病害防护（共7篇）
病害防护 篇1
边坡工程是公路围挡结构的主要部分, 用于对公路设施进行安全防护, 实现了现代公路性能的最优化配置。为了改变早期公路结构存在的功能性缺失, 必须要做好公路病害防护功能, 对边坡工程执行病害问题防护处理是不可缺少的。因而, 施工单位不仅要注重现场作业流程的规划调整, 还要考虑边坡结构常见病害的防治工作, 全面提升整个公路配套设施的工作性能。
公路是交通工程规划的主要对象, 兴建公路对地区交通事业发展具有推动作用, 形成了更大范围的交通服务体系。新时期国内公路项目涉及范围更广, 以大范围运输为主的公路设施得到推广应用。边坡工程是现代公路构造不可少的一部分, 对整个公路结构形成了综合性的保护面, 大大降低了路面层构造的危害性。
1 公路边坡的重要性
公路是交通工程规划的主要对象, 兴建公路对地区交通事业发展具有推动作用, 形成了更大范围的交通服务体系。新时期国内公路项目涉及范围更广, 以大范围运输为主的公路设施得到推广应用。边坡工程是现代公路构造不可少的一部分, 对整个公路结构形成了综合性的保护面, 大大降低了路面层构造的危害性。从实际应用情况看, 边坡主要是对路基稳定性进行保护, 从路基两侧形成相对合理的坡度, 进而实现了坡面构造的完整性。
2公路边坡结构病害相关问题分析
随着公路项目改造活动的可持续发展, 边坡工程在交通设施中的作用更加明显, 公路边坡在使用期间发挥着多方面的保护作用。另一方面, 区域交通线路改扩建范围不断增大, 道路工程承载的风险性更高, 与边坡相关的结构性病害更加明显。为了更加详细地掌握边坡结构病害情况, 笔者从病害形式、成因、影响等三个方面进行阐述。
形式
根据调查发现, 我国公路边坡均出现了不同形式的病害, 主要是由于年代久远、工作荷载、自然环境等条件变化, 影响到边坡结构性能的正常发挥。当前, 路堤边坡的常见病害是路堤边坡坍塌、边坡冲沟、防护体滑落、防护剥蚀、急流槽悬空等。随着公路交通运行的扩大化发展, 边坡病害形式更加多样化, 且影响范围越来越广, 工程单位对公路边坡实施病害防治是不可缺少的。
成因
(1) 设计因素。设计是公路项目规划的初始阶段, 设计方案不合理直接导致路基边坡稳定性不足, 难以抵抗外界因素对边坡项目产生的危害性。比如, 路基构造缺少防护层面, 设计人员未考虑外在环境产生的冲刷力, 使边坡具有的抗害能力减弱。
(2) 施工因素。路基基层在施工阶段缺少加固层, 尤其是软土路基摊铺结构不均衡, 影响了整个路基的承载力。软土层摊铺厚度不均衡, 直接影响了构造的牢固性, 施工人员换填土操作时清淤不干净, 这也是会引起路基边坡黏合性减弱等问题。
(3) 养护因素。公路长期应用于交通项目改造, 为地方车辆行驶提供了多方面的保障。边坡工程是公路构造的防护体系, 缺少养护措施必然影响到边坡的应用功能。养护期间, 未及时处理边坡结构问题, 经过一段时间, 则会产生大范围内的边坡病害。
影响
从公路建设实况分析, 边坡工程在公路设施中占有重要地位, 路基坡面对道路设施起到了关键性的防护作用。相反, 若公路坡面出现损坏现象, 其必然会对公路性能产生危害性。结合上述提到的几种病害, 边坡结构受损必然影响到公路设施的安全性、实用性、稳定性。例如, 边坡滑坡、坍塌等病害, 瞬间性破坏了公路结构, 影响路面交通正常运行。
3 边坡结构病害处理对策分析
边坡结构病害处理具有针对性特点, 必须根据公路结构实况拟定处理方案, 才能从根本上解决边坡工程问题。通常, 边坡结构病害防护要采取相应的施工处理方案, 减载、锚索、抗滑桩、锚杆、灌浆等均是常用的方法。据此, 公路边坡结构病害防护处理方案:
1) 减载。按照公路等级适当地控制边坡荷载, 可以实现边坡防护效果的最优化, 增强边坡抗灾抗害能力。一般高陡坡的加固工程浩大, 为减小加固工程, 取得合理的经济效果, 多考虑稳固坡脚、减低分级平台高度、加宽平台宽度、放缓边坡坡率等刷方减载措施, 这些都是保障边坡性能的关键。
2) 锚索。边坡是公路建设不可缺少的部分, 对其采用锚索加固可以起到良好的抗害效果。一般采用预应力锚索进行处理, 选择合适的承载构件进行强化, 实现边坡构造加固的稳定性, 确保基层工程达到预定的状态, 从而达到使加固体稳定和限制其变形的目的。锚索本质上增加了地基的牢固性, 达到路基、路面结构稳固化状态, 避免边坡病害率上升。
3) 抗滑桩。根据调查显示, 滑坡是影响公路两旁斜坡稳定性的主要因素, 边坡滑落破坏了路面层的完整性, 并且扰乱原有的路面层。采用抗滑桩能够起到很好的抗滑效果, 增强边坡结构耐久性能。通常, 施工单位选用抗滑桩作为基础部分, 逐渐向公路施加预应力构造, 形成相对固化的混凝土构造。施工人员要根据公路状态, 执行科学的抗滑桩施工方案。
4) 锚杆。随着公路施工技术快速发展, 锚杆加固在边坡处理中的应用更加广泛, 并且可以根据公路实况选择不同的锚杆方式。主要有机械锚固、黏结锚固、摩擦式锚固等, 这些要结合现场施工条件及工程材料情况, 才能选择最佳锚杆方式参与施工。随着公路机械化施工发展, 机械锚固技术减小了人工防护边坡的难度, 实现了结构层次的稳定性。
5) 灌浆。水泥灌浆具有很强的凝固性, 增强了路基就边坡面的凝固能力, 抵制外界条件变化造成的病害风险。施工人员需从开挖、灌浆、养护等方面进行操作。开挖是边坡灌浆的基本流程之一, 正式开挖前要做好地质勘探工作, 及时发现可能存在软土路基的路段, 避免后期对边坡结构产生不利的损坏。
6) 排水。定期排水对公路结构具有安全防护作用, 避免水流蓄积对路基层产生破坏。边坡病害处理中排水措施包括地表水、地下水等两个层面, 按照现场施工方案执行相关的操作。比如, 地表水防护可采用分流措施, 将地表面水资源引流到不同区域, 减小地表面水域的集中度。
4 公路边坡病害预防措施
总体来说, 公路边坡防护不是简单的施工处理, 而是由一整套整改方案构建的加固方式, 有助于提升公路边坡层的安全防护效果。除了上述几种常见的处理方案, 还要采取其它可利用防护对策, 延续公路边坡结构的使用寿命。一方面, 增强公路边坡的日常监测, 及时发现病害, 及时采取措施处理;另一方面, 种植绿色植物形成防护层, 提高公路边坡的抗害能力。
5 小结
基于交通工程快速发展趋势下, 边坡工程在公路设施中发挥了重要作用, 对公路结构具有防护、抗灾等利用价值。针对边坡结构常见病害问题, 必须要做好边坡防护与治理工作, 从减载、锚索、抗滑桩、锚杆、灌浆等方面优化施工, 综合提升公路结构的性能指标。竣工后期, 应安排专业人员对边坡实施养护, 及时发现潜在病害问题, 提前做好防护处理工作。
摘要：我国公路现代化建设步入新时期, 国家耗资建设地方公路设施以构建新型交通线路, 满足地区与地区之间的交通运输需求。为了改变早期公路层次布局存在的缺失, 工程单位要严格执行公路项目结构改造方案, 全面提升公路附属结构的持久性能。边坡工程是现代公路建造不可缺少的一部分, 对其强化病害防护与处理力度, 可以实现交通设施的最优化利用。本文分析了公路边坡结构的重要性, 总结边坡常见病害形式与危害性, 提出处理边坡病害的综合对策。
病害防护 篇2
毕业论文
题 目 公路常见路基病害及防护措施
专 业 道路桥梁工程技术
院 系 土木工程系 学 号 110110033 姓 名 蔡生强
指 导 教 师
目 录
摘要····································································1 Abstract
引言····································································1
一、路基·······························································2
1.1 路基的概念和作用····················································2 1.2 路基的结构··························································2 1.3 路基的类型··························································3
二、路基常见病害························································4 2.1 路基沉陷····························································4 2.2 边坡病害····························································4 2.3 路基水毁····························································5 2.4 路基冻胀····························································6 2.5 路基翻浆····························································7 2.6 雪害································································8 2.7不良地质和水文条件造成的路基破坏····································8
三、危害的防治措施······················································8 3.1 路基沉陷的防治······················································8 3.2 对土基沉陷的防治····················································9 3.3 边坡的防护·························································10 3.4 水毁的防治·························································12 3.5 土的冻胀过程·······················································13 3.6 冻胀的防治·························································14 3.7 路基翻浆的防治·····················································14 3.8 雪害的防治·························································16 3.9 路基排水···························································16
公路路基及路基病害和防治措施
摘 要:路基承受着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。近年来高等级公路在建设方面取得了很大的进步，然而作为公路主体工程的路基仍存在一些病害,主要有水毁、滑坡、雪害、路基冻胀、沉陷、翻浆等。这些病害危及公路交通。本文从实际出发，提出若干消除病害的工程措施。
Abstract: subgrade under the geotechnical weight and gravity of road, and passed by the road from the traffic load is an important part of the entire road constructed.High-grade highways in recent years the building has made great progress, however, as the subgrade of the road the main project, there are still some diseases, there are damaged, landslides, snow damage, subgrade frost, subsidence, Frothing.These diseases endanger road traffic.From reality, and made a number of engineering measures to eliminate disease.关键词 公路病害 公路路基 防治措施 引 言：
路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物，路基是用土或石料修筑而成的线形结构物。路基裸露在大气中,经受着土体自重、行车荷载和各种自然因素的作用,路基的各个部位将产生变形。一些变形是可以恢复的,称为可恢复变形;一些变形是不能够恢复的,称为不可恢复变形。路基的不可恢复变形会破坏路基的整体性和稳定性,引发各种路基病害的产生。公路病害防治的根本途径在于提高公路质量
第一章
路基
1.1 路基的概念和作用
路基指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物，路基是用土或石料修筑而成的线形结构物。它承受着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。路基必须具有足够的强度和稳定性，即在其本身静力作用下地基不应发生过大沉陷；在车辆动力作用下不应发生过大的弹性和塑性变形；路基边坡应能长期稳定而不坍滑。路基是一种线形结构物，具有路线长、与大自然接触面广的特点，其稳定性，在很大程度上由当地自然条件所决定。合理选择线位，可以避开地质不良地段和工程艰巨路段，保证路基稳定，减少工程数量，节约工程投资。路基工程的特点是：工艺较简单，工程数量大，耗费劳力多，涉及面较广，耗资亦较多。路基施工改变了沿线原有自然状态，挖填借弃土石方涉及当地生态平衡、水土保持和农田水利。
1.2路基的结构
路基由填筑或开挖而形成的直接支承轨道的结构。也叫做线路下部结构。路基与桥梁、隧道相连，共同构成一条线路。路基依其所处的地形条件不同，有两种基本形式：路堤和路堑，俗称填方和挖方。建造路基的材料，不论填或挖，主要是土石类散体材料，所以路基是一种土工结构。因而路基经常受到地质、水、降雨、气候、地震等自我条件变化的侵袭和破坏，抵抗能力差。因此，路基应具有足够的坚固性、稳定性和耐久性。
1.3路基的类型
一般路基：
一般路基是指修筑在良好的地质、水文、气候条件下的路基。通常认为一般路基可以结合当地的地形、地质情况,直接选用典型横断面图或设计规定。但高填方路堤,深挖方路堑须进行个别论证和验算。特殊路基：
特殊路基是指位于特殊土(岩)地段、不良地质地段,或受水、气候等自然因素影响 强烈的路基。
特殊路基主要有：
(1)湿黏土路基、软土地区路基、红黏土地区路基、膨胀土地区路基、黄土地区路 基、盐渍土地区路基、风积沙及沙漠地区路基；
(2)季节性冻土地区路基、多年冻土地区路基、涎流冰地区、雪害地区路基；(3)滑坡地段路基、崩塌与岩堆地段路基、泥石流地区路基；(4)岩溶地区路基、采空区路基；
(5)沿河、沿溪地区路基、水库地区路基、滨海地区路基。
软土地区路基：以饱水的软弱黏性土沉积为主的地区称为软土地区。软土包括饱水的软弱黏性土和淤泥。在软土地基上修建公路时,容易产生路堤失稳或沉降过大等问题。我 国沿海、沿湖、沿河地带都有广泛的软土分布。
滑坡地段路基：滑坡是指在一定的地形地质条件下,由于各种自然的和人为的因素影响,山坡的不稳定土(岩)体在重力作用下,沿着一定的软弱面(带)作整体的、缓慢的、间歇性的滑动变形现象。滑坡有时也具有急剧下滑现象。
膨胀土地区路基：膨胀土系指土中含有较多的黏粒及其他亲水性较强的蒙脱石或伊利石等黏土矿物成分,且有遇水膨胀,失水收缩的特点,是一种特殊膨胀结构的教质土。多分布于全国各地二级及二级以上的阶地与山前丘陵地区。
第二章
路基常见病害
2.1 路基沉陷
路基沉陷是指路基表面在垂直方向产生较大的沉落,而这种沉落是不可恢复的。它是路基最常见的病害之一。路基沉陷产生的原因很多,但主要是有路基本身引起的压缩沉陷和由于地基原因引起的沉陷两种。
(1)路基本身引起的沉陷是因路基填料选择不当、填筑方法不合理、压实度不足、在路基堤身内部形成过湿夹层等因素,在荷载等的综合作用下,引起路基的竖向位移和变形。
(2)地基的沉陷是由于原天然地面有软土、泥沼或不密实的松土存在,土基的承载能力极低,填筑路基前未对原天然地面进行处理,在路基自重的作用下,地基下沉或向两侧挤出,引起的路基下沉。
2.2 边坡的病害
边坡的病害常见的有：崩塌、落石、滑坡、坡面冲刷、坍塌、剥落和泥石流等。
崩塌是岩体突然而猛烈地从陡峻地斜坡上崩离翻滚跳跃而下的现象。崩塌可能发生在高峻的自然山坡上，也可发生在高陡的人工路堑边坡上。发生崩塌的物体一般为岩石，但某些土坡也会发生崩塌。
落石是岩石碎块的一种剥落现象，其范围较剥落严重。产生原因为：路堑边坡较陡，岩石破碎和分化严重，在振动及水的侵蚀和冲刷下，块状碎屑沿坡面向下滚动。滑坡是路基山坡山体或岩石，由于长期受到地面水、地下水活动的影响，使其结构破坏，逐渐失去支撑力，在自重作用下，沿着一定的软弱面整体的、缓慢的、有时先缓后急地向下滑移的现象。滑坡成因复杂，种类很多，目前尚无统一的分类办法。根据中国区域地质特点，较常发生的滑坡主要有堆积层滑坡、黄土滑坡、粘土滑坡、岩层滑坡。滑坡是一种危害性很大的公路危害。它不仅会把大量泥石推向路基，甚至会把整段路基、整座建筑物埋没摧毁。
坡面冲刷是是分化的岩层形成一定厚度的残积层。残积层的颗粒组成以细砂、中砂、粗砂为主，含少量粘土颗粒。这些残积物抗冲刷能力很差，易形成密集的鸡爪状冲沟，中下部冲刷形成落水洞，上下落水洞相连，坡面遭到破坏。
剥落是指路堑边坡风化岩层的表面,在大气温度与湿度的交替作用之下,表层岩石从坡面上剥落下来,向下滚落。大块岩石脱离坡面称为崩塌。碎落和剥落物堆集在路堑边沟里,影响边沟排水,路堑地段如果排水不畅,又将引发其它路基路面的病害。
泥石流湿山坡或沟岸泥沙由于重力的作用而不断的坍塌、碎落或滑坡而落入沟道，在暴雨的冲击下形成泥石流。这种形式中最严重的是大型滑坡堵断沟道，水流直接由滑坡体上流过或形成溃决，也有的在暴雨时滑坡体中的饱和水与滑坡体一涌而下，形成强大的泥石流。
2.3 路基水毁
公路的水毁的形成主要有以下几方面的原因造成：
(1)对于断裂构造，存在着一定的构造带且分化强烈，为泥石流、塌方、滑坡等提供了充分的固体物质。泥岩、页岩经强烈分化后，又为这些灾害提供了细颗粒物质，从而造成桥涵淤塞、河床抬高，引发路基垮塌等多种病害。
（2）公路的地形高低悬殊，山坡陡峭，在重力和水的作用下，松散及稳定性差的物料易形成垮塌和水土流失，为各种公路水害的产生和发展提供了条件。
（3）雨季降雨集中，一次降雨量大，易为公路水害的形成提供丰富充足的水分条件。持续集中的大雨、暴雨引起山洪暴发和江河漫溢，以及连阴雨的长时期冲刷和浸蚀，松散的固体堆积物在强降雨的作用下，含水量达到饱和时，粘结性、凝聚力迅速下降，在强降雨形成的地面径流冲击而下，固体堆积物很快被冲坏，塌方、滑坡、泥石流等常见水害便随之发生。
（4）不适当的沿河筑坝引起的流向改变和坍岸
（5）桥位附近挖河取沙，修建水中建筑物造成桥下水流紊乱和过度的冲刷。（6）公路自身排水防护设施不完善，桥涵设计不合理，施工质量差等。
2.4 路基冻胀
因路基土冻结、体积膨胀，会引起路面隆起，这种现象是冰冻地区公路病害之一。路基在冻结过程中，路基土的水分发生比原体积大9%的膨胀。此外，由于冰晶的吸附作用和土的毛细上升作用，未冻区的水分不断向冰冻区积聚，形成聚冰和进一步膨胀。均匀的冻胀对道路危害不大，但不均匀的冻胀可以使路面产生不均匀的隆起，平整度变坏；冻胀值超过路面的容许冻胀值时，路面就会出现开裂，严重的课导致破坏。这种现象对高级、次高级路面危害甚大。高速公路对路面技术状况的要求更高。
路基产生冻胀、下沉等冻害的影响因素是很复杂的，但主要可以归结为温、土、水和力四个要素。四个要素中温度和压力的变化是外因，而土和水是内因。这四个要素在建筑物的冻害过程中都是存在的。其中值得提出的是水这个要素，路基土体中的水分是形成路基冻害的决定性因素。水分迁移是冻土中主要的物理力学过程，是路基产生冻害的基本原因。冻水结成冰，强度剧增；冰融成水，承载力几乎等于零。水的这一特性决定了冻土有很高的承载力，而融土的承载力则大为降低。冻土地区季节融化层中的水，冻结时向地表及上限两个方向转移，形成的水分进行重分布。待季节融化层融化时，表层特别松软，且随融化深度的加深，水亦逐渐下渗，直至上限附近不能再下渗，由于上限附近的土聚积的水分最大，土的抗剪强度就大大降低。若路基边坡底下的上限位置是倾斜的，则路基边坡有沿上限面滑动的可能。即使不会滑动，这种层上水也可能从边坡面渗出，冲蚀边坡。故在冻土地区的路基工程中，处理土中水的问题是很重要的。没有土中水的冻结和融化，就不会发生冻害。而土中水的多少，又直接与土的颗粒粗细有关，粗颗粒的土排水条件好，存水少，就不易产生冻胀或融沉现象；反之，细颗粒土中水分难以排走，就会产生冻胀和融沉现象。故其危害主要有以下几种：
（1）冻胀：路基的季节融冻层内，如含水量超过一定限值，土中水冻结时路基就会发生冻胀。
（2）融化下沉：路基基底土层为富冰、饱冰冻土及含土冰层，由于地表水渗入后的热交换过程，和因保温层厚度不够，以及路基土的压力、列车震动的作用等，使基底一定范围内的原地表和原始多年冻土上限发生相应的下沉、下降变化，形成路基基底融化槽。
（3）热融滑坍：由于自然营力或人为活动，破坏了有厚层地下冰分布的斜坡的热平衡状态后，地表土体在重力作用下，沿融冻界面呈牵引式位移而形成的滑坍。
2.5 路基翻浆
翻浆是指在冻胀土的路段，在冬季，地下水分连续向上聚集、冻结成冰，导致春融期间土基含水率过大，强度急剧降低，在行车作用下路面发生裂缝、鼓包、冒泥等现象。冬季路面开始冻结，不断向深处发展，上下层形成了温度差，由于气候的变化，零度等温线不断下移，形成一层、两层或多层聚冰层。土基中水分冻结后体积膨胀，由于土质不均匀，使路面冻死或冻胀隆起。春季气温回升，由于路面导热性大，路中的溶解速度比两侧快，水分不易向下及两侧排泄。土基土层便呈现过湿状态，当溶解到聚冰层时，土层的湿度土层的湿度有时会超过液限。土基承载力极低，在车辆通过时稀软的泥浆会沿着路面的裂缝挤出或形成较深的车辙和鼓包。
2.6 雪害
雪崩、风雪流（风吹雪）和集中持续的降雪在公路上形成的积雪和雪滑等危害交通的现象称为雪害。
2.7 不良地质和水文条件造成的路基破坏
公路通过不良地质地段时(如泥石流、冻土、盐渍土、溶洞)和较大的自然灾害(如大暴雨)等地区,均可能导致路基的大规模破坏。
第三章 危害的防治措施
3．1 路基沉陷的防治
选择良好的路基用土(如砂性土)填筑路基,如果在必要时,应对路基上层填土作稳定性处理施工时,采用合理的施工方法,严格遵守《公路路基施工规范》的规定,分层填筑,分层碾压,一定要保证每一层路基填料的压实度。使路基有足够的强度和稳定性来承受行车荷载的作用。另外,在路基施工时,应严格控制路基填土的含水量,避免在层与层中间形成过湿的软弱夹层。在特殊潮湿地区, 路基上的压实是相当困难的,对于天然稠度小于的黏质土, 当用于下路床及其下的路基填料时, 可采用规定的轻型压实标准;改善填料的性质, 在土中掺加生石灰, 通常可以获得预期的效果, 也可采用新型吸水材料加固。黄土地区应特别注意路基排水, 对地表水应采取拦截、分散、防渗、远接远送的原则, 根据设计及时做好综合排水设施, 将水迅速引离路基。在填挖交界处引出边沟水量,应做好出水口的加固。
修筑在斜坡上的路堤和半填半挖路基，如果未按照规定将斜坡挖成台阶，铲除植被，或者对地下水露头没有妥善处理，地表排水不畅，坡脚下形成积水等，会使路基土长期受水浸润，往往达到或接近饱和状态。这样，路基在自重和外力作用下，失去稳定，发生突然下沉和滑移。对于这种病害的防治办法，主要是做好路基排水，如修建截水沟，排除地表积水，修建盲沟、渗沟、平洞疏导底下水，必要时修建护坡、挡墙，对路基进行支挡防护等。
3.2 对土基沉陷的防治
（1）换填法：当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时，常采用换土垫层来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的土层挖去，然后回填以强度较大的砂、碎石或灰土等，并夯实至密实。
（2）预压法：预压法是一种有效的软土地基处理方法。该方法的实质是，在建筑物或构筑物建造前，先在拟建场地上施加或分级施加与其相当的荷载，使土体中孔隙水排出，孔隙体积变小，土体密实，提高地基承载力和稳定性。堆载预压法处理深度一般达10m左右，真空预压法处理深度可达15m左右。
（3）强夯法：强夯法是法国L·梅纳（Menard）1969年首创的一种地基加固方法，即用几十吨重锤从高处落下，反复多次夯击地面，对地基进行强力夯实。实践证明，经夯击后的地基承载力可提高2～5倍，压缩性可降低200～500％，影响深度在10m以上。
（4）振冲法：振冲法是振动水冲击法的简称，按不同土类可分为振冲置换法和振冲密实法两类。振冲法在粘性土中主要起振冲置换作用，置换后填料形成的桩体与土组成复合地基；在砂土中主要起振动挤密和振动液化作用。振冲法的处理深度可达10m左右。
（5）深层搅拌法：深层搅拌法系利用水泥或其它固化剂通过特制的搅拌机械，在地基中将水泥和土体强制拌和，使软弱土硬结成整体，形成具有水稳性和足够强度的水泥土桩或地下连续墙，处理深度可达8～12m。施工过程：定位—沉入到底部—喷浆搅拌（上升）—重复搅拌（下沉）—重复搅拌（上升）—完毕。
（6）砂石桩法：振动沉管砂石桩是振动沉管砂桩和振动沉管碎石桩的简称。振动沉管砂石桩就是在振动机的振动作用下，把套管打入规定的设计深度，夯管入土后，挤密了套管周围土体，然后投入砂石，再排砂石于土中，振动密实成桩，多次循环后就成为砂石桩。也可采用锤击沉管方法。桩与桩间土形成复合地基，从而提高地基的承载力和防止砂土振动液化，也可用于增大软弱粘性土的整体稳定性，其处理深度达10m左右。
（7）土或灰土挤密桩法：土桩及灰土桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔，然后向孔内夯填素土或灰土成桩。成孔时，桩孔部位的土被侧向挤出，从而使桩周土得以加密。土桩及灰土桩挤密地基，是由土桩或灰土桩与桩间挤密土共同组成复合地基。土桩及灰土桩法的特点是：就地取材，以土治土，原位处理、深层加密和费用较低。
3.3 边坡的防护
（1）防治崩塌的主要措施有：
①路基上方的危岩、危石应及时检查清除，特别在雨季前要细致检查。如有威胁行车安全的路段，可根据地形和岩层情况，采取嵌补、支顶的方法予以加固。
②在小型崩塌或落石地段，应采取全部清除的办法；如果基岩破坏严重，崩塌、落石的物质来源丰富，则易修建落石平台、落石槽等拦截结构物。
③由于存在软弱结构面而引起崩塌的高边坡，可根据情况采用支挡墙或支护墙等措施。
④对边坡坡脚因受河水冲刷而易形成崩塌时，要对河岸做防护工程。⑤在可能发生崩塌的地段，必须做好地面排水设施。（2）防治泥石流的主要措施有：
①对流泥、流石的边坡来说，在春秋两季，应进行大量的植树造林、铺植草皮。②在泥石流形成区的上侧修筑截水沟、排水沟，把水引出去，以减少或消除洪水的影响。
（3）防治滑坡的主要措施有
①在滑坡体外设置环形截水沟，拦截旁引地表水；根据地下水流向设置盲沟、隧洞，截断和引出地下水；在滑坡体内设置树枝状排水沟、渗水沟和竖井等排出内部积水；严密阻塞夯实裂缝，滑坡表面植树种草，以防止地表水下渗，加快地下水蒸发。
②修建单级或多级重力式挡墙。近年来，锚杆式挡墙和抗滑桩也日渐广泛采用。锚杆式挡墙由钢筋混凝土板面和水平式倾斜的锚杆组成。抗滑桩有钢筋混凝土挖孔桩、钻孔桩和打入桩等。抗滑桩呈排状组合，布置方法有密排式、间隔式、承台联接式等。
③把滑体后部土石挖去一部分，减轻滑体自重，促使滑坡稳定。这种方法适用于滑床上陡下缓，后壁及两侧岩土稳定的滑坡。
④在滑体前沿用土筑成反压堤，对滑体进行反压。这种办法多结合减重弃土进行，效果甚好。但公路上产生的滑坡，多因地形限制，不便采用。
此外，滑坡还可采用电化学法，硅化学法，焙烧法等技术防治。但是，这些方法技术复杂，所需投资较大，较少采用。（4）防治坡面冲刷的主要措施
用土工格栅代替铁丝做石笼, 用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲击的边坡,很能适应土体不均匀沉降。
水毁的防治
（1）水毁抢修
一般分防洪抢险和抢修通车两种，前者是保护公路的应急防抢措施，后者是在毁后迅速抢通路线的维持通车措施。抢修通车主要是尽快清除坍方淤泥，填补冲沟缺口，修复小桥涵洞，铺设简易路面，尽快把路线抢修通车。一时难于修复的大中桥梁和路段，架设舟桥或浮桥、钢木便桥，或设置临时性轮渡以及开辟便道、组织车辆绕路行驶等，以维持通车。（2）水毁恢复
按照技术标准和建设程序，对水毁的各项设施进行正规修复。有的不能一次修复而留下的工程称之为“水毁遗留工程”。水毁恢复主要是恢复植被，整治河流，积极提高公路标准和质量，完善公路设施等。（3）
水毁的预防
水毁预防是在雨季和洪水来临之前为防止或减轻暴雨和洪水对公路的危害而进行的工作，其范围包括：
①防止漂浮物大量急剧地下冲； ②疏通各种排水系统；
③修理、加固和改善各类构造物；
④检修防洪设备，备足抢护的材料、工具以及救生、照明和通信设施。
对公路水毁要做到全面预防重点治理。为此，每年汛期前应进行必要的水文观测，掌握洪水的动态，并与当地的气象、水文部门取得密切联系，及时收集雨水情况资料，或向沿河居民调查，预先了解洪水强度、到达时间和变化情况，以判断对公路的危害性，及早采取措施；在汛期前应进行一次预防水毁的技术检查，内容包括： ①检查桥梁墩台、调制构造物、涵洞、引道、护坡和挡土墙基础有无冲空或损坏； ②桥下有无杂物堆积淤塞河道，涵洞、透水路基有无淤塞，以及河流上游堆积物、漂浮物的情况；
③河床冲刷情况和傍河路基急流冲刷处有无掏空或下沉； ④浸水路堤和陡边坡路段的路基有无松裂；
⑤边沟、盲沟、跌水等排水系统有无淤塞，路面、路肩横坡是否适当，路肩上的临场堆积物是否阻碍排水；
在洪水期，顺流急下的巨大漂浮物对下游的桥梁等构成巨大的威胁，因此首先要对桥梁上游沿河的根部被掏空的树木、竹林以及洪水位以下的竹、木、柴、草和未系结牢固的竹、木排筏进行检查，作必要的处理。未避免漂浮物撞击墩台，可在墩台前设置护墩体。
各种构造物的基础如有掏空，应及时处治。当河床冲刷严重危机墩台基础时，除必要时在上游设置调治构造物外，还可根据河床水位的高低，在枯水期铺砌单层、双层块（片）石护底，或采取沉石笼（可采用耐特龙塑料网石笼）、抛石块护基处理。
3.5土的冻胀过程
土的冻结初期，水局部结晶，在个别部位形成小冰晶。当冰晶形成后，与冻结锋面连接的薄膜水立刻向它移去，形成水膜，该水膜处于弹性张力状态，并且总是力图向冻结锋面运动。冻结土中水的移动和结晶，只是在水薄膜个别部位脱离其原有部分情况下才发生。
薄膜水在冻结土里重新分布是冻胀形成过程的决定性阶段。在结晶时，它能在封闭的土体内引起弹塑变形发展，结果引起土冻结体的增大。冻结边界附近的自由水又将转变为薄膜水，结果维持着一个水分浓度梯度。当水分迁移的通道上这个梯度在作用时，正在冻结土中的水分迁移过程将一直进行。按照扩散层薄膜水厚度随负温降低而减小的过程，冻土中单位水流将变小。当冻结土空隙量超过给定条件下结晶的水体积时，冻胀过程便停止。
3.6 冻胀的防治
为了给给路面冻胀预防措施提供科学的依据，通常需确定路面防冻厚度。按强度计算的路面厚度如果小于防冻厚度，则必须设置防冻层，以满足防冻厚度的要求。我国对柔性路面的最小防冻厚度在设计规范中作了明确规定。
路面冻胀的防治，应在路基填筑中，尽量使用冻胀性小的均质土，并分层压实；做好路基的地表排水；必要时设置隔水层，切断地下水对路基的渗透，是防止和减轻冻胀的主要措施。对已建成路面，应在养护中及时填灌冻缝，防止雨雪水下渗和做好路基排水，尽量保持路基干燥。因冻胀而严重损坏必须大修的路面，则应采取切实的改善措施，预先杜绝冻胀隐患。
3.7 路基翻浆的防治
防治翻浆的基本途径是：防止地面水、地下水或者其他水分在冻结前或冻结过程中进入路基上部；在化冻期，可将聚冰层中的水分及时排除或暂时蓄积在透水性好的路面结构层中；改善土基及路面结构；可采用综合和防治。
（1）铺设隔离层
按使用材料把隔离层分为如下两类: 透水性隔离层。采用砾石、碎石、粗砂或炉渣条等材料，用于透水性路面，其厚度一般设为10 cm ～20 cm，为了防止淤塞，应分别铺设1 cm ～2 cm 的隔离层在其上面和下面，如泥炭、石屑、针刺无纺布、草皮或炉渣等。隔离层底部应高出地面水 20 cm 以上，设为3%～4%的路拱，在路基边坡处铺入路基50 cm 用大块碎砾石。
不透水隔离层。不透水隔离层有封闭式和不封闭式两种。前者适用于地面排水有困难或地下水位高的路段，用以隔断毛细水和横向渗水。后者适用于一般路段，用以隔断毛细水。
（2）做好路基排水，提高路基高度
轻型、中型和重型翻浆，丘陵山区、平原的一切新旧路都可采用这种方法。良好的路基排水可以阻止地面水或地下水浸入路基，保持路基土体干燥，将冻结时水分聚流的来源减少。提高路基是一种操作简单、效果明显、经济实用的常用措施。增大地面水位或地下水至路基边缘间的距离，保持路基上部土层干燥，不至于在冻结过程中由于聚冰过多而失稳。取土方便的路段也适用于提高路基这种措施，填筑路堤所用的土应该适水性良好。路线穿过农田地区时，应与路面设计综合考虑，少占耕地，以确定合理的填土高度。在粉性土地段及重冰冻地区，应采取其他措施如石灰土、砂垫层等同提高路基配合使用。
（3）换土
处理因土质不良或旧路的局部翻浆而造成的翻浆路段应采用换土法，是将造成路基翻浆的稀泥和土挖出，换填40cm～60cm厚的碎(砾)石或砂性土，分层压实后重新铺筑路面。翻浆严重的路段，挖除全部软土，将水稳性良好的砂砾料填入，并分层压实。
（4）规范施工
一部分翻浆发生是由于在施工中没有严格按照规范施工造成的,所以要规范施工,即只有在材料含水量在压实实验的界限范围内时,路堤的压实才能进行,超出或不到最佳含水量时不能填筑路基,必须采取相关措施,使材料在最佳含水量附近进行填筑,并做好实验工作。
3.8雪害的防治
在中国的北方地区，特别是青藏高原这种病害比较严重。雪害防治可采取防雪措施和除雪措施。防雪措施如设置防雪栅栏、防雪棚、溜雪槽等，也可以筑雪墙、土堤等防雪。除雪可用人力清除和用机械除雪。
3.9路基排水
水是影响路基强度和稳定性的另一重要因素, 许多路基病害是由水的侵蚀造成的, 因此在路基施工中, 应重视施工排水, 防止因各种原因造成的水患, 给路基、路面施工造成不必要的损失。
（1）路基排水分排地面水和排地下水两大类
①排除地面水可采用边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、拦水带、蒸发地等设施。其作用是将可能停滞在路基范围内的地面水迅速排除，防止路基范围内的地面水流入路基内。
②排除地下水设施有排水沟、暗沟（管）、渗沟、渗井、检查井等。其作用是将路基范围内的地下水位降低或拦截地下水并将其排除到路基范围以外。（2）路基地下水排水设施的施工要点
当路基范围内出露地下水或地下水位较高，影响路基、路面强度或边坡稳定时，应设置排水沟、暗沟（管）、渗沟、渗井，检查井等地下水排水设施。①排水沟和暗沟用于当地下水位较高，潜水层埋藏不深时，截流地下水及降低地下水位。沟底宜埋人不透水层内。排水沟可兼排地表水，在寒冷地区不宜用于排除地下水。排水沟或暗沟采用混凝土浇筑或浆砌片石砌筑时，应在沟壁与含水量地层接触面的高度处，设置一排或多排向沟中倾斜的渗水孔。沟壁外侧应填以粗粒透水材料或土工合成材料作反滤层。沿沟槽每隔10~15m或当沟槽通过软硬岩层分界处时应设置伸缩缝或沉降缝。
②渗沟用于降低地下水位或拦截地下水。渗沟有填石渗沟、管式渗沟和洞式渗沟三种形式，填石渗沟只宜用于渗流不长的地段，且纵坡不能小于1%，通常为矩形或梯形，其埋置深度，应满足渗水材料的顶部（封闭层以下）不得低于原有地下水位的要求。当排除层间水时，渗沟底部应埋于最下面的不透水层上。在冰冻地区，渗沟埋深不得小于当地最小冻结深度;管式渗沟适用于地下水200---300m时，其末端宜设横向泄水管分段排除地下水。洞式渗沟适用于地下水流量较大的地段。三种渗沟均应设置排水层（或管、洞）、反滤层和封闭层。
③渗井用于排除路基附近的影响路基稳定的地面水或浅层地下水。其直径50～60cm，井内填充材料按层次在下层透水范围内填碎石或卵石，上层不透水层范围内填砂或砾石，填充料应采用筛洗过的不同粒径的材料，应层次分明，不得粗细材料混蹦塞，井壁和填充料之间应设反滤层。
渗井离路堤坡脚不应小于10m，渗水井顶部四周（进口部除外）用黏土筑堤围护，井顶应加筑混凝土盖，严防渗井淤塞。
④检查井用于检查维修渗沟。一般采用圆形，内径不小于1.Om，在井壁处的渗沟底应高出进底0.3-0.4m，井底铺一层厚0.1～0.2m的混凝土。井基如遇不良土质，应采取换填、夯实等措施。兼起渗井作用的检查井的井壁，应在含水层范围设置渗水孔和反滤层。深度大于20m的检查井，除设置检查梯外，还应设置安全设备。井口顶部应高出附近地面约0.3—0.5m，并设井盖。
（3）
三、路基地面排水设施的施工要点
路基地面排水可采用边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、拦水带、蒸发池等设施。
①边沟设置于挖方地段和填土高度小于边沟深度的填方地段。路堤靠山一侧的坡脚应设置不渗水的边沟。平曲线处边沟施工时，沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接，不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生。曲线外侧边沟应适当加深，其增加值等于超高值。土质地段当沟底纵坡大于3%时应采取加固措施;采用干砌片石对边沟进行铺砌时，应选用有平整面的片石，各砌缝要用小石子嵌紧;采用浆砌片石铺砌时，砌缝砂浆应饱满，沟身不漏水;若沟底采用抹面时，抹面应平整压光。
②截水沟设置时主要考虑位置。在无弃土堆的情况下，截水沟的边缘离开挖方路基坡顶的距离视土质而定，以不影响边坡稳定为原则;路基上方有弃土堆时，截水沟应离开弃土堆脚1—5m，弃土堆坡脚离开路基挖方坡顶不应小于10m，弃土堆顶部应设2%倾向截水沟的横坡;山坡上路堤的截水沟离开路堤坡脚至少2.0m，并用挖截水沟的土填在路堤与截水沟之间，修筑向沟倾斜坡度为2%的护坡道或土台，使路堤内侧地面水流人截水沟排出。截水沟长度超过500m时应选择适当的地点设出水口，将水引至山坡侧的自然沟中或桥涵进水口，截水沟必须有牢靠的出水口，必要时须设置排水沟、跌水或急流槽。截水沟的出水口必须与其他排水设施平顺衔接。
为防止水流下渗和冲刷，截水沟应进行严密的防渗和加固，地质不良地段和土质松软、透水性较大或裂隙较多伪岩石路段，对沟底纵坡较大的土质截水沟及截水沟的出水口，均应采用加固措施防止渗漏和冲刷及沟壁。
③排水沟的施工应符合下列规定：
a 排水沟的线形要求平顺，尽可能采用直线形，转弯处宜做成弧线，其半径不宜小于10m，排水沟长度根据实际需要而定，通常不宜超过500m。
b排水沟沿路线布设时，应离路基尽可能远一些，距路基坡脚不宜小于3～4m。水流的流速大于容许冲刷流速时，沟底、沟壁应采取排水沟表面加固措施。
④跌水与急流槽的施工应符合下列规定：
a跌水与急流槽必须用浆砌圬工结构，跌水的台阶高度可根据地形、地质等条件决定，多级台阶的各级高度可以不同，其高度与长度之比应与原地面坡度相适应。
b急流槽的纵坡不宜超过1：1.5，同时应与天然地面坡度相配合。当急流槽较长时，槽底可用几个纵坡，一般是上段较陡，向下逐渐放缓。
c当急流槽很长时，就分段砌筑，每段不宜超过10m，接头用防水材料填塞，密实无空隙。d急流槽的砌筑应使自然水流与涵洞进、出口之间形成一个过渡段，基础应嵌入地面以下，基底要求砌筑抗滑平台并设置端护墙。
论沥青路面病害原因及防护 篇3
随着我国经济的高速发展, 公路建设迅猛发展, 在我国现有的主要干线公路中, 70%以上是沥青路面。但由于沥青材质本身的差异, 以及受设计和施工水平的影响, 沥青路面常常出现开裂、泛油、松散、坑槽等常见病害, 这些病害的出现严重影响了行车速度、行车安全, 加大了汽车磨损, 缩短了沥青路面使用寿命。所以沥青路面养护成为大家日益关注的问题, 本文结合笔者工作实践, 对沥青路面常见病害及其防护措施作了探讨。
1 沥青路面常见病害
(1) 车辙:
车辙是指路面上沿行车轮迹产生的纵向带状凹槽, 深度1.5cm以上。车辙是在行车荷载重复作用下, 路面产生永久性变形积累形成的带状凹槽。车辙降低了路面平整度, 当车辙达到一定深度时, 由于辙槽内积水, 极易发生汽车飘滑而导致交通事故。
(2) 裂缝:
裂缝主要有三种形式:纵向裂缝, 横向裂缝和网裂。沥青路面产生裂缝后, 导致渗水, 危害面层和基层。
(3) 坑槽:
坑槽是常见的沥青路面早期病害, 指路面破坏成坑洼深度大于2cm, 面积在0.04m2以上。形成坑槽主要是车辆修理或机动车用油渗入路面, 污染使沥青混合料松散, 经行车碾压逐步形成坑槽。
(4) 脱皮:
沥青路面脱皮是指路面面层层状脱落, 面积0.1m2以上。导致沥青路面脱皮主要是因为水损害。
(5) 松散:
沥青路面的松散是指路面结合料失去粘结力、集料松动, 面积0.1m2以上。
2 病害产生原因
2.1 沥青质量问题
我国在道路结构层的厚度设计、材料的采用本着经济适应的原则, 而对交通量的变化, 使用年限并没有重点研究, 象高等级沥青路面, 许多地方采用的是上面层使用进口沥青, 而中面层、底面层则采用国产沥青, 就国产沥青而言能达到规范要求的厂家并不多, 而且数量十分有限, 不可能满足国内建设规模的需要。
2.2 设计规范存在一定的问题
目前, 柔性路面国家设计规范仍然采用弯沉值控制, 并以黄河JN-150为标准荷载, 作为设计参数, 使用年限采用累计折合成标准荷载次数作为控制指标, 而对重型车, 特别是超重型车辆对路面结构强度的影响却没有过多过细的理论保证, 规范中的折算系数并没有考虑路面承载极限能力。但国家规范并没有修改, 设计时仍然要使用目前颁布的规范。
2.3 透层油、粘层油对路面的影响
为了使沥青路面与路面基层以及沥青砼本身层与层之间具有良好的结合性, 洒一定数量的透层油和粘层油是十分必要的, 然而, 在施工当中透层油一般按1.2kg/m2, 由于目前高等级道路大部分采用二灰碎石或水泥稳定级配碎石, 渗透性能均比较差, 加上局部挤压平整度稍差, 经常有透层油窝积现象。此外, 粘层油设计一般要求0.8kg/m2, 而施工单位也好、监理工程师也好, 并没有考虑粘层油对沥青砼油石比的影响。
2.4 气候的影响
近年来, 由于温室效应影响全球, 在我国也不例外气温普遍提高气候反常, 全球气候持续变暖, 这种气候条件是否持续下去有待时间的检验, 由于气温的提高, 而导致沥青软化点的不适宜。
2.5 沥青砼配合比设计存在的问题
沥青砼配合比设计按规范要求应经过四个阶段, 即目标配合比设计阶段, 生产配合比设计阶段, 生产配合比验证阶段和试拌试铺阶段。在施工时, 有的单位压缩两至三个阶段, 有的干脆凭经验进行施工, 因此, 从理论和实践来讲存在较大的偏差, 从而导致沥青砼内在质量存在先天不足, 另一方面由于目前国家碎石料场不规范, 大多地材都由个体企业承担, 料场分散, 设备落后, 材料的均质性, 稳定性均有较大的差别, 这是导致路面出现一些常见病害的原因之一。
2.6 沥青砼拌合温度的控制
严格按规范要求控制沥青砼的拌合温度, 温度过高可能导致沥青变质, 没有粘性使沥青砼松散, 温度过低, 沥青混 合料拌合不匀, 影响级配, 这些也是导致沥青路面有时局部松散或其他病害的一个原因。
2.7 施工过程中的路面污染
当前许多公路投标项目划分太细, 在同一路段上施工单位较多, 加上工期较紧, 平行作业, 相互影响, 如在沥青砼摊铺底面层中面层时, 路基施工单位要刷边坡, 挖边沟, 其他车辆也通行, 导致路面污染严重, 从而使路面上层铺设, 层与层之间的粘结受到影响, 在车辆荷载作用下, 沥青路面易产生脱落, 推拥、扭曲裂缝。
3 沥青路面病害防护
通过以上分析, 沥青路面病害防治技术应以路面设计、沥青混合料和施工三个方面考虑。
3.1 合理设计路面结构
(1) 由于以下四方面原因尽可能减薄沥青面层厚度。第一是半刚性基层沥青路面结构的承载能力可由半刚性基层和底基层来承担, 无需用增厚面层来提高承载能力。第二是提高沥青路面使用性能不是用厚的沥青面层, 而是用优质沥青。第三是沥青面层的裂缝不只是反射裂缝, 在正常施工情况下, 大部分是沥青面层本身的温缩裂缝。第四是一般来说厚的沥青面层易导致车辙的产生。
(2) 加强沥青路面防水设计。
(3) 选用合理的基层和底基层结构。
3.2 严格控制沥青混合料的质量
(1) 沥青的选取选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质国产或进口沥青。在条件许可的情况下, 可在沥青中掺加各种类型的改性剂, 以提高基性能指标。
(2) 集料的选用骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。
(3) 混合料级配设计中确定沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能、低温抗裂性, 路面表面特性和耐久性是两对矛盾, 相互制约, 照顾了某一方面性能, 可能会降低另一方面性能。混合料配合比设计, 实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优化设计, 根据当地的气候条件和交通情况做具体分析, 尽量互相兼顾。当然为提高沥青路面使用性能还可以考虑以下两个途径:第一是改善矿料级配, 采用沥青玛蹄脂碎石混合料 (SMA) 。第二是改善沥青结合料, 采用改性沥青。
3.3 严格控制施工质量 施工质量控制不严, 早期破损必然出现
沥青路面施工必须按全面质量管理的要求, 建立健全有效的质量保证体系, 对施工全过程, 每道工序的质量要进行严格的检查、控制、评定, 以保证其达到质量标准。
(1) 严格控制沥青混合料的拌和质量, 拌合过程中发现“糊料”或“离析”等异常情况应立即进行处理;加大马歇尔试验频率, 严格控制沥青混合料的油石比、稳定度、流值等指标, 必要时对混合料进行特殊配合比设计。
(2) 保证基层顶面粗糙度。改善基层材料级配, 增加粗骨料, 提高大中粒径集料含量;控制最佳含水量, 改进碾压方法, 避免过振过湿, 不能使基层顶面形成灰浆硬壳, 不能用细料进行压实后找平。
(3) 合理洒布透层油、粘层油。在进行各层铺筑前, 必须保持顶面清洁。根据近年来的施工经验, 透层油应以慢裂型乳化沥青为宜。
(4) 提高面层摊铺质量。在摊铺混合料时, 运距不能过远, 摊铺温度应控制在130℃、50℃为宜, 摊铺厚度均匀, 压实设备数量应配套, 速度控制在2m/min左右, 碾压遍数不能太少, 以免混合料孔隙过大;一般不能进行补料, 尤其是下面层;基层雨后潮湿未干, 不得摊铺, 更不得冒雨摊铺;纵向、横向接缝应紧密、平顺, 各幅之间重叠的混合料应用人工铲走。
4 结束语
总之, 沥青路面在使用过程中, 难免会出现车辙、裂缝、松散、坑槽、脱皮等破损病害, 若不能及时有效地进行维修, 将会进一步使病害加重扩散, 加速沥青路面破坏, 影响道路的使用安全性能。综上所述, 我们要充分了解使用过程中出现的不同类型的破损病害, 应认真调查研究, 采取行之有效的技术措施, 及时进行维修, 以保持路面的完好状态, 提高道路的使用性能。
摘要：近年来, 我国的公路建设十分迅速。但是, 随着时间推移, 沥青混凝土路面病害也越来越多。简要分析了沥青路面病害出现的主要原因以及采取的防护措施。
关键词：沥青路面病害,沥青路面养护,沥青路面设计与质量
参考文献
病害防护 篇4
关键词：公路路基,常见病害,防范措施
路基是公路的重要组成部分, 是路面的基础。其质量的好坏, 将直接影响到路而的使用品质。据调查, 我国路面产生的早期损坏因路基而造成的占60%以上。路面的损坏往往与路基排水不畅、压实度不够、强度低等有直接关系, 而且修复难度大、费用高。
1 常见病害及原因
因为不同的工程在其施工过程中, 地形与地质之间存在差别, 再加上一些自然因素的影响, 比如水文、天气等等, 都会导致公路路基产生一定的病害。根据笔者的调查, 可以发现常见的公路路基病害有沉陷、坍塌、边坡滑坡等等, 这会威胁到交通的安全。
1.1 路面不平
作为公路工程舒适程度的一个重要参数, 路面平整度对于整个公路路基质量的控制有着重要作用。一旦工程的质量受到影响, 路面也会出现不平整的状态。这导致的最终结果是, 路面的平整度严重降低, 使得车辆不得不降低行驶的速度。与此同时, 冲击力也在明显增加, 形成的安全性以及舒适性都会受到影响。长此以往, 公路工程将会无法实现预期的社会以及经济效益。通过研究发现, 路面的平整度受到影响主要存在以下原因:没有控制好基层的平整度, 最为严重的一种情况是波浪式起伏;对于路面的施工质量没有较好地把握;摊铺机及压路机的工作人员专业性不强;没有正确地把握好基准线或滑靴。
1.2 路基不均匀沉降
导致公路路基产生沉降的原因是多方面的, 举一个简单的例子, 例如路基的荷载力太小, 或者是土的应力作用以及地下水的作用力等等。很多的资料都显示, 这种路基病害的产生是受多方面因素影响而形成的。通常来讲, 路基产生不均匀沉降的具体原因表现为:填方路基的土体不具备足够的压实度;在地基中具有饱和软土层;公路路基的刚度不一致, 这样容易导致路基受车辆荷载力的影响, 其结构出现附加应力, 并且这种力偏高, 使得公路路基出现病害;同时, 地下水状态发生改变, 也会导致土体以及水压力发生变化, 进而使得附加应力出现。这种附加应力会加强填土的附加沉降;此外路基的侧向变形, 也是导致路基发生病害的一个因素, 不容忽视。
1.3 坡面破坏与滑坡
公路路基会出现滑坡的原因是多方面的, 其中, 最为关键的一个因素则是受地基的强度影响。由于地基的强度不断降低, 破坏了土体稳定性的平衡, 最终使得路基产生灾害。加上路堤的边坡坡度较大, 或者是另外一种情况, 边坡的坡脚已经被冲走, 都会使得路基出现滑坡灾害。通常而言, 较为严重的滑坡主要是在松散结构, 或者是黄色湿陷性黄土层中出现的。至于滑坡的具体位置, 主要是在一些无法整合的接触面处。这是因为接触面部位的黄土的稳定性不强, 受到外力影响, 比如水, 或者是地震等等的作用力, 都极容易出现土体滑移和崩坍。
1.4 路基沿山坡滑动
在水库库区、沿河的高路堤路段, 水库蓄水前路基比较稳定, 但随着水库不断蓄水, 水位不断提高, 沿库区路段路基底部被水浸湿, 强度降低, 从而使上层土体失去支掌, 形成滑动面, 坡脚又未进行必要的加固处理, 当路基土体自重和行车荷载产生的向下滑动的力大于路基底层与原地面之间的摩阻力时, 路基就可能沿基底向下滑动, 路基整体失去稳定。
2 防治措施
2.1 路基的勘察与设计
勘察设计工作人员的业务水平的提高, 对于我们在设计路段的工程地质状况进行了深刻透彻, 仔细而全面的调查, 软基处勘察水平的提高, 全面真实无误地综合反映当地地质的情况, 对影响路基病害的因素进行全面的调查分析, 这给我们提供了大量详细的设计资料信息。于是, 再通过设计部门借鉴、参考我国及其他国家相关部门, 对路基勘察与设计的资料, 根据路面实际勘察、路面实际地理环境等情况, 给我们制作出一个科学而准确的设计方案。监理单位要不定期的对控制路基施工的测量放样进行抽查。
2.2 强化施工现场监督与管理
严格把握好公路路基的施工质量, 第一, 需要制定出一个具体的施工计划。这个计划的制定不应带有随意性, 需要尊重工程的实际情况制定。在完成路基填筑时, 必须在事先做出一定的准备工作, 观察路基的清理工作是否符合要求, 有没有杂质, 或者是软土地基。其次还需注意路基的排水设施, 应尽量地保持公路路基的干燥, 以及压实度等等。施工必须保持一定的秩序, 严格按照施工计划执行。
2.3 路基路面的排水
对于公路路基施工建设中雨水冲刷强、排水措施不完善的路段, 应该参考雨水的冲刷力度、雨量大小建设排水管道, 从而减小雨水对公路路基路面的伤害。对于公路路面的排水措施也应该根据路基的具体情况, 目的是减小雨水下渗到路基中去。对公路路基的排水工作应该严谨合理, 对具体路段采取具体的措施, 采用管道排水施工建设时也可以根据路基的情况使用不同的管道施工, 以适应路基排水的需要。
3 结束语
病害防护 篇5
路基是直接在地面上填筑或挖去一部分地面建成的。路基修建后, 改变了原地面的天然平衡状态。在工程地质不良的地区, 修建路基可能加剧原地面的不平衡状态, 从而导致路基发生各种破坏现象。
因此, 为防止路基结构在行车载荷及自然因素作用下的变形或破坏, 必须因地制宜采取有效措施来保证路基整体结构的稳定性。
1 公路路基常见的病害和形成原因
1.1 路基变形
路基变形是比较常见的问题, 主要是由于在建设过程中选材或施工中出现了一些问题, 最终导致路基在长时间的使用中产生变形。路基变形的成因除了材料使用不当, 就是施工填料有问题。
从材料选择上看, 所选材料压缩系数和最佳含水量不达标, 所采用的粘性土也是塑性指数过高, 这样的材料用于路基施工, 极易导致路基形变、沉陷甚至出现裂缝;从施工填料来看, 高填、深填、半填半挖这三种填料方式是施工中常用的。
另外还有立交桥互通匝道填方等特殊填料方式。其成因主要在于施工阶段未严格控制压实度, 或采用了不恰当的施工措施、或者是分层厚度大于设计要求。
1.2 路基沉陷
路基的沉陷主要是指路基表面沿垂直方向产生了比较大的滑陷或者坍塌。路基的沉陷可以有两种情况:
一是路基本身的压缩沉降。
二是由于路基下部天然地面承载力未达到设计要求, 路基受自重影响两侧挤出或发生沉陷。
除此之外, 施工不当也是路基沉陷的成因之一。频繁的施工活动扰动了路基边坡, 致使边坡失稳。另外, 由于施工活动不当造成边坡扰动或路基失稳沉陷问题也比较常见。养护不当是造成路基沉陷的另一个重要因素。路面病害未有效处理, 现场未设置交通安全设施, 使得反复的行车荷载对已有病害程度进一步加深, 出现扩散、破碎、掉渣等现象, 形成大面积坑槽沉陷。
1.3 路基滑坡
路基的滑坡主要是指路基中部分岩土主体的稳定性遭到破坏, 沿着某一坍塌面向下滑动的现象。这一现象是在内外因素的共同作用下产生的。内在因素是形成滑坡的先决条件, 它包括岩土性质、地质构造、地形地貌等。外因通过内因对滑坡起着促进作用, 它包括水的作用、地震和人为因素等。综上所述, 滑坡是内外各因素综合作用的结果。
1.4 路基崩塌
路基的崩塌指巨大的岩体失去与基层的联系, 在重力作用下, 瞬时突然剧烈地从边坡陡崖上倒塌到坡脚下堆积起来, 岩块常被撞破碎。崩塌是公路最常见的一种地质现象, 其规模大, 冲击力强, 具有突发性, 究其原因主要是因为建造路基的地质性质不够稳定, 在多雨的季节或者暴雨之后, 路基之中的岩体会发生松散现象, 造成路基碎落崩塌。
1.5 路基冻害
路基的冻害多出现在冰冻地区, 主要是受到了土壤中水分和温度的影响。路基土壤中的水分越大受到损害的范围就会越大, 而且温度越低, 越容易受到严重的冻害。但是值得注意的一点是, 土壤中的盐分会降低路基受冻害的强度, 所以可以适当增加土壤中的盐度降低冻伤灾害。
1.6 路基翻浆
路基的翻浆主要是指路基土壤中的水分不断的向路面涌出和翻动, 造成路面的鼓包和冒浆等现象。主要是因为路面的承受力不够, 受到了过多的压力造成的。路基的翻浆容易在夜间对行车安全造成威胁, 造成交通事故。
2 路基病害的防护思路
路基出现这些问题, 严重缩短了道路的使用寿命, 并容易造成各种交通事故, 所以, 针对这些问题, 应该及时进行养护和防护, 避免路基发生以上问题。
2.1 强化施工质量
强化路基的施工质量主要体现在以下几个方面:
2.1.1 建设材料的选择
在建设路基的时候要根据规定的要求选择合适的高质量的建筑材料, 对施工材料进行严格的要求和监督, 保证所有的施工材料都具有最好的性能, 能够保证长时间的正常使用。
并且在路基的建设设计中根据当地的具体地形和土壤地质性质选择正确合适的设计方案, 保障后期路基不会在使用中受到地形的影响。
2.1.2 施工技术的规范
如果陡坡路堤的地基没有进行相应的处理工作, 容易引起路基的下滑。
如果路基施工过程中没有按照科学的要求进行, 路基施工排水就会不畅通。
如果路基的填土压实度没有达到要求的程度, 填料含水量控制不严, 压实质量差也会导致严重的问题。
再就是路堤的填料上, 填料不当, 在使用性能不好的填料时候没有采取相对应的处理措施, 都会让路基存在发生病害的隐患。
2.2 后期的养护
施工完成后期的养护也是极其关键的步骤, 主要体现在路基的排水系统上。这是预防路基出现病害的关键方法, 要根据路基所处的实地情况进行合理的排水设计, 保障路面的干净干燥, 防止路基长时间地浸泡在水中, 避免水对路基土壤内部结构的破坏。
2.3 防护工程的建设
防护工程的建设是保护路基的最重要方法, 也是在建设中比较常见的方法。防护工程一般分为以下几种:
2.3.1 植物防护
植物防护是近几年来新兴起的一种环保有效的防护工程建设。所谓“植物防护”主要是指在路基的边坡上植草或者植树, 减缓水流的速度, 利用植物对土壤的吸附力达到保护边坡的目的。这是一种环保有效的防护建设, 既可以保护好路基的边坡, 又可以美化环境, 简单实用。
2.3.2 工程防护
对于一些无法进行植物防护的地段则需要使用工程防护来达到防护目的。一般可以使用挖基石、建造防护墙或者设置人工的防护物等方式。
另外, 需要特别注意的是盐渍土地地区的路基防护。盐渍土地由于自身地质条件的限制, 需要更加严格和细致的防护, 一般来说这方面的防护主要是保证畅通排水, 避免水分在土壤中的大量累积。
3 结束语
公路路基的建设是公路建设中极其重要的一环, 在施工中应当特别注意, 做好技术控制, 加强施工管理, 并且在施工完成之后要进行及时的检测和养护, 保障路基的正常使用, 提高路基的稳定性。
摘要：公路路基是道路使用中比较重要的内部构件, 它保证了道路的正常使用和运输安全, 但是, 长时间的使用会对路基造成很大程度上的破坏, 影响整体道路的使用寿命, 其中既有设计施工中的问题, 也有后期防护的原因, 在道路建设中必须重视这一问题, 从而延长道路的使用寿命。
关键词：公路路基,病害原因,防护办法
参考文献
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病害防护 篇6
目前, 采用柔性防护网整治崩塌落石主要有两种, 分别为主动柔性防护网和被动柔性防护网, 简称主动网和被动网。顾名思义, 主动网是网片直接与山体相连, 形成包裹状;被动网是在危石正前方形成一道“隔离带”, 当危石滚落至网前时, 网片将其阻拦在“隔离带”范围之内, 防止其继续滚落, 侵入限界。
传统的主动网, 在防护网范围内设置数量众多的锚杆, 防护网将边坡覆盖得严严实实, 需耗费大量的网片。同时, 这种“包裹”的防护方式, 时间一长, 容易形成大块落石的堆积, 在越来越多的脱离母体的危石对主动网持续作用下, 网绳及受力部分的锚杆会产生徐变、松弛, 如果脱离母体的危石足够大, 将会冲破护网、拔出锚杆, 造成护网的破损、失效, 其有效使用寿命就会缩短, 同时将可能危及行车及人身安全。
传统的被动网, 由于钢柱的转动性较差, 在落石冲击时, 钢柱容易承受较大的力, 造成钢柱发生弯曲, 钢柱也就成了其拦截落石的薄弱环节及瓶颈;同时, 由于被动网直接承受落石正面冲击, 理论上讲, 落石的重力势能有多大, 它承受落石冲击的能量就有多大, 这就好比是矛与盾的关系, 矛有多锋利, 盾就需要有多坚固, 但事实上, 钢柱、网片的抗屈服能力不可能无限大, 因此, 只能预防有限能量的落石, 即使能预防足够能量的落石, 其造价极高, 不适宜推广使用。
综合以上分析, 可以说采用主被动防护网的方式对落石进行整治是可行的, 但要克服并改进其不足之处, 以利更好地确保行车安全。经过历年的使用和研究, 大秦铁路股份有限公司原平工务段引进了一种新型整治崩塌落石的防护体系———采用引导式和分离式柔性防护网对山体崩塌落石进行综合整治, 该体系起到了扬长避短的作用, 从而避免了上述防护网的缺点, 更好地完成对山体落石的整治。
2引导式及分离式柔性防护网的介绍
2.1引导式柔性防护网 (形状如窗帘, 又名窗帘网) 是一种高能量吸收落石的防护产品, 即在接收滚石的坡面上设有距离较远的支柱, 铺设具有弹性的帘状防护网, 并设置纵、横向铺设的钢丝绳, 主要通过防护网及钢丝绳的柔性来吸收落石的能量。其张口端的钢支柱设置于坡顶, 可以较好地避免落石的飞溅, 或者根据现场情况, 将钢支柱设置于边坡中部, 在避免落石飞溅的前提下, 减少防护网的铺设面积。具有如下特点:
1具有强韧性, 能很好地吸收落石能量。在引导式防护网最上端的横向绳和支柱的吊绳都采用强度更高、柔软性能更好的钢丝绳, 横向和纵向的钢丝绳都是以1米的间隔排列的, 所以, 不只防护网部分单独起作用, 而是防护网和钢丝绳作为一个整体来拦截落石。
2支柱的间隔变大。它可以避开有落石危险的某个斜面和不稳定的岩石区域, 而选择在稳固的地点设置安放, 因此, 也可以避免落石对支柱和吊绳的直接冲击。
3有效地阻截高处的滚石。由于其最上部有口袋式的大开口, 可以把支撑帘状防护网部分的钢支柱高度提高, 钢支柱高度可以从2.5米到8米, 从而能有效地拦截从高处跳跃落下的落石。
4不容易损坏, 维护和管理简单。由于其对落石的滚落有很好的引导性, 落石沿着防护网缓慢下落至防护网底部, 因此对防护网的破坏较小。
5节省施工时间及工作量。由于柔性网与岩体接触点变少, 因此, 也相应地减少了锚固工作量, 缩短了工期。
2.2分离式柔性防护网网柱相对分离, 避免了由于某一部件的损害而影响整体防护效果, 主要部分包括环形网、固定系统、减压环和钢支柱, 具有如下特点:
1分离式防护网的钢支柱顶部和底部各设置有开孔, 拉锚绳从开孔中穿过, 与上、下支撑绳连接;当落石冲击到防护网的时候, 分离式防护网的钢支柱柱脚与基础的特殊连接使得其具有一定的转动能力, 与目前常用的被动网相比, 这种措施结构保证了钢支柱受力很小, 在一定程度上可以避免落石冲击后发生弯曲。
2落石对防护网的冲击作用绝大部分通过上、下支撑绳传递给上、下拉锚绳, 通过拉锚绳传递给锚杆, 然后传递到基础中。
3施工流程
施工时先设置分离式防护网, 再安装引导式防护网, 这样即使在施工过程中有危石脱落, 也不至于侵入限界, 进而影响行车、人身安全。
3.1分离式防护网
3.2引导式防护网
3.3施工小结
通过该段在北同蒲线铁路芦庄—轩岗区间的整治施工, 我们总结出与传统主动网和被动网相比, 引导式与分离式防护系统有如下特点:
1防护理念不同。
传统主动防护网采用的是“包裹”理念, 使防护网主动“包裹”落石, 从而起到防护的目的。而引导式防护网采用的是“引导”理念, 通过防护网与山体之间形成的“间隙”制约落石的速度、引导落石滚落轨迹, 达到防护目的。前者会出现“鼓肚子”的现象, 使落石堆积、停留在某一区域, 很难维护清理, 形成二次落石危害;而后者通过引导、疏通, 使落石按照预先设定的路线下落至收集区, 大大的降低了二次落石危害, 并具有较好的维护性, 二者比较, 引导式防护网能更有效地体现“主动”这一概念。
2结构不同。
传统主动网是通过锚杆将防护区域人为划分成许多小块, 通过防护网“包裹”山体进行防护;而引导式防护网则是对防护区域整体考虑, 根据不同地形采用“覆盖型”或“张口型”因地制宜的进行防护。二者相比, 前者要求对防护区域进行多锚杆处理, 对防护区整体性有一定程度的破坏。
3防护能级不同。
传统被动防护网由于受到落石正面冲击, 它的防护能级相对较小, 为提高防护能级必须加强构件材料, 而分离式防护网由于采用科学的防护理念, 系统基本不会受到正面冲击, 尤其与引导式防护网综合使用后, 它的防护能级得到大大的提升。
4性价比高。
a引导式防护网与普通主动网的比较。
引导式防护网与普通主动网相比, 它不需要对被防护区域全覆盖, 只需要在坡面上某个点张开一个口子, 就能对其上部的山体落石进行防护, 且锚固点密度 (数量) 也较小, 在相同能级下, 使用的材料更经济、科学。
b分离式防护网与普通被动网的比较。
分离式防护网采用的是缠绕型环形网, 与普通的平绕型环形网相比, 在相同材料下, 由于缠绕工艺比平绕受力性能更好, 其整体的防护性能远远大于平绕型环形网。缠绕型环形网的搭接处采用高强度不锈钢卡扣, 与钢丝绳网 (菱形网) 的十字卡扣相比连接更紧密, 力学性能也更好。价格虽然较普通产品提高了约25%, 但使用寿命延长2-3倍, 综合性价比高。
4适用范围
4.1引导式防护网是运用“引导”的理念, 即通过防护网的引导、约束和阻滞作用, 使落石沿山体坡面向下运动的速度和轨迹受到控制, 使其保持在合理的范围之内, 并最终进入预先设定的收集区 (堆积区) , 从而达到对落石进行防护的一种新型柔性防护产品。
引导式防护网的防护能级范围宽, 安装方式灵活, 可覆盖、可张口 (加钢支柱) , 适用范围很广, 只要网的底部有一坡坎或相对平坦的坡面 (1~2米) 用于堆积落石, 几乎适用于各种地质、地貌、地表、地势 (坡度) , 尤其适合对植被保护有特殊要求的场合。
4.2分离式防护网是采用主钢丝 (支撑绳) 与支柱互相分离的结构方式, 提高防护网的变形空间、降低受力传递阻力, 从而达到“以柔克刚”的目的。其配套使用的网片采用高强度缠绕式环形网, 具有优良的力学变形性能, 可以承受高能级的落石冲击, 由于其钢支柱与防护网的分离式结构, 大大提高了产品的防护效果, 对于大落石、 高能级的冲击有很好的防护效果, 适用在山体坡面较陡、高度较高、 落石潜在能级较高的地域。
5努力方向
5.1尽管采用柔性防护网整治崩塌落石在铁路上已经应用多年, 但截至目前, 仍未能建立起一套完整的对其进行养护、维修、管理的理论体系, 目前, 对防护网出现的网片、卡扣锈蚀等问题及锚杆松动等现象仍没有具体检测、更换标准。
5.2现阶段, 大家普遍认为对于崩塌落石只要采取了柔性防护措施就一劳永逸, 没有隐患, 没有将注意力转到日常的检查、养护维修上来, 因而也就未能及时观测到其发生的细微变化, 从而采取预防及进一步改进措施。
病害防护 篇7
城市轨道交通具有轴重轻、速度低, 但行车密度高、可维修时间短的特点, 因此要求轨道道床结构安全性高, 控制裂纹, 有较长的耐久性, 并少维修。影响高架道床结构有几个主要方面:列车竖向承载力、梁端位移、桥梁基础不均匀沉降等。其中, 列车竖向承载力为结构基础受力, 应重点分析城市轨道交通工程高架线上, 结构变形对轨道几何状态影响, 给出最大变形部位、最大变形量及方向等。
2 列车竖向荷载作用
按国铁客运专线无砟轨道型式计算方法, 建立一个弹性地基上的梁-板有限单元模型, 进行列车荷载作用下的受力分析, 并取三块道床块进行计算, 以中间道床块作为研究对象, 并取两个临界点位置板边和板中的对应位置进行分析。根据国内城市轨道交通既有运营线路, 考虑设计最高运行速度100km/h、B1型车、车辆轴重140k N[2], 并考虑车辆动荷载系数, 计算最大拉应力为1.23MPa, 道床结构与桥梁间变形位移值为0.018mm, 均小于允许道床结构设计允许应力值 (见图1) 。
3 梁端位移分析
桥梁由于基础变形等, 将引起梁端位移, 包括竖向和横向位移[5~6], 对轨道结构会产生一定的影响, 使钢轨产生变形和附加力。
3.1 竖向位移
线路高架桥采用整体道床, 当梁端产生竖向位移时, 梁端两侧各10组扣件受到的向上或向下位移, 见图2。垂向位移以向上为正, 扣件受拉力;向下位移为负, 扣件压力为负。
基于有限元软件ABAQUS建立高架桥纵向承轨台整体道床的有限元模型。取两跨简支梁建模, 梁缝为100mm。考虑到高架桥纵向承轨台整体道床是一个对称结构, 故仅取一半结构进行建模, 如图3所示。
错台对距离梁端最近的5组扣件受到的压力或拉力最大, 其余扣件受力很小, 随着梁端位移的增大, 最大拉力、压力随之增大。梁体错台0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、3.0mm, 不同工况下梁端扣件节点最大拉力和最大压力, 见图4。
3.2 横向位移
当梁端产生横向位移时, 梁端两侧各10组扣件受到的向左或向右位移, 变形对距离梁端最近的5组扣件受到的拉力最大, 其余扣件受力很小, 随着梁端位移的增大, 最大拉力随之增大。梁体变形0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、3.0mm, 不同工况下梁端扣件节点最大拉力, 见图5。
3.3 不均匀沉降
根据《地铁设计规范》 (GB50157-2013) 第10.1.11条规定, 跨度小于等于40m的简支梁和跨度小于等于40m的连续梁相邻桥墩, 其工后沉降量之差应符合下列规定:有砟桥面不应超过20mm, 无砟桥面不应超过10mm;对于外静不定结构, 其相邻墩台不均匀沉降量之差的容许值还应根据沉降对结构产生的附加影响确定。
不均匀沉降引起的高架整体道床结构产生附加应力, 按国铁客运专线无砟轨道型式计算方法, 既有房山线均为标准的桥型结构, 可用经验公式计算。以房山线30m简支梁上纵向承轨台结构, 按经验公式计算的基础变形率k=0.5, 计算后不均匀沉降附加应力σf=0.9MPa。
通过以上分析表明, 轨道状态最大变形部位、最大变形量应在梁缝位置, 其次考虑列车竖向荷载位移和不均匀沉降叠加影响, 跨中局部变形、应力附加力也应重视。
4 轨道结构防护预防性措施
预防性措施轨道防护方案应有利提高轨道结构的强度、稳定性、耐久性、绝缘性和适量的弹性, 方便调整, 以增强轨道结构变形能力并保证运营安全[1]。综合考虑城市轨道交通工程特点, 提出以下三个预防性措施:
4.1 绝缘轨距拉杆
采用绝缘轨距拉杆措施。梁缝和跨中位置按每隔1个轨枕间距布置1根轨距拉杆;其余地段按照每隔6个扣件间距设施1根轨距拉杆。
4.2 防脱护轨
两股钢轨内侧安装防脱护轨, 具体安装过程中, 护轨支架应避开轨距拉杆。防脱护轨主要技术性能如下:
(1) 轮缘槽宽度65~85mm;
(2) 护轨工作边与主轨顶面高差△h=10mm;
(3) 用螺栓、扣板、垫圈、螺母将支架紧固在基本轨轨底上, 此时螺母扭力矩值约为160N·m;
(4) 护轨支架采用ZG55制加工制作。
4.3 轨道变形预警
根据桥梁-轨道-列车耦合仿真模型分析计算结果, 考虑对轨道结构保护, 建议在轨道结构变形地段, 确定具体防护方案。
5 轨道几何状态调整措施
根据国内既有运营线路高架桥扣件情况, 顺序进行轨向、轨距, 高低、水平的调整, 轨道几何状态调整基本流程见图7。轨距尺测量线路轨距、水平, 每公里测点不应少于100处;目测线路方向、高低, 如果发现问题, 使用10m弦进行测量;使用塞尺测量钢轨轨底与轨下垫层之间的空隙, 当空隙超过2mm以上时视为空吊, 并在相应的轨枕上做出标记;曲线正矢可使用20m弦进行测量。
每两个月至少检查一次, 对线路状态较差的线路, 适当增加检查次数。结合线路运营情况, 超过预警变形频次和速率, 造成对轨道影响程度, 适当轨道动态检查次数。
6 道床结构整治措施
在整体结构沉降较小的情况下, 可认为轨道结构的道床与桥梁结构的变形可保持一致。如变形过大, 有可能产生道床与主体结构的剥离、道床开裂等[3]。道床与结构间剥离和道床开裂超过0.3mm的地段, 应严格按照规范要求进行整治, 以满足运营安全要求。
6.1 无砟轨道裂缝修补工艺
无砟轨道主要技术特点是:极低的粘度及极小的表面张力, 可以渗透到细小的裂缝中;固化时间快, 可以在较短的天窗时间内完成修补, 不影响行车;具有较好的环境适应性, 可以在较低的温度及潮湿环境中固化;具有较高的粘接强度、抗拉强度和抗压强度, 可以对结构起到较好的补强作用。
无砟轨道修补主要有注浆材料和封闭材料二种。无砟轨道修补工艺:裂缝清理→裂缝封闭→粘贴注浆嘴→连接注浆装置, 注入修补材料→去除注浆嘴, 封闭材料→表面处理。从修补到固化完成, 总共大约90min。
裂缝注浆材料修补后的强度, 见表1。
6.2 环氧树脂砂浆方案
道床内短轨枕出现松脱、道床掉块等缺陷, 采用环氧树脂方案, 它是将环氧树脂按 (树脂:二甲苯:二丁酯:乙二胺=5:1:1:1) 比例均匀搅拌, 将水泥及立德粉按 (水泥:立德粉=1:2) 比例拌制, 再将两种材料均匀搅拌, 然后将材料填充在凿除面并用抹子抹面定型。环氧树脂砂浆凝固时间与环境温度有关, 但3h内基本可达到C60强度。
6.3 套管失效修复方案
针对现场套管滑丝失效, 应更换锚固套管。可采用专用的植筋胶补植套管, 先用准50冲击钻或热熔方式去除失效的套管, 然后补植套管, 凝固时间10min, 30~40min内, 补植后的抗拉强度不低于80k N, 全过程控制120min内套管抗拔强度不低于100k N。
7 结论
通过对城市轨道交通高架桥上整体道床轨道结构受力变形计算分析, 主要得到以下结论:
(1) 桥梁由于基础变形等, 将引起梁端位移, 包括竖向和横向位移, 对轨道结构会产生一定的影响, 梁端两侧各10组扣件受到的向上或向下位移, 距离梁端最近的5组扣件受到的压力或拉力最大, 使梁缝处成为轨道结构的薄弱地段;
(2) 对于梁缝处桥梁结构变形, 整体道床扣件系统的受力和钢轨附加弯矩随梁端变形的增大而增大, 为保证扣件系统的正常使用, 应严格限制梁端变形大小, 特别是梁端非对称的转动及错台应引起重视;
(3) 对于高架桥上整体道床, 预防性措施轨道防护方案应有利提高轨道结构的强度、稳定性、耐久性、绝缘性和适量的弹性, 方便调整, 以增强轨道结构变形能力并保证运营安全;
(4) 在整体结构沉降较大的情况下, 有可能产生道床与主体结构的剥离、道床开裂等。道床与结构间剥离和道床开裂超过0.3mm的地段, 应严格按照《城市轨道交通设施养护维修技术规范》 (DB11T718-2010) 要求进行整治。
参考文献
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