浅谈低温下公路施工病害的处理

摘 要：随着社会经济的不断发展，对公路性能要求不断提高。在公路运营过程中，受多种因素影响，容易出现公路施工病害等问题，严重影响着交通效率与交通安全性。低温对公路施工质量存在着较大影响，分析常见的公路施工病害，采取相应措施进行公路施工病害处理，有助于提高公路耐久性，保障公路交通运行的综合效益。文章结合工程实例，对低温下公路施工病害的处理进行探讨。

关键词：低温；公路；病害；处理

中图分类号：U448.14 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）30-0153-02

1 工程概述

某公路工程位于我国华北地区，属于国家重点公路工程模，公路起点桩号为K344+000，终点桩号为K388+000，公路全长长度为44 km，路基宽度设计为12 m，路面宽度设计为9 m。公路施工路段内地形起伏不大，地势较为平坦。施工区域属于暖温带半湿润季风气候，冬季严寒，昼夜温差较大。在公路施工中容易出现一些施工病害问题，严重影响着工程质量，为此，提出对低温下公路施工病害的处理研究。

2 低温对公路施工的影响

低温对公路施工容易造成较大影响，主要表现在以下三个方面。

2.1 低温对混凝土、钢筋性能与施工操作的影响

在低温状态下，新拌制混凝土其强度尚未形成，混凝土内部水分则会出现冻结现象，由液体状态转化为固体状态，导致水分体积增加，冷胀问题的出现，则会从内部对混凝土造成破坏，引起混凝土裂缝问题，降低混凝土承载力，从而影响公路整体结构性能；在低温状态下，钢筋变硬，变脆，其内部组织出现损伤，在钢筋焊接作业时会产生内应力，影响焊接受力强度。

2.2 低温对公路施工人员及机械设备影响

在低温环境下，公路施工人员操作十分不便，容易引起公路施工质量问题，影响公路施工进度；如在风雪天气下，则公路施工更为困难；低温环境中，机械设备多难以保持最佳工作状态，如油压设备出现低温油路凝结，导致机械设备无法正常运行。

2.3 低温对公路土方工程影响

如在公路施工中，如其温度为负温时，在路基填筑层多会出现3 cm左右的冻层，在气温回升后，冻层融化后路基表面变的松散，引起公路压实度不足，容易引起路基施工质量问题，引起公路施工病害问题。

3 低温引起公路施工病害的主要机理

3.1 冻土引起公路施工病害的机理

冻土，属于一种特殊土体，冻土区活动层其变化规律较为明显，即春季融化，冬季低温冻胀，在低温下冻土区域公路施工容易出现较多的公路施工病害。冻土在外界温度环境相对稳定时其冻土结构相对较为稳定，不会引起较大公路病害问题。然而在冻土环境变化时，尤其是冻土出现剧烈的热交换时，在热熔作用影响下，冻土层结构则会出现变化，并出现冻融侵蚀与沉陷现象等，引起公路施工病害。冻土热平衡出现破坏时，其冻土上限与下限则会发生变化，在融化后出现下沉。溶沉与冻胀问题是引起冻土地区地表变形灾害的主要机理。

3.2 溶沉引起公路施工病害的机理

在该工程中，其冬季低温时负温天数较长，在低温影响下，容易产生冻土。冻土在人为活动下容易出现融化，如公路施工改变了道路表面水热交换条件，引起基底土体土层塑性发生变化。公路施工改变了地下水与地表水径流条件，如排水措施设置不科学，则会导致在路基中出现积水，在低温影响下路基出现冻结，在温度升高后融化，导致路基下沉或路基塌陷等病害。

3.3 冻胀引起公路施工病害的机理

在低温环境下进行公路施工，其施工过程中容易产生冻胀问题，如公路施工中所应用混凝土，在冻胀影响下，导致混凝土产生裂缝，影响公路混凝土承载力等。路基填料选择不当或填料不均匀等，也可能会引起公路不均匀冻胀，产生公路施工病害问题。

4 低温下公路施工病害的主要类型及处理措施

在该公路工程施工后，通过调查发现该公路工程主要病害问题表现为横向裂缝、纵向裂缝、坑槽及车辙等，在分析公路施工病害成因的基础上，提出公路病害处理措施。

4.1 公路施工病害的类型及成因

4.1.1 横向裂缝

横向裂缝属于公路工程施工中常见病害问题，与道路中心线基本垂直，且宽度不定，严重则贯穿整个路幅。引起公路横向裂缝的成因主要有：在施工过程中，因路基填土纵向碾压不均匀，或碾压过程受力不均匀，引起地基沉陷，受外界车辆荷载影响，导致横向剪切力加大，引起路面横向裂缝；地基处理措施不当，如在该公路施工过程中，其地基处理采取了水泥搅拌桩、粉喷桩及碎石桩等措施，措施之间连接位置缺乏合理控制，引起沉降量不同，产生横向裂缝；在公路施工中横向施工缝缺乏合理控制，导致接缝位置不紧密，引起接缝位置压实不足，弱接缝在外界荷载影响下发展为横向裂缝；温差较大引起温度裂缝，导致结构层抗拉应力降低等。

4.1.2 纵向裂缝

纵向裂缝指的是与行车方向基本平行裂缝，在该公路工程调查中发现这类裂缝较少。引起纵向裂缝主要因素有：路基压实不均匀或路基稳定性不足，公路路面压实度不符合设计要求等。

4.1.3 坑 槽

坑槽属于该公路工程施工中表现最为明显的病害问题，引起坑槽病害的主要原因有：水损害与行车荷载相互作用，养护管理不当等。

4.1.4 车 辙

在低温环境下，夜间公路基础温度较低，容易出现冻结问题，在白天温度上升后，冻土层出现融化现象，引起公路路基边强度降低，在车辆荷载下，引起车辙病害，应用材料稳定性不足等。

4.2 公路施工病害处理措施

针对公路横向裂缝与纵向裂缝，其处理措施为主要为：在进行公路施工中，其灌缝处理采取专用灌缝机，应用灌缝胶，提高缝壁粘结性能，保证其在低温状态下不发生脆裂；在路基填料选择时应保证其材料应用含水量符合设计要求，防止冻害发生；针对已经产生横向裂缝与纵向裂缝，可以采取裂缝贴补法进行处理。应用封缝材料，进行公路裂缝处理，其经济性较好，施工简单便捷；针对坑槽问题，可以采取直接填料式处理措施与挖填式坑修补技术。其中直接填料式修补的特点在于应用广泛，操作便捷，维修时间较短，将坑槽内杂物清理后直接填充沥青混合料进行碾压即可；应用挖填式坑修技术，则通过专用切缝机，彻底处理存在坑槽的病害路面，在坑槽表面喷射改性乳化沥青，掺入热沥青混合料碾压成型即可。针对车辙病害，因车辆纵向推移剪切力所引起，则其车辙处理可以通过凿除车辙面层，重新进行面层铺筑来处理；对因公路基层强度不足，水稳定性不良引起车辙病害，则需要进行基层更换或采取措施进行基层补强；如因沥青面层铺筑质量问题引起车辙，则应凿除车辙位置并重新铺筑。

该公路工程在低温环境下进行施工，产生了一些工程质量问题，主要表现为横向裂缝、纵向裂缝、坑槽与车辙。在分析病害成因的基础上，采取针对性的措施，保障了公路运行的安全性与可靠性，实现了该公路工程施工综合效益。

5 结 语

社会经济的发展对基础交通运输提出了更高要求，公路在运行过程中容易出现一系列的病害问题，严重影响着公路运行的综合效益，本文主要是对低温下公路施工病害成因及处理进行研究。在分析低温对公路施工影响及引起病害机理的基础上，结合工程案例，对公路施工的主要病害成因及处理方法进行了研究。实践证明，合理控制低温下公路施工工艺，针对公路病害问题采取相应处理措施，可以有效提高公路施工的整体效益。

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