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摘要:路桥施工病害比较多,并且对路桥工程质量造成严重影响,基于此,本文以路桥沥青路面工程病害以及过渡段路基病害为例,对其病害原因及解决对策进行了探讨分析。
关键词:路桥施工;常见病害;处理意义;路面病害;路基病害;原因;对策
路桥工程建设过程中,由于施工工序比较复杂,并且施工过程中受到诸多因素的影响,使其存在诸多病害,因此为了保障路桥工程质量,必须对其进行合理解决。
1.路桥施工常见病害处理的重要意义
路桥施工常见病害处理的重要意义主要表现为:
1.1保障路桥结构稳定性和可靠性。路桥工程常见病害的处理能够提升路桥结构的稳定性和可靠性,并且针对性的处理相关病害,可以减少裂缝、沉陷等病害的发生,保障路桥有效承受行车载荷。
1.2延长路桥使用寿命。 路桥工程常见病害的处理工作,能够延长桥梁的使用寿命,严格要求设计标准,强化细节管控,实现延长寿命的目的。
1.3满足车辆通行需求。路桥施工出现裂缝、不均匀沉降以及破损等病害时,不仅影响外形,还影响使用,所以做好路桥工程常见病害处理是满足车辆通行的需要,为车辆通行创造有利条件。
2.路桥沥青路面工程病害及其解决对策分析
2.1路桥沥青路面工程病害的原因分析。路桥沥青路面工程经过长时间运营以后,会产生很多病害,其原因有很多,主要表现为:
2.1.1社会原因。随着经济的增长,路桥客货运量得到快速增长,超载车辆对路桥路面的破坏也日益严重,促使路桥路面加快产生开裂,甚至局部下陷。
2.1.2施工原因。影响路桥工程沥青混凝土路面质量的主要因素有:原料质量、搅拌、运输、铺摊和压实等方面。由于沥青混凝土在路面的建设中需要经过搅拌、铺摊和压实等一系列过程,因此其集料必须具备足够强的抗磨耗能力和抗压碎能力。这样才能承受住建设过程和使用过程中的磨损作用,保证路面拥有足够的粗糙度。沥青混凝土的性能主要有抗疲劳性以及稳定性等,这些性能对沥青混凝土的配合比的要求各不相同,有的甚至还互相矛盾。比如为了提高沥青混凝土路面的抗裂性能,通常要求沥青的用量多而混合料的用量要少而细,但这样的路面到了夏季很容易出现辙痕以及泛油等情况。原料的搅拌过程直接关系着沥青混凝土混合料的质量,从而影响沥青混凝土路面的建设质量。比如在搅拌过程中进料的速度不均匀或者计量不准确,那么就很容易造成混合料的松散以及料粗等问题。沥青混凝土混合料在运输过程一定要控制好其温度,若温度控制不当,则会降低混合料的性能。而摊铺的质量不仅会对路面的外观和平整度造成影响,而且还会对路面的强度造成影响。
2.2路桥沥青路面常见病害的解决对策分析。
2.2.1车辙病害修复对策分析。沥青路面车辙病害的深度不同,所需要的修复技术也应不同,并且在修复过程中应根据实际情况合理选择。第一、合理运用微表处法。路桥车辙分布范围广发,全部采用铣刨换填法所需费用较高,因此对于车辙深度小于38mm的车辙病害可以采用微表处法,该类方法施工简单快速,可对重交通道路进行车辙填补和表面整修。作为一种预防性修复技术,与其他修复技术相比具有明显的经济优势。第二、运用同步碎石封层法。利用同步碎石封层车将粘结材料与碎石同步铺洒在路面上,利用自然行车碾压行车单层沥青磨耗层,由于磨耗层表面粗糙,既可以平整原路面又可以增强其防滑能力。该种技术施工简单快速,能够迅速开放交通,同时与其他修复技术相比其性能和价格均有明显的优势。
2.2.2坑槽病害的解决对策分析。第一、运用热烘式坑槽修补。对坑槽破损处沥青路面利用相关设备进行间歇式加热,使其温度迅速升高至恰当温度,用乳化沥青对旧沥青混合料进行处理,然后在整平、压实,从而达到对坑槽病害的处理,其本质就是一种小型的现场热再生沥青处理技术。但是由于该种方法将原有旧料与一些新料拌合重新利用,很难准确保证其性能和用量,虽然最后也能做到碾压密实,但是其压实度无法得到保证,其最终的修复效果并不十分明显。第二、运用挖补式坑槽修补。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该方法是将坑槽损坏处沥青混凝土全部挖出,将坑槽底面的病害全部清理干净,随后将新拌的沥青混凝土注入其中,碾压成型,由于该种方法能够从根本上解决坑槽问题,因此是一种永久性修复技术。第三、应用喷射式坑槽修补。作为一种新工艺,利用自动坑槽修补车鼓风机强大的气流将坑槽内部的杂物清除出来,然后利用喷管将沥青混合料直接填补到坑槽内部,整个过程都是全自动化的,提高了修补效率,同时也节省了大量的时间和人力。
3.路桥过渡段的路基病害原因及其解决对策
3.1路桥过渡段路基病害的原因分析。主要有:
3.1.1路桥过渡段路堤压实施工不完善,导致压实度未达到施工设计要求。在路桥施工过程中,路桥过渡段位置较其他位置不同,无法在该处采用大型压路机械设备进行路面碾压施工,只能采用小型压路机械设备碾压施工,但是小型压路机机械设备无论是从碾压精度还是从碾压力度方面都存在着诸多不足之处,导致路面无法实现压实,这致使后期路桥过渡段路竣工使用过程中出现不均匀沉降病害问题。
3.1.2路基滑移原因。当路堤填土较高或边坡较陡、整体性较差,或路基边坡部分或整体受到破坏时容易发生路基滑移现象,具体表现在两方面:第一、路基向桥台方向产生顺桥向滑移。对于桩柱式桥台,台前填土处于无侧限受压状态,若锥坡发生破坏,则在自重和车辆荷载作用下,土体会产生向桥内移动的趋势,形成横向裂缝甚至整体下滑,致使桥头部位的路基、路面产生显著的竖向位移。第二、路基横桥向滑移。由于路堤边坡较陡或受到破坏,在荷载作用下形成纵向裂缝或沿坡裂面整体下滑,从而路基产生整体侧向滑移。
3.1.3软土地基处治不合理。在工程领域,软土地基具有其突出的潜在危害工程质量安全特性,在路桥工程施工过程中表现尤为突出。在路桥工程施工过程中,不够重视软土地基带来的潜在危害,并且对其未做及时相关处理,则易导致该处路段载荷承受力不足,从而引发一系列路桥过渡段路基路面病害发生。软土地基未引起施工人员注意,一方是由于施工人员过分追求工期,忽略对软土地基的处理;另一方面则是在前期勘探过程中地质勘探不仔细,未发现软土地基。因此桥头引道软土地基也是引发路桥过渡段路基病害的重要原因。
3.2路桥过渡段的路基病害解决对策分析。
3.2.1路基压缩变形的解决对策分析。第一、因地制宜合理选择填料。在桥台台背回填范围内宜选用内摩擦角大、强度高、压实快、透水性好的填料,如岩渣、砾石、砂砾等。同时,选用内摩擦角较大的填料也有利于排水,可减缓雨水的危害,且也有利于改善压实性能,使路基的密实度易于达到设计要求。第二、采用挤密复合地基方法来处理路基填土。该方法是:路基填筑完毕后,在路基上成孔,然后在孔内填入材料并振动压实成桩。由于桩的挤密和置换作用,使得路堤填土密实度提高,且路堤整体刚度显著增大,从而减小路堤的压缩变形。砂桩、土和灰土桩及二灰土桩等都是常用的挤密桩。第三、提高路基填土压实度。合理使用压实机具,严格控制压实厚度,填土通过检测控制,含水量不留压实死角,确保压实充分。第四、采用土工格栅进行加筋处治。该方法利用土工格栅加固层的立体结构使土颗粒受到约束,土体颗粒间的摩擦及土颗粒与土工格栅接触面间的摩擦咬合作用增强,形成整体性好、刚度较大的柔性结构层。采用模量渐变原理在过渡段形成加固区,柔性加固层一端固定于桥台,另一端与路基相连,实现刚性桥台与柔性路基的过渡,以消除过大的差异沉降。第五、采用注浆法处理路基填土。该法不但可以用于地基处理,而且路堤病害处治也应用较多,其利用气压、液压或电化学原理,把某些能固化的浆液注入填土的孔隙内,从而改善地基的物理力学性质。通常选用的是渗透注浆法(块石填料)、压密注浆法和劈裂注浆法。这些方法已广泛应用于路基中砂及砂砾石地基、软粘土地基、杂填土地基、淤泥以及湿陷性黄土地基等,在路堤修筑过程中,经过碾压和换填处理后填料压实度高,含水量较小。
3.2.2路基沉降渐变过渡的解决对策分析。第一、合理设置柔性桥台。为了降低桥台自身刚度,缩小桥台和路堤的刚度差,使过渡段的土体固结和荷载压缩变形沉降均匀过渡,达到缓和过渡路面纵坡,防止桥头跳车的目的,可采用柔性桥台结构;但柔性桥台仅适用于个别桥梁结构形式,且施工难度较大。第二、设置桥头搭板。该方法是治理桥头跳车应用较早,使用最广泛的一种方法。搭板设计的基本思路主要是基于过渡桥台与路堤突变性的纵向差异沉降,将纵向坡度变化控制在容许范围内。搭板与桥台通过锚筋相连,厚度不宜小于0.25m,长度不宜小于5m。为了避免二次跳车,可在搭板尾端加设一段浅埋变厚式埋板。通常是将搭板分区段设计。对于搭板的计算,在我国将设置枕梁的单段式板按0.9倍板长作为简支板计算的情况。第三、设置渐变桩。采用挤密桩加固地基时可用渐变方式来处理,以达到纵向沉降缓和渐变的目的。在过渡段一定范围内,从路基向桥台的方向,可通过增加桩长或减小桩间距的方式,使过渡段刚度实现过渡,从而减小搭板路两端的沉降差,有效实现沉降过渡。
3.2.3地基沉降的控制措施分析。第一、合理处理桥头软弱地基。桥头软基在荷载作用下产生较大工后沉降是导致桥台与路堤沉降差的主要因素,目前软基处理的方法主要有换土垫层、抛石挤淤、排水固结及复合地基加固等。换土垫层、抛石挤淤属于软基浅层处理方法,处理深度一般不超过3m。排水固结法适用于饱和软粘土、有机粘土的地基处理,其包括袋装砂井、塑料排水板、超载预压、真空堆载预压等方法。复合地基加固法是利用机械在软土地基局部范围,通过使用一定直径与深度的软土固化材料予以加固、改良,形成加固桩体的方法,其包括碎石桩、砂桩、水泥搅拌桩、粉喷桩和旋喷桩等。第二、合理应用轻质填料。采用粉煤灰填筑路堤,因其具有自重轻、压缩性小、强度高、透水性能良好等特点,可有效减小桥头路堤的总沉降。粉煤灰压实后基本呈无塑性状态,需在一定含水量下才能成型,干后又会消散成粉末状;且粉煤灰的毛细水作用影响相对较大,在雨水或内部渗流作用下易流失,需在一定工艺条件下才能形成达到设计需要强度的整体性材料。因此,必须在设计中采取相应措施,如添加一定量的石灰或水泥,才能避免其不利影响。在轻质填料中,泡沫聚苯乙烯(EPS)材料是一种重量极轻的材料,另外,该材料还具有稳定性好、变形模量较大的优点。利用EPS材料超轻质的突出优点,可以显著降低路堤及汽车荷载对地基产生的附加应力,减小地基沉降和桥台台背差异沉降,从而有效解决桥头跳车问题。
结束语:
综上所述,路桥工程常出现的病害种类很多,并且对路桥使用造成不良影响,因此为了保障路桥工程安全运行,必须充分了解相关病害的原因,并采取有效的解决对策。本文结合了路桥沥青路面工程病害以及过渡段路基病害,对其原因及其解决对策进行了分析,旨在保障路桥工程安全运行。
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论文作者:李开文
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/8/30
标签:病害论文; 路基论文; 桥台论文; 路堤论文; 沥青论文; 地基论文; 路面论文; 《防护工程》2019年12期论文;