第一篇:路基路面產生不平整的原因及處理措施范文
[ 摘要]本文分析了路面不平整產生的原因,并提出采取相應對策措施 [ 關鍵詞] 路面平整度 原因 處理 措施 1前言
隨著高等級公路的迅速發展,對于路面平整度要求越來越高,路面平整度的合格率既反映了行車舒適程度,又反映了施工隊伍的水平。由于各種原因瀝青路面工程,不同程度的出現了坑凹、接縫臺階、波浪、碾壓車轍、橋涵與路面接茬不平、跳車等路面不平整現象,本人就出現的某些現象借此分析、初探瀝青路面產生不平整的原因及處理措施。瀝青路面不平整產生的主要原因
瀝青路面的施工,影響因素很多,單是路面平整度,就與施工人員素質、路基施工質量、橋頭涵洞兩段及橋梁伸縮縫的處理、路面底基層及基層的施工、路面施工機械的選用及路面材料的質量有關,而這些恰恰就是影響路面平整度的主要原因。
2.1 路基不均勻沉降,造成已鋪筑路面出現坑凹
路基是路面的基礎,路基不均勻沉陷,必然會引起路面的不平整,分析其原因,不外乎:
⑴路基填料控制不好,路面形成高低不平,養護人員挖開路面后,發現部分路段路基是由建筑垃圾、工業垃圾填筑的⑵半挖半填路基的接合部處理不當、路基的壓實度不足,半挖半填路基較多,當路面完成后,出現了沉陷、沉陷和裂縫,是由于路基填料的含水量大,施工單位力量不夠,未能按規范要求挖臺階施工,造成路基于填料接縫接合部產生裂縫和沉降,路基壓實機具不足,使路基土壤的密實度偏低,土體透水性增強,造成水分集聚和侵蝕路基,使路基土軟化而產生不均勻沉降。⑶特殊地基路段、路基防護排水不完善,是由于對原地基勘探不祥,有部分路基修筑在軟土地段,因軟土的壓縮性大,在自重的作用下產生沉降,部分路段是由于路基的防護、排水系統不完善,造成濕陷性黃土的不均勻沉陷、水流不暢,引起路基變形。
2.2 橋梁涵洞兩端及橋梁伸縮縫的跳車,嚴重影響著路面整體平整度
橋梁、涵洞兩端的路基病害,是一個比較普遍的現象,也是最常見的公路病害之一,不同程度的出現一些問題,主要表現在: ⑴橋梁、涵洞的臺背填土,由于壓實機械的作業面狹小而是壓實不到位,通車后,引起路基的壓縮沉降。
⑵臺背填料與臺身的剛度差別大,造成沉降不均勻。
⑶在橋梁、涵洞與路基結合處,常會產生細小縮裂縫,雨水滲入后,使路基產生病害,導致該處路基發生沉陷。
⑷橋梁伸縮縫在選型和施工時考慮不周和處理不當,產生跳車現象。2.3 基層不平整對路面平整度的影響
施工要求不嚴,在施工中,基層做的不平,無論怎樣使面層攤鋪平整,但壓實后也因虛鋪厚度不同,路面產生不平整,這說明基層不平整對路面平整度的有著嚴重的影響。
2.4 路面鋪機械及工藝對平整度的影響很大
攤鋪機是瀝青路面面層施工的主要機具設備,其本身的性能及操作對攤鋪平整度影響很大。攤鋪機結構參數不穩定、行走裝置打滑、攤鋪機攤鋪的速度快慢不勻、機械猛烈起步和緊急制動以及供料系統速度忽快忽慢都會造成面層的不平整和波浪。
⑴攤鋪機械性能好壞,決定著路面面層的平整度。⑵ 攤鋪機基準線的控制,也影響著路面平整度。目前使用的攤鋪機大都有自動找平裝置,攤鋪是按照預先設定的基準來控制,但施工單位往往不夠重視或由于高程的操平誤差,形成基準控制不好、基準線因張拉力不足或支承間距太大而產生繞度,使面層出現波浪;掛線高程測量不準,量線失誤或樁位移動,都會通過架設在鋼絲線上的儀表反映在相應的攤鋪路段上,造成路面高低起伏。⑶攤鋪機操作不正確,最容易造成路面出現波浪、搓板。無論在施工中采用哪一種型號的攤鋪機,若攤鋪機操作手不熟練,導致攤鋪機曲線前進、運料車在倒料時撞擊攤鋪機、攤鋪機不連續行走或在行走過程中熨平板高低浮動等不規范作業,都會使路面形成波動或搓板;攤鋪機的熨平板未充分預熱,造成混合料粘結和熨不平;運輸車因與攤鋪機配合不好,卸料時,撒落在下層的混合料未及時清除,影響了履帶的接地標高,連帶了攤鋪層的橫坡及平整度。
2.5面層攤鋪材料的質量對平整度影響
瀝青路面的施工質量,也取決于主要材料的質量和瀝青混合料的配合比設計及瀝青混合料的拌和。⑴ 瀝青混合料的配合比不合理,有:油石比較大,已鋪筑的路面會產生壅包和泛油;油石比較小,路面會出現松散;礦料的質量不好,集料的壓碎值和石料的抗壓強度太差和細長扁平顆粒含量過高,使路面混合料的穩定度降低,容易出現路面的各種病害。⑵ 瀝青混合料的拌合不均勻,有:當拌和設備出現意外情況,剛開爐或料溫低,含水量大時,會出現料溫不均勻現象;當篩分系統出現問題時,造成骨料級配發生較大變化;有時也會出現花白料,使路面難以攤鋪成型;溫度過高造成瀝青老化,不能保證瀝青混凝土攤鋪質量;拌和能力過小,出現停工待料狀況,使接頭處溫度降低,出現溫度差,形成一個個坎;當運輸設備不配套或司機技術較差時,會撞擊攤鋪機,使機身后移,形成臺階。2.6 碾壓對平整度的影響
瀝青面層鋪筑后的碾壓對平整度有著重要影響,選擇碾壓機具、碾壓溫度、速度、路線、次序等都關系著路面面層的平整度,主要表現在:
⑴壓路機型號的選擇上,如果采用低頻率、高振幅的壓路機時,會產生“跳動”夯擊現象而破壞路面平整度。壓路機初壓噸位過重也會使剛攤鋪好的路面產生推擠變形。⑵碾壓溫度 的控制上,初壓溫度過高壓路機的輪跡明顯,瀝青料前后推移大,不穩定;復壓溫度過高會引起膠輪壓路機粘結瀝青細料,小碎片飛濺,影響表面級配;溫度過低,則不易碾壓密實和平整。⑶碾壓速度的調整上,壓路機碾壓速度不均勻、急剎車和突然起動、隨意停置和掉頭轉向、在已碾壓成型的路面上停置而不關閉振動裝置等都會引起路面推擁;在未冷卻的路面上停機會出現壓陷槽。⑷碾壓路線的行走上,碾壓行進路線不當,不注意錯輪碾壓,每次在同一橫斷面處折返,會引起路面不平。⑸碾壓次數的確定上,碾壓遍數不夠,即壓實不足,通車后形成車轍;碾壓遍數太多,由于短時間集中重復碾壓,會造成已成型路面的推移,形成龜裂核波浪。⑹驅動輪和轉向輪的前后問題上,如果是從動輪在前,由于從動輪本身無驅動力,靠后輪推動,因而混合料產生推移,倒退時在輪前留下波浪。2.7 接縫處理欠佳
接縫包括縱向接縫和橫向接縫(工作縫)兩種,接縫處理不好常容易產生的缺陷是接縫處下或凸起,以及由于接縫壓實度不夠和結合強度不足而產生裂紋甚至松散。3 提高路基及路面基層平整度的措施 3.1 路堤填筑前原地面處理
路基的施工質量,是整個路線工程的關鍵,也是路基路面工程能否經受住時間、車輛運行荷載、雨季冬季的考驗。要做好路基工程,必須扎扎實實地進行路基的填筑,尤其對原地面的處理和坡面基地的處理:
⑴填筑路堤時應首先進行原地面處理。當路堤填筑高度不小于1.0M時,應注意將路基范圍內的樹根,草叢全部挖除。若基底的表層土系腐殖土,則須用挖掘機或人工將基表層土清除換填,厚度視具體情況而定,一般以不小于30CM為宜,并予以分層壓實。如發現草炭層、鼠洞、裂縫,應更換符合條件土回填,并按規定進行壓實。路堤通過耕地時,路堤筑填施工前必須預先填平壓實。如其中有機質含量和其他雜質較多時,碾壓時因彈性過大,不易壓實,應換填土。⑵坡面基底處理。當坡面較小(橫坡小于1:5)時,只需清除坡面上的表層,其處理方法同上。但坡度較大(橫坡大于1:5)時,應將坡面做成臺階,讓填料充分嵌在地基里,以防止路堤的滑移。臺階的尺寸,依土質、地形和施工方法而不同,一般寬底不宜小于1M,而且臺階頂面應做成向堤內傾斜3%-5%的坡度,并分層夯實。當所有臺階填完之后,可按一般填土進行。3.2 路堤填料
路堤填料一般應采用砂礫及塑性指數和含水量符合規范的土,不使用淤泥、沼澤土、凍土、有機土、含草皮土、生活垃圾及含腐殖質的土。對于液限大于50,塑性指數大于26 的土,一般不宜作為路基填土,但必須使用時,作如下處理: ⑴控制最佳含水量,保證土料在最佳含水量下達到最佳壓實度。⑵摻外加劑改良。對含水量大、塑性高的土或強度不足的其他材料如含有大量細粒砂的砂質土摻入石灰、水泥工業廢料或其它材料的穩定劑,對土的性質進行改良,達到填土要求。⑶采用不同土質填筑路堤時,采取以下措施:①層次應盡量減少,每一結構層總厚度不小于0.5M,不得混雜亂填,以免形成水囊或滑動面;②透水性差的土填筑在下層時,其表面做成一定的橫坡,以保證來自上層透水性填土的水分及時排出;③合理安排不同土質的層位,采用不因潮濕及冰融而變更其體積的優良土填上層,強度較小的應填在下層;④在不同土質填筑的路堤交接處應做成斜面,并將透水性差的土填在斜面的下部。3.3 填土路基壓實
路基施工時,應嚴格按現行《公路路基施工技術規范》要求進行,并應通過試驗路段來確定不同機具壓實不同填料的最佳含水量、適宜的松鋪厚度和相應的碾壓遍數、最佳的機械配套和施工組織,還要有一定素質的施工隊伍來重視。3.4 特殊地基處理
軟土地基具有極大的破壞性,雖然在對其認定上尚無完全一致的結論,但從廣義上講,只要外在荷載在土基上有可能出現有害的過大變形和強度不夠等問題時,我們都應該視為軟基而認真對待,并進行必要的處理。一般按處理的部位可分為地基處理和路提處理,處理的方法為:
⑴對于路基高度不高,軟土層或淤泥層比較薄的地段,采用砂墊層、置換填土、反壓護道、拋石擠淤的方法處理,以增強路基。⑵對于排水地基,根據實地情況,采用砂墊層法、袋裝沙井法、砂樁、塑料板排水法及置換填土來處理。⑶對于軟土地基或濕陷性黃土地區比較復雜的地基情況,采用墊隔土工布、碎石樁、加固土樁及強夯的辦法處理。⑷對于軟土路提的處理,采用墊隔覆蓋土工布、增設土工格室、土工格柵等辦法。3.5 完善排水設施
為了保持路基能經常處于干燥、堅固和穩定狀態,必將影響路基穩定的地面水予以攔截,并排除到路基范圍之外,防止漫流、聚積和下滲。同時,對于影響路基穩定的地下水,應予以截斷、疏干、降低水位,并引導到路基范圍以外,使全線的溝渠、管道、橋涵構成完整的排水體系。對于黃土地區的排水設施應注意防沖、防滲以及水土保持問題。
⑴在一般路段,路基排水溝渠I包括邊溝、截水溝、排水溝,要注意防滲、防沖,采取加固及防止滲漏措施;黃土地區公路邊溝以采用漿砌片加固效果較好;截水溝應設在離塹頂邊緣以外不少于10M的地方,斷面不宜過大,溝底縱坡宜在0.5%-2.0%之間,在填挖交界處引出邊溝水時,注意出水口的加固。⑵在埡口、深路塹、高路堤、滑坡、陷穴等地段,可用挖魚鱗坑、水平溝、種草、植樹等方法對坡面徑流進行調治與防護;在沖溝頭植樹,防止沖溝溯源侵蝕,危害路基;布設在溝谷的路線,在溝谷中筑壩淤地,并保護路基坡腳不受水的沖刷破壞;還可做護坡埂、澇池、水窯等。3.6 橋頭、涵洞兩端及伸縮縫的防治措施
橋頭、涵洞兩端引起的跳車現象,成為各個公路路線上一個主要克服和攻關項目,要對其徹底進行治理好,要從以下幾點著手:
⑴地基加固處理,為消除橋臺和臺后填方段的差異沉降變形,需對地基進行加固,尤其是特殊路基,如軟土地基、濕陷性黃土地基、河流相沖擊洪積物地基等需進行特殊處理:軟土屬高壓縮、大變形地基,對該地基首先采用插塑料板、袋裝沙井的超載預壓等方法進行排水加固,其次根據填方路提的壓力計算,采用噴粉樁、擠密莊等進行加固處理;河流沖積物,使長年累月積累下來的,沉積物種類多,要充分分析其成份,做好設計,進行地基漸變加固;濕陷性黃土要做好防排水設計,采用強夯等辦法進行加固。⑵橋頭設計過渡段,即在一定長度范圍內鋪設過渡性路面或設置搭板,可以使在柔性結構路段產生的較大沉降通過過渡段至橋涵結構物上,車輛行駛就不至于產生跳車。⑶臺背填料的選擇,在挖方地段的臺背回填部位,因場地特別窄小,可選用當地的石渣、砂礫等優質填料;在高填方的拱涵及涵洞與側墻的相接部位,盡量選用內摩差角大的填料進行填筑,而且施工是應注意填料土壓的平衡,不發生偏移,以免造成工程事故。⑷在靠近構造物背后設置必要的地下排水設施,也可在橋臺與填方結合處及過渡段的路面下設置墊層,防止路面下滲水進入填方,對中間為砂礫填料、兩側為土類填料的填方與加固地基的連接處做縱向集水管和橫向排水管,以排泄填方與加固地基之間的下滲水。⑸強化施工質量管理,提高橋涵兩端路提的施工質量,完善施工工藝、方法和強化管理。為適應橋涵端部而路提施工場地窄小、壓實區域形狀不規則而工期又緊迫的特點,應使用專用的小型壓實機械。3.7 路面基層施工注意
⑴嚴格按照《公路路面基層施工技術規范》(JTJ034-93)要求進行底基層和基層施工,對于高速公路和一級公路,必須堅持除與土基接觸的底基層可以采用路拌法施工以外,其上面的各層均應采用集中場拌和攤鋪施工方法,以確保標高、橫坡、強度、平整度達到設計要求。當采用攤鋪機進行基層施工時,為了消除中間高兩側低的現象,可適當調整攤鋪機兩側的橫向斜桿,使熨平板呈中間低兩頭翹狀態。⑵加強基層養護,在基層施工完成后,采用不透水薄膜或濕砂進行養護,也可以采用噴灑瀝青乳液保護。若無上述條件時,可以用灑水進行養護,并應嚴格控制行車。若不能封閉交通,應限制重車通行,其車速不應超過30KM/H,同時應注意其他交通設施對基層的損壞。若出現車槽(坑槽)松散,應采用相同材料修補壓實,也可用貧混凝土填平振實后,上面攤一層油毛氈再進行路面施工。嚴禁用松散粒料填補。⑶嚴格控制基層平整,面層鋪筑前用3M直尺對基層進行平整度檢測,平整度差且大于8MM的路段應進行整平。面層攤鋪前認真清掃基層表面,確保基層表面整潔,沒有松散浮料和雜質。如有泥土還應用壓力水沖洗干凈。如基層表面局部透層瀝青或下封層脫落,則應將脫落處基層表面清洗干凈后補灑透層瀝青或補做下封層。認真抄平放線,確保基層標高和基準線標高準確無誤。基層標高超過允許范圍時,高處必須鏟平,低處可用下面層補平。面層鋪筑前受到其他工序污染,如表面滴落水泥成硬渣時,應予及時清除,以確保面層平整度。
3.8 瀝青路面機械攤鋪工藝及控制
⑴攤鋪機基準線的控制,攤鋪機在進行自動找平時,需要有一個準確的基準面(線),下面介紹二種確立基準面(線)的方法,使用者可結合路面的結構層次和施工位置進行選定。其基本原則是:當以控制高度為主時,以走鋼絲為宜;當控制厚度為主時,則采取浮動基準梁法。一般是底面層用走鋼絲,中面層和表面層用浮動基準梁法。
攤鋪底面層——基準鋼絲繩(走鋼絲)法,是在路面兩側安裝基準鋼絲繩,但注意:支持鋼絲繩的支柱鋼筋的間距不能過大,一般為5—10M;用兩臺精密水準儀測量控制鋼筋的高程,鋼筋宜較設計高程高1—2MM,并保證鋼筋的高程在鋪筑過程中始終準確;一般使用Φ2MM-Φ3MM的高強度鋼絞線,用緊線器拉緊安放在支柱的調整橫桿上,每兩根鋼支柱間鋼絲繩的撓度不大于2MM,張緊鋼絲繩的拉力一般在800N左右;基準線應盡量靠近熨平板,以減少厚度增量值;為保證連續作業,每側鋼絲繩至沙應具備有三根200-250M長的鋼絞線,在未走完本段鋼絲之前,下段鋼絲已經架設完成。
攤鋪中面層和表面層——浮動基準梁法,浮動基準梁用于保持攤鋪機前后高差相同,保證攤鋪厚度和提高表面平整度,在構造物上另加掛鋼絲繩配合進行控制(因構造物上瀝青層的厚度與表面層厚度不同),方法是:浮動基準梁的前部由長2-3M的2-4個輪架組成,每個輪架有3-44對小輪,行走在攤鋪機前面下承層。浮動基準梁的后部是約0.5MX10M的滑板(俗稱滑靴),在攤鋪層頂面滑移,為了減少基準誤差和自動找平裝置的誤差,需在進行自動找平裝置的安裝和調整時注意:橫坡傳感器聽安裝誤差應小于+0.1%;浮動基準梁的滑動基面應與攤鋪基面平行上橫坡值相同;隨時檢查液壓系統的工作壓力,使其處于正常狀態;隨時檢查攤鋪厚度和橫坡值是否符合設計值。⑵攤鋪機的攤鋪進度控制,攤鋪機應該勻速,不停頓地連續攤鋪,嚴禁時快時慢。因攤鋪速度的變化必然導致攤鋪厚度變化。為了保證厚度不變,就要調節厚度調節器以及搗固器和熨平板的激振力與振搗梁行程,但人工調節是憑經調節,在速度變化處會引起攤鋪后預壓密實度的變化,從而導致最終壓實厚度的差異,影響路面平整度。在攤鋪過程中,應盡量避免停機,應將每天必須停機中斷攤鋪點放在構造物一端頂定做收縮縫的位置。在中途萬一出現停機,應將攤鋪機熨平板鎖緊不使下沉;停頓時間在氣溫10以上時不要超過10MIN。停頓時間超過30MIN或混合料溫度低于100時,要按照處理冷接縫的方法重新接縫。⑶攤鋪機操作控制措施,選用熟練的攤鋪機操作手,并進行上崗前培訓;在攤鋪過程中,運料車應在攤鋪機10-30M處停住,并掛空檔,依靠攤鋪機推動緩慢前進,并應有專人指揮卸料車進行卸料;確保攤鋪機供料系統的工作具有連續性,即保證腳輪(輸送輪)內的料位高度穩定、均勻、連續,料位高度保持在中心軸以上葉片的2/3為宜。如中斷攤鋪時間短,僅受料斗內的混合料已經冷硬,則應先將受料內已冷硬的混合料鏟干凈,然后重新喂料;派專人負責及時清掃灑落的粒料;攤鋪前,熨平板必須清理干凈,調整好熨平板的高度和橫坡后,預熱熨平板。熨平板的預熱溫度應接近瀝青混合料的溫度,一般可加熱到85-900 3.9 碾壓質量控制
瀝青混凝土面層的碾壓通常分為三個階段進行,即初壓、復壓和終壓。⑴初壓,第一階段初壓習慣上常稱作穩壓階段。由于瀝青混合料在攤鋪機的熨平板前已經初步夯擊壓實,而且剛攤鋪成的混合料的溫度較高(常在140左右),因此只要用較小的壓實就可以達到較好的穩定壓實效果。通常用6-8T的雙輪振動壓路機以2KM/H左右速度進行碾壓2-3遍。碾壓機驅動輪在前靜壓勻速前進,后退時沿前進碾壓時的輪跡行駛進行振動碾壓。也可以用組合式鋼輪—輪胎(四個等間距的寬輪胎)壓路機(鋼輪接近攤鋪機)進行初壓。前進時靜壓勻速碾壓,后退時沿前進碾 壓時的輪跡行駛并振動碾壓。⑵復壓,第二階段復壓是主要壓實階段。在此階段至少要達到規定的壓實度,因此,復壓應該在較高溫度下并緊跟在初壓后面進行。復壓期間的溫度不應低于100-1100,通常用雙輪振動壓路機(用振動壓實)或重型靜力雙輪壓路機和16T以上的輪胎壓路機同進先后進行碾壓,也可以用組合式鋼-輪胎壓路機與振動壓路機和輪胎壓路機一起進行碾壓。碾壓遍數參照鋪筑試驗段時所得的碾壓遍數確定,通常不少于8遍,碾壓方式與初壓相同。⑶終壓,第三階段終壓是消除缺陷和保證面層有較好平整度的最后一步。由于終壓要消除復壓過程中表面遺留的不平整,因此,瀝青混合料也需要有較高的溫度。終壓常使用靜力雙輪壓路機并應緊接在復壓后進行。終壓結束時的溫度不應低于瀝青面層施工規范中規定的70,應盡可能在較高溫度下結束終壓。在施工現場,組織得好的碾壓應是初壓、復壓和終壓的壓路機各在相互銜接的小段上碾壓并隨攤鋪速度依次向前推進。當然,實際碾壓過程中壓路機會超過復壓與初壓和終壓復壓的分界線;為使壓路機駕駛員容易辨明自己應該碾壓的路段,可用彩旗或其他標記物放在初壓與復壓和復壓與終壓的分界線上,并根據瀝青混合料的溫度和碾壓遍數移動這此標記物,指揮駕駛員及時進入下一小段進行碾壓。⑷為保證各階段的碾壓作業始終在混合料處于穩定的狀態下進行,碾壓作業應按下述規則進行:由下而上(沿縱坡和橫坡);先靜壓后振動碾壓;初壓和終壓使用雙輪壓路機,初壓可使用組合式鋼輪-輪胎壓路機,復壓使用振動壓路機和輪胎壓路機;碾 壓時驅動輪在前,從動輪在后;后退時沿前進碾壓的輪跡行駛;壓路機的碾壓作業長度應與攤鋪機的攤鋪速度相平衡,隨攤鋪機向前推進;壓路機折回去 在同一斷面上,而是呈階梯形;當天碾壓完成尚未冷卻的瀝青混凝土層面上不應停放一切施工設備(包括臨時停放壓路機),以免產生形變;壓實成型的瀝青面層完全冷卻后才能開放交通。⑸橫向接縫的碾壓,橫向接縫的碾壓是工序中重要一環。碾壓時,應先用雙輪壓路機進行橫向(即垂直于路面中心線)碾壓,需要時,攤鋪層的外側應放置供壓路機行駛的墊木。碾壓時壓路機應主要位于已壓實的混合料層上,伸入新鋪混合料的寬度不超過20CM。接著每碾壓一遍向新鋪混合料移動約20CM,直到壓路機全部在新鋪面層上碾壓為止。然后進行正常的縱向碾壓。在相鄰攤鋪層已經成型必須施做冷縱向接縫時,可先用鋼輪壓路機沿縱橫碾壓一遍,在新鋪層上的碾壓寬度為15-20CM,然后再沿橫向接縫進行橫向碾壓。橫向碾壓結束后進行正常的縱向碾壓。⑹縱向接縫的碾壓,縱向接縫的碾壓,壓路機先在已壓實路面上行走,同時碾壓新鋪混合料10-15CM,然后碾壓新鋪混合料,同時跨過已壓實路面10-15CM,將接縫碾壓密實。3.10 接縫處理對策
⑴縱向接縫,兩條攤鋪帶相接處,必須有一部分搭接,才能保證該處與其他部分具有相同的厚度。搭接的寬度應前后一致。搭接施工有冷接茬和熱接茬兩種。冷接茬在施工是指新攤鋪層與經過壓實后的已鋪層進行搭勢頭。半幅施工不能采用熱接縫時宜加設檔板或采用切刀切齊。鋪另半幅前必須將縫邊緣清掃干凈,并涂灑少量粘層瀝表。攤鋪時應重疊在已鋪層5-10CM,攤鋪后用人工將攤鋪在前半幅上面的混合料鏟走,然后進行碾壓。應注意新攤鋪帶必須與前一條攤鋪帶動的松鋪厚度要同。熱接在施工一般是在使用兩臺以上攤鋪機梯隊作業時采用的。此時兩條毗鄰攤鋪帶的混合料都還處于壓實前的熱狀態,所以縱向接茬易于處理,且連接強度較好。施工時應將已鋪混合料部分留下10-20CM寬,暫不碾壓,作為后攤鋪部分的高程基準面,待后攤鋪部分完成后,一起跨縫碾壓。不管采用冷接法或熱接法,攤鋪帶的邊緣都必須齊整,這就要求機械在直線上或彎道上行駛始終保持正確位置。為此,可沿攤鋪帶一側敷設一根導向線,并在機械上安置一根帶鏈條的懸桿,駕駛員只要注視所懸鏈條對準導向線行駛即可。⑵橫向接縫,相鄰兩幅及上下層的橫向接縫均應錯位1M以上。橫向接縫有斜接縫和平接縫兩種。高速公路、一級公路的中、下層的橫向接縫可采用斜接縫,在上面層應采用垂直的平接縫,其他等級頌路的各層均可采用斜接縫。鋪筑接縫時,可以已壓實部分上面鋪一些熱混合料使之預熱軟化,以加強新舊混合料的粘結。但在開始碾壓前應將預熱用的混合料鏟除。
斜接縫的搭接長度與層厚有關,一般為0.4-0.8M。搭接處應清掃干凈并灑粘層油。當搭接處混合料中的粗集料顆粒超過壓實層厚時應予剔除,并補上細除。斜接縫應充分壓實并搭接平整。
平接縫應做到緊密粘結、充分壓實、連接平順,施工可采用下列方法: ①在施工結束時,攤鋪機在接近端部前約1M處將熨平板稍抬起駛離現場,用人工將端部混合料鏟齊后再予碾壓,然后用3M直尺檢查平整度,趁混合料尚未冷透時垂直刨除端部層厚不足的部分,使下次施工時直角連接。②在預定的攤鋪段的未端先撒一薄層砂帶,攤鋪混合料后攤鋪層上挖一道縫隙,縫隙位于撒砂的交界處,在縫中嵌入一塊與壓實層厚等厚的木板或型鋼,待壓實后鏟除撒砂的部分,掃盡砂子,撤去木板或型鋼,在端部灑粘層瀝青接著攤鋪。③在預定的攤鋪段未端先鋪上一層麻袋或牛皮紙,攤鋪碾壓成斜坡,下次施工時將鋪麻袋或牛皮紙的部分用人工刨除,在端部沾層瀝青接著攤鋪。④在以預定攤鋪段的末端先撒一薄層砂帶,再攤鋪混合料,待混休整 料稍冷卻后用切割機將撒砂的部分要切割整齊后取走,再干拖布吸走多余的冷卻水,待無全干燥后在端部灑粘層瀝青接著攤鋪,不得在接頭有水或潮濕的情況下鋪混合料。對于橫向接縫,應于接縫處起繼續攤鋪混合料前,用3M直尺檢查已鋪路面端部平整度,不符合要求時應予清除。在攤鋪新混合料時應調整好預留高度,接縫攤鋪層施工結束后再用3M直尺檢查平整度,當有不符合要求者應趁混合料尚未冷卻時立即處理,以保證橫向接縫處的路面平整度。4 結束語
路面平整度要達到行車舒適這一要求,要從路基施工準備階段就開始重視,所有參加公路建設工程的施工單位,都有義不容辭的責任,都必須強化施工管理,完善施工工藝和施工方法,提高施工質量,才能從源頭上、根本上解決問題,社會效益和社會質量得到保證。參考文獻:
1.《路面工程》1989.12 人民交通出版社 2.《路基工程》
3.《公路與橋梁工程病害防治及檢測修復實用技術大全》1999.7 長春出版社
第二篇:水泥混凝土路面表面裂縫產生的原因及處理措施
水泥混凝土路面表面裂縫產生的原因及處理措施
水泥混凝土路面是一種剛度大、擴散荷摘載能力強、穩定性強的路面結構。但由于在施工中水泥混凝土的原材料及配合比的控制未達到設計標準,施工工藝不規范。使得水泥混凝土路面道板出現了早期損壞,導致路面出現裂縫與斷板,這就降低了路面使用性能,不能確保水泥混凝土路面的正常使用年限,不能發揮道路建設的投資效益。因此,需要對路面出現的裂縫與斷板進行認真觀測、分析、確定裂縫原因,制定切實可行的修補方案。
一、裂縫分類與產生的原因
水泥混凝土道面的裂縫,可分為表面裂縫和貫穿板全厚度的裂縫(簡稱貫穿裂縫)。
(一)、表面裂縫 水泥混凝土道面表面裂縫主要是由混凝土混合料的早期過快失水干縮和碳化收縮引起的。混凝土混合料是一種多相不均勻材料。由于構成混合料的各種固體顆粒大小、密度不同,混合料不可避免地會發生分層離析。
1、泌水裂縫
在路面水泥混凝土道面施工中混合料發生分層離析大多是由于粗骨料在混合料中下沉,水分向上遷移,從而形成表層泌水。泌水的結果,使水泥混凝土道面表面含水量增加,經蒸發后混凝土表面形成凹面,此時混合料顆粒間產生較強的表面張力。當混凝土表面尚未充分硬化,不能抵御這一張力時,混凝土表面則發生裂縫。在混凝土澆筑后數小時,混凝土表面將出現大面積細微的龜裂。
2、碳化裂縫 當混凝土的水泥用量較低、水灰比較大時,空氣中的二氧化碳易滲透到混凝土中,混凝土的碳化反應在空氣相對濕度為30%-50%時最為激烈,此時混凝土的碳化收縮將引起混凝土表面龜裂。根治這類病害的方法是:在混凝土路面的混合料鋪筑、振搗后,立即采用真空吸水工藝,此方法可以將混凝土中富裕的水分和空氣一并吸出。這樣既提高了混凝土強度又可控制混凝土表面的網裂病害。
(二)、貫穿裂縫 水泥混凝土路面貫穿裂縫為貫穿板全厚度的橫向裂縫、縱向裂縫、交叉裂縫和板交裂縫。
1、橫向裂縫 垂直與行車方向的不規則裂縫稱為橫向裂縫,導致水泥混凝土路面出現橫向裂縫的原因較多,其主要原因有以下三方面。(1)、干縮裂縫:
在水泥混凝土中,水是以化學結合水、層間水、物理吸附水及毛細水等狀態存在。當這些水再混凝土硬化過程中失去時,水泥漿體就會發生收縮,當收縮受到限制時而發生收縮應力時,才會引起混凝土的干燥收縮裂縫。
水泥漿干縮的內部內部限制:主要來源于混凝土中的骨料對水泥漿的限制。在普通混凝土中,水泥漿的收縮率被限制了90%(或稱水泥漿被占有了90%)。因此,混凝土內部存在著引起干縮裂縫的應力狀態。水泥混凝土干縮的外部限制:主要是路面板塊間 或路面整體的限制,處于限制狀態下的混凝土結構,只有當混凝土本身的抗拉應變與混凝土硬化干燥過程中的自由收縮應變不相適應時,混凝土才會發生裂縫。配合比:在混凝土中的水泥用量、集料粒徑、細骨料含量等因素對混凝土的干縮都存在應響,但最重要的影響因素是混凝土的單位用水量。混凝土的單位用水量愈小,收縮 就愈小。單在實際施工中,過小的單位用水量,往往滿足不了混凝土路面施工的要求。因而在實際施工中,混凝土的現場拌和,是以塌落度控制水灰比、單位用水量。干縮裂縫引發的路面橫向裂縫,出現在混凝土水化硬化的早期。有資料表明:水泥混凝土收縮量的14%-34%發生在水泥混凝土的14天齡期內。(2)、冷縮裂縫(溫度裂縫): 水泥混凝土具有熱脹冷縮的性能,混凝土板塊的熱脹冷縮都是在相鄰部分或整體限制條件下發生的,故熱脹屬于變性壓縮,而冷縮則屬于拉伸變形,很容易引起開裂。水泥的水化反映是一個放熱的過程。在混凝土硬化過程中,釋放大量熱能,使溫度上升,通常混凝土溫度上升1攝氏度,每米膨脹0.01m。水泥水化反應的放熱速度初始較緩慢,25分鐘后增溫,在水泥終凝12小時后,水話溫度可達80-90攝氏度,使混凝土內部產生顯著的體積膨脹,板面的溫度則是隨著空氣氣溫而變化的。當外界氣溫降低時,板面冷卻收縮。此時混凝土路面內部膨脹,外部收縮,因而產生很大的拉應力。當混凝土的極限抗拉強度小于此拉應力時,板塊將出現裂縫或斷板。
施工期在高溫季節內,當日平均溫度約為35-40攝氏度,由于高溫暴曬,未能采取越過高溫時間段的施工措施,使得面層表面失水過快,而混凝土內部和底部大量水分卻不能及時排出,由于水分的作用使混凝土上、下表面出現溫差,在溫度應力的作用下,使得混凝土表面出現橫向不規則裂縫或斷板。上述因素是混凝土路面出現裂縫或斷板的主要原因。防治這類病害的方法很多,比較簡單的方法是:在混凝土路面 的收水抹面后及時覆蓋朔料布,根據施工期氣溫情況確定覆蓋時間。此方法可以解決混凝土早期養護用水,并使此時的混凝土內、外部溫差較小。這就避免了混凝土早期斷板的病害。
(3)、切縫不及時的原因
水泥混凝土路面縮縫(橫縫)切割時間應視施工期溫度而定,當氣溫在30攝氏度時,切縫時間應在混凝土澆筑的12-15小時后進行。采用真空吸水工藝時,切縫時間可在混凝土澆筑5-7小時后進行。當施工氣溫在20-25攝氏度時,切縫時間應在混凝土澆筑15-21小時后進行。采用真空吸水工藝時,可在混凝土澆筑8-11小時后進行。切縫深度應為混凝土路面厚度的1/4(厘米)。
由于切縫不及時,切縫深度不足,導致混凝土表面出現橫向裂縫或斷板。(4)、養生不及時 混凝土路面在硬化的初期內,需要大量水進行保濕養生。由于養生水不足或養生不及時,使混凝土表面暴曬失水,這是混凝土路面極容易產生橫向裂縫或斷板。(5)、板塊分格應合理 混凝土路面的板塊分格應嚴格按設計的要求施工。設計規范規定:混凝土路面板塊的長寬比不得大于1.3,板塊面積不得大于25m2。由于板塊分格不合理,不能滿足設計要求,混凝土路面將會出現橫向不規則裂縫。
2、縱向裂縫
沿路前進方向出現的裂縫稱為縱向裂縫。水泥混凝土路面的動力荷載傳遞順序為面層、基層、路基。由于路基的填料土質、濕度不均勻,膨脹土、粘土壓實度不足等多種原因,導致路基強度不均勻。當道路的基層和面層鋪筑后,盡管道面傳到路基頂面的荷載應力很小,只要路基稍有不均勻沉降的現象出現,在板塊自重和行車壓力作用下將產生縱向裂縫。開始裂縫很小,一般小于0.05mm,但隨著雨水侵入使基層軟化、液化,而產生唧泥、淘空,使裂縫加大。縱向裂縫的防治原則是:在新筑路基或舊路加寬改造時,要嚴格按著新筑路基或舊路拓寬改造的施工程序實施,確保路基的穩定性,并在混凝土路面澆筑之前嚴格檢查基層頂面回彈模量是否符合規范要求。使之控制縱向裂縫的產生。
3、交叉裂縫 水泥混凝土在拌和、運輸、振搗、凝結、硬化的過程中始終存在著水泥的水化反應。水化反應可分為:初始期、休止期、凝結期及硬化期四個階段。水泥水化反應在混凝土發生升溫和降溫過程中產生體積的脹縮變形,在內部骨料及外部邊界條件約束下使混凝土的自由脹縮變形受阻,而產生拉 壓應力。由于安定性不足的水泥中殘存著一些過燒的Cao和Mgo,它們的水化速度較慢,往往是在水泥硬化后再水化,引起水泥漿體積膨脹、開裂甚至潰散,在澆筑后的混凝土路面上出現大面積龜裂。因此,在水泥混凝土路面施工中要嚴格控制水泥的質量,嚴格按混凝土的設計配合比操作,保證混凝土強度。
4、板角斷裂
與混凝土板角兩邊接縫相接的貫穿板厚的裂縫稱為板角斷裂。板角是混凝土路面的薄弱部位,由于板角很難振搗密實,板角強度相對較小。相鄰板角之間無傳力桿,傳荷能力較差。當車輪荷載作用在板角時很容易出現板角斷裂。,預防板角斷裂的措施:采用水穩性好的基層;橫、縱縫填縫前要清理干凈,填料要飽滿;施工中板角、板邊要振搗密實。
二、裂縫與斷板的修補措施
1、一般裂縫 此裂縫的處理可采用環氧樹脂修補圬工工藝方法進行。詳見“環氧樹脂修補圬工工藝”。
2、斷板裂縫 這類裂縫處理可視裂縫走向,確定切割寬度,切縫應與混凝土路面分格的橫縫平行,切割深度為12厘米,將切割區內的原混凝土鑿除并清洗干凈,并將底部的裂縫鑿成“V” 型槽,用環氧樹脂膠拌和水泥砂漿灌實。然將槽底部用1:1水泥砂漿鋪平,并放臵方孔為5mm的鋼絲網,再澆注抗折強度不小于4.5Mpa的細石混凝土進行振搗壓實,經收水抹面后覆蓋養生。細石混凝土中應摻配膨脹劑,其比例為水泥重量的15%。混凝土路面的裂縫或斷板按上述措施修補后,應建立觀測點,觀測修補后的道路使用情況。附:混凝土路面修補工藝及參考表。
環氧樹脂修補砼工藝
一、配合比工藝
1、先將水泥、中(粗)砂與水按其設計配合比進行配制。
2、將環氧樹脂與稀釋劑攪拌均勻。當環境溫度低于20度時,可用溫水溶法,(即將拌和物裝入器皿內臵入水中加溫)使樹脂溶化,加熱溫度不超過40度。
3、將硬化劑加入已稀釋的樹脂溶液中,迅速攪拌。如使用間苯二胺(或乙二胺)作硬化劑時,應用溫水溶法預先將硬化劑加熱溶化,但溫度不得超過65度。
4、將加好硬化劑的樹脂倒入拌和好的粗細填料中,將含有環氧樹脂的砂漿混合物,邊和拌邊壓入裂縫中。
5、加入硬化劑后的樹脂料,一般不宜加熱。如氣溫過低影響操作或拌和時,間苯二胺(或乙二胺)有產生結晶析 出現象時,可用溫水溶法稍微加熱,但不得局部加熱或加熱過高,以防拌和物早期凝固。
6、含有環氧樹脂的拌和物,應在淺槽內拌和,便于及時散除化學熱。環氧樹脂拌和物的配合比為:水泥:砂:環氧樹脂:間苯二胺(乙二胺):水=1:3:0.25:0.02:0.45。本配合比為重量比。拌和物應在30分鐘內用完。
二、方法選用
1、裂紋寬小于0.15mm,一般不作修補,必須進行封閉時,可涂二層樹脂涂料;
2、裂紋寬0.15-0.3mm時,沿裂紋鑿一條外口寬20mm,深約3mm的“V”形槽,然后涂一層厚約0.2mm的樹脂涂料,再用樹脂砂漿修補平整;
3、裂紋寬大于0.3mm時,沿裂紋鑿一條外口寬20mm,內口寬約6mm,深約7mm的梯形槽,修補方法同2;
4、圬工(混凝土路面)表皮剝落或大塊混凝土脫落時,鑿除松散砂漿或混凝土,涂一層厚約0.2mm樹脂涂料,用樹脂砂漿修補平整。
二00五年八月九日
第三篇:瀝青混凝土路面裂縫產生原因及防治措施
瀝青混凝土路面裂縫產生原因及防治措施
一、瀝青混凝土路面裂縫類型
一般來說,瀝青混凝土路面裂縫大體分為兩種類型:一種是荷載型裂縫,即主要由于行車荷載作用下產生的裂縫。在車輛荷載作用下,半剛性基層底部產生拉應力,如果拉應力大于基層材料的抗拉強度,則基層底部很快開裂,直至影響到瀝青面層;另一種是非荷載型裂縫,以溫度裂縫為主的低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫;由于施工工藝不當或用了不合格材料產生的裂縫。兩種類型的裂縫分別通過橫向裂縫、縱向裂縫、網裂和反射裂縫等形式表現出來。
二、裂縫形式產生原因分析及預防措施 橫向裂縫
1.1 表現形式
裂縫與路中心線基本垂直,線寬不一,縫長有的貫穿整幅路面,有的路面部分開裂。
1.2 產生原因
(1)瀝青質量沒有達到本地區施工氣候要求或者沒有達到相關技術標準,致使瀝青混凝土面層溫度收縮或溫度疲勞應力大于瀝青混凝土的抗拉強度,產生橫向裂縫。
(2)施工縫處理不當,接縫不緊密,造成不同部位結合不良,從而產生橫向裂縫。
(3)半剛性基層由于水泥劑量、施工質量等綜合因素產生的路面收縮裂縫,通過橫向裂縫形式表
現出來。
(4)橋梁、涵洞等結構物回填部位沒有按照要求進行施工,或處理不得當,從而產生不均勻沉降,導致路面產生橫向裂縫。
1.3 預防措施
(1)按照《公路瀝青路面施工技術規范》中的相關要求,結合本地區的氣候條件和道路等級選用符合要求的瀝青種類,以減少或消除瀝青面層的溫縮裂縫。施工中所采用的瀝青應該到本地區相關試驗檢測機構進行試驗檢測,驗證其是否符合相關技術標準。
(2)合理組織施工。攤鋪作業盡可能連續,盡量避免冷接縫。如不能避免,冷接縫應按照要求先將已壓實的攤鋪帶邊緣切割整齊,清除浮料,用新的熱混合料敷貼到接縫部位,使冷料部位預熱軟化,清除敷貼料,向接縫壁涂刷0.3~0.6kg/m 的粘層瀝青,再攤鋪新的瀝青混合料。
(3)充分壓實橫向接縫。碾壓時,壓路機先在橫向接縫已壓實的路幅上,鋼輪伸入新攤鋪部位15cm左右,然后每壓一遍向新鋪層移動15~20cm,直到壓路機完全進入新攤鋪層,然后再轉入縱向碾壓。
(4)半剛性基層所用的水泥宜為質量穩定旋轉窯生產,水泥劑量應符合設計及施工要求,并且水泥與其他混合料要充分拌和,使之均勻。路用水泥應該按照要求頻率到相關部門進行試驗檢測。
(5)橋涵回填部位應選擇透水性及材質良好的砂礫等材料,并按照要求填筑充分碾壓;沉降嚴重地段,應先進行軟土基處理,并合理組織施工,以減少回填部位的不均勻沉降。
縱向裂縫
2.1 表現形式
裂縫走向基本與路線走向平行,裂縫長度和寬度不一。
2.2 產生原因
(1)路基填筑使用了不合格材料,路基吸水膨脹引起路面開裂。
(2)縱向加寬沒有按照要求進行施工,或者碾壓沒有達到要求,從而造成加寬部位沉降,產生縱向裂縫。
(3)路基邊坡坡度小于設計值,路基邊坡壓實度不足產生滑坡。
(4)邊溝過深,使實際填土高度加大從而產生滑坡,造成路面開裂。
(5)面層前后攤鋪相接處的冷接縫沒有按照相關要求進行處理,結合不緊密而相互脫離,產生縱向裂縫。
2.3 預防措施
(1)使用合格材料填筑路基或對填料進行處理后再進行填筑。
(2)舊路加寬或半填半挖路段,路基填筑應先將邊坡松土清除,并按照填土厚度要求逐級進行臺
階處理并充分碾壓。
(3)路基施工分層填筑,邊坡充分壓實,采用重型壓實標準;正確放坡,高填方路段放緩邊坡,減少邊溝深度。
(4)面層施工盡可能采用全幅攤鋪,如果不具備全幅攤鋪條件,可2臺攤鋪機前后緊跟攤鋪,盡可能避免前幅混合料已冷卻再進行后半幅攤鋪,確保混合料熱接;分幅攤鋪時,上、下面層施工縫應該至少錯開15era以上。如果產生冷接縫,應按照本文
網狀裂縫
3.1 表現形式
裂縫縱橫交錯,縫寬在lmm以上,縫間距離在40mm以下,裂縫面積在lm 以上。
3.2 產生原因
(1)縱橫裂縫出現后,繼續擴展,尤其是在北方地區,經過冰凍水的侵入發展而成。
(2)瀝青混合料質量差,拌和時間過長,拌和溫度過高或者在儲料倉中存儲時間過長,瀝青本身老化,導致混合料抗變形能力降低而易產生的裂縫。
(3)瀝青的性能差,尤其是低溫抗變形能力過低。
(4)路面結構中含有軟弱夾層,粒料層松動,水穩定性差,從而形成網狀裂縫。
(5)瀝青層的厚度不足,水分侵入。導致層間結合較差,加速了網狀裂縫的形成。
(6)瀝青總體強度不足,在損壞初期形成網裂,151后裂縫逐步擴展,縫間距變小。
3.3 預防措施
(1)采用低溫變形能力高的優質瀝青,并按照要求控制好瀝青混合料的拌和質量。
(2)瀝青面層攤鋪前,認真檢查下承層的施工質量,及時清除泥灰等雜物,處理好軟弱層,保證下承層穩定,并噴灑0.7—1.1l/m 的透層油,必要時可以按照要求灑石屑或砂,保證層間結合。
(3)瀝青各層要滿足最小施工厚度的要求,保證上下之間有良好的連接,并從設計、施工、養護上采取相應的措施及時排除雨后結構層內的積水。
(4)路面結構設計中應該做好交通量調查和預測工作,使路面結構組合和路面總體強度滿足設計年限內交通荷載的要求。有條件的可以采用瀝青碎石柔性基層,以緩解網狀裂縫程度。
反射裂縫
4.1 表現形式
基層產生裂縫以后,在溫度和行車荷載的作用下,裂縫逐漸反射到瀝青混凝土面層,路面的裂縫形式與基層裂縫形式基本一致。對于半剛性基層以橫向裂縫居多,對于柔性路面上加蓋的瀝青結構層,裂縫形式不一,主要取決下承層。
4.2 產生原因
(1)在已經開裂的舊瀝青、舊水泥路面上加鋪瀝青面層,由于溫度的變化(降低),老路面的裂縫繼續拉開,從而使新鋪層在舊裂縫處斷開。
(2)由半剛性基層溫縮開裂引起的反射裂縫。
(3)新鋪半剛性基層隨著混合料中水分的減少產生干縮和干縮應力,從而產生開裂,反射到瀝青面層。
4.3 預防措施
(1)在舊有路面上加鋪瀝青面層,最好先銑除原有路面后再進行加鋪;或者鋪設土工布或土工格柵,以減少反射裂縫。
(2)適當控制基層材料中粉料的含量及塑性指數,小于0.075mm的顆粒含量不應超過5%。
(3)基層施工盡可能使混合料在接近最佳含水量狀態下碾壓,并且碾壓充分,保證基層強度;同時要加強對已完基層的養生,要盡早鋪筑上層,或進行封層,以減少干縮縫。
三、裂縫的處理措施
瀝青路面裂縫產生后,應及時予以處理,防止水等有害物質侵入,影響道路使用壽命。對于細裂縫(2~5mm)可用乳化瀝青進行灌縫處理;對于大于5mm的粗裂縫,可用改性瀝青(如SBS改性瀝青)進行灌縫處理;灌縫前,必須清除縫內、縫邊碎料、垃圾等,并保證縫內干燥;灌縫后,表面應灑布粗砂或3~ 5mm的石屑。素混凝土路面
在公路、城市道路及機場道面中,目前我國采用得最廣泛的是現場澆筑的普通混凝土路面,這類混凝土路面除接縫區和局部范圍(邊緣或角隅)外,不配置鋼筋,亦稱素混凝土路面。
圖2
用素混凝土或僅在路面板邊緣和角隅少量配筋的混凝土,就地灌筑成的路面結構,施工方便,造價低廉。素混凝土路面應沿縱向每隔5~6米設一縮縫,滿足冬季縮裂要求;每隔20~40米設一脹縫,防止夏季熱脹,板屈曲壓裂或縫邊混凝土擠碎;沿橫向每隔3~4.5米設一縱縫(圖1)。由于橫脹縫易引起路面板的破壞,增加施工和養護的麻煩,20世紀60年代中期以來,對夏季施工的混凝土路面,除在橋頭、隧道口、道路交叉口小半徑曲線或縱坡變換處,必須設置脹縫外,其他路段可少設或不設。縱橫縫一般做成垂直相交,但也有把橫縫做成與縱縫交成70°~80°斜角,并按4、4.5、5、5.5和6米的不等間距順序布置。
脹縫間隙寬1.8~2.5厘米,為防止滲水,上部5~6厘米深度內應灌以填縫料,下部則設置用瀝青浸制的軟木嵌條。為傳遞荷載,混凝土板厚中央處設鋼傳力桿,桿徑20~32毫米,長40~60厘米,間距30厘米。桿的半段涂瀝青并套以套筒,筒底部填以木屑等材料(圖2a)。如不設傳力桿,可在混凝土板下設置墊枕(圖2b)。
圖3
縮縫一般做成裂口深4~6厘米的假縫形式(圖3a),上部亦灌以填縫料,可不設傳力桿。但在路基軟弱或交通繁忙路段以及鄰近長間距脹縫的二三個縮縫上,也應設置傳力桿(圖3b)。縱縫可做成假縫、平頭縫或企口縫形式(圖4),上部也灌以填縫料。為防止板塊向兩側滑移,板厚中央可設置鋼拉桿,桿徑14~20毫米,長40~60厘米,間距80~100厘米。
素混凝土路面板大多做成等厚斷面,厚約20~25厘米。由于板的邊緣和角隅最易遭到破壞,可設置邊緣鋼筋和角隅鋼筋(圖1)予以加固,或做成厚邊式斷面,從靠路肩1米處開始厚度逐漸增加,至板邊緣厚度較中間大25%。在高速公路和一級公路上,可做成由內側向外側邊緣逐漸加厚的梯形斷面。路面板大多做成單層式;當板較厚時也可做成雙層式,上層厚度不小于6~7厘米。下層使用品質稍差的材料做成低強度混凝土;為使上下層結合牢固,下層表面應清潔、粗糙并設凹槽。
混凝土路面切縫要注意:
1、要注意切縫的時間,時間隔太長了會出現裂縫,太短了,會出現毛邊;
2、要注意切的深度,淺了起不到效果,還是會出現裂縫,太深了,又耗時耗力,浪費資源;
3、間距要合適,一般控制在4-6米之間,間隔太長了,中間會出現裂縫,起不到作用了,太短了,也是浪費;
4、注意線形的順直美觀,特別是在彎道上,注意不要斜了;
5、切完后及時進行灌縫。
第四篇:提高路基及路面基層平整度的措施
提高路基及路面基層平整度的措施
1、路堤填筑前原地面處理
路基的施工質量,是路基路面工程能否經受住時間、車輛運行荷載、雨季冬季的考驗。要做好路基工程,必須扎扎實實地進行路基的填筑,尤其對原地面的處理和坡面基地的處理:
2、路堤填料
路堤填料一般應采用砂礫及塑性指數和含水量符合規范的土,不使用淤泥、沼澤土、凍土、有機土、含草皮土、生活垃圾及含腐殖質的土。對于液限大于50,塑性指數大于26 的土,一般不宜作為路基填土。
⑴控制最佳含水量,保證土料在最佳含水量下達到最佳壓實度。由于當地土質含水量特別大,通過翻曬來實現,使其達到最佳含水量。
⑶采用不同土質填筑路堤時,采取以下措施:
②透水性差的土填筑在下層時,其表面做成一定的橫坡,以保證來自上層透水性填土的水分及時排出;
③合理安排不同土質的層位,采用不因潮濕及冰融而變更其體積的優良土填上層,強度較小的應填在下層;
④在不同土質填筑的路堤交接處應做成斜面,并將透水性差的土填在斜面的下部。
3、填土路基壓實
路基施工時,應嚴格按現行《公路路基施工技術規范》要求進行,并應通過試驗路段來確定不同機具壓實不同填料的最佳含水量、適宜的松鋪厚度和相應的碾壓遍數、最佳的機械配套和施工組織,還要有一定素質的施工隊伍來重視。
6、橋頭、涵洞兩端及伸縮縫的防治措施
橋頭、涵洞兩端引起的跳車現象,成為各個公路路線上一個主要克服和攻關項目,要對其徹底進行治理好。
⑴地基加固處理,為消除橋臺和臺后填方段的差異沉降變形,需對地基進行加固,尤其是特殊路基,如軟土地基、濕陷性黃土地基、河流相沖擊洪積物地基等需進行特殊處理:軟土屬高壓縮、大變形地基,對該地基首先采用插塑料板、袋裝沙井的超載預壓等方法進行排水加固,其次根據填方路提的壓力計算,采用噴粉樁、擠密莊等進行加固處理;河流沖積物,使長年累月積累下來的,沉積物種類多,要充分分析其成份,做好設計,進行地基漸變加固;濕陷性黃土要做好防排水設計,采用強夯等辦法進行加固。
⑵橋頭設計過渡段,即在一定長度范圍內鋪設過渡性路面或設置搭板,可以使在柔性結構路段產生的較大沉降通過過渡段至橋涵結構物上,車輛行駛就不至于產生跳車。
⑶臺背填料的選擇,在挖方地段的臺背回填部位,因場地特別窄小,可選用當地的石渣、砂礫等優質填料;在高填方的拱涵及涵洞與側墻的相接部位,盡量選用內摩差角大的填料進行填筑,而且施工是應注意填料土壓的平衡,不發生偏移,以免造成工程事故。
⑷在靠近構造物背后設置必要的地下排水設施,也可在橋臺與填方結合處及過渡段的路面下設置墊層,防止路面下滲水進入填方,對中間為砂礫填料、兩側為土類填料的填方與加固地基的連接處做縱向集水管和橫向排水管,以排泄填方與加固地基之間的下滲水。
⑸強化施工質量管理,提高橋涵兩端路提的施工質量,完善施工工藝、方法和強化管理。為適應橋涵端部而路提施工場地窄小、壓實區域形狀不規則而工期又緊迫的特點,應使用專用的小型壓實機械。
7、路面基層施工
⑴嚴格按照《公路路面基層施工技術規范》(JTJ034-93)要求進行底基層和基層施工,對于高速公路和一級公路,必須堅持除與土基接觸的底基層可以采用路拌法施工以外,其上面的各層均應采用集中場拌和攤鋪施工方法,以確保標高、橫坡、強度、平整度達到設計要求。當采用攤鋪機進行基層施工時,為了消除中間高兩側低的現象,可適當調整攤鋪機兩側的橫向斜桿,使熨平板呈中間低兩頭翹狀態。
⑵加強基層養護,在基層施工完成后,采用不透水薄膜或濕砂進行養護,也可以采用噴灑瀝青乳液保護。若無上述條件時,可以用灑水進行養護,并應嚴格控制行車。若不能封閉交通,應限制重車通行,其車速不應超過30km/h,同時應注意其他交通設施對基層的損壞。若出現車槽(坑槽)松散,應采用相同材料修補壓實,也可用貧混凝土填平振實后,上面攤一層油毛氈再進行路面施工。嚴禁用松散粒料填補。
⑶嚴格控制基層平整,面層鋪筑前用3m直尺對基層進行平整度檢測,平整度差且大于8mm的路段應進行整平。面層攤鋪前認真清掃基層表面,確保基層表面整潔,沒有松散浮料和雜質。如有泥土還應用壓力水沖洗干凈。如基層表面局部透層瀝青或下封層脫落,則應將脫落處基層表面清洗干凈后補灑透層瀝青或補做下封層。認真抄平放線,確保基層標高和基準線標高準確無誤。基層標高超過允許范圍時,高處必須鏟平,低處可用下面層補平。面層鋪筑前受到其他工序污染,如表面滴落水泥成硬渣時,應予及時清除,以確保面層平整度。
8、瀝青路面機械攤鋪工藝及控制
⑴攤鋪機基準線的控制,攤鋪機在進行自動找平時,需要有一個準確的基準面(線),下面介紹二種確立基準面(線)的方法,使用者可結合路面的結構層次和施工位置進行選定。其基本原則是:當以控制高度為主時,以走鋼絲為宜;當控制厚度為主時,則采取浮動基準梁法。一般是底面層用走鋼絲,中面層和表面層用浮動基準梁法。
攤鋪底面層——基準鋼絲繩(走鋼絲)法,是在路面兩側安裝基準鋼絲繩,但注意:支持鋼絲繩的支柱鋼筋的間距不能過大,一般為5—10m;用兩臺精密水準儀測量控制鋼筋的高程,鋼筋宜較設計高程高1—2mm,并保證鋼筋的高程在鋪筑過程中始終準確;一般使用Φ2mm-Φ3mm的高強度鋼絞線,用緊線器拉緊安放在支柱的調整橫桿上,每兩根鋼支柱間鋼絲繩的撓度不大于2mm,張緊鋼絲繩的拉力一般在800N左右;基準線應盡量靠近熨平板,以減少厚度增量值;為保證連續作業,每側鋼絲繩至沙應具備有三根200-250m長的鋼絞線,在未走完本段鋼絲之前,下段鋼絲已經架設完成。
攤鋪中面層和表面層——浮動基準梁法,浮動基準梁用于保持攤鋪機前后高差相同,保證攤鋪厚度和提高表面平整度,在構造物上另加掛鋼絲繩配合進行控制(因構造物上瀝青層的厚度與表面層厚度不同),方法是:浮動基準梁的前部由長2-3m的2-4個輪架組成,每個輪架有3-44對小輪,行走在攤鋪機前面下承層。浮動基準梁的后部是約0.5m×10m的滑板,在攤鋪層頂面滑移,為了減少基準誤差和自動找平裝置的誤差,需在進行自動找平裝置的安裝和調整時注意:橫坡傳感器聽安裝誤差應小于+0.1%;浮動基準梁的滑動基面應與攤鋪基面平行上橫坡值相同;隨時檢查液壓系統的工作壓力,使其處于正常狀態;隨時檢查攤鋪厚度和橫坡值是否符合設計值。
⑵攤鋪機的攤鋪進度控制,攤鋪機應該勻速,不停頓地連續攤鋪,嚴禁時快時慢。因攤鋪速度的變化必然導致攤鋪厚度變化。為了保證厚度不變,就要調節厚度調節器以及搗固器和熨平板的激振力與振搗梁行程,但人工調節是憑經調節,在速度變化處會引起攤鋪后預壓密實度的變化,從而導致最終壓實厚度的差異,影響路面平整度。
在攤鋪過程中,應盡量避免停機,應將每天必須停機中斷攤鋪點放在構造物一端頂定做收縮縫的位置。在中途萬一出現停機,應將攤鋪機熨平板鎖緊不使下沉;停頓時間在氣溫10以上時不要超過10min。停頓時間超過30min或混合料溫度低于100時,要按照處理冷接縫的方法重新接縫。
⑶攤鋪機操作控制措施,選用熟練的攤鋪機操作手,并進行上崗前培訓;在攤鋪過程中,運料車應在攤鋪機10-30m處停住,并掛空檔,依靠攤鋪機推動緩慢前進,并應有專人指揮卸料車進行卸料;確保攤鋪機供料系統的工作具有連續性,即保證腳輪(輸送輪)內的料位高度穩定、均勻、連續,料位高度保持在中心軸以上葉片的2/3為宜。如中斷攤鋪時間短,僅受料斗內的混合料已經冷硬,則應先將受料內已冷硬的混合料鏟干凈,然后重新喂料;派專人負責及時清掃灑落的粒料;攤鋪前,熨平板必須清理干凈,調整好熨平板的高度和橫坡后,預熱熨平板。熨平板的預熱溫度應接近瀝青混合料的溫度,一般可加熱到85-90℃
9、碾壓質量控制
瀝青混凝土面層的碾壓通常分為三個階段進行,即初壓、復壓和終壓。
⑴初壓,第一階段初壓習慣上常稱作穩壓階段。由于瀝青混合料在攤鋪機的熨平板前已經初步夯擊壓實,而且剛攤鋪成的混合料的溫度較高(常在140左右),因此只要用較小的壓實就可以達到較好的穩定壓實效果。通常用6-8t的雙輪振動壓路機以2KM/H左右速度進行碾壓2-3遍。碾壓機驅動輪在前靜壓勻速前進,后退時沿前進碾壓時的輪跡行駛進行振動碾壓。也可以用組合式鋼輪—輪胎(四個等間距的寬輪胎)壓路機(鋼輪接近攤鋪機)進行初壓。前進時靜壓勻速碾壓,后退時沿前進碾 壓時的輪跡行駛并振動碾壓。⑵復壓,第二階段復壓是主要壓實階段。在此階段至少要達到規定的壓實度,因此,復壓應該在較高溫度下并緊跟在初壓后面進行。復壓期間的溫度不應低于100-110℃,通常用雙輪振動壓路機(用振動壓實)或重型靜力雙輪壓路機和16t以上的輪胎壓路機同進先后進行碾壓,也可以用組合式鋼-輪胎壓路機與振動壓路機和輪胎壓路機一起進行碾壓。碾壓遍數參照鋪筑試驗段時所得的碾壓遍數確定,通常不少于8遍,碾壓方式與初壓相同。
⑶終壓,第三階段終壓是消除缺陷和保證面層有較好平整度的最后一步。由于終壓要消除復壓過程中表面遺留的不平整,因此,瀝青混合料也需要有較高的溫度。終壓常使用靜力雙輪壓路機并應緊接在復壓后進行。終壓結束時的溫度不應低于瀝青面層施工規范中規定的70℃,應盡可能在較高溫度下結束終壓。
在施工現場,組織得好的碾壓應是初壓、復壓和終壓的壓路機各在相互銜接的小段上碾壓并隨攤鋪速度依次向前推進。當然,實際碾壓過程中壓路機會超過復壓與初壓和終壓復壓的分界線;為使壓路機駕駛員容易辨明自己應該碾壓的路段,可用彩旗或其他標記物放在初壓與復壓和復壓與終壓的分界線上,并根據瀝青混合料的溫度和碾壓遍數移動這此標記物,指揮駕駛員及時進入下一小段進行碾壓。
⑷為保證各階段的碾壓作業始終在混合料處于穩定的狀態下進行,碾壓作業應按下述規則進行:由下而上(沿縱坡和橫坡);先靜壓后振動碾壓;初壓和終壓使用雙輪壓路機,初壓可使用組合式鋼輪-輪胎壓路機,復壓使用振動壓路機和輪胎壓路機;碾 壓時驅動輪在前,從動輪在后;后退時沿前進碾壓的輪跡行駛;壓路機的碾壓作業長度應與攤鋪機的攤鋪速度相平衡,隨攤鋪機向前推進;壓路機折回去 在同一斷面上,而是呈階梯形;當天碾壓完成尚未冷卻的瀝青混凝土層面上不應停放一切施工設備(包括臨時停放壓路機),以免產生形變;壓實成型的瀝青面層完全冷卻后才能開放交通。
⑸橫向接縫的碾壓,橫向接縫的碾壓是工序中重要一環。碾壓時,應先用雙輪壓路機進行橫向(即垂直于路面中心線)碾壓,需要時,攤鋪層的外側應放置供壓路機行駛的墊木。碾壓時壓路機應主要位于已壓實的混合料層上,伸入新鋪混合料的寬度不超過20cm。接著每碾壓一遍向新鋪混合料移動約20cm,直到壓路機全部在新鋪面層上碾壓為止。然后進行正常的縱向碾壓。在相鄰攤鋪層已經成型必須施做冷縱向接縫時,可先用鋼輪壓路機沿縱橫碾壓一遍,在新鋪層上的碾壓寬度為15-20cm,然后再沿橫向接縫進行橫向碾壓。橫向碾壓結束后進行正常的縱向碾壓。
⑹縱向接縫的碾壓,縱向接縫的碾壓,壓路機先在已壓實路面上行走,同時碾壓新鋪混合料10-15cm,然后碾壓新鋪混合料,同時跨過已壓實路面10-15cm,將接縫碾壓密實。
10、接縫處理對策
⑴縱向接縫,兩條攤鋪帶相接處,必須有一部分搭接,才能保證該處與其他部分具有相同的厚度。搭接的寬度應前后一致。搭接施工有冷接茬和熱接茬兩種。
冷接茬在施工是指新攤鋪層與經過壓實后的已鋪層進行搭勢頭。半幅施工不能采用熱接縫時宜加設檔板或采用切刀切齊。鋪另半幅前必須將縫邊緣清掃干凈,并涂灑少量粘層瀝表。攤鋪時應重疊在已鋪層5-10cm,攤鋪后用人工將攤鋪在前半幅上面的混合料鏟走,然后進行碾壓。應注意新攤鋪帶必須與前一條攤鋪帶動的松鋪厚度要同。
熱接在施工一般是在使用兩臺以上攤鋪機梯隊作業時采用的。此時兩條毗鄰攤鋪帶的混合料都還處于壓實前的熱狀態,所以縱向接茬易于處理,且連接強度較好。施工時應將已鋪混合料部分留下10-20cm寬,暫不碾壓,作為后攤鋪部分的高程基準面,待后攤鋪部分完成后,一起跨縫碾壓。
不管采用冷接法或熱接法,攤鋪帶的邊緣都必須齊整,這就要求機械在直線上或彎道上行駛始終保持正確位置。為此,可沿攤鋪帶一側敷設一根導向線,并在機械上安置一根帶鏈條的懸桿,駕駛員只要注視所懸鏈條對準導向線行駛即可。
⑵橫向接縫,相鄰兩幅及上下層的橫向接縫均應錯位1m以上。橫向接縫有斜接縫和平接縫兩種。高速公路、一級公路的中、下層的橫向接縫可采用斜接縫,在上面層應采用垂直的平接縫,其他等級公路的各層均可采用斜接縫。鋪筑接縫時,可以已壓實部分上面鋪一些熱混合料使之預熱軟化,以加強新舊混合料的粘結。但在開始碾壓前應將預熱用的混合料鏟除。斜接縫的搭接長度與層厚有關,一般為0.4-0.8m。搭接處應清掃干凈并灑粘層油。當搭接處混合料中的粗集料顆粒超過壓實層厚時應予剔除,并補上細除。斜接縫應充分壓實并搭接平整。
平接縫應做到緊密粘結、充分壓實、連接平順,施工可采用下列方法:
①在施工結束時,攤鋪機在接近端部前約1m處將熨平板稍抬起駛離現場,用人工將端部混合料鏟齊后再予碾壓,然后用3m直尺檢查平整度,趁混合料尚未冷透時垂直刨除端部層厚不足的部分,使下次施工時直角連接。
②在預定的攤鋪段的未端先撒一薄層砂帶,攤鋪混合料后攤鋪層上挖一道縫隙,縫隙位于撒砂的交界處,在縫中嵌入一塊與壓實層厚等厚的木板或型鋼,待壓實后鏟除撒砂的部分,掃盡砂子,撤去木板或型鋼,在端部灑粘層瀝青接著攤鋪。
③在預定的攤鋪段未端先鋪上一層麻袋或牛皮紙,攤鋪碾壓成斜坡,下次施工時將鋪麻袋或牛皮紙的部分用人工刨除,在端部沾層瀝青接著攤鋪。
④在以預定攤鋪段的末端先撒一薄層砂帶,再攤鋪混合料,待混休整 料稍冷卻后用切割機將撒砂的部分要切割整齊后取走,再干拖布吸走多余的冷卻水,待無全干燥后在端部灑粘層瀝青接著攤鋪,不得在接頭有水或潮濕的情況下鋪混合料。
對于橫向接縫,應于接縫處起繼續攤鋪混合料前,用3m直尺檢查已鋪路面端部平整度,不符合要求時應予清除。在攤鋪新混合料時應調整好預留高度,接縫攤鋪層施工結束后再用3m直尺檢查平整度,當有不符合要求者應趁混合料尚未冷卻時立即處理,以保證橫向接縫處的路面平整度。結束語
第五篇:解析路基不均勻沉降的形成原因危害及處理措施
路基不均勻沉降形成原因危害及處理措施
09土木(交通)
趙鑫龍
0919011011 【關鍵詞】:路基縱向不均勻沉降,路基橫向不均勻沉降,形成原因,造成危害,處理措施。
【摘要】:近年來,科學技術發展的為我國的交通事業的發展注入了強大的原動力。我國的交通狀況正發生著日新月異的變化交通的高速發展已成為我國的經濟版圖中最引人注目的心篇章,數字化交通征打造著我國交通的新理念。然而路基的不均勻沉降這一難題始終困擾著我們的工程技術人員,阻擾在公路工程的發展和完善。
一,路基不均勻沉降的類型
1)縱向不均勻沉降
路基縱向不均勻沉降主要表現為橋頭跳車和縱向填挖交界處不均勻沉降,致使路、橋過渡段出現不同程度的臺階,且路面平整性受損,嚴重影響了公路的使用功能。
2)橫向不均勻沉降
由于車載、地下水及自重等作用,路基橫向不均勻沉降引起的公路工程病害已成為公路工程質量通病之一。
二,路基橫向不均勻沉降的原因分析
路基橫向不均勻沉降的發生是多方面因素綜合作用的結果。其中,內因在于地基及路基本身;外因是車載、地下水及自重等作用。
1.地基對路基橫向不均勻沉降的影響(1)路堤地基處理不當
①伐樹除根及表土處理不徹底或是路基基底的壓實度不夠,致使路堤形成后,一旦雜質腐爛變質,地基將會發生松軟和不均勻沉降。
②地面橫坡大于1:5的路段,路堤填筑前地基未按規定要求挖成臺階,填料與地基結合不良,在荷載作用下填料極易失穩而沿坡面發生滑移,從而產生橫向不均勻沉降。
(2)特殊地基地段
①軟土地基對路基橫向不均勻沉降的影響
當路基修筑在軟土地段時,軟土層本身力學性能差,在附加應力作用下,會發生固結沉降、次固結沉降和側向塑性擠出,導致明顯的沉降變形。有些河谷、水塘地段雖作了清淤處理,但是處理不徹底或回填材料控制得不好,從而形成人為的相對軟土層,造成路基的不均勻沉降。在高填方填筑后,地基出現不均勻沉降,甚至路面開裂。在一些地表水和地下水自然排泄困難的地方,地基土中的軟土層在固結過程中的較大沉降變形,也是產生過大沉降和沉降差的重要原因。有些路段所處地基不屬于軟土地基,但處于低洼、河谷處,長期受水沖蝕,天然含水量較高,在設計時未發現或未作特殊處理,在施工時也未做等載或超載預壓,也會產生不均勻沉降。
②巖溶地基對路基橫向不均勻沉降的影響
在碳酸鹽巖地區,路基下有時分布有巖溶洼地或漏斗,其中的沉積物松軟,在行車動載的作用下,沉積物壓實、側向流動和下陷,造成路基沉陷。比較有代表性的工程實例是在昆明至瑞麗公路,有一處屬這種類型。該公路通過處為灰巖地區的凹狀地形區,自1991年開始,路面每年下沉約1.5m,1993年7~9個月,每月墊高路面0.5m,側向變形作用不明顯。其原因主要是路基以下為巖溶洼地,洼地內風化殘積物疏松軟弱,該處在地貌上易于地下水的匯集。在交通荷載作用下,殘積物壓密和側向流動,使路基近于垂直下沉。一般說來,土層的天然含水量越高、天然孔隙比越大,則壓縮系數越大、承載力越低,則路基的沉降量和沉降差越大;抗剪強度和承載力越低,則側向塑性擠出甚至局部坍滑的可能性越大。故地基中存在巖溶,容易導致路基的橫向不均勻沉降。
2.路基本身引起的路基橫向不均勻沉降(1)路堤填料不均勻
在公路施工過程中,對填料、級配很難得到有效的控制。若填料中混入種植土、腐殖土或泥沼等劣質土,或土中含有未經打碎的大塊土或凍土等,或在填石路堤中石料規格不一,性質不勻,亂石中空隙很大,在一定期限(例如雨季)可能產生局部明顯橫向下沉。另外,填料常常是路塹的挖方、隧道掘進產生的廢方。這些填料性質差異大、級配也相差很遠。在施工過程中,如果分層碾壓厚度過大,小顆粒填料和軟弱物質很難得到有效壓實,在荷載的長期作用下,回填料會產生不協調沉降變形。
(2)路基填土壓實不足
由于壓實度不足往往導致填方路基的橫向不均勻沉降變形,路基兩側出現縱向裂縫。路基土體壓實度不足的主要原因有以下幾點。
①路基施工受實際條件的限制時,如天氣太干燥,局部路堤填料含水量低,土塊粉碎不足,致使路基壓實度不均勻;暗埋式構造物因其長度限制使路基邊緣不能超寬碾壓,致使路基邊緣壓實度不夠;某些加減速道與行車道沒有同步施工,當拼接處理得不好時,其拼接處也產生壓實度不足的情況。
②在填方路堤施工中,當路堤施工到一定高度以后,路堤邊緣土體往往存在壓實度不足問題。對于較高的填方路基,通常都要作相應的處治。填方土體壓實度不足,其結果是土體前期固結壓力小于自重應力和各種附加應力之和,在自重作用下就會發生沉降變形。這些附加應力主要來自以下幾個方面:車載,尤其超載情況;含水量變化造成土體重度的改變;地下水位升降而導致浮力作用改變;土體飽和度改變,引起負孔隙水壓力改變。這些附加應力引起土體中有效應力改變,從而導致土體發生壓縮變形。土體壓實度不足還會導致填土路基的側向完全受限,僅有豎向變形。實際路基土中存在有側向變形,這種側向變形會引起沉降。
③由于填方土體的最佳含水量控制不力,壓實效果達不到要求。
④考慮到施工安全和進度,使得壓實或壓實作用時間不足,路基壓實不充分,致使路基壓實度達不到要求。
⑤其他原因:如路基填料的含水量、壓實時的松鋪厚度、碾壓機具選擇不當等,都易造成路基壓實不足,使路基土的密實度達不到要求,這樣土體仍會發生積水,造成水分積聚和侵蝕路基.使路基土軟化或因凍脹而產生不均勻沉降。
(3)半填半挖部位產生的不均勻沉降
由于填方的沉降系數與挖方的沉降系數不同,在行車荷載的作用下,隨著時間的推移,填方與挖方的沉降差值越來越大,易在交界處出現土基不均勻沉降,路基產生縱向裂紋。
3.水文氣候引起的路基橫向不均勻沉降(1)氣候對路基橫向不均勻沉降的影響
氣候也是引起路基的橫向不均勻沉降的一個重要因素。降雨量過大、洪水、冰凍、積雪或溫差過大,都可能使高路堤產生橫向不均勻下沉。
(2)地下水對路基橫向不均勻沉降的影響 在地下水的交替作用下,路基土體內水含量反復變化。土體重度在一定范圍內波動,更為重要的是,由毛細管張力引起負孔隙水壓力可以達到相當的數值,再加上水的軟化、潤滑效應,有可能使路基產生橫向沉降變形。路基或地基中地下水的動態性對路基不均勻沉降有很大影響。路堤及其地基中的地下水主要補給來源有三種類型,即地下水側向補給、降雨補給和地表水側向補給,其動態變化及侵蝕作用影響到土體中的有效應力分布、土體的結構特征和土體強度,從而導致路基的橫向不均勻沉降。
4.施工方面的原因
填筑順序不當,未在全寬范圍內分層填筑,填筑厚度不符合規定,填料質量不符合要求,填料水穩性差,不同性質的填料混填,因不同土類的可壓縮性和抗水性差異,形成不均勻沉降。路基填料含水量控制不嚴,又無大型整平和碾壓設備,使壓實達不到要求。施工過程中,未注意排水,遇雨天時,路基積水嚴重,無法自行排水,有的積水浸入路基內部,形成水囊;晴天施工時,未排除積水、控制含水量就繼續填筑,以致造成隱患。
三,路橋過渡段橋頭跳車的危害及成因
路基的縱向不均勻沉降的主要表現形式便是橋頭跳車。
橋頭跳車是指橋梁、涵洞等構造物本身及臺背填土由于行車荷載和自重的作用而繼續沉降,通常構造物沉降與臺背沉降不一致即產生不均勻沉降,導致臺背與構造物聯結處的路面出現臺階,從而出現高速行駛的車輛通過臺背回填處產生顛簸跳躍的現象。橋頭跳車是目前公路建設中常見的通病之一,嚴重影響了行車舒適性,降低了車輛的行駛速度和道路的通行能力,是道路交通安全的重要隱患之一,損害了高等級公路建設的社會效益和經濟效益。
如何有效地消除橋頭跳車或將跳車減小到最低程度,已成為高等級公路建設中亟待解決的問題。鑒于此,深入開展公路橋頭跳車防治技術的研究,提出既經濟又有效的防治措施,最大限度減少甚至消除跳車現象,對滿足高等級公路對行車高速、安全及舒適的要求以及延長道路的使用壽命等,具有十分重要的現實意義。
1,橋頭跳車的危害
1.影響行車速度
當車輛行至橋頭臺階處,為防止車輛的劇烈沖擊跳動,駕駛員被迫制動減速;同時車輛顛簸、跳動也影響了行車驅動力的傳遞,使車輛的行駛速度受到不同程度的影響。車速降低幅度視橋面類型、臺階高度、車輛類型和行駛速度等而異。
根據已有的調查,臺階對車速的影響一般呈如下規律。
(1)較小的臺階高度對車輛行駛速度影響不大,只有當臺階達到一定高度時,對車速才有顯著的影響。臺階越高,特別是達到4cm以上時,對車速影響顯著。
(2)車速的損失與車輛的行駛速度有關。以較小的車速(低于60km/h)行駛時,一般減速幅度較小;中速(60~80km/h)行駛時,減速幅度較大;而當以較高速度(高于80km/h)行駛時,減速幅度則相對不大,但跳車比較嚴重,同時這與駕駛員行駛時看到臺階和做出的反應有關。
(3)臺階對不同類型車輛行駛的影響也不相同。如較高臺階對小汽車行駛的影響較大,而載重車對臺階不如空車敏感。其次,駕駛員的心理狀態、對道路的熟悉程度等都對通過臺階時速度的降低有不同程度的影響。
2.影響行車安全
當車輛通過路橋過渡段的臺階處時,車輛產生跳動和沖擊,使司乘人員感到顛簸不適,影響行車的舒適性;同時對駕駛員產生相當不利的心理影響,嚴重時則會影響其對車輛的正常操作,造成車輛失控,引起行車事故。國內曾多次發生因橋頭跳車嚴重而造成翻車的事故就是最好的例證。
3.影響車輛運營費用
因跳車而不得不在橋頭處頻繁減速,以減輕汽車的顛簸。無論減速行駛還是顛簸現象的 發生,都會造成汽車機件不同程度的損壞和輪胎的磨耗;同時汽車行駛速度的不穩定,無形中既浪費了油料,又增加了廢氣的排放;另外,還增加了車輛的行駛時間。因此,橋頭跳車的出現,提高了車輛的運營成本。
4.影響公路養護費用及使用壽命
臺階的存在使得車輛通過時產生跳動和沖擊,從而對橋梁和路面造成附加的沖擊荷載,加速橋頭路面及伸縮縫的破壞。為了維持良好的使用狀況,對路橋過渡段出現的臺階要進行及時維修與養護。不斷的維修養護不僅花費大量的人力、物力和財力,而且也產生了不良的社會影響。國內外資料表明,因橋頭跳車而增加的道路維修費用很大。如美國大約25%的橋涵(約150000座橋涵、通道等構造物)受到橋頭跳車的影響,全國每年為此花費的維修費用預計高達1億美元以上;同樣,我國在橋頭跳車的維修治理方面耗資巨大,全國高速公路年均維修治理過渡段的費用至少在1億元以上。由此可見,橋頭跳車病害的發生使高等級公路不能達到高效運營、安全行駛、節省投資及舒適乘車的目的,在很大程度上降低了高等級公路的服務水平,損害了公路使用者的效益,從而嚴重影響了高等級公路的經濟效益和社會效益。因此,防治橋頭跳車病害勢在必行。
2橋頭跳車產生原因
橋頭跳車的產生和形成是多方面的,包括地基地面條件、填料、施工材料以及設計、施工等諸多方面原因,主要原因如下:
1.地基強度不同
橋頭跳車產生的基本原因是橋臺與路基間的材料彈性模量不一致而引起的沉降差超過某個限值時所致。因為橋臺基礎一般都作了加固處理,例如采用樁基礎等,其沉降量很小,而路基填土所固有的壓縮徐變性能需待通車后一段較長時間才能趨于穩定,二者在結構剛度上產生了很大的差異。
2.設計方面原因
設計人員若對碾壓方式方法考慮不周、填料要求不嚴格、臺背排水考慮欠佳、路堤填土處理不當等,必然產生較大沉降。
3.施工方面原因
臺后填料不當、壓實不足等致使填料壓實度滿足不了設計和規范要求,產生較大的工后沉降。
4.地基浸水軟化
軟土、黃土地基浸水造成路基沉降。5.橋臺伸縮縫的破損,形成臺階。
四,路基橫向不均勻沉降防治措施
1.設計方面
(1)做好地質勘探調查
對路線經過的地形、地貌、水文地質條件進行詳細勘察,對特殊路基段應提供詳細的設計資料。對于地表不良路段,設計可考慮換土或摻石灰、水泥及鋪設土工合成材料等措施。
(2)確保路基最小填筑高度
路基最小填筑高度必須保證不因地面水、地下水、毛細水及凍脹作用的影響而降低其穩定性。按照路基設計規范要求,根據土基干濕類型及毛細水位高度確保路基最小填筑高度。當路基填筑高度受限制而不能達到規范規定時,則應采取相應的處治措施,如換填砂礫、石渣等透水性材料,設置隔離層或修筑地下滲透溝等以避免地面積水和地下水浸入路基,影響路基工作區內的土基強度與穩定性。土質挖方路基,需換填不少于60cm砂礫;石質挖方路基,需設置30cm砂礫墊層,橫向排水不暢路段要加設盲溝。
(3)明確路基填料質量標準要求
在各級公路工程施工圖設計中,必須明確不同填高內路基填料的CBR值(最小強度)及最大粒徑要求。種植土、腐殖土、淤泥凍土及強膨脹土等劣質土,嚴禁直接用于填筑路基。礫(角礫)類土應優先選作路床填料,土質較差的細粒土可填于路堤底部。
(4)完善路基綜合排水設計
縣級以上公路工程設計中,必須遵循因地制宜、整體規劃、綜合考慮的原則,進行路基縱、橫向排水設計,避免造成兩側長期積水浸泡路基,使路基承載力下降而發生沉降變形。在居民區路段必須設置排水邊溝,平坡路段邊溝需設有縱坡,確保排水通暢。高填方路段采用集中排水措施,并與警示樁、防撞墻統籌考慮,要求在每20-40m及主要變坡點處設置簡易或永久性泄水槽。挖方段應根據上邊坡的匯水面積設計截水溝,并考慮邊坡土質和邊坡,設置擋土墻防止坍方,路基較低路段可以加設砂礫層及滲水盲溝,并加大、加深邊溝等排水措施。
(5)確保路基邊坡穩定性
高填、深挖路基的邊坡應根據填料種類、邊坡高度和工程地質條件等確定,且高填路堤必須進行路基穩定性驗算。填方邊坡過高時,可考慮在邊坡中部加置邊坡平臺。
(6)積極采用路基綜合防護形式
積極推行植物防護與硬防護相結合的綜合防護形式,在比較穩定的土質邊坡采用種草、鋪設草皮、植樹等植物防護措施。巖體風化嚴重、節理發育、軟質巖石、松散碎(礫)石土的挖方邊坡以及受水流侵蝕、植物不易生長的填方邊坡可采用護面墻、砌石等工程防護措施,沿河路基、受冰侵害和沖刷路段采用擋土墻、砌石護坡、石籠拋石等直接防護措施。
(7)設計方法方面
①強夯法是目前發展起來的處治路基不均勻沉降的有效措施。強夯法處治是利用大能量直接作用在被處治范圍上,通過整體提高被處治體的密實度來減少不均勻沉降變形。其作用效果明顯,施工速度快。20世紀90年代末,重慶交通科研設計院曾采用強夯技術成功地處治了重慶渝長高速公路路基沉降問題,但是這種方法對結構物的動力沖擊較大,限制了在橋頭、涵洞等部位的應用。而且強夯的設計計算方法、質量檢測評價方法等還有待進一步研究。
②壓力灌漿法是利用機器施加高壓,把能固化的漿液壓入土體空隙,漿液凝固后把壓力區范圍內的土體固結,使用松散的土顆粒形成整體,達到控制沉降、減少不均勻沉降的目的。特別是針對公路路基下軟土基的處治,可以直接改善土體結構,固結土體,控制沉降。但是這種方法在實踐中的可行性及其壓漿工藝、材料、適合范圍等都還需要進一步研究。
③應用土工合成材料(土工格柵、塑料網格等)進行加筋或制成柔性褥墊層,使之調節和控制不均勻沉降。國內利用土工合成材料處治不均勻沉降也做過嘗試和試驗,如重慶交通科研設計院在20世紀90年代,采用土工合成材料處理廣西南梧公路沉降及重慶渝長高速公路不均勻沉降均獲得較好效果。值得注意的是,國際上普遍認為土工合成材料是處理不均勻沉降的有效措施,而且土工合成材料除了對地基有加筋作用外,還有濾層、排水、隔離、防護、防滲等作用。因此,采用土合成材料處治是一種值得推廣的處理路基不均勻沉降的有效措施。但對其設置方法、作用效果、設計計算方法等問題尚需深入研究與試驗。
2.施工方面
(1)做好施工組織設計
合理安排施工段的先后順序,明確構造物和路基的銜接關系,以施工組織設計為依據,結合施工現場的實際情況,合理調配人員、設備,是保證路基施工質量的重要環節。
(2)做好施工前的準備工作
開工前要認真審閱設計文件,詳細了解各段的填、挖情況,地質情況,填、挖土質和調配情況。對重要地段要作重點勘察,進一步核對設計資料,發現設計文件中有誤應及時上報業主,妥善處理。
(3)認真清除地表土
不良土質、地表植被、樹根、垃圾、不良土質(鹽漬土,膨脹土等)必須予以清除,然后換填透水性材料,尤其是低填方路段要注意滿足路基工作區的要求。有必要時要設置砂礫隔層,路基深度、寬度、長度都必須到位,不留絲毫隱患。填筑路堤前,首先應進行原地面處理。當路堤填筑高度小于1m時,應將路基范圍內的樹根、雜物全部挖除。若基底的表層土系腐殖土,則須用挖掘機或人工將其表層土清除換填,厚度視具體情況而定。如發現草炭層、鼠洞、裂縫時,應用符合條件的土回填,并按規定進行壓實。路堤通過耕地時,路堤填筑施工前預先清除表土30cm。由于在表土剝離后基底的含水量高,為保證基底壓實度達到設計要求,應及時進行翻松、晾曬和含水量檢測,在最佳含水量時進行碾壓,達到要求的壓實標準。(4)嚴格控制填土含水量
施工時含水量要高于最佳含水量的1%~2%壓實為宜,避免出現小于最佳含水量的壓實情況。含水量偏小時,土粒間的潤滑作用不足,即壓力不足以克服土粒間的摩擦力,土中的空氣不能排除、土粒間無法靠攏,因而難以達到最大密實度。如果含水量偏大,又會產生由于水分過多,土粒被水膜包圍而分散得過遠,不能達到最大密實度。填筑路基前,疏通路基兩側縱橫向排水系統,避免路基受水浸泡。特別是地基土為黃土、黏土等細粒土,在干燥狀態下(最佳含水量)結構比較強,有較強承載能力,一旦受水浸泡,易形成翻漿或路基沉降。因此,做好路基施工前排水暢通尤為重要,工程監理和施工質量自檢人員應認真監督。
(5)嚴格選取路基填料用土
路基填料確定前,需進行土質分析,做CBR值、標準擊實等試驗,對于種植土、腐殖土、淤泥、強膨脹土等劣質土的CBR值、最大粒徑不能滿足規范要求的材料,不能用于路基填筑。
(6)做好監測工作
路基填筑前,要根據設計進行施工放樣,建立半永久性的臨時水準點和坐標點,并作好相應記錄。路基坡腳放樣一定要準確,確保路基寬度滿足設計要求。路基坡角范圍內,要求清除雜草、樹根、淤泥等,并進行整形碾壓,壓實度須達到規范要求。舊路加寬、半填半挖段應做好寬度不小于6m的向內傾斜的臺階。
(7)處理好特殊地段施工
填石路基與雞爪形地段路基施工,可利用重型夯實設備進行強夯處理,或將土工格柵(土工布)水平分層布置在填石路堤內,防止或減緩細料在填料空隙中的流動。
(8)做好路基填筑碾壓工作
路基施工必須分層填筑,分層碾壓,一般路段壓實厚度不得大于30cm。不同性質的土不能混填,同一種土填筑厚度不能小于50cm(兩層)。路基填筑須全幅填筑,一次到位,嚴禁幫寬。碾壓過程中,要控制好含水量,壓實度達到規范要求后,方可進行后續施工,壓實度檢測每層2000m2(不足2000m2按2000m2計)不少于4點。根據不同填土類型和壓實厚度,選擇好壓實設備。對于砂礫土,振動壓路機具有滾壓和振動雙重作用,效果較好。
(9)做好路基施工中的排水工作
路基施工中,首先按照設計要求,做好排水工程以及施工場地附近的臨時排水設施,以保持路基能經常處于干燥、堅固和穩定狀態。路基頂面做成2%~4%橫坡,便于表面水及時排出。為了保持路基能經常處于干燥、堅固和穩定狀態,必須將影響路基穩定的地面水予以攔截,并排除到路基范圍之外,防止浸沉、聚積和下滲。同時,對于影響路基穩定的地下水,應予以截斷、疏干、降低水位,并引導到路基范圍以外,使全線的溝渠、管道、橋涵構成完整的排水體系。
①一般路段排水:路基排水溝渠(包括邊溝、截水溝、排水溝)要注意防潛、防沖。當溝渠縱坡達到或超過3%時,即需采取加固及防止滲漏措施;邊溝過長時,應考慮減小縱坡的容許值或做好出口設計,將水引離路基;邊溝過于平緩,相反會引起邊溝淤塞,一般縱坡不小于0.5%,受限制時不小于0.3%。
②特殊路段排水:在深路塹、高路堤、滑坡、陷穴等地段,應注意結合水土保持進行綜合治理。如用挖魚鱗坑、水平溝、種草、植樹等方法對被面徑流進行調治與防護;在沖溝頭植樹,防止沖溝被侵蝕,危害路基;在溝谷布設路線,在溝谷中筑壩淤地,并保護路基坡腳不受水的沖刷破壞;還可做護坡埂、澇地、水窯等。
(10)對半填半挖部位產生的不均勻沉降的控制
將結合處挖方段下挖150cm,并依次做臺階,臺階寬1m,高為一個土方填筑層厚。每個臺階與填方整體填筑混壓,150cm層面按94%控制壓實度,150cm以上按96%控制壓實度。
(11)做好施工后的養護工作
路基土石方施工時或完工后,應及時進行路基防護工程施工和養生。各類防護與加固應在穩定的基礎或坡體上施工。防護工程的砂漿、混凝土,應采用機械拌和,隨拌隨用,并注重做好養生。
五,縱向填挖交界處不均勻沉降處理措施
如果縱向填挖交界處的沉降已經發生,我們必須采取一定的措施進行處理,以便使損失降到最低。目前,我們所采取的措施大致如下:
(1)分析產生的原因,觀察沉降發展的情況,設計處理措施方案。
(2)錯臺差異不大的地方,對開裂的路面使用瀝青砂或者水泥漿進行灌縫處理,避免路面水浸入而影響路面基層強度或路基的整體強度。
(3)如果沉降已經穩定,視差異高度加鋪一層路面結構或重新填筑。
小結
路基的不均勻沉降引起的公路工程危害是公路質量通病之一。經過對質量通病產生的原因進行認真的研究與分析,對設計,施工,監理單位有針對性的提出治理工作要點,質量標準以及相應的對策與措施。這對實行全過程的質量管理具有極其很總要的現實意義。公路工程建設匯總應以實現質量目標為目的,以提高質量意識和強化質量措施為重點,以嚴格管理手段,以強化責任制為關鍵,以綜合治理質量通病為突破口,確保工程質量。對工程質量的綜合治理工作要點及措施應逐步修正與完善,最終使之成為制度化,規范化,標準化的操作規程。
【參考文獻】
【1】 鄭建平《公路建設中路基橫向不均勻沉降的原因與預防》《建材技術與應用》2008年8月35-36期
【2】 《科技風》2009年12期《淺析路基不均勻沉降》 【3】 《路基病害整治》四川交通職業技術學院出版社 【4】 《路基路面工程》人民交通出版社(第三版)