武奕超
摘要:阐述了路基在公路工程中的重要性及路基病害造成的严重后果,分析了几种常见路基病害的形式及产生原因,并提出了从前期勘测到后期施工环节中防治路基病害的几种措施,仅供参考。
关键词:公路工程;路基;病害原因;防治措施
一、引言
路基指的是按照路线设计位置和一定技术要求修筑的作为铁路和公路基础的带状构造物,承受上方传递下来的荷载,并将荷载向下方地及进一步扩散与传递。路基的强度和稳定性是保证路面强度和稳定性的基本条件。然而,建造路基的材料,不论填或挖,主要是土石类散体材料,经常受到地质、水、降雨、气候、地震等自然条件变化的侵袭和破坏[1],稳定性差,容易产生各种形式的病害。这些病害最终会反馈到路面上来,使路面产生病害,导致行车的安全和舒适性降低,公路使用时间缩短,造成经济上的浪费和损失,甚至危及行车安全。因此,应深入分析路基各种病害产生原因,并在此基础上采取有效的防治措施以提升路基质量。
二、路基常见病害及原因分析
(一)路基沉陷
路基沉陷是指路基在垂直方向产生较大的沉落,造成路基沉陷的原因主要有两种:一种是路基本身的压缩沉降,另一种是天然地面承载力不足引起的沉陷。[1]。
路基本身压缩沉降的主要原因:路基填料种类选择不当、级配不合理及填筑流程不规范,土体压实程度不够,荷载过限,以及水流和气温因素的综合影响;天然地面沉陷的主要原因:天然地面承载力不足,为软土或土质比较柔软,如泥沼、流沙、或垃圾堆等,在填筑前未按照规范进行清表、换填等处理或天然土体压实程度不够,而导致承载能力不足,从而出现了侧面剪裂凸起、天然地面沉陷。
(二)边坡病害
常见的边坡病害有:崩塌和落石、滑坡、泥石流等。
1、崩塌和落石
崩塌是岩体骤然而猛烈地在陡峻地坡上崩离翻滚、跳跃而下的特殊现象;落石是指碎石在自重作用下掉落的现象,较剥落更强烈。
形成原因:路堑边坡坡度较陡,岩石破碎和风化程度严重,在震动及流水的腐蚀和冲击下,块状碎屑沿坡面滚动而下。
2、滑坡
滑坡是指在雨水、地震等因素作用下,坡体内部结构破坏,部分土体或岩体沿着内部的软弱层,整体向下滑动的现象。
3、泥石流
泥石流多发生于山区,指在暴雨等自然灾害作用下导致山体滑坡,并携带大量泥沙或碎石的特殊洪流。泥石流具有破坏力强的特征,一旦发生,往往会造成巨大损失。
三、路基的冻胀与翻浆
冻胀多发于季节性冰冻地区,当温度在零摄氏度以下反复变化时,受负温度梯度影响,路基内的水在毛细作用下积聚到上部冻结隆起,从而使路基隆起,并最终导致路面开裂;而到了春融时期,气温上升,路基表层土首先化冻,此时下部仍处于冻结状态,导致水分无法排出或下渗,这时在行车作用下泥浆就会沿路面裂逢冒出,形成翻浆。
四、路基病害防治措施
(一)提高勘察和设计的合理性
基于上述常见病害产生原因分析发现,路基病害的产生与地质条件有很大的关系,因此应格外重视前期地质勘察环节。着重对公路沿线的水文地质、工程地质等条件进行了全面勘测,以期更全方位的掌握公路沿线的地质地貌和自然环境,为后续的设计环节提供有力的支撑,提升工程设计的合理性。并且由于公路沿线情况复杂多变,存在设计与实际相冲突的情况,在实际施工环节中,应加强动态监测,根据实际情况及时调整施工方案,降低病害发生的可能性。
(二)强化公路路基施工质量
1.对原地面处理
道路施工前,对天然地面按规定做好清表工作,提前处理完毕路基范围内的草丛、树根、垃圾等杂物。清表过程中保证排水通畅,清表完毕后地表平整无杂质。
2.路堤填料选择
为提高密实程度和稳定性,在选用路堤填料的时候必须对其含水率和塑性指数做出严格规定,通常路堤填料可以采用砾石,但不能采用淤泥、冻土、含草皮土和带有腐植质的土,塑性指数超过26的土则不能采用。
3.路基压实
路基压实过程中严格按照公路路基施工技术规范中相关要求执行,合理选择压实机具,严格控制填料含水率,并在此基础上确定松铺厚度及压实流程。在正式压实工作开展前,应在试验路段进行试验。
4.软土地基加固
软土地基加固有沉降处理和稳定处理两种。沉降处理分为加速固结沉降和减小总沉降量两方面,前者可釆用加载预压、竖向排水(砂井或芯板排水)等方法,后者则可釆用挤实砂桩、石灰(或水泥)桩、 换填好土等方法;稳定处理可以釆用换填土、反压护道、挤实砂桩、石灰(或水泥)桩等措施增加抗滑阻力[2]。
5.完善排水设施
排水设施的任务,就是拦截或排除地面水和地下水,降低路基土体的含水率,保持路基干湿类型为干燥或中湿状态,提升路基的强度和稳定性。排水设施规划应充分调查公路沿线地质、人文、自然等因素,统筹规划,注重各种排水设施之间以及排水设施与当地既有农田水利设施、有利地形等之间的协调配合,同时也应注重环保,减少水土流失。
6.路基边坡防护
路基边坡防护是减少路基边坡病害的重要措施。目前常用的边坡防护方式主要分为“有生命的防护”与“无生命的防护”两种形式。“有生命的防护”,也称植物防护,主要采用种草、铺草皮以及种树的方式,通过利用植被的根部稳固土体,并降低降雨时对边坡表层的冲击来实现防护边坡的目的。“无生命的防护”,也称工程防护,是指在边坡表面采用砂浆抹面、喷浆及护面墙等方式来对边坡进行防护[3]。
五、结语
路基是是公路工程的基础,路基病害影響着公路整体质量。对于路基沉陷、边坡病害水毁等各种形式的路基病害,应深入分析其成因并采取有力的措施进行防治,以改善现状。同时,应严格规范路基施工的各个流程,提升路基施工质量。
参考文献:
[1]李家磊, 肖红. 基于公路路基路面的试验检测技术实施要点分析[J]. 黑龙江交通科技, 2015, 38(4):2.
[2]毛志鹏. 浅谈软弱地基的处理技术[J]. 中国电子商务, 2013(9):1.
[3]袁玉卿. 路基路面工程[M]. 北京:中国电力出版社,2016.