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[摘 要]永古(永登—古浪)高速公路是促进西部大开发战略,推动对外开放,帶动经济发展,加强国防建设的重要措施。本文在调查分析永古高速路段路面基本病害的基础上,通过对病害分析,提出处置措施。
[关键词]永古高速 路面病害 成因分析 处置措施
中图分类号:TP393.14 FDDI 文献标识码:TP 文章编号:1009―914X(2013)34―0460―01
永登至古浪高速公路是新丝绸之路和亚欧大陆桥的咽喉通道。高质量、高标准地建设这条道路,对于西部大开发,对外开放及沿线经济发展具有重要意义[1,2]。项目为连霍国道主干线(GZ45)永登(徐家磨)至古浪高速公路两阶段施工图设计,承担里程范围:K2334+000~K2383+080.090,全长49.09Km。
1.路面病害现状
既有沥青混凝土路面结构为:4cm中粒式沥青混凝土(AC-16I)+6cm中粒式沥青混凝土(AC-20II)+21cm5%水泥稳定砂砾+15cm3%水泥稳定砂砾,在中湿及潮湿路段加铺了15cm的天然砂砾垫层,同时水泥稳定砂砾基层调整为30cm厚。既有路路拱形式为直线型双向路拱,路拱横坡2%。既有路自2001年建成通车,已经运营七年。根据现场调查情况及路面检测试验,本标段范围内有2/3路段路面状况良好,其余路段都存在不同程度的病害,主要集中在桥涵等结构物处、填挖交界处、部分填方路段,因路基沉陷、不均匀沉降引起路面破坏,路拱发生变形,形成路面坑槽、凹陷、波浪、车辙、不均匀沉降、纵横向裂缝、路面不平整等路面病害,此类路段养护过程中进行了不同程度的修补加罩(加罩路段路面整体不平顺)。
路面病害成因主要为路基沉陷及不均匀沉降引起路面破坏,其次为沥青混凝土路面面层稳定性比较差,半刚性基层的结构性收缩及沥青混凝土的冷缩变形以及在重荷载作用下使路面发生不均匀沉降变形,中度、重度网裂及沉陷等。
2.害原因分析
2.1气候环境
该区地处欧亚大陆腹地,属温带大陆性干旱气候区,具夏季短而炎热,冬季长而寒冷,温度日差较大,蒸发量远大于降雨量,空气干燥等特征。降雨一般集中在 7~9月,年平均气温-0.4°C,极端最高气温28.1°C,极端最低气温-30.6°C,最冷月平均气温-9.8°C,最热月平均气温11.4°C,历年绝对最高气温29°C,历年绝对最低气温-30.6C°,年平均降水量405mm,年平均蒸发量1521.5mm,年平均相对湿度55%,最大积雪厚度36cm,最大冻土深度149mm,平均风速及主导风向5.1NNW。天祝县境内乌鞘岭海拔4874m,最低峡口海拔2040m,高差2834m,气候的垂直分带十分明显。
项目所处地区昼夜温差较大,大部分横向裂缝是由于沥青面层的低温收缩、半刚性基层在裂缝部位的应力集中与荷载的综合作用形成的温缩裂缝。此类裂缝多从路面表面产生,向下发展。它的产生不仅破坏路面的连续性、整体性及美观,而且会从裂缝不断进入水分使基层直至路基软化,导致路面承载力下降从而加速路面破坏,同时纵向长裂缝开裂后的路面,在冬季面层模量较高,承受重复车轮荷载作用,发生龟网裂。
2.2工程地质环境
项目所在区域内有湿陷性黄土等不良地质。
(1)K2350+000~K2356+000段受地形的影响,高填、深挖及填挖交界段过渡交界频繁,由于路基路面排水设施不完善或路堤填筑压实不够,使得高填方路基出现整体或局部沉陷和不均匀沉降,尽管大部分路段进行了整平修补,但修补过的整平层仍存在不同程度的沉降变形,甚至一些路段工后沉降未完成,还在继续沉降。
(2)全线桥涵等结构物较多,结构物两端存在程度不一的沉陷,有些沉陷严重的桥头尽管已用沥青混凝土修补,但由于对原地基未做适当处理,修补过的整平层仍存在不同程度的沉降变形。
2.3交通量
随着沿线经济的发展,车辆荷载迅速增大,大型、重型车辆日益增多,使得路面在形成轮迹带上形成疲劳破坏,导致路面回弹弯沉逐渐增大,路面结构层整体强度日趋不足,路面病害迅速地产生和发展。
3.处治措施
3.1横向裂缝
横向裂缝缝宽在5mm以内时,清除缝中的杂物及尘土,将稠度较低的热沥青(缝内潮湿时应采用乳化沥青)灌入缝内,灌入深度约为缝深的2/3。填入干净石屑或粗砂,并捣实,将溢出缝外的沥青及石屑、砂清除;横向裂缝缝宽在5mm以上时,首先应除去已松动的裂缝边缘,用热拌沥青混合料填入缝中,捣实,缝内潮湿时应用乳化沥青混合料。
3.2纵向裂缝
对于短的纵向裂缝(小于20m),可以按照横向裂缝处治的原则进行灌缝处理;对于由路基不均匀沉陷造成的长纵缝,先地基处理后,在缝隙上面铺一层土工格栅,用以阻止裂缝的扩展和反射,最后按原路面结构回填。
3.3车辙、网裂及沉陷
对于行车轮迹下的车辙和网裂,是由于路面强度不足,而造成的疲劳损坏,需要将出现车辙的面层铣刨清除,重铺沥青面层;对于局部路面出现的网裂和沉陷,养护部门虽用沥青混合料进行了修补,但并未根除病害,导致新的修补块仍有裂缝和沉陷,可见,产生局部网裂和沉陷的原因是由于路基局部强度不足或水稳性不好造成的,此类路段应先进行路基病害处理。
3.4路面技术等级分类及补强设计
3.5既有路路面补强设计
3.6局部路线纵坡调整抬坡路段路面设计
参考文献
[1] 李立寒,张南鹭.道路建筑材料.上海:同济大学出版社,1999.
[2] 王明怀.高等级公路桥头跳车病害的成因防治研究[J].华东公路,1996(1):26-28.
[关键词]永古高速 路面病害 成因分析 处置措施
中图分类号:TP393.14 FDDI 文献标识码:TP 文章编号:1009―914X(2013)34―0460―01
永登至古浪高速公路是新丝绸之路和亚欧大陆桥的咽喉通道。高质量、高标准地建设这条道路,对于西部大开发,对外开放及沿线经济发展具有重要意义[1,2]。项目为连霍国道主干线(GZ45)永登(徐家磨)至古浪高速公路两阶段施工图设计,承担里程范围:K2334+000~K2383+080.090,全长49.09Km。
1.路面病害现状
既有沥青混凝土路面结构为:4cm中粒式沥青混凝土(AC-16I)+6cm中粒式沥青混凝土(AC-20II)+21cm5%水泥稳定砂砾+15cm3%水泥稳定砂砾,在中湿及潮湿路段加铺了15cm的天然砂砾垫层,同时水泥稳定砂砾基层调整为30cm厚。既有路路拱形式为直线型双向路拱,路拱横坡2%。既有路自2001年建成通车,已经运营七年。根据现场调查情况及路面检测试验,本标段范围内有2/3路段路面状况良好,其余路段都存在不同程度的病害,主要集中在桥涵等结构物处、填挖交界处、部分填方路段,因路基沉陷、不均匀沉降引起路面破坏,路拱发生变形,形成路面坑槽、凹陷、波浪、车辙、不均匀沉降、纵横向裂缝、路面不平整等路面病害,此类路段养护过程中进行了不同程度的修补加罩(加罩路段路面整体不平顺)。
路面病害成因主要为路基沉陷及不均匀沉降引起路面破坏,其次为沥青混凝土路面面层稳定性比较差,半刚性基层的结构性收缩及沥青混凝土的冷缩变形以及在重荷载作用下使路面发生不均匀沉降变形,中度、重度网裂及沉陷等。
2.害原因分析
2.1气候环境
该区地处欧亚大陆腹地,属温带大陆性干旱气候区,具夏季短而炎热,冬季长而寒冷,温度日差较大,蒸发量远大于降雨量,空气干燥等特征。降雨一般集中在 7~9月,年平均气温-0.4°C,极端最高气温28.1°C,极端最低气温-30.6°C,最冷月平均气温-9.8°C,最热月平均气温11.4°C,历年绝对最高气温29°C,历年绝对最低气温-30.6C°,年平均降水量405mm,年平均蒸发量1521.5mm,年平均相对湿度55%,最大积雪厚度36cm,最大冻土深度149mm,平均风速及主导风向5.1NNW。天祝县境内乌鞘岭海拔4874m,最低峡口海拔2040m,高差2834m,气候的垂直分带十分明显。
项目所处地区昼夜温差较大,大部分横向裂缝是由于沥青面层的低温收缩、半刚性基层在裂缝部位的应力集中与荷载的综合作用形成的温缩裂缝。此类裂缝多从路面表面产生,向下发展。它的产生不仅破坏路面的连续性、整体性及美观,而且会从裂缝不断进入水分使基层直至路基软化,导致路面承载力下降从而加速路面破坏,同时纵向长裂缝开裂后的路面,在冬季面层模量较高,承受重复车轮荷载作用,发生龟网裂。
2.2工程地质环境
项目所在区域内有湿陷性黄土等不良地质。
(1)K2350+000~K2356+000段受地形的影响,高填、深挖及填挖交界段过渡交界频繁,由于路基路面排水设施不完善或路堤填筑压实不够,使得高填方路基出现整体或局部沉陷和不均匀沉降,尽管大部分路段进行了整平修补,但修补过的整平层仍存在不同程度的沉降变形,甚至一些路段工后沉降未完成,还在继续沉降。
(2)全线桥涵等结构物较多,结构物两端存在程度不一的沉陷,有些沉陷严重的桥头尽管已用沥青混凝土修补,但由于对原地基未做适当处理,修补过的整平层仍存在不同程度的沉降变形。
2.3交通量
随着沿线经济的发展,车辆荷载迅速增大,大型、重型车辆日益增多,使得路面在形成轮迹带上形成疲劳破坏,导致路面回弹弯沉逐渐增大,路面结构层整体强度日趋不足,路面病害迅速地产生和发展。
3.处治措施
3.1横向裂缝
横向裂缝缝宽在5mm以内时,清除缝中的杂物及尘土,将稠度较低的热沥青(缝内潮湿时应采用乳化沥青)灌入缝内,灌入深度约为缝深的2/3。填入干净石屑或粗砂,并捣实,将溢出缝外的沥青及石屑、砂清除;横向裂缝缝宽在5mm以上时,首先应除去已松动的裂缝边缘,用热拌沥青混合料填入缝中,捣实,缝内潮湿时应用乳化沥青混合料。
3.2纵向裂缝
对于短的纵向裂缝(小于20m),可以按照横向裂缝处治的原则进行灌缝处理;对于由路基不均匀沉陷造成的长纵缝,先地基处理后,在缝隙上面铺一层土工格栅,用以阻止裂缝的扩展和反射,最后按原路面结构回填。
3.3车辙、网裂及沉陷
对于行车轮迹下的车辙和网裂,是由于路面强度不足,而造成的疲劳损坏,需要将出现车辙的面层铣刨清除,重铺沥青面层;对于局部路面出现的网裂和沉陷,养护部门虽用沥青混合料进行了修补,但并未根除病害,导致新的修补块仍有裂缝和沉陷,可见,产生局部网裂和沉陷的原因是由于路基局部强度不足或水稳性不好造成的,此类路段应先进行路基病害处理。
3.4路面技术等级分类及补强设计
3.5既有路路面补强设计
3.6局部路线纵坡调整抬坡路段路面设计
参考文献
[1] 李立寒,张南鹭.道路建筑材料.上海:同济大学出版社,1999.
[2] 王明怀.高等级公路桥头跳车病害的成因防治研究[J].华东公路,1996(1):26-28.