度不够等问题时,都应该视为软基而认真对待,并进行必要的处理。一般按处理的部位可分为地基处理和路堤处理。
3.2.5 完善排水设施
为了保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态,必需对影响路基稳定的地面水予以拦截,并排除到路基范围之外,防止漫流、聚积和下渗。同时,对于影响路基稳定的地下水,应予以隔断、疏干、降低水位,并引导到路基范围以外,使全线的沟渠、管道、桥涵构成完整的排水体系。
总而言之,路基是整个市政道路的基础部分,同时也是保证市政道路路面质量、美观和寿命的关键部分。路基能够和路面构成一个整体,在城市现代化的建设当中起到非常重要的作用。路基病害的出现不仅仅是由地质、设计和施工因素所造成的,同时在市政道路后期的管理养护工作上也有一定的关联。但是由于市政道路受到反复的行车荷载作用和自然因素的侵蚀,因此必须要对市政道路路基病害进行有效的防治,保证市政道路路基的稳定性和坚固。这对于加快我国城市现代化的进程,提高社会经济发展水平具有重要的意义。
[1]吴小红《路基病害的成因及处治措施》[J]山西建筑2008
[2]朝军、刘丽《路基病害的产生原因及防治措施》[J]申学院学报2009
[3]肖漓境《路基病害的处理施工方法研究》[J]工程技术2009
[4]张文涛《公路工程路基病害成因分析与治理》[J]道路工程2011