张哲
摘 要:对道路路基路面常见水损害进行了分析,总结了水损害的主要原因,运用系统化的思想对道路水损害的防治措施从道路勘测设计、道路排水设施设计、施工方法及后期养护方面展开了论述,并探讨了如何采用综合技术措施防治道路水损害。
关键词:水损害;路基路面;路面排水措施;地面水
中图分类号:U417.3 文献标识码:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2016.14.106
道路的路基路面主要作用在于承载车辆动荷载,因此,必须保证路基路面具有一定的强度、刚度和稳定性。而强度、刚度和稳定性与水的联系十分密切,多数病害的发生均与水有关。因此,在路基路面的设计、施工和养护过程中,应重视路基路面的排水,及时将水排走,避免道路受到水的破坏。
1 水对路基路面的危害
根据水源的不同,影响路基路面的水流可分为地面水和地下水两大类。地面水包括大气降水及河、湖、水渠水、水库水等。地面水会冲刷路面,造成积水和渗透。其中,冲刷是导致道路表面层材料脱落的主要原因,特别是沥青混凝土材料的路面;积水会长时间浸泡路面材料,使路面材料的强度降低,加快材料的老化速度,缩短道路的使用寿命。此外,积水会通过道路表面的裂缝或边坡渗透到路基内部,使路基中的水分增多,进而变得湿软,这会降低路基的强度和稳定性。
地下水包括上层滞水、潜水及层间水,它们对路基的影响视条件而异——轻者会使路基湿软,强度、稳定性降低;重者会引发冻胀、翻浆和塌方。现将路基路面受水害影响突出的问题总结如下。
1.1 路面积水
由于路面排水不畅,积水会在路表层浸泡路面材料,特别是对于沥青混凝土路面而言,会导致沥青老化脱落,使路面开裂,进而破坏路面结构。
1.2 路面积水下渗
如果路面积水无法及时排出,则积水会通过路面孔隙及裂缝渗入路基。渗入路基的水会导致路基的稳定性降低,严重时会形成坑槽,进而引发塌方。特别是在季冻区,由于排水不利,常出现冻胀和翻浆现象。
1.3 地下水上升
如果路基底层的防水措施不完善、地下水流动或发生毛细现象,均会对路基造成严重影响。地下水流动会冲刷路基填料,长此以往路基内部会出现空洞,形成潜在风险;地下水发生毛细现象会导致毛细水上升,地下水中所含的盐类会腐蚀路基填料。此外,毛细水上升还会使路基土的含水率提升、稳定性降低,进而在季冻区引发冻胀和翻浆现象。
2 道路水害的防治措施
在了解水对道路使用有很大危害的情况下,要想将道路水损害影响降到最低,需要运用系统思想,从道路选线设计、排水设计、建造施工及后期养护方面考虑。
2.1 路线选择
应调查研究和综合比选路线方案。在选定路线前,需要对道路建设的地理位置进行调查研究,包括地质情况、水源、水文条件、周边环境等,且尽量避开土壤、水文条件差,周边河流,湖泊较多的地区。这是因为这些区域土质的含水量较大、基础松软,导致土壤排水困难、地基处理工序复杂,不利于后期的施工及排水。
2.2 路基排水设施的设计
路基排水设施形式多样,主要包括路面排水设施和地下排水设施。路基排水设施设计应遵循以下原则:①结合当地的自然条件对排水设施进行合理布局,要充分利用处于优势地位的地形以及自然水系。对于水流,应做到不集中排放,应在就近地区分流,及时疏散水流。②应对工程位置进行调查和研究,并了解水源情况,特别是应规划好重点路段的排水系统,尽量不破坏天然水系,不对自然溪沟进行合并,不改变水流性质;在设置人工渠道的过程中,要尽量选择有地理优势的区域,并尽量减少排水沟渠的防护及加固工程量。③对于重点路段的主要排水设施以及土质松软、纵坡较陡地段的排水沟渠,应采取必要的防护与加固。④在设计排水系统时,要自成体系,并与当地的农田水利相结合,尽量不对灌溉渠道造成影响。⑤在满足排水主要功能的前提下,要将路基的排水设计向着节约用地的方向进行,要与当地道路等级及水文条件进行有力结合,设计出科学、合理的排水系统。
2.3 排水施工的要点
2.3.1 施工流程和执行规范
在道路施工过程中,一定要严格按照层次化和纵横坡度标准来进行道路结构内排水设置,确保所设置的每一个排水渠道都能有效排水,并可以形成整体排水体系,实现高效排水。
2.3.2 地表层排水隔水处理
土基表层排水的主要目的在于降低路基工作区下土层的湿度,使土基水位降至规定的范围之内,达到道路被安全使用的目的。如果水位较高,则应进行相应的隔水处理。当地下水位接近或高于路基下底面时,应设置暗沟、渗沟或其他设施,以排除或截断地下水流和降低地下水位。当地下水位较高时,可设置隔水层,从而保证路基的含水率正常,并可以根据实际情况设置垫层。
2.3.3 路基填料的选择
路基填料一般用于道路路基,应具有挖取方便、压实容易、强度高、水稳定性好、级配合理和均匀的特点。在没有合适的天然土源的情况下,需要对获取的天然填料进行改良,使其满足道路工程填料规范要求,尽可能地降低改良填料的渗水性,从而提高其水稳定性。
2.4 后期养护
2.4.1 排水设施的养护
应定期对排水设施进行检查和清理,维持边沟、涵管、进水口和集水池等设施的清洁、畅通,清理沉积物和树枝,修理被冲毁的结构物,从而确保排水设施排水通畅。