广东省高速公路路基路面养护中水损害的研究

时间:2022-05-19 04:35:22

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广东省高速公路路基路面养护中水损害的研究

摘要:高速公路的安全直接关系到车辆的运行,广东省的降雨量大,对高速公路的影响比较大。雨水冲刷对高速公路的结构物、边坡、路面存在一定的安全隐患。

关键词:水损害, 路基, 边坡 ,路面, 冲刷, 坑槽, 养护

Abstract: highway safety directly related to the operation of the vehicles, guangdong province's rainfall is big, to the influence of the highway is larger. The rains washed out on the highway structures, slope, road, there are certain safety problems.

Keywords: water damage, roadbed, slope, the road, flush, pit slot, maintenance

中图分类号: U213.1文献标识码:A 文章编号:

1概述

广东省是改革开放的领头羊。经济的发展离不开基础建设,高速公路的建设在广东省的经济建设中起到了重要的作用。近几年来,我省公路建设发展迅猛,许多地区公路网骨架已经基本形成。截止至2010年底,广东省通车的高速历程已达到6000公里。广东省高速公路的建设已经达到了饱和状态,但是相应的高速公路养护还处于起步阶段。高速公路的养护工作面临着一个很大的难题:如何使现有的公路网在资金受限的情况下最大限度地满足用户对公路的安全、质量和性能的预期以及尽可能地延长其使用寿命。研究表明,及时合理地对路面预防性养护能延长路面的使用寿命,延迟路面大修和重建,对维持良好的路面性能和保证路面具有良好的效益费用比至关重要。美国AASHO道路试验路研究表明,每投入1元公路预防养护资金,可节约3-10元病害处治资金;在整个路面使用周期内,进行3-4次的预防性养护,可节约养护运营费用45%-50%。预防性养护在路面寿命使用周期内,支出的养护经费是最少的。

因此,高速公路的前期养护显得非常重要。高速公路的前期养护主要是日常养护与小修小补。高速公路的前期养护所面临的公路主要病害有:水损害、高温病害、交通设施缺损、结构物轻微病害等。对路面的养护一般采用日常养护,大都等到路况下降到最低可接受水平时,再实施罩面或改建措施,即所谓的“反应型养护”。这种方式的最大缺点是它的工作量和费用都远远高于定期维护,而且还延误交通。因此,为了维持高质量的路面而又不超出预算限制,考虑从传统的反应型养护方式转变为预防型养护方式,预防型养护实质上体现在路面维护。预防型养护是将路基路面的病害控制在未发生或者即将发生阶段,这就需要养护管理人员对路基路面病害的成因、发展过程、处治办法有一定的了解。养护必须遵循“预防为主,防治结合”的原则,采取适当的工程技术措施,坚持日常保养,及时修复,经常保持公路完好、畅通、整洁、美观,延长公路的使用周期,降低运营管理成本。本文就雨水对高速公路路基路面的损害、原因及防治办法展开探讨。

2雨水对高速公路的危害

雨水对高速公路路基路面的损害有以下几个表现:

导致路面/桥面积水,影响行车安全。当路面(特别是特大桥的桥面)积水时,水就会漫过硬路肩淹至行车道,路面湿润会导致路面的摩擦力系数降低、行驶的安全性降低、刹车时容易打滑。

雨水对边坡的冲刷。当降雨量较大,排水系统不能及时把水排到边坡以外时,雨水就会漫过路缘石、急流槽对边坡产生冲刷,严重时会垮塌甚至滑坡。高速公路的边坡一般比较高,更加容易发生类似的病害,在边坡绿化未成活之前更易于出现。

沥青路面产生坑槽。当路面有积水时,有部分水会进入到沥青路面的空隙当中,形成自由水,车辆经过时对这部分自由水产生巨大的压力,车轮碾压过后形成负压,形成了一个动力冲刷循环;沥青混合料在自由水循环动力冲刷下逐渐失去粘结力,松散,紧接着形成坑槽,影响了路面的平整度。

3路基路面水损害病因分析

高速公路形成水损害病因主要有两个:

3.1客观因素。沿线自然地理条件,如气象、水文、工程地质、水文地质等情况。广东省每年都会有台风强对流等恶劣天气、降雨量大、高温。在夏天高温季节,台风过后高速公路路面的雨水经常会排泄不及时而积留在路面上,进而容易引起积水、沥青路面的水损害。雨水对土路肩、边坡损害更大。路基边坡在受到雨水的侵蚀后,常常出现土路肩边坡冲刷、路基塌方、滑坡等公路水毁现象,因此,要加强对边坡地下水和地表水的截流、疏导,重点放在疏导地表水上。对边坡的裂隙,要及时填缝,防止雨水侵蚀,导致塌方或滑坡。同时,对边坡设置挡土墙和加固边坡内部也是防止边坡坍塌的一个重要手段。

3.2人为因素。其中包括设计、施工、施工管理、养护等。

高速公路由于线路长、汇水面积大的原因,下雨后路面上经常汇集了大量的雨水,设计的排水系统在此时就显得尤为重要了。如果排水系统的排水能力与雨水量不匹配的话就容易引起路面积水、漫过拦水路缘石对土路肩边坡产生侵蚀;决定路面排水系统排水能力的是设计的泄水孔(桥梁段)孔径、数量,急流槽(路基段)的过水面积、数量,拦水路缘石的高度,在凹曲线的最低点是否有泄水孔/急流槽。

施工过程是否按照设计图纸进行施工、路面高程是否严格按照图纸控制、泄水孔是否有堵塞(特别是沥青路面施工过程中的沥青废料)、拦水路缘石之间的勾浆是否饱满、路基施工后是否有采用不透水的包边土进行密封、绿化植被防护是否及时跟上,这些都会引起路基路面的水损害。路面的坑槽病害主要是施工过程中沥青混凝土级配设计不合理、施工过程中碾压不够,导致了路面现场孔隙率过大(路面透水临界孔隙率为8~15%,在改范围内,路面容易透水产生坑槽病害)。

养护管理工作如果不能及时应对以上发生的轻微病害。其中包括日常巡查泄水孔是否被垃圾堵塞、急流槽中有无杂物杂草、拦水路缘石有无损坏。如果这些小隐患不能及时排除就有可能造成路基路面的水损害。

4对雨水的防治

现将水损害的对策归纳如下:优化设计,精心施工,合理及时养护。

4.1优化设计

设计之前应调查沿线自然地理条件,如气象、水文、工程地质、水文地质等情况,了解其变化规律,为防治病容提供第一手资料;认真选线、精心设计,充分注意路基排水,治水是防治路基病害的关键。在设计中路基排水均应放在非常重要的位置:在长桥、陡桥路段,应当加大泄水孔直径、数量;在桥头附近、凹曲线路基底部应增加急流槽数量;路缘石应采用拦水路缘石,防止漫流雨水对路基的冲刷;植被防护应采用根系发达、四季常绿的植物。

4.2精心施工

精心施工严格施工、杜绝发生路基病害的人为因素,这是预防病容的积极措施。

(1)施工前应对切实监控集料的加工和其他备料工作,必须采用级配合格的石料;有条件时优先考虑采用碱性集料或改性沥青以增加沥青与石料的粘附性。

(2)混合料配比设计中,应采用合适的级配类型及曲线,曲线应避开水损害危险区,正确选择沥青用量及相应的设计孔隙率,使路面残留孔隙率不超过透水临界值。

(3)沥青摊铺现场尽量减少混合料的停放时间、转运次数,以减少混合料的离析。摊铺机的摊铺速度应与碾压设备的数量匹配,加强混合料的压实度。

(4)桥面段施工前应清除浮浆,高差过大的应调平,防水粘结层应精心施工防止被破坏。

(5)路面应该控制好横坡和纵坡,保证雨水能顺利排走。在凹曲线最低点应增设急流槽。

(6)路缘石、急流槽砌块之间的缝隙应保证勾浆饱满,很多路基边坡的冲刷就是从这些空隙渗水开始的。

(7)路基培土后应及时撒种植被种子并盖上乌纺布以保证其成活率,发现有枯死的应及时补种。

4.3及时养护

加强养护、及时治理,以预防或减轻路基病容,并及早发现病害征兆,有利于及时采取治理措施。

(1)加强日常巡查,发现病害及早处理。

(2)台风暴雨过后抓紧对路基路面的巡查,发现积水应及时排水;路基边坡出现冲刷时应及时处理;清理排水沟,清疏涵洞,疏通桥梁泄水孔,特别是水沟兼用农用水渠的,要经常清理水沟内的杂物;对较高的河床,要及时清理,疏导河流,保持水流畅通,避免水毁公路。

(3)下雨过后路面仍留有水渍(说明此处的路面孔隙率过大)应及时做一些预防养护,对该处喷洒乳化沥青等封水材料。

5结语

养护是如何用最少的资金保证高速公路的最长使用寿命。预防性养护能延长路面的使用寿命,延迟路面大修和重建,对维持良好的路面性能和保证路面具有良好的效益费用比至关重要。在建设过程中如何处理好养护过程中发现的种种问题,在建设中遵循长寿命路面的思想,有助于建设质量更好的高速公路。

参考文献

[1] 梁锡三 沥青混合料设计及质量控制原理[M]. 北京:人民交通出版社,2008.

[2] JTG F40—2004公路沥青路面施工技术规范.北京:人民交通出版社,2004.

[3] 贾松涛 刘 洋.高速公路养护管理工作浅谈.辽宁交通科技.

[4] 刘钺 探析路基路面工程科学性养护研究与病害处治[J].探索争鸣,2009.

注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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