王耀虎
(定西公路管理局 陇西公路管理段,甘肃 定西 748100)
谈公路路基翻浆处理及预防性养护
王耀虎
(定西公路管理局 陇西公路管理段,甘肃定西748100)
陇西公路管理段管养的公路有G316线、S209线、X082线、X449线共计205 km,大部分是70年代初期修建的三级简易公路,路面病害多、平整度差、排水系统不完善。近年来,随着经济的快速发展,公路上通行的车辆日益增多,尤其大吨位车辆猛增,超载现象严重,公路经过重型车辆的反复荷载和冬冻春融作用,翻浆逐渐增多。为处理好翻浆,节省材料,降低成本,提高道路通行能力,公路管理部门必须采取积极有效的措施进行预防和处治。
路基;翻浆;处理措施
陇西公路管理段管养的公路有G316线、S209线、X082线、X449线共计205 km,地貌属于黄土高原,植被稀少,水土流失严重,地表沟壑纵横,山梁较连续,都是以前的老路基,排水系统不完善,管养的路线大多位于阴寒潮湿地区,经过冬冻春融作用极易出现路基翻浆,给公路造成严重破坏、运输车辆构成安全威胁。如何正确预防和处治翻浆等公路病害,已成为公路养护部门的重要课题。笔者结合工作实践,就公路路基翻浆的预防和处治,浅谈几点认识,共大家交流学习。
路基翻浆是一种普遍且常见的道路病害,指的是春融时期由于土基强度急剧降低,在行车作用下,路面表面出现不均匀起伏、鼓包、龟裂和潮湿斑点,在大吨位运输车辆的作用下,会出现弹簧或冒浆的现象,使路基失去承载能力,路面沉陷破坏,这种现象就称为道路翻浆。路基翻浆主要发生在季节性冰冻地区的春融时节,陇西公路管理段养护的路段,一般从3月上旬开始出现翻浆,4月翻浆面积逐渐扩大,5月上旬翻浆发展较慢,趋于停止状态,翻浆主要集中在村镇路段及凹曲线等低洼路段。公路养护部门要及时处治公路翻浆,否则对路面破坏会更严重,影响车辆通行,增加后期的养护难度和工程量。预防道路翻浆病害的出现,首先要了解其产生的原因,对症下药,彻底根治。路基翻浆产生的原因,客观上主要有水、土质、气候等,主观上有交通量、超载等行车因素,还有设计、施工、养护的人为因素。
1.1水的影响
水是影响道路翻浆的主要因素,路基在水的作用下,路面就会产生翻浆。秋季雨水增多,路基排水设施不完善,路基边沟积水下渗,或由于水压力的作用,使路基含水量增大,在行车荷载的作用下,路面出现弹簧或冒浆现象,产生翻浆;冬季气温下降,积雪在路面或边沟内堆积,水分在土体内由温度较高处往温度较低处移动,使路基局部水分增多并随着温度降低冻结成冰,路面发生冻胀或隆起现象,产生翻浆;春季气温逐渐回升,路基水分渗透不下去,使路基强度很快降低以至失去承载能力,在行车作用下出现翻浆。地下水也是影响路基翻浆的因素,当公路穿过湿地时,由于长期受到地下水影响,土基含水量偏高,土质潮湿,从而引起翻浆。
1.2土质的影响
公路路基填筑土质类别、强度不同,路基出现翻浆的情况也不同,土质强度低且颗粒越细,道路翻浆的可能性越大,如粉性土是最容易翻浆的土,这种土水在土壤中流动性高,比较容易吸水,这样的话路基强度降低很快,容易失去稳定;黏性土水在土壤中流动性稍低一点,不太容易吸水,因此,这样的土壤只有在水特别多的地段并且在土基冻结速度缓慢的春天,才能形成比较严重的翻浆。土质强度高且颗粒达到规范要求的路基翻浆就不易出现,如符合规范要求的砂砾土填筑的路基,在公路通车后不易产生翻浆,因为这样的土壤水不易流动,土壤孔隙比较大,水分聚积成一团的情况少,且这种土壤透水性、排水性比较好,又具有一定的水稳定性,所以,即使土壤里面含水量大,甚至达到饱和状态,也具有较高的强度和稳定性。
1.3气候的影响
多雨的秋天、温暖的冬天、骤热的晚春、春融期的降雨等都是加剧湿度积聚和导致翻浆现象的不利气候。
1.4施工和交通量的影响
公路施工和交通量等是影响路基翻浆的外在因素。公路施工时遇到降雨,路基土层的含水量由于雨水的渗透而增高,尽管会有蒸发,但其含水量高于路基施工设计含水量指标,会引起路基翻浆。此外,交通量增大和超载超限车辆的增多也是产生公路翻浆不可忽视的因素,一般地,交通量越大,超载超限车辆越多,公路产生翻浆的可能性就越高。
1.5养护的影响
公路在使用过程中,养护时不及时排除积水、修补裂缝、坑槽等病害,都会促使或加剧翻浆出现。
总之,翻浆的产生是一个复杂的过程,是路基含水量、公路交通量、公路建筑材料和公路施工、设计、养护等诸多因素共同影响的结果。
预防路基翻浆的方法比较多,最常见和有效的办法是采用深挖或扩挖边沟,保证排水畅通。
2.1深挖及疏通边沟
深挖边沟可以相对降低地下水位,同时也降低水的渗透压力,减少了路基土的含水量,保持路基土质处于相对干燥状态。及时疏通边沟,保证雨季的边沟不存在大量积水,使路基土的含水量不能升高或略有升高,也可保持路基土处于相对干燥状态,从而减少翻浆的出现。
2.2完善防排水
部分老旧道路,由于资金原因,在设计时路基排水不完善,甚至无排水设施,路面积水严重,导致旧路面严重翻浆,晴天扬尘、雨天泥泞,所以在后期养护中,要及时完善防排水设施,并且完善安全设施。
2.3清扫路面
及时清除沥青路面积水、积雪等方法,可减少翻浆的出现。
对于翻浆的处治,一般采用“挖换材料法”,即全部挖出路面翻浆换填天然级配砂砾,开挖深度以80 cm为宜,只有这样才能从根本上解除翻浆,杜绝该段再次翻浆而前修后坏的现象。根据实际观察,X449线K101-K104段于2014年5月实施换填厚度大于80 cm的路段后,至今完好。下面以下挖80 cm为例谈谈处治翻浆的具体步骤和施工中应注意的几点要求。
3.1具体步骤
挖路槽(80 cm)—铺筑垫层(35 cm)—铺筑基层(40 cm分两层铺筑)—铺筑面层(5 cm)。
3.2施工要求
对于翻浆处治材料,应采用级配好、强度高的天然砂砾换填。在翻浆处治过程中,垫层采用15 cm天然砂砾,天然砂砾应有一定的级配,砂砾中小于0.075 mm颗粒含量不大于8%,最大粒径不大于4 cm。水稳基层应有足够的强度和稳定性,施工时严格控制基层水泥掺量,施工配合比实验时,混合料强度达不到设计要求时,应通过调整骨料级配来提高强度,不得增加水泥掺量提高强度,要不路面基层就出现裂缝。挖路槽时,槽壁一定要垂直向下,底层平整,几何尺寸方正,开挖深度大于80 cm为宜,然后进行基底层碾压,基底层压实度必须达到规范要求,路槽的四周要用小型夯实机具夯实。在施工中根据检测要求,对每层都要严格进行压实度等实验检测。
3.3施工过程中方法的选用和控制
在施工过程中合理选用处治的方法是翻浆处理经济、有效的最好途径。譬如,在处理某段翻浆路基时,陇西公路管理段选用的材料是天然砂砾,级配良好,但就是含泥量超标严重。为了使其达到翻浆处置的效果,就加入了5%的水泥。刚处治完效果可以,可是第二天全部翻浆了。于是又进行晾晒,在回填时加入水泥,还是翻浆了。最后在实验室的建议下,我们掺加7%的白灰,再没有翻浆。
公路通车后,公路路基翻浆是道路中常见的病害之一,并且发生的频率高、范围广。为了减少和避免这一现象,公路养护部门必须采取积极有效的措施进行预防,才能使驾驶员同志安全舒适地行驶。所以,在设计、施工时充分考虑路基排水问题,路基填筑材料必须达到规范及设计要求;在养护部门的日常养护中,经常疏通边沟,清扫路面积水、积雪等,这样即减少了养护工作量,又节约成本,对于保证公路畅通会起到非常重要的作用。
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U416.1
A
10.3969/j.issn.1672-6375.2016.04.013
2016-1-15
王耀虎(1981-),男,汉族,甘肃会宁人,大学本科,工程师,主要从事公路养护工作。