浅谈高速公路路基和路面维修施工对策 陈功
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浅谈高速公路路基和路面维修施工对策陈功
摘要:近年来,我国高速公路不断发展,人们对公路的要求也越来越高,公路
的维护、病害整治也得到了更多的关注。
基于此,本文分析了路基和路面病害的
成因,并重点论述了路基与路面维修的施工对策,为高速公路路基和路面的维修
养护工作提供了一些理论依据。
关键词:高速公路;路面维修;路基维修
引言:交通状况是国家发展的保障,因此我国在近几年对高速公路的投资和
建设力度都大大增加。
目前,我国的高速公路交通网已基本完善,但在常年使用
之后,大部分高速公路都面临着维修与养护的问题。
目前我国使用的维修技术有
多种,但是因实际情况不同,在具体施工时还需要施工人员合理选择维修方案。
1路基和路面病害成因分析
1.1影响路基强度的因素
1)土的性质对路基强度的影响
不同土类的工程性质不同,所以其对路基的强度和稳定性都有直接的影响。
土类不同时,土颗粒的粒径就不同,砂粒的强度高,但不宜压实;细砂容易流动;粘粒的强度会与密实程度成正比,与土壤湿度成反比;粉土容易使路基冻胀,导
致路基翻浆,路面断裂。
2)含水量对路基强度的影响
含水量会影响土样的压实程度,从而影响路基的强度。
在含水量较小时,干
密度会随着含水量的增加而增加,如果干密度达到最大,含水量增加的速度就会
降低,这是因为土粒表面会包围一层弹性水膜,这层水膜在电子力的作用下会带
有粘滞性、抗剪性以及弹性,水膜越薄时特性就越明显,在土样压缩过程中,水
膜之外的水会产生润滑作用,而水膜内水的抗剪性会形成土粒位移的阻力,影响
土样的压实程度。
除压实过程中的含水量外,雨水、及地下水也会对路基压实度
形成影响,使路基强度不达标。
1.2路面损害及成因
1)水损害
水损害是我国高速公路沥青路面的主要损害形式之一,其主要表现在路面出
现松散、坑槽、辙槽、唧浆、沉陷等情况,平整度变差。
水损害的主要原因是水源进入路面。
如果水损害自上而下发生,则是由于自
然降水或路面积水导致的,在汽车荷载的压应力和汽车高速行驶产生的真空吸力下,水分渗入混合料形成剪应力,使沥青薄膜与集料分离,逐渐形成松散、坑槽
等情况,这种水损害一般只发生在表面层,可以被及时修补。
如果水损害自下而
上发生,则是由于水分受到汽车荷载变成压动水,冲刷基层表面时产生灰浆,出
现唧浆现象,逐渐会出现坑槽。
2)车辙病害
车辙病害同样是我国高速公路主要病害之一,其表现在车轮轮迹带上出现竖
向的凹陷变形,主要原因是沥青在高温下受到交通荷载发生变形。
车辙可以分为
结构型车辙、流动型车辙、磨耗性车辙和压实性车辙。
其中结构性车辙宽度较大,并且两侧不会出现隆起,横断面为浅盆状U字形;流动性车辙是因为路面的抗剪
力低于汽车荷载的剪应力,使混合料内部被破坏;磨耗性车辙由汽车轮胎磨耗导致;压实性车辙是由于在施工时压实程度不够,之后受到汽车荷载时出现永久变
形[1]。
3)裂缝病害
我国高速公路路面经常会发生裂缝问题,只是问题发生的早晚不同。
裂缝按
原因可分为三种:由于汽车荷载导致的结构性破坏出现的荷载裂缝;由于温度变化,沥青表面出现的非荷载裂缝;由于沉陷导致桥涵或路段上发生的沉降裂缝。
沥青材料、基层材料、天气、交通情况及施工情况都会导致裂缝病害。
2路基与路面维修施工对策
2.1路基修复技术
对路基的修复主要体现在处理路基沉降方面,具体的处理方案有几种:
1)高压注浆法:这种方法将带有喷嘴的注浆管按照预定位置插入土层,利用高压设备使浆液形成高压射流,浆液从喷嘴中喷射出来,对土体造成冲击。
细小
的土料会随着浆液冒出水面,剩下的土粒会与浆液搅拌并重新排列,待凝固之后,与固结体和桩间土形成了一个复合地基,以提高路基的承载力。
2)碎石注浆桩:碎石注浆桩技术是用工程钻机将土壤钻孔至预定深度,之后插入注浆管,在管内放入碎石,直至碎石达到标高,然后在管内注入水泥浆,水
泥浆会与碎石形成一部分渗入土体中的混凝土桩,水泥压浆碎石柱和土体形成复
合地基,以提高路基承载力。
3)结构层调平填补:目前处理地基沉降的普遍方法是将纵断面拉坡调平,在沉降位置加铺厚度,同时保证纵断面符合设计标准,可以基本上保证路面符合要求,但如果路基的沉降不稳定,在加铺之后依然会发生沉降,所以这种方法不能
根治沉降问题,只能在沉降稳定时使用。
2.2沥青路面维修技术
2.2.1铣刨罩面技术
铣刨技术通常是用在沥青路面破坏程度较深时。
这种技术主要是将路面损坏
严重的表面层刨除,一般情况下,抛出深度为3-5厘米,然后再重新摊铺沥青混
合料。
这种方法的优点是可以维修破坏严重的路面,也可以维修较为完整的路面,尤其用该种方法维修完整路面时效果会比较明显。
但缺点是这种技术的成本过高,所以目前铣刨技术通常用于处理高速公路上的车辙病害。
2.2.2就地热再生技术
就地热再生技术是将再生技术与加热设备结合,先对沥青路面加热,然后对
损坏的路面进行铣刨,将铣刨得到的路面用沥青再生剂和新沥青材料加热混合,
使其组成一种新的沥青混合料,并摊铺在路面上。
这种维修方法的工程难度比较轻,而且能对废弃的沥青路面重新利用,具有环保的优点,因此是目前发展前景
较好的一种维修方法,但这种方法只适用于维修损害较轻的路面。
2.2.3微表处技术
微表处技术是指将新型的改性乳化沥青与细集料和添加剂搅拌混合,之后快
速摊铺在路面上。
这种维修技术操作比较便捷,而且在修复完成后2小时以内便
可以开放交通,适合用于维修交通量较大的高速公路。
同时,微表处技术还可以对公路路面起到养护作用,对防止一些轻微病害如
车辙、渗水或开裂等有明显效果。
另外,这种技术的成本较低,适合大面积使用。
2.2.4超薄磨耗层技术
超薄磨耗层技术是近年来从国外引进的一种新型维修技术,该技术用乳化沥
青混合一种特殊的沥青混合料,摊铺在路面后,可以提高路面的行车稳定性,并
能降低行车的噪音,以及提高路面的耐磨性。
这种技术适合处理病害较轻的路面,如轻微车辙、表面松散或沥青老化,并
且同样能对路面起到养护作用。
该项技术目前在我国使用日益广泛,并且皆取得
了不错的效果。
2.2.5沥青罩面
沥青罩面是指在破顺沥青上再铺一层沥青,既能使原有路面得到加强,又能
提高路面的使用性能。
这种维修技术在操作上类似于超薄磨耗层技术,只是沥青
罩面比超薄膜耗层更厚,因此这种技术的维修加固效果更好。
缺点是这种技术没
有对损坏沥青利用,而是直接将其覆盖,环保效果较差,而且重铺一遍沥青的维
修成本比较高。
2.2.6沥再生技术
沥再生技术是将一种新型沥再生材料用喷洒车进行喷洒,以达到对路面维修
养护的作用。
沥再生材料的主要包括石油蒸馏液、煤沥青、再生剂等成分,其在
路面表面会形成一个保护层,能够有效防护路面受到车辆及环境的侵蚀与磨耗。
而且材料中的煤沥青成分具有很强的渗透性,一段时间后,煤沥青会渗入进沥青
面层,增加路面的柔性,使公路行车舒适度更高,路面稳定性更好[2]。
总结:综上所述,我国高速公路路基和路面病害会严重影响公路的使用情况,处理不当将会造成大量损失。
由分析可知,路基强度受土类与含水量直接影响,
路面损害包括水损害、车辙病害、裂缝病害等。
技术人员通过高压注浆法、碎石
注浆桩以及结构层调平填补技术解决了路基沉降问题,利用铣刨罩面技术、就地
热再生技术、微表处技术、超薄磨耗层技术、沥青罩面及沥再生技术实现了对公
路路面的维修与养护。
参考文献
[1]赵丽萍. 浅谈高速公路路基和路面维修施工对策[J]. 中国新技术新产
品,2015,(12):79.
[2]朱曰强. 高速公路病害分析与大修处理的研究[D].山东大学,2009.。