張振
(普洱市景東彝族自治縣地方公路管理段,云南 景東 676200)
從業(yè)以來,筆者參與了普洱市景東至文東高速公路工程(下文簡稱景文高速公路)等7 個公路工程項目建設,在路面施工過程中,這些項目的基層都不同程度地出現(xiàn)了縱向、橫向、雞腳狀、蛛網(wǎng)狀、龜裂等開裂現(xiàn)象。施工經(jīng)歷為本文的論述提供了很多寶貴的實踐經(jīng)驗和數(shù)據(jù)。
筆者從2013 年至2021 年1 月全過程參與了普洱市景文高速公路項目的建設,過程中水穩(wěn)基層出現(xiàn)了上述各種裂縫。
公路基層裂縫一直困擾著公路建設者,筆者以景文高速公路上運用的裂縫處治措施和預防方法為基礎,對各種基層開裂的原因進行認真、細致、全方位的分析,并探討了各種處治措施和預防方法。
(1)特征。景文高速公路水穩(wěn)基層于2018 年1—8 月陸續(xù)施工結束,后多個路段在距離中線8.0~8.5m 位置處出現(xiàn)縱向裂縫,且大部分縱向裂縫形狀很規(guī)則,裂縫平順、平直近于直線。
(2)采取的觀察、觀測方法和手段。①用鉆芯機的鉆頭騎在裂縫上對水穩(wěn)基層鉆芯取樣(鉆到底基層頂面標高),據(jù)芯樣和孔壁觀察有以下3 種現(xiàn)象:a.分兩層攤鋪的水穩(wěn)基層,從上而下開裂,一直裂到底基層頂面,裂縫上寬下窄;只有少部分裂到基層分層攤鋪的層間。b.從水穩(wěn)基層底面由下向上開裂;少部分裂縫發(fā)展到基層分層攤鋪的層間錯開10~20cm,但總的趨勢是一直向基層頂面上開裂。c.在鉆芯孔底部用抹布把水吸干,經(jīng)過2h(期間沒有下雨或人為干擾)后觀察發(fā)現(xiàn)孔底滲出清澈的水。②騎著裂縫上挖長1.0m、寬0.6m、深度至底基層頂面標高的觀測井,在觀測井的底部抹5cm厚的水泥砂漿,用于觀察裂縫是否繼續(xù)發(fā)展;經(jīng)一周的觀察,底部水泥砂漿順原裂縫明顯開裂。③在多處裂縫的兩側設置固定的觀測點,定期采用儀器觀測沉降量和位移量。
(1)特征。橫向裂縫與縱向裂縫出現(xiàn)的時間是同步的,裂縫多數(shù)平直、平順、有規(guī)律的垂直于路線中線,間距10~20m 之間分布。
(2)采取的觀察方法和手段。采取與縱向裂縫相同的方法、方式進行觀測,數(shù)據(jù)與縱向裂縫同時匯總。
特征:此類裂縫無規(guī)律,不規(guī)則;中、大雨過后裂縫區(qū)域頂面泛出水印或淺黃色泥漿的咀泥。
路基沉降是形成裂縫的主要原因,具體有以下兩點。
3.1.1 雨季因素
景文高速公路項目處在普洱市景東縣境內(nèi),屬于亞熱帶季風氣候,具有雨水充沛集中、溫差大的特點。雨季路基工程在雨水的侵蝕或滲透下,路基強度衰減反射水穩(wěn)基層開裂。
3.1.2 路基路面排水不暢
(1)邊溝和路肩排水?;炷吝厹匣蚧炷谅芳缱钃趿说谆鶎优潘?,地表水沿著基層與邊溝或路肩的連接處滲入路基,使路基軟化強度衰減,反射到水穩(wěn)基層開裂。
(2)中央分隔帶排水。路基中央分隔綠化帶底部設有一條25cm×20cm 的縱向滲溝,滲溝上面鋪設土工布隔滲層,頂部鋪設反濾織物(土工布),內(nèi)部為碎石填充,中央分隔帶縱向排水管采用帶孔HDPE 雙壁波紋管,橫向排水管為HDPE 雙壁波紋管;橫向排水管把從中分帶匯聚的水引入邊坡泄水槽排出路基以外。由于沒有嚴格按照規(guī)范要求施工,致使中央分隔帶的縱、橫排水系統(tǒng)阻塞,地表水滲入路基,路基強度衰減反射到基層開裂。
(3)底基層排水不暢。C20 混凝土路肩每10~20m埋設?10PVC 排水管。埋設排水管施工不規(guī)范,使底基層向邊坡外排水不暢。底基層飽水后有兩個作用:①所飽含的水在晝夜溫差的膨脹收縮反復作用下漲裂水穩(wěn)基層;②所飽含的水滲入土路基使路基軟化強度衰減,反射到水穩(wěn)基層開裂。
(4)墻背、涵背回填。施工單位沒有重視墻背、涵背回填的重要性;或沒有嚴格按照三背回填規(guī)范要求的施工工序進行工程質量控制,從而造成墻背、涵背回填沉降反射到水穩(wěn)基層開裂。
(5)工后沉降。景文高速公路建設項目路基經(jīng)過川河沿岸的壩子,屬于河流沉積地質,地基軟弱,容易發(fā)生工后沉降。
3.2.1 施工縱縫
(1)縱縫情況與分布規(guī)律。在填方、挖方和半填半挖路段內(nèi)均出現(xiàn)了連續(xù)的縱向裂縫;多處基層縱向裂縫位于距離中分帶路緣石5m 或8m,且平直、距離長。根據(jù)裂縫位置鉆芯取樣和挖觀察坑觀察發(fā)現(xiàn):基層縱向裂縫大多數(shù)上寬下窄,骨料分布不均、存在混合料離析情況。
(2)縱向離析帶造成的縱縫。基層采用兩臺攤鋪機分幅梯隊施工:兩臺攤鋪機螺旋送料器分別把混合料攪攏到中間連接位置時容易出現(xiàn)離析。對這個離析部位鉆芯取樣分析其原因是:離析部位骨料增多,水泥和細集料的混合物減少,此時的混合料水分極易散失;在這樣的情況下水泥發(fā)生水化反應后,隨著水分減少,離析部位形成的強度比其他密實部位偏低,集料間粘結力減小從而容易開裂。
(3)主線與匝道交匯處施工。由于這個區(qū)域路基寬度逐漸變化,施工組織不便;攤鋪基層時普遍采用固定寬度的攤鋪機先把主線鋪筑完成,稍后或過一段時間后再鋪筑交匯部分的三角區(qū)域,這就形成一條施工縫,這條施工縫極易開裂形成縱向裂縫。
(4)基層長時間暴曬。基層施工完成后由于沒有在短時間內(nèi)鋪設稀漿封層和瀝青面層(延誤2~3 個月),且當?shù)貢円箿夭畲?,加劇了離析帶縱向開裂的程度。
(5)未有效管制交通。基層施工完成后大型重載運料車相繼在未滿養(yǎng)生期的基層上面通行;基層早期強度較低,在車輛荷載的重復作用下,基層抗拉、抗折強度不足,加劇了縱向裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。
3.2.2 溫縮縱向裂縫
(1)骨料特性。景文高速公路水穩(wěn)基層采用河流灘涂礫石作為骨料。篩分出來的礫石骨架材料因沒有經(jīng)過破碎,骨料之間的嵌鎖能力較?。涣硗夂嗔侩y以控制,這就造成水泥穩(wěn)定礫石基層抗彎拉能力較差。
(2)基層鋪筑施工工藝。由于基層設計厚度(主線)為36cm,如果按一層鋪筑完成,極不易控制壓實度和平整度,且攤鋪機一次性鋪設約45cm 厚(含松鋪厚度)的混合料難度太大,不易控制,所以采用分兩層濕接法鋪筑。上下兩個水穩(wěn)基層的層間抗溫縮變形能力不一致,形成縱向裂縫。
(3)基層的養(yǎng)生[1]。養(yǎng)生對基層至關重要,特別是基層的早期養(yǎng)生。在早期強度形成過程中如果不能補充足夠的水支持水泥的水化反應,強度就會迅速衰減,裂縫就在所難免。
(4)路肩結構的變更。景文高速公路路堤的路肩變更為采用斷面尺寸為寬40cm×高104cm 的C20 混凝土路肩,混凝土路肩埋置于路床頂面以下30cm;在每隔10~20m 混凝土路肩內(nèi),且位于底基層中部標高位置橫向埋置一根?50mm 的PVC 管,并與路面排水方向向下傾斜1:1.5 的坡度的泄水管。這樣的變更容易造成以下兩個方面的問題:①把原設計是在路床頂面滿鋪底基層,利用底基層的瀝水特性向路基外均布面排水的原理,變?yōu)橥ㄟ^泄水管的點與點方式排水。這就使底基層向路基外排(流動)的水匯聚在底基層與混凝土路肩連接部,再利用路基的縱坡流到泄水管,由泄水管排出路基外;當路線縱坡不大或者在超高路段時,水有‘水往低處流’的特點,大部分水就在底基層與混凝土路肩連接部酥松或欠密實部位向下滲入土路基,使土路基軟化強度衰減,反射到水穩(wěn)基層很規(guī)則的縱向開裂。②混凝土路肩阻礙了水穩(wěn)基層溫縮變形釋放出來的應力,使這個應力得不到消散或分散。在這個應力作用下就把水穩(wěn)基層在距離混凝土路肩邊緣一個比較均勻寬度范圍折斷,從而形成規(guī)則、平直、長距的縱向裂縫。經(jīng)過現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn),由溫縮變形應力形成的縱裂在超高段落更嚴重,因為超高外側有混凝土路肩與中分帶縱向混凝土排水溝,共同夾嵌著水穩(wěn)基層,阻礙基層的溫縮變形應力,更容易在同一個位置形成縱向裂縫。
3.3.1 施工橫縫
(1)橫縫情況與分布規(guī)律。在填方、挖方和半填半挖路段內(nèi)均出現(xiàn)了連續(xù)、一致的橫裂,裂縫平直、平順、有規(guī)律的垂直于路中線,間隔10~20m 之間分布。
(2)施工接頭橫縫。每次或每天基層施工的開始和結束都會形成一個接頭。基層接頭處壓實度不足,下次施工時沒有對前面結尾處實度不足的混合料完全挖除,一段時間后施工接頭就出現(xiàn)了橫向裂縫。
(3)涵洞位置裂縫。涵背施工難以控制是產(chǎn)生基層橫裂的主要原因。路基土方填筑、路面底基層和基層施工時,在涵洞位置得不到連續(xù)、均勻的壓實,即壓路機行進到涵洞或經(jīng)過涵洞頂面時為了避免損傷洞身或蓋板,駕駛員都把壓路機振幅調低或靜壓通過,造成涵洞前后土方、底基層和基層壓實度不足,從而反射出基層橫裂。
(4)橋頭搭板橫縫。搭板與基層連接處基層橫裂是路面常見病害之一。這取決于搭板與基層的物理特性,即搭板是鋼筋混凝土剛性結構,而底基層+水穩(wěn)基層是半剛性結構,搭板與基層的回彈模量不一致,兩者的回彈變形量不一致,導致基層橫裂。
3.3.2 溫縮橫向裂縫
溫縮效應產(chǎn)生基層橫裂縫與縱向溫縮裂縫的成因是一致的,都與混合料的骨料特性、施工工藝和養(yǎng)護有關。上文中從基層的材料、天氣、氣候、施工組織等相關的內(nèi)因和外因論述了產(chǎn)生裂縫的原因。
上文為基層裂縫的特征和成因分析,筆者將以景文高速公路建設中處治和預防路面基層裂縫的實踐經(jīng)驗作為探討、研究的基礎,具體從以下3 個方面展開論述。
路基是路面的基礎,路基沉降必然會反射到基層開裂,經(jīng)分析研究,可以用以下3 項措施來提升路基工程質量。
4.1.1 控制路基填料
(1)通過建設單位監(jiān)管,監(jiān)理和第三方試驗檢測單位多方、多渠道、多點控制進場筑路材料的質量。必須從取土(料)場、運輸過程到鋪筑現(xiàn)場都要嚴格按照規(guī)范要求監(jiān)督、管理,經(jīng)試驗檢測不合格的筑路材料不能進場。
(2)改良土質填料。土質路基的96 區(qū)(上、下路床80cm 厚的土路基)按70%的天然砂礫石和30%的土進行摻配改良,提高填料的透水性,降低液限等,進一步改善填料相關技術指標,使路床頂面壓實度≥98%,提高路基強度。
(3)做好特殊地基或軟土地基路段施工。嚴格按照規(guī)范要求進行特殊地基或軟土地基路段路基土方填筑施工,堅決把不合格的土清理出路基外,采用天然砂礫石或透水性好的材料換填。
4.1.2 完善路基防、排水工程措施
(1)地下水豐富地段,設置縱、橫碎(片)石盲溝,把地下水排除路基外,降低地下水位,降低地基土體含水率。
(2)在構造物背后增設排水設施,如泄水孔、疏干孔、片石墊層、碎(片)石盲溝、碎(片)石滲溝等防止路面水滲進入橋、涵、墻背填方。
4.1.3 嚴格控制三背(橋臺背、涵臺背、墻背)填筑施工
(1)“三背”填筑可選用當?shù)氐氖?、天然砂礫、礦渣等透水性優(yōu)良的材料回填;在高填方路段涵背或墻背的填筑,盡量選用棱角分明的填料進行填筑,而且施工時應注意填料碾壓的平衡不發(fā)生偏移,以免造成涵洞或墻體受損。
(2)因場地特別窄小不利于大型機械作業(yè),采用小型壓實機械壓實或沖擊夯。
(3)完善施工組織、完善施工工藝,強化施工質量管理,提高涵洞洞身兩端路基填筑的施工質量。
4.1.4 嚴格控制路基填筑
(1)控制土的最佳含水量,保證土料在最佳含水量下填筑、碾壓才能達到最佳壓實度。如局部土質含水量較大,應通過翻曬來達到最佳含水量或更換此類土。
(2)半挖半填路基的結合部處治要嚴格按照設計、規(guī)范要求施工。按照規(guī)范要求清理坡面、挖臺階、鋪設土工織物,按試驗路段得出的松浦厚度分層填筑逐層碾壓到合格。
(3)嚴格按現(xiàn)行規(guī)范要求路基施工,調整適宜的松鋪厚度、碾壓遍數(shù)、最佳的機械配套和施工組織。
(4)路基填筑施工中增加旁站監(jiān)理工程師、質檢員、技術員,多人次、全方位提高現(xiàn)場檢測力度確保工程質量。
4.2.1 基層輕度裂縫處治措施
對于基層輕度縱向、橫向、龜裂、蛛網(wǎng)裂裂縫,鋪筑瀝青層之前采用玻纖布或者抗裂貼固定。具體施工流程如下。
(1)對裂縫兩側各1m 范圍進行清掃、吹塵和清洗。
(2)使用吹塵器吹除裂縫內(nèi)灰塵,對于小于3mm的裂縫灌入高滲透改性乳化瀝青;對于大于3mm 小于5mm 的裂縫,在裂縫里塞入麻絮再灌入熱瀝青。
(3)在裂縫兩側約60cm 范圍內(nèi)噴灑按照試驗確定用量的改性乳化瀝青。
(4)將玻纖布或者抗裂貼平鋪在裂縫兩側,用木棍或膠輥碾壓整平粘牢,并用水泥鋼釘或U 型釘釘牢。
(5)監(jiān)理工程師檢驗合格后鋪筑瀝青層。
4.2.2 基層中度裂縫處治措施
對于基層縱向、橫向、龜裂、蛛網(wǎng)裂,開裂程度較輕(大于5mm 小于10mm),但經(jīng)過一段時間的觀察,裂縫不再繼續(xù)發(fā)展的裂縫,鋪筑瀝青層之前采用銑刨機銑刨一部分基層填補碎石瀝青混凝土的辦法,具體施工流程如下。
(1)基層縱向、橫向裂縫處騎著裂縫銑刨5~8cm深,寬度與銑刨機刀片寬度一致的帶狀銑槽;如果是龜裂、蛛網(wǎng)裂選擇能完全包含這些裂縫的銑刨寬度,深度5~8cm。
(2)對銑槽或銑刨范圍進行清掃、吹塵和清洗。
(3)使用吹塵器吹除裂縫內(nèi)灰塵,在裂縫里塞入麻絮再灌入熱瀝青。
(4)在銑刨內(nèi)噴灑按照試驗確定用量的改性乳化瀝青,噴灑改性乳化瀝青時要超出銑刨邊緣60cm。
(5)將玻纖格柵平鋪在銑刨范圍內(nèi),并鋪設超出銑刨邊緣20cm,用木棍或膠輥碾壓整平粘牢,并用水泥鋼釘或U 型釘釘牢。
(6)監(jiān)理工程師檢驗合格后用與設計相一致的瀝青下面層混合料鋪筑、整平、碾壓至基層設計標高。
(7)按工序進行下一道瀝青結構層的鋪筑。
4.2.3 基層重度裂縫處治措施
對于基層縱向、橫向、龜裂、蛛網(wǎng)裂開裂嚴重(大于10mm)的裂縫,裂縫內(nèi)壁有散落、有支縫,基層內(nèi)部出現(xiàn)松散、脫空的裂縫,用如下措施。
(1)采用高壓力灌注水泥漿(注漿)的修復方法。
通過一段時間觀測基層裂縫,縫寬大于10mm 且比較穩(wěn)定不再發(fā)展、基層彎沉值小于容許彎沉值的路段或區(qū)域采用鉆孔注漿的修復方法。①注漿是利用注漿材料的高膨脹、防水、早強、輕質、環(huán)保等優(yōu)良特性應用注射系統(tǒng)將水泥材料混合物注射到地下,以達到填充脫空、排除積水積泥、加固地基,防止?jié)B漏的目的。②注漿填充密封產(chǎn)生裂縫的內(nèi)部空間,防止水分下滲,同時可以將基層和路床頂面的水分排除,提升基層的整體強度和承載能力。
(2)挖除病害基層重新鋪筑基層。
通過一段時間觀測基層裂縫,縫寬大于10mm 且縱向、橫向裂縫較長、范圍廣,裂縫繼續(xù)不斷發(fā)展變化、基層彎沉值小于容許彎沉值的路段或區(qū)域就采用挖除病害基層重新翻壓土路基、重新鋪筑基層。具體施工流程如下所示:①通過業(yè)主、第三方檢測、監(jiān)理和施工單位四方現(xiàn)場調查確定挖除、翻壓范圍,挖除病害基層和底基層,清理、平整到到路床頂面。②在沒有壓實情況下對挖除后清理平整出來的路床檢測壓實度,壓實度符合路床設計和規(guī)范要求的進行下一道底基層、基層補平施工。③壓實度不符合路床設計和規(guī)范要求的,繼續(xù)以30cm 厚為一個檢測層厚向下挖掘檢測探坑(探坑尺寸以100cm×100cm 為宜),每掘除一層都要清理、平整檢測探坑以便檢測壓實度。④根據(jù)從路床頂面挖下去的深度和所檢測出的壓實度實測值與《公路路基施工技術規(guī)范》(JTG F10—2006)土質路基壓實度標準表中路床深度和壓實度的關系,來確定土路基翻壓深度[2]。如果符合壓實度要求時,此時的探坑深度為翻壓深度,此處標注出來的挖除范圍內(nèi)全部挖除到探坑深度,然后按土方路基填筑規(guī)程進行土方填筑到路床設計頂面標高。⑤如果不符合壓實度要求時,繼續(xù)以30cm 厚為一個檢測層厚向下挖掘檢測探坑,當壓實度達到壓實度標準表中規(guī)范要求的壓實度,與這個壓實度所對應的深度就是需要挖除翻壓的深度。⑥以確定的挖除深度為基準,把挖除范圍內(nèi)的填土全部挖除直到該基準層。⑦清理平整、碾壓后檢測壓實度;壓實度合格后,按土方路基填筑規(guī)程進行土方填筑到路床設計頂面標高。⑧在重新回填的路床頂面檢測壓實度(如果挖除長度大于20m 的要進行彎沉檢測),合格后進行下一道底基層、基層補平施工。
4.2.4 高路堤路基變形形成的基層裂縫的處治措施
在高路堤路段形成了長距離、變化多樣的縱向裂縫路段。在路基邊緣或路堤墻頂設置永久沉降觀測點;經(jīng)過長期觀測,依據(jù)沉降觀測數(shù)據(jù)確定有繼續(xù)沉降、位移變化的高路堤路段采取如下處治措施。
(1)疏通路堤墻墻身的泄水孔,加密鉆孔設置疏干孔,使墻背淤積的水分排除路基邊坡外,降低土體含水率。
(2)在緊挨著路堤墻的外側修筑抗滑樁,用抗滑樁擋住、加固路堤,避免路堤邊坡滑動。
(3)在路堤墻的外側堆土反壓防護,此措施最有效,相較修建抗滑樁更經(jīng)濟、施工周期短,易于施工組織。
4.2.5 涵洞位置基層裂縫的處治措施
涵位基層裂縫主要以橫向裂縫為主。經(jīng)現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)分析,原因是涵背回填土和涵頂填土壓實不充分,回填土經(jīng)過自然沉降反射到基層形成的橫裂縫。采用混凝土面板置換有病害的路面結構層的處治措施,具體施工流程如下。
(1)在涵洞位置正上方以涵洞中心線向路線前進和后退方向標線,確定有橫向裂縫病害的最佳范圍。
(2)標線框出的范圍使用小型挖掘機或電錘挖除有橫向裂縫病害的基層。
(3)在涵背回填土范圍鉆孔(避開洞身和蓋板),向孔內(nèi)高壓注射水泥漿填充有空隙、松散的內(nèi)部空間,防止水分下滲;同時可以補強涵背回填土的強度,提升涵背回填土的整體強度和承載能力。
(4)安裝傳力桿:在基層挖除的兩個斷面?zhèn)确剿椒较蛎扛?0cm 鉆孔,安裝?32mm40cm 的螺紋鋼筋,嵌入基層20cm 深,外露20cm。
(5)清理、整平、壓實原有的底基層,在底基層上面澆筑C30 混凝土補平至基層頂面標高;這樣的混凝土面板如同一塊‘蓋板’扣在涵洞頂面,大大的解決了涵洞沉降形成的裂縫病害。
4.2.6 橋臺搭板與基層結合部橫向裂縫的處治措施
搭板與基層結合部產(chǎn)生橫裂是公路路面常見病害之一,處治此類病害具體措施如下。
(1)在橋臺搭板上呈梅花形狀布置對搭板進行鉆孔(孔深約2m),向孔內(nèi)高壓注射水泥漿,使搭板下的松散、有空隙的填筑物達到填充、補強、密實,以提升搭板下填料的承載能力。
(2)對于橋臺搭板與基層結合部基層輕度橫裂,裂縫兩側基層混合料無松散、無脫落的裂縫,在鋪筑瀝青層之前采用玻纖布或者抗裂貼固定。
(3)對于橋臺搭板與基層結合部開裂嚴重(大于10mm)的裂縫,裂縫內(nèi)壁有混合料散落、脫落、脫空,裂縫有支縫的情況用如下措施處治:①以搭板頭為起點向路面基層方向量取2~3m 標出范圍,把標定范圍內(nèi)的基層全部挖除,清理出路基外。②在挖除后的范圍內(nèi)呈梅花形狀布置孔位對土路基進行鉆孔(孔深約2m),向孔內(nèi)高壓注射水泥漿,使搭板下的松散、有空隙的填筑物達到填充、補強、密實,以提升承載能力。③注漿結束后,在緊挨搭板端頭路床頂面下設置一條60cm×60cm的碎(片)石盲溝,出口一直延伸到路基邊坡外;如果外側有橋梁混凝土側墻或路堤墻,對應盲溝的排水方向在側墻或路堤墻上開一個60cm×60cm 的口,以利于盲溝排水。④安裝傳力桿:在基層挖除斷面和搭板端頭側方水平方向每隔40cm 鉆孔,安裝?32mm40cm 的螺紋鋼筋,嵌入基層或搭板20cm 深,外露20cm[3]。⑤在清理、整平后的路床和盲溝上壓實后鋪設土工格柵,土工格柵邊緣用水泥釘或U 型釘固定在基層挖除斷面和橋頭搭板上。⑥澆筑C30 混凝土補平至基層設計標高。連同底基層和基層的總厚度用混凝土補平的研究結果是:a.該挖除范圍施工面較小,如果繼續(xù)用設計的底基層和基層工藝施工不易控制,容易出現(xiàn)次生病害;b.底基層的排、滲水功能用搭板端頭的盲溝代替;c.用增加補平混凝土厚度的方法提高承載力。⑦檢測合格后進行下一道瀝青路面的施工。
4.2.7 混凝土路肩與基層結合部縱向裂縫的處治措施
(1)對于結合部位開裂程度輕微、裂縫較窄的路段,可以灌注水泥砂漿或熱瀝青進行填充。
(2)對于結合部位縱向裂縫較寬、開裂比較嚴重的路段,可以使用低標號水泥混凝土進行填充。
(3)在混凝土路肩與基層結合部開裂路段的混凝土路肩上設置長期穩(wěn)固的沉降觀測點;定期對下沉情況進行觀測,如果發(fā)現(xiàn)混凝土路肩繼續(xù)有沉降,應對病害路段路肩下面路基進行加固處治。
水穩(wěn)基層開裂是公路路面普遍性病害,我們可以采取一些預防措施來緩解、避免、遏制基層開裂,具體的措施如下。
4.3.1 完善路面排水系統(tǒng)工程
(1)路肩排水。在混凝土路肩外側間隔10m 鉆泄水孔,排水橫坡較大的路段加密到間隔5m 鉆泄水孔;泄水孔進水口底面標高應與底基層底面標高一致,且傾斜坡度與路面橫坡(超高一側除外)排水方向一致或略緩于路面橫坡;超高一側的泄水孔設置為1:1.5 坡比向路基邊坡外傾斜。
(2)護欄排水。高路段堤路混凝土路肩頂面設計有鋼筋混凝土護欄。在瀝青上面層頂面間隔5~10m 把護欄鉆通成孔作為排水孔。
(3)路基路面排水。要從路基初始就要完善做好盲溝、滲溝、沉井、疏干等基底和隱蔽排水工程的設置;地表要做好邊坡塹溝、急流槽、攔水帶、止水帶、排水管,中央分隔帶縱向排水管、排水溝,橫向排水管、集水井、路肩排水管、泄水孔等排水工程的設置,地下、地表的排水設施要做到互聯(lián)互通。
4.3.2 調整筑路材料
(1)用于底基層、基層的礫石過一遍聯(lián)合破碎機,使礫石增加邊條、棱角,以提高骨料間的嵌鎖能力。
(2)在符合規(guī)范的范圍內(nèi)調整瀝青中面層和上面層的集料配比;使集料篩分曲線走下限,并適當增加礦粉和瀝青用量,以降低瀝青混合料的孔隙率和滲水率,從而達到減少雨水滲入基層的數(shù)量。
4.3.3 調整施工組織
(1)提高養(yǎng)生效率?;鶎邮┕S金時段都是在當年10 月至下一年5 月之間的干燥、干旱、高溫的季節(jié);調整基層養(yǎng)護措施:采用草席、土工布或薄膜養(yǎng)生、勤灑水,使基層時刻處在濕潤狀態(tài)。
(2)管制交通。特別是處在早期養(yǎng)護階段的基層,一定要避免重載運料車在基層上通行。
(3)盡快鋪筑瀝青面層?;鶎羽B(yǎng)生期滿各項數(shù)據(jù)檢測合格后要盡快組織鋪筑稀漿封層和瀝青面層,瀝青面層可以起到隔熱效果,能有效避免基層直接處在高溫下暴曬。
(4)編制科學、周密、可行的施工組織計劃,并要適時掌握天氣、氣候、人、機、料、資金等情況的變化適當調整施工組織。
4.3.4 人為因素
(1)人是完成一項工程的主導。一項工程是通過無數(shù)個人在不同崗位上辛勤努力工作完成的;要提高人的責任心,齊心協(xié)力、同心同德才能提高工程進度、保障工程質量;要加強對新材料、新技術、新工藝的理論學習、培訓和研究,并科學運用于公路建設。
(2)加強各個崗位上從業(yè)人員的專業(yè)理論學習,做好崗前培訓和技術交底,提高專業(yè)技術水平和職業(yè)素養(yǎng)。
(3)加強原材料的管控,不合格的材料堅決不能使用。
(4)按規(guī)范、規(guī)程加強底基層、基層施工過程中的工地抽樣檢測,只有不遺漏、無死角的進行工地試驗檢測,才能及時、準確的提取當天的施工數(shù)據(jù),便于指導施工。
本文對各類基層裂縫成因進行了分析,并按各種裂縫的特點、工程特性、適用范圍、人機料要求以及經(jīng)濟性等方面采取科學、可行性、有效的處治措施。景文高速公路采取文中的處治措施實施后,經(jīng)兩年的缺陷責任期運營,路面沒有出現(xiàn)較大的坑塘、凹槽、波浪、跳車等病害,所以本文論述的裂縫成因分析及處治措施與預防方法是科學、可行的,這對今后同類路面病害處理具有重要參考價值。
公路水穩(wěn)基層時常有開裂問題,因此我們需要在理論和實踐上從如下幾點進一步研究。
(1)建議給路基工程一個回歸“本性”的時間和過程。如土方路基填筑完成后能經(jīng)歷一個雨季或一段時間的自然沉降,那么因沉降反射的基層裂縫等病害就會減少。
(2)過渡式施工的可行性研究。如果讓土方路基工程等著自然沉降,顯然與我國蓬勃、強勁的社會經(jīng)濟發(fā)展相悖,社會也等不起;過渡式路面施工的可行性研究和運用就應運而生,即在不影響通車運營的情況下,土方路基段落只完成瀝青稀漿封層+瀝青底面層+中面層鋪筑(為了橋梁鋼伸縮縫的安裝施工,橋梁上按設計要求完成所有的路面施工),待通車試運營一年后再鋪筑瀝青上面層,這樣可以在缺陷責任期內(nèi)完成路面早期病害處治,即可以大大降低竣工后的路面病害,也可以降低公路后期的運營管養(yǎng)成本。過渡式施工也許是一個研究方向。