公路基层病害及防治对策

公路基层病害及防治对策

王周李奇伟

东明恒通路桥有限公司山东东明274500

摘要：基层承受的行车荷载主要来自于面层传导，位处垫层以上面层以下的基层可以向土基与垫层传递并扩散行车荷载。因此，从路面结构整体来看，基层的功能极为关键。基层病害、基层病害的防治措施等是论文研究的主要内容。

关键词：交通设施；病害预防；理论分析

1.前言

道路结构中的一个基本构成部分为路面，不同混合料（材料）分层铺筑而成的路面主要处于填方路基或天然地基上，行车荷载及各类自然气候因素均会对路面发生影响。所以，路面的抗变形功能与强度必需要足够强大。而且，从行车舒适性与安全度保障来看，路面的稳定性与平整度同样应处于理想状态。路面结构通常包括垫层、基层和面层这三层。基层承受的行车荷载主要来自于面层传导，位处垫层以上面层以下的基层可以向土基与垫层传递并扩散行车荷载。因此，从路面结构整体来看，基层的功能极为关键。笔者主要从基层材料、基层的施工技术入手，对基层病害及基层病害的防治办法两方向展开分析。

2.基层病害的基本类型

2.1刚度与强度变弱

如果施工技术的控制效果不理想或者材料选用不当，通常会降低基层的强度，导致其与设计标准不相符，难以有效承载起来自沥青或混凝土路面荷载导致的变形，源自反复碾压的路面形变将会对路面稳定性产生影响，路面使用性能会因此而降低，这就是所谓的“残余变形”；在残余变形情况严重条件下，疲劳弯拉或剪切破坏极有可能发生。施工实践表明，面层刚度与基层刚度不统一发生的比例比较高，二者之间如果悬殊太过明显的话，在拉应变（力）作用下，路面面层极有可能发生过早开裂，沥青路面面层尤其如此。其原因通常包括：因成本节约需要，或资源短缺，沥青路面面层一般不会铺筑过厚，路面行驶的车辆负载绝大部分会由处于面层以下部分的基层承担，基层的刚度、强度一旦因此而发生损毁或降低现象，路面面层的性能会因此而受到明显影响。

2.2冰冻稳定性与水稳定性

当前，路面面层大多是混凝土面层、沥青面层这两种，而无论是何种面层，均无法完全将水隔开，也就是说，始终会有水分经由面层向基层渗透，沥青面层尤其易于发生此类现象，诸如裂缝一类的早期病害极易因此而产生。就算基层有极强的防渗功能，但是，渗入的水分依旧能由基层向路基持续渗透并侵蚀路基，从而影响到路基强度。若不采取措施处理，将会逐步降低基层的稳定性，并迅速缩短道路使用寿命。重冰冻或冰冻易发地区的基层内通常会发生水分结冰现象，特别是冬季时，这类区域的土路基中所渗入的水份很容易产生“聚冰现象”，而一旦气温回升，路基、基层内的聚冰便会开始融化，在结浆与融化（即冻容循环）条件下，将会降低路基强度，显著弱化基层材料强度。

2.3收缩

温缩裂缝与干缩裂缝是基层收缩病害的两种主要类型。基层水分减少是发生基层干缩现象的主要原因。工程施工实践表明，摊铺碾压环节结束后，若未能迅速采用覆盖保护等措施保护，基层极易遭到阳光暴晒，此时会蒸发掉基层的更多水分，而水分散失太多将直接导致干缩裂缝病害形成。而且，碾压过程中的含水率愈高，碾压结束后便会形成更加严重的基层裂缝。路面沥青面层如果过薄，且所采用的是半刚性基层材料（干缩性较高），那么，就算基层施工过程中并未发生开裂现象，基层峻工使用时依然会显著减小基层混合料中的含水比例，从而导致干缩裂缝形成，沥青面层会加速开裂，反射裂缝将由此形成。所谓“基层温缩变化”指的是因温度差而在基层内部所形成的温度应力。冬季气温低，基层顶部温度低同样比较低，此时会有拉应力产生；而在春季气温回暖条件下，基层的底部依然处于低温状态，温度应力会因此产生；基层底部在行车荷载引发的拉应力与上述温度应力作用下会导致基层地面的开裂速度加快。

3.基层病害防治策略

3.1材料选用

施工实践表明，必须要对不同的半刚性材料的力学与物理性能有所了解、掌握，才能提高材料选用的针对性。基层用材通常包括：沥青贯入式碎石、乳化沥青碎石、沥青稳定碎石、填隙碎石、级配砂砾或砾石、级配碎石、石灰工业废渣稳定土、石灰稳定土、水泥稳定土等。各等级公路基层通常宜采用石灰粉煤灰稳定材料、水泥稳定材料，不过，高等级路面基层通常不宜采用粉煤灰、石灰或水泥、稳定细粒土。多雨潮湿或冻雨地区的一级公路、高速公路底（下）基层通常宜采用石灰粉煤灰稳定材料。

3.2施工技术

基层施工首先应保证施工组织合理，其次要求应不间断施工，有效控制好拌合、摊铺、压实稳定土技术是质量控制的核心。由于基层材料的均匀性、均匀程度均取决于稳定土拌合机拌合效果，所以，应以现场施工条件为依据，科学选择施工机械。按行走设备类型为依据，可以将稳定土拌和机划分成2类，即轮胎式稳定土拌和机、履带式稳定土拌和机。轮胎式稳定土拌和机的特征主要表现在：结构简单；弯道摊铺质量好；工地现场可以自行转移，可以迅速行驶，无需过多费用投入。不足之处则包括：比较敏感于路面平整度；轮胎变形量会被机内混合料量改变，摊铺质量会因此受到影响。履带式稳定土拌和机具有下列优势：牵引力大、接地面积大，下层不会受到过多作用力影响，不太敏感于下层平整度。不过其同样有下列不足之处，即无法快速行驶，自行、长距离工地转移无法实现；无法全面适应地面较高的凸起点，需要投入更多的资金用于生产。拌合速度应设定准确、恒定，其将直接影响到拌合质量；拌合“恒定速度”指的是，以既有工程条件为基础，参照稳定材料标准展开最佳机械运行及转子转速设置，由此获得可靠、稳定、一致的拌合质量。调整、确定摊铺厚度是摊铺稳定土时的质控重点。每次调整摊铺厚度量不宜过大，应缓慢、逐步展开，且调整一次后，在完成一定距离摊铺条件下，检查调整效果，确定调整是否需要重要进行。一次标准调整量通常是前板（左右）标尺上的1格。熨平板小控制台（左右）中的拨动式开关可以对油缸下降（上升）、左右两侧自动找平进行控制，由此对铺层厚度进行控制。应严格执行碾压施工标准、规范，表面水分一旦缺乏，洒水即应适时、适度进行。若有起皮、松散、弹簧状况，必须迅速采用翻开、重新拌合等办法应对处理，确保质量达标。

4.结论

基层功能至关重要，其质量会影响到路面的寿命、性能。实践表明，应在全面把握各类基层材料性质基础上完成材料选择，且施工组织应合理、不间断进行，全面控制施工技术，确保施工质量，以便将前述病害最小化或直接避免。

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