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摘要:随着我国经济的发展,作为经济大动脉的铁路、公路、桥梁等各种交通基础设施建设也在蓬勃展开。但在已建成道路工程使用过程中,经常发生路面开裂、局部沉降、塌陷、路段崩塌等质量问题。在增加养护维修成本的同时,还影响车辆正常行驶,甚至危及行车安全,交通断绝,造成巨大的生命、财产等损失。为充分发挥道路的正常使用功能,保证车辆行驶舒适度和安全性,应对道路质量问题进行系统科学的分析,针对各种因素采取有效措施,进行合理设计,严格施工,避免和减少发生异常沉降、不均匀沉降,为道路交通运输安全提供基础性保障。
关键词:路基工程;路面工程;原因分析;防控策略
引言
道路质量问题能引发一系列负面效应,降低道路有效利用率,缩短道路使用年限,损坏车辆,引发交通事故。然而,引起路面质量问题的原因复杂多样,各种因素有时单独作用,有时相互叠加。使得在质量控制方面存在较大的难度,几成顽疾。必须从道路项目决策、选址设计、工程施工、使用管养等,需要在每个环节都严格把控,消除各类不利因素,确保路面质量。
1道路工程质量问题原因分析
1.1地质构造
在宏观上,地质构造、岩体结构对道路稳定和安全起着基础性的作用。在崎岖地形、陡峭的边坡,易造成道路失稳,滑塌,一般来说,越是陡峭,风险越大。当道路地基中存在软弱夹层,岩层倾向与边坡一致,形成易于滑动崩塌的活动面,将对道路产生十分不利的影响。如四川汶川213国道(都江堰至耿达段),所处峡谷陡峭,道路沿江而筑,几乎都在地质岩层滑动面上,时常发生边坡失稳崩塌,屡修屡坏。
1.2地下水
地下水一直是影响道路路基稳定的十分重要的因素,在道路损坏各因素中最为活跃,多数的路基路面损坏、崩塌,都与此有关。地下水能软化路基和地基,增加路基和地基重量,使滑动力加大。寒冷地区,在水的冻融作用下,促使岩体膨胀风化,强度降低,发生倾倒,引起道路损坏。流动的地下水,产生流沙和潜蚀,带走泥沙,掏空地基,引起道路水毁塌陷。
1.3道路结构形式和材料
道路边坡、结构层对道路工程质量有着关键的作用。道路路基按开挖填形式,可分为挖方路基,填方路基,和半填半挖路基。为保持边坡稳定,一般有护坡、护肩、护脚结构;道路路面结构按其结构作用和所处的位置,分为面层、基层、垫层,不但直接受车辆荷载作用外,还受各种恶劣自然条件和气候的侵袭;结构强度、刚度和稳定性不达标,耐磨、不透水、抗滑性和平整度不满足行车要求,加速道路损坏和引发交通事故。
1.4施工质量
道路施工环节,对道路工程质量有着决定性的作用。在道路工程施工中,可能面临着复杂的地质条件、地形条件和水文条件等,软弱地基处理、河浜填筑、沟槽回填、及桥接坡处高填土等,回填料不均匀、把控不严往往无法充分压实;填筑路基时的水分无法及时排除、土体水分含量未达到规定指标则可能引发未来的路基路面沉降问题。有时为赶工期,往往一再压缩施工周期,使路基路面缺乏应有自然沉降和养护时间,为道路质量埋下隐患。
1.5交通强度
道路工程竣工交付使用后,除受自然气候影响外,最主要荷载是过往车辆等的交通强度,包括通行密度,车辆自重、载重,轴重等。通常在道路建设之前就设定了道路建成后的等级,可承载的车流密度、载重等。一般来说,路面所行驶的车辆越多、载荷就越大,对道路的影响就越明显。对于超过道路承载能力的交通强度,特别是超载车辆,会对道路造成严重的破坏,极大降低其使用年限。这种对道路的破坏,在起初通常是隐性的,不易察觉。而后在雨水、冻融和车辆震动等各因素的相互影响下,造成路面开裂,路基整体性破坏,道路坑洼沉陷等问题,严重影响通常能力和行车安全。
1.6日常管养
一般道路损坏,都是由微入著,由暗至明。薄弱处裂缝,水灌入缝中软化基层;车辆行驶产生震动加剧水的流动,及对基础的破坏,产生局部掏空,开始有唧泥现象;进而道路板块局部碎裂沉降出现坑洼;在轮胎的冲击下,掏空和唧泥现象变得越来越严重,导致板块断裂,结构的整体性和强度急速恶化。甚至路面塌陷、路堤变形、滑塌等情况。期间日常管养不及时,措施方法不当,往往造成无法挽回的损失。
2道路工程路面质量问题的预防策略
2.1选择有利地形,尽量避开不利的工程地质条件。在可能的情况下,避开软弱土层,如暗浜、古河道等;在山区丘陵地带地质褶皱的地区,背斜和向斜一般呈线性大体平行布置。道路路线规划时,尽量选择垂直岩层走向,或是同岩层的走向平行、但道路边坡与岩层倾向相反的路线,避免出现大规模顺层滑动,破坏路基稳定。
2.2防渗和排水
疏堵集合,以疏为主,以堵为辅,保证道路边坡牢固稳定。在道路所在的滑坡区域外围设置截水沟和排水沟,截断流向滑坡区域的地面水,并迅速排走,防止出现积水,减少渗入滑坡体岩层。根据实际情况和需要,建立地下排水管廊,截住地下水流,并把滑坡岩层中的积水排出。
2.3结构处理
根据地质环境采取有效措施,稳定边坡;采取削坡、支挡、锚固等措施,减缓边坡,减轻滑动体自重、反压坡脚,以稳定岩体;在路堤滑动面下方修建具有排水功能的混凝土或砌石挡墙,加强边坡稳定性。按设计道路等级与气候水文条件,科学设置路面结构层,使路面结构的面层、基层、垫层等具有足够强度、刚度、整体性,以及高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳、抗水损害及耐磨、平整、抗滑、低噪声等特性要求。在合理使用年限内保持安全、稳定、可靠地承载交通负荷和克服气候影响。
2.4施工质量控制
对于预防道路破坏、沉降来说,填筑施工质量十分重要。特别是所选择的填筑材料,其质量、性能都至关重要,应优选填筑材料,如具尽量使用有良好透水性、强度高、稳定性好的碎石、卵石、砾石、粗砂等,其次可以选择亚砂土、亚粘土等。在回填前通过土工试验,比较含水量-压实度曲线,确定最佳含水量,以此作为控制回填土体含水量的标准,严格执行。原则上,所选择的回填材料应该在施工完成后具有渗水性能较好、干容重较大、整体性好的特点;尽量避免粘土、耕植土等透水性差强度低的土体。应把握好以下几点:(1)分层压实填筑,同一层填筑材料应均一,避免和减少出现不均匀沉降现象;(2)按填筑材料的透水性能高低,透水性好的材料应位于下方,以减少路基积水,保证路基的稳定性;(3)如果遇到沟壑地质。应选用合适的填筑方式,如水平填筑、竖向填筑、混合填筑等,以达到工程质量目的。(4)基层、面层养生期间,做好成品保护,严控车辆通行。
2.5交通管理和道路养护
交通管理与道路养护,在一定程度上,相辅相成的有机整体,需要配合与协调。科学设置交通信号系统,提高交通安全与通行能力,减少车辆制动对道路产生的影响;切实减免货车通行费用,降低运输企业和从业者的成本支出,避免被迫超载。动态管理,组织交通分流、限制超重超载车辆上路,避免道路在超负荷下承载;
道路日常巡视和重点管控相结合,实时掌握道路交通情况和质量情况,有针对性地保养。对于出现的各种情况,特别是开裂、坑槽、沉陷和车辙等,及时养护修补,防止路面病害进一步发展。
结束语
道路工程质量问题,是一个系统性的问题。其影响因素来自方方面面,既有地质水文气候环境影响,也有设计施工等因素影响,还有运营其的交通情况、管养水平等影响。有技术因素,也有人为因素。从决策规划、勘测定线、水土治理、结构设计、施工管理、工程验收、交通强度、道路管养等,每个环节都对其他环节产生影响,最终在道路工程质量上集中显现。在每个环节,进行科学论证,严格把控,必然大大减少质量问题,让道路这经济发展的大动脉健康通畅,有力支持各领域的建设。
参考文献
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