摘要：路橋工程師負(fù)責(zé)對(duì)勞務(wù)施工隊(duì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)及交底，監(jiān)督及有效控制各勞務(wù)施工隊(duì)按照合同及施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)完成施工任務(wù)。本文發(fā)表在《中國(guó)水運(yùn)》上，是路橋工程師職稱論文發(fā)表范文。文章重點(diǎn)分析了影響路面路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性的水溫、土質(zhì)因素，針對(duì)這些因素的影響及對(duì)路基路面造成的損害，提出了加強(qiáng)路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性的防治措施。

　　關(guān)鍵字：強(qiáng)度;穩(wěn)定性;水溫;防治措施

　　交通運(yùn)輸是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著物流業(yè)的不斷繁榮和人們?nèi)粘３鲂械脑龆啵煌ㄐ枨罅吭絹?lái)越大，公路的車輛負(fù)荷越來(lái)越重，道路出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的幾率加大，這就要求路基路面要有一定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性來(lái)承擔(dān)車輛的負(fù)荷。但是路面路基由于常常受到地質(zhì)、水文等自然條件的破壞，極易發(fā)生損害，使路面強(qiáng)度減弱、失去穩(wěn)定性。為了防止這種情況的發(fā)生，需要我們根據(jù)這些影響因素，制定一系列科學(xué)有效的措施。

　　一、路基路面的強(qiáng)度與穩(wěn)定性

　　(一)穩(wěn)定性

　　在天然地表面建造的道路結(jié)構(gòu)物改變了自然的平衡，在達(dá)到新的平衡狀態(tài)之前，道路結(jié)構(gòu)物處于一種暫時(shí)的不穩(wěn)定狀態(tài)。新建的路基路面結(jié)構(gòu)暴露在大氣之中，經(jīng)常受到大氣溫度、降水與濕度變化的影響，結(jié)構(gòu)物的物理、力學(xué)性質(zhì)將隨之發(fā)生變化，處于另外一種不穩(wěn)定狀態(tài)。路基路面結(jié)構(gòu)能否經(jīng)受這種不穩(wěn)定狀態(tài)，而保持工程設(shè)計(jì)所要求的幾何形態(tài)及物理力學(xué)性質(zhì)，稱為路基路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

　　(二)強(qiáng)度

　　路基的強(qiáng)度是指在行車荷載作用下，路基抵抗變形與破壞的能力。因?yàn)樾熊嚭奢d及路基路面的自重使路基下部和地基產(chǎn)生一定的變形，較大的變形會(huì)影響路面的使用品質(zhì)。尤其是不均勻沉降，直接導(dǎo)致路面的不均勻沉降，降低路面平整度，同時(shí)，也是路面早期破損的重要原因。為保證路基在外力作用下，不致產(chǎn)生超過(guò)允許范圍的變形，要求路基應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度。

　　(三)水溫穩(wěn)定性

　　路基路面的水溫穩(wěn)定性是指路基在水和溫度的作用下保持其強(qiáng)度的能力。路基在地面水和地下水的作用下，其強(qiáng)度將會(huì)顯著降低。因此，對(duì)于路基，不僅要求具有足夠的強(qiáng)度，而且還應(yīng)保證在最不利的水溫狀況下，強(qiáng)度不致顯著降低，這就要求路基應(yīng)具有一定的水溫穩(wěn)定性。

　　二、影響路基路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性的因素

　　(一)水

　　水是影響路基路面強(qiáng)度穩(wěn)定性的核心因素，主要來(lái)源于大氣降水和地下水的滲入。

　　水損害會(huì)造成路基濕軟、冰凍及整體不穩(wěn)定。大氣降水使得路基路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的濕度狀態(tài)發(fā)生變化，低洼地帶路基排水不良，長(zhǎng)期積水，會(huì)使得矮路堤軟化，失去承載能力。山坡路基，有時(shí)因排水不良，會(huì)引發(fā)滑坡或邊坡滑塌。沉陷是路基的常見(jiàn)病害，主要是由于路基土中含水量偏大造成壓實(shí)度不足引起的。因?yàn)橥林械乃诌^(guò)大，土粒被水膜包圍而分散得過(guò)遠(yuǎn)，含水量越大，水膜越厚，水分不能排除，由于水的密度比土的密度小，因此土的密度反而下降了。冰凍也是在有水存在的情況下才能起作用。

　　水分積蓄于路基路面體內(nèi)，降低路基路面的強(qiáng)度與剛度，造成路面破壞，并可進(jìn)一步加劇路面透水性。水泥混凝土路面，如果不能及時(shí)將水分排出結(jié)構(gòu)層，會(huì)發(fā)生唧泥現(xiàn)象，沖刷基層，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層提前破壞。瀝青混凝土路面中水分的侵蝕，會(huì)引起瀝青結(jié)構(gòu)層剝落，結(jié)構(gòu)松散。砂石路面，在雨季時(shí)，會(huì)因雨水沖刷和滲入結(jié)構(gòu)層，而導(dǎo)致強(qiáng)度下降，產(chǎn)生沉陷、松散等病害。

　　(二)溫度

　　大氣溫度周期性的變化會(huì)造成路基體的膨脹與收縮，甚至引起路基的凍脹;溫度造成水泥砼路面的溫度應(yīng)力及條塊分割;溫度造成瀝青混凝土路面的塑性變形累積及低溫開(kāi)裂。

　　混凝土澆筑后,表面沒(méi)有及時(shí)覆蓋,在炎熱或大風(fēng)天氣,表面游離水分蒸發(fā)過(guò)快,混凝土體積急劇收縮,就會(huì)導(dǎo)致路面開(kāi)裂。高溫季節(jié)瀝青路面軟化，在車輪荷載作用下產(chǎn)生永久性變形。水泥混凝土結(jié)構(gòu)在高溫季節(jié)因結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致路面壓曲破壞。北方冰凍地區(qū)，在低溫冰凍季節(jié)，水泥混凝土路面、瀝青路面、半剛性基層由于低溫收縮產(chǎn)生大量裂縫，最終失去承載能力。在嚴(yán)重冰凍地區(qū)，低溫引起路基的不穩(wěn)定是多方面的，低溫會(huì)引起路基收縮裂縫，地下水源豐富的地區(qū)，低溫會(huì)引起凍脹，路基上面的路面結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生斷裂。春天融凍季節(jié)，在交通繁重的路段，有時(shí)引發(fā)翻漿，路基路面發(fā)生嚴(yán)重的破壞。

　　(三)土質(zhì)

　　各種土質(zhì)的抗剪強(qiáng)度、抗水能力是不一樣的，如鈣質(zhì)或石膏質(zhì)膠結(jié)的土、濕陷性黃土等，遇水后軟化，會(huì)使原來(lái)的強(qiáng)度降低很多。選擇填料就是根據(jù)土的性質(zhì)決定選用填料的種類。土的性質(zhì)不僅包括土的物理性質(zhì)，還包括土的化學(xué)性質(zhì)。路基形成初期，主要是路基的物理性質(zhì)起作用，在經(jīng)歷了一定時(shí)期后，土的化學(xué)性質(zhì)的影響大大增加。當(dāng)土體在荷載作用和化學(xué)變化影響下形成膠結(jié)狀態(tài)后，土體的物理性質(zhì)將發(fā)生改變，不再具有初始的性質(zhì)，路基整體的穩(wěn)定性和強(qiáng)度將極大提高。不同的土類有不同的工程特征與性質(zhì)，認(rèn)識(shí)清楚路基及路面底基層用土的工程性質(zhì)，則可根據(jù)不同的土類采取不同的工程技術(shù)措施。(級(jí)配良好的礫石混合料是良好的路基路面材料;巨粒土是良好的路基材料;砂性土是施工效果最優(yōu)的路基建材;粘性土是較常見(jiàn)、效果也較好的路基路面建材;粉性土屬于不良材料，最容易引起路基病害;特殊土用于路基時(shí)必須采取技術(shù)措施加以處理。)

　　三、保證路基路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性的基本條件

　　公路沿線及附近的水文、地質(zhì)和筑路材料的調(diào)查、試驗(yàn)是保證路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的基本條件。因此，不論是施工監(jiān)理人員，還是承包單位，都必須集中全力，認(rèn)真細(xì)致地做好沿線土質(zhì)調(diào)查和取樣試驗(yàn)工作。關(guān)于水文地質(zhì)調(diào)查和試驗(yàn)方面的工作，除調(diào)查當(dāng)?shù)氐臍鉁睾徒涤炅客猓€應(yīng)調(diào)查地下水的深度、流量、流向，以便采取相應(yīng)的處治措施和選擇合適的路基材料。關(guān)于土質(zhì)調(diào)查和試驗(yàn)，主要是調(diào)查挖方路基頂部和填方原地面以下的土壤類型。對(duì)于軟土地段，還要做貫入度、沉降、固結(jié)試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，提出相應(yīng)的處治方案。關(guān)于筑路材料的調(diào)查和試驗(yàn)，主要是對(duì)沿線挖方及附近的各類土壤進(jìn)行全面的調(diào)查和試驗(yàn)，摸清可用作填料土的質(zhì)量和數(shù)量，以便合理地調(diào)配使用。

　　四、防治水損害的措施

　　(一)路基排水和控制土料含水量

　　水損害的防治就是防水、排水、抗水的綜合考慮。首先是防水，防止水的侵入;其次是排水，將侵入的水迅速的排除，不使其影響路基;最后的辦法是抗，在既無(wú)法徹底切斷水源，又不能迅速無(wú)害將水排除的情況下，采用水穩(wěn)定性好的材料。

　　路堤填筑要留好路拱以保證中間高、兩邊低;挖好排水溝，使雨后路面無(wú)積水。

　　要保證路基填土密實(shí)，一定要嚴(yán)格控制土料含水量在最優(yōu)范圍內(nèi)，一般最佳含水量為±4%。巖土中含水量小，顆粒間的水膜有較大粘滯阻力，空氣在土的孔隙中不能完全排除，不易壓實(shí)。若含水量偏大，初步夯實(shí)便使土接近飽和，再夯只能使土變形，不能使土密實(shí)就成了橡皮土。控制的辦法是現(xiàn)場(chǎng)取土料作含水量試驗(yàn)，或者現(xiàn)場(chǎng)憑經(jīng)驗(yàn)判斷，即將土料捏成團(tuán)，落地可散，這種狀況的含水量基本上在最優(yōu)范圍之內(nèi)，否則就應(yīng)進(jìn)行處理，含水量偏小的應(yīng)灑水，增加含水量;偏大的可采取翻曬、晾干，或者摻生石灰、水泥等進(jìn)行處理。

　　(二)控制瀝青混合料的空隙率

　　瀝青混合料的目標(biāo)空隙率應(yīng)該控制在4%左右，空隙率在8%-12%這間的路面是水損害最容易發(fā)生的區(qū)域。瀝青質(zhì)量的好壞直接影響到瀝青路面的質(zhì)量，一般應(yīng)選用延度大，耐久性好，抗老化的重交通道路石油瀝青以提高搞裂性能。考慮到瀝青路面的實(shí)際特點(diǎn)，要嚴(yán)格控制瀝青路面的壓實(shí)度，控制好混合料的拌合溫度，一般在140攝氏度較好。碾壓溫度不低于80-100攝氏度，碾壓溫度過(guò)低則不易壓實(shí)，瀝青路面的密實(shí)性高了，就不易滲水。

　　五、溫度造成的裂縫和翻漿問(wèn)題的防治措施

　　(一)溫度裂縫

　　1.預(yù)防措施

　　嚴(yán)格控制瀝青混合料的質(zhì)量, 選用高低溫性能好、抗老化性能好、含蠟量低、黏度高的優(yōu)質(zhì)瀝青。在條件許可的情況下, 可在瀝青中摻加各種類型的改性劑, 以提高其性能指標(biāo)。骨料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)、嵌擠作用好、與瀝青黏附性能好的集料。

　　2.治理方法

　　為防止雨水由裂縫滲透至路面結(jié)構(gòu), 對(duì)于細(xì)裂縫( 2 mm～5 mm) 可用改性乳化瀝青灌縫; 對(duì)大于5 mm 的粗裂縫, 可用改性瀝青( 如SBS 改性瀝青) 灌縫。灌縫前, 須清除縫內(nèi)、縫邊碎粒、垃圾, 并使縫內(nèi)干燥, 灌縫后, 表面撒上粗砂或3 mm～5 mm 石屑。

　　(二)翻漿

　　1.預(yù)防措施

　　①采用含粗粒料的水泥、石灰粉煤灰穩(wěn)定類材料作為高等級(jí)道路的上基層;

　　②低溫季節(jié)施工時(shí)，石灰穩(wěn)定類材料可摻入早強(qiáng)劑，以提高早期強(qiáng)度;

　　③根據(jù)道路等級(jí)和交通量要求，選擇合適的面層類型和適當(dāng)?shù)暮穸?

　　④設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮排水結(jié)構(gòu)。

　　2.治理方法

　　①及時(shí)清除雨水進(jìn)水孔垃圾，確保排水順暢， ;

　　②對(duì)輕微翻漿路段，挖除面層，清除基層表面軟弱層，施設(shè)下封層后鋪筑瀝青面層;

　　③嚴(yán)重翻漿路段，將面層基層挖除，如涉及路基，需處理好路基后鋪筑良好的半剛性基層，并做好排除內(nèi)部積水的技術(shù)措施。

　　結(jié)論：公路路基路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性的影響因素是多方面的。水是影響強(qiáng)度和穩(wěn)定性的核心因素;溫度變化容易引起公路的裂縫、翻漿等病害;不同土質(zhì)的抗剪強(qiáng)度、抗水能力是不一樣。通過(guò)對(duì)這些影響因素的分析我們就能夠采取更有針對(duì)性的措施來(lái)保證公路的質(zhì)量。

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