华桂洪
【摘要】城市的发展离不开交通道路的建设,不但需要新建等级较高的道路,改建既有道路,提升原有道路的运输能力也是公路建设的重中之重。本文将通过老路具体的病害及其形成原因与防治措施进行详细的阐述,并结合不同路面结构优选合适科学的改建方案,分析与探究其对老路改建的优势所在,并提供一定建设性的意见。
【关键词】老路路基路面;改建;路面结构
1老路特点及改建的一般原则
1.1老路特点
老路由于施工年限久远,所使用的技术工艺等级较低,老路在修建时普遍缺乏稳定的路基,对于较差的路基与地基土质并未进行有效的处理,且老路结构厚度单薄,路面材料也已经趋于老化。因此老路未达到填土所要求的路基高度,加之排水设施不完善甚至是堵塞的情况下,降低路面、路基的稳定性的现象屡见不鲜,严重威胁到道路的使用寿命。
1.2老路改建的一般原則
针对老路的改建,首先是要充分利用原有资源,以经济性为原则对比改建方案,力争以最小的经济代价实现道路的正常使用寿命;其次在充分利用既有路基的基础上,对各方面影响要素进行综合考量,例如工程造价、征地拆迁、路基加宽方式、工程技术指标等,遵循房地产开发的项目和水利弃土为原则,科学合理设置废弃土堆和土坑,最大限度做到节约用地;最后,积极使用先进的再生技术,尽量减少废弃物的产生,在改建过程中努力实现绿色环保。
2老路基改建存在的问题
2.1路基改建工程中存在的问题
其一是路基沉降,由于路基完工后,路面在路基快速沉降的作用力下受到拉裂,使其路面的防水性严重破坏,后经水反复的侵蚀与荷载,路基大面积塌陷,形成了路基沉降,对行车安全与道路的正常使用形成了极其恶劣的影响。第二是路面裂缝,分横向裂缝和纵向裂缝,主要是由于路基完工后沉降所形成的,受路面裂缝影响,各种路基、路面危害相继产生,包括破碎、翻浆、龟裂和坑槽。第三是新老路基结合部错台,新老路基结合部路面在填方路段上经常会出现纵向通裂,错台也会相应出现在裂缝中,甚至还会形成严重的路基滑裂面。
2.2病害形成原因分析
首先,路基、路面浇注材料会在不同类型的路基混合建设过程中发生压缩、抗水等性能的变异,一旦填土中的块状粒径超过雅诗厚度的2/3时,就会造成碾压的密实程度不均匀,加之如果原地面未彻底施工处理,也会对之后路基沉降不均匀埋下隐患。其次,由于路基填料含水率高,碾前整平、分层碾压厚度的施工操作缺乏一定的规范性,不合格的压实度检测,都可能是路基压实度不合格的因素之一。最后,边沟排水不完善,只是路基遭水浸泡,若未及时处理受水浸泡的路基,最终就会形成病害。
3防治措施
作为路面的支承构造物,路基在道路质量中具有举足轻重的作用,路面质量取决于路基质量的好坏,排水不顺畅、车辆超载、养护不规范等诸多原因都是会使沥青路面出现病害,因此有关部门必须强化对路基改造工程的重视,切实提高道路的使用性能与正常寿命,确保路基的整体稳定。
在选择改造方案前,应仔细分析新老路基的沉降变形和边坡稳定的影响程度,对计划拓宽的路基开展调查其周围的水文情况和工程地质以及既有路基的稳定性,根据分析调查的结果决策对比改建方案。在设计路线阶段,严密考察路面路基的排水系统,例如涵洞排水系统对的最佳设置位置是涵洞的凹曲线底部,如遇无法避开路堑的超高段可通过家宿舍截水沟设计或是加深边沟的方式来实现。再通过借土场、取土坑的途径了解路基浇注材料的土性和含水量等特性,避免混填了不同性质的施工材料。在浇注材料之前应确保拓宽部分的路槽已经清理干净,清除干净草皮、淤泥等腐植土,对于较深的软弱土层,可以采用碎石桩、打石灰桩、粉喷桩、袋装砂井、塑排版、水泥浆板状等方式来增加清除的深度,尤其是结合部,一定要保证杂物已清除干净,同时把结合处的老路部分处理成阶梯状,有助于更加紧密地结合。尽量使用与原路基相同的施工材料,杜绝使用不合格的材料,在保护耕地的前提下,也可以使用性质相似的土质或是加以掺料进行改良。且在改造过程中,至少要多挖30厘米,再使用浇注材料进行反填,在新老路的交界处加设土工格栅,可有效提升老路基的稳定性与安全性。
对于路堤施工,其压实厚度要通过实验所获得的不同材料的性能来选择,严格控制填土中的颗粒最大粒径,路床以下每层的最大粒径最好控制在压实层厚度的2/3,路床范围内则控制在10厘米以内,确保路槽顶面的平整。同时对填料的含水料严格控制,因为含水量是影响压实度的因素之一,必须根据击实的标准试验数据来准备,在填筑路堤时,在填料处于最佳含水量的情况下,仔细碾压,以此符合设计的压实度标准,对于需要提高路基压实度的部分重要路段,可在时间允许的状况下,给予路基充分的沉降期,即软土地段必须经过180天的沉降观测期,才能切实有效地稳定路基形成的沉降。
最后,构造物台背回填的质量十分重要,若处理不当,可能会引发跳车、沉降等现象的出现,从而影响构造物的正常使用与行车安全。对于填料的选择,具有较好水稳定性的砂砾材料是最适合的,使用静碾工具或是水密法,都是可以达到建设效果的。填筑范围大致是从挡墙背到路槽顶,底顶、桥梁到桥头搭板底,当此处是软土地质时,就可以使用软土路基的改建方法,尽量在预压路基后再搭建桥台桩基,降低日后沉降压缩的可能性,减少路基沉降对桩基的消极作用。
4路面结构改建方案
4.1旧水泥混凝土路面
旧水泥混凝土路面的改建处理应结合检测评估结果而选择使用不同的处理工艺,目前件未成熟的改建包括以下几种措施:
当老路面处于较好的状态下时,在脱空混凝土板块上进行钻孔压浆,某些破碎板或断板经换班后可直接加铺沥青或水泥混凝土,同时旧水泥混凝土普遍还要在接缝和裂缝中加铺防裂土工布,或是在沥青表层使用SMA结构的改性沥青,都有利于降低与延缓旧水泥混凝土板发生反射裂缝的可能性。使用该工艺具有成本低、施工速度快的优势,但其对老路有较高的结构强度要求,因此使用该工艺时,首要步骤是检测与评估老路的板块路基,全面处理老混凝土的板路病害。
其次是冲击压实技术,主要通过五边形冲击压路机进行旧水泥路面的处理,压实轮从最大半径滚动至最小半径时,会对道路产生较大冲击的剪切力,足以击碎旧水泥混凝土的路面板,之后非圆曲线轮廓又会对地表施加碾压揉压作用,把破碎后的水泥板固结到路基上,大小合适的破碎的水泥板裂纹不但可以构成网裂,裂块之间紧密嵌锁在一起,可以保持适当的承载能力,又可以对下层地基形成一定的加强作用,既减少了水泥板的垂直应力,消除板底的脱空部分,也可以相应减小由温度变化产生的水平应力。破碎固结后的水泥路面为上层加铺层提供一个相对均匀稳定、无应力的基层,有效避免与缓解出现反射裂缝的可能。使用该技术具有成本低、环保经济、施工速度快、修复质量高、等显著优势。
第三是碎石化技术,利用多锤头碎石的设施设备将旧混凝土板块敲碎成粒径小于30厘米的小石块来作为新路面结构的基层或是底基层,再加铺水泥混凝土或沥青混凝土的路面结构。使用该工艺具有施工速度快、环境影响小和防反射效果的优势。
4.2舊沥青路面
旧沥青路面的常用改建方案是对老路进行补强改建,对于之前病害较为严重的路段应及时处理,查明较大沉陷出现的原因,一般路段是通过老路的路表弯检测结果,并核算弯沉值,以此推算出老路路面的当量回弹模量,再根据弹性层状体系理论算出补强加铺层的厚度。
由于近年来绿色环保的理念深入人心,加之公路的发展资源供应紧张,沥青路面的再生技术受到广泛的重视,沥青路面的再生技术根据工艺可分为冷再生和热再生,冷再生技术包含场拌冷再生和就就地冷再生,热再生技术包含场拌热再生和就地热再生。冷再生技术主要是对既有路面材料重复利用,由于既有路面材料承担着骨料的作用,用于冷再生的路面材料不再仅仅是沥青面层材料,更可以作为稳定无机料的路面基层材料;热再生技术主要是通过利用老化沥青的黏结作用来实现沥青胶结作用的再发挥,也就是沥青资源的二次利用。使用该技术符合环境保护的理念,也有利于资源节约,降低建设成本,因此目前是推广与发展的重点之一。
5结语
目前,对于老路改建的可供选择方案有许多,各项方案都有自身的优势与不足以及适用条件,因此在老路改建工程中,必须充分研究各项方案,综合考量道路的使用要求和等级标准,结合工程的具体地质情况和现场施工条件,在对周围环境不造成重大影响的前提下,筛选最合适科学的改建方案。
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