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对路基路面工程的研讨

摘要:进入20世纪后 ,随着汽车工业和交通运输的发展,现代化公路的路基路面工程逐步形成了新的学科分支。它主要研究公路 、城市道路 和机场跑道路基路面的合理结构 、设计原理 、设计方法、材料性能要求以及施工、养护 、维修和管理技术等 。路基与路面工程是道路工程的主要组成部分 ,工程数量十分可观 ,两者相辅相成 ,不可分离 ,应综合考虑它们的工程特点 、综合解决两者的强度 、稳定性等工程技术问题。

作者:林家根 邓阳 林家德

1 影响路基路面稳定的因素

路基路面裸露在大气中,其稳定性在很大程度上由当地 自然条件所决定。地理条件、地质条件 、气候条件 、水文和水文地质条件 土的类别。

2 路基的设计

公路路基 属于带状结构 ,随着天然地面的高低起伏 ,标高不同,路基设计需根据路线平、纵 、横设计 ,精心布置 ,确定标高,为路面结构具有足够宽度的平顺基面。

通常根据 公路 路线设计确定 的路基标高与天然地面标高是不同的 ,路基设计标高低于天然地面标 高时 ,需进行挖掘 ;路基设计标高高于天然地面标 高时 ,需进行填筑。由于填挖情况的不同 ,路基横断面的典型形式 ,可归纳为路堤、路堑和填挖结合等三种类型。在工程地 质和水文地质条件良好的地段修筑的一般路基设计包括以下内容 :(1)选择路基断面形式,确定路基宽度与路基高度 ;(2)选择路堤填料与压实标准;(3)确定边坡形状与坡度 ;(4)路基排水系统布置和排水结构设计 ;(5)坡面防护与加 固设计 ;(6)附属设施设计。

3 路面

碎、砾石路面通常是指水结碎石路面、泥结碎石路面以及密级配的碎 (砾 ) 石路面等数种 ,这类路面通常只能适应 中低等交通量的公路 。碎 、砾石材料的显著特点之一是应力一应变的非线性性质,回弹模量在很大程度上受竖向和侧向应力大小的影响。

碎 (砾) 石路面养护的主要任务是 :在各种交通组成和交通量的负荷下 ,使路面保持应有的强度和平整度 ;对路面在车辆荷载与 自然 因素影响下产生的病害 ,如沉陷、松散、坑洞 、车辙及裂缝等,进行事前预防及事后及时维修 ,使其经常保持良好的状态 ,以便利行车 ,并延长使用寿命。为提高碎 (砾 ) 石路面的平整度 ,抵抗行车和 自然因素的磨损和破坏作用 ,应在面 层上加铺磨耗层和保护层。

由石料经修琢成块 状材料而铺筑 的路 面称 天然块料路面 。天然块料路面的整齐石块和条石 ,宜采用 I 级石料 ,其形状近似正方体或长方体 ,顶面与底面大致平等 ,底面积不小于顶面积的75%。半整齐石块路面用坚硬石料经琢成立方体或长方体 ,石料品质应符合 I~Ⅱ级标准 ,要求顶底两面琢以后铺成 ,符合 I ~Ⅱ级标准的石料皆能用。
近年来 ,在我国一些路面工程中 ,水泥稳 定土可用于路 面结构的基层和底基层 ,在保证路面使用品质上取得了满 意的效果。但水泥土禁止作为高速公路或一级公路路面的基层 ,只能用做底基层。在高等级公路 的水泥混凝土路面板下 ,水泥土也不应做基层。

石灰稳定工业废渣基层具有 :水硬性、缓凝性 、强度高、稳定性好,成板体 、且强度随龄期不断增加 ,抗水、抗冻、抗裂而且收缩性小 ,适应各种气候环境和水文地 质条件等特点。所以 ,近几年来,修筑高等级公路,常选用石灰稳定工业废渣做高级或次高级路面的基层或底基层。沥青混合料的特点是强度和抗变形能力随温度的升降而产生变化 。

沥青混合料是一种弹性一粘塑性材料 ,在应力一应变关系中呈现出不同的性质。有时仅呈现为弹性性 质,有时主要呈粘塑性性质。而大多数情况下 ,几乎同时综合呈现上述性质。掌握表征这些性质的指标 ,就能正确地判断沥青混合料在不同条件下的特性 ,特别是沥青混合料在最高和最低温度下的变形特性 。

水泥混凝土路面 ,包括普通混凝土、钢筋混凝土 、连续配盘混凝土、预应力混凝土、装配式混凝土和钢纤维混凝土等面层板和基层所组成的路面。目前采用最广泛的是就地浇筑的普通混凝土路面,简称混凝土路面。

水泥混凝土路面应尽可能在气温高于+5摄氏度时放工。面层板的施工程序为:(1)安装模板 ;(2)设置传力杆;(3)混凝土的拌和与运送 ;(4)混凝土的摊铺和震捣 { (5)接缝的设置;(6)表面整修;(7)混凝土的养生与填缝。

4 路面养护与管理

4.1沥青路面主要的病害与防治

4.1.1泛油

它大多是由于混合料中沥青用量偏多,沥青稠度太低等原因引起 ,但有时也可能由于低温季节施工 ,表面嵌缝料散失过多 ,待气温变暖之后 ,在行车作用下矿料下挤 ,沥青上泛 ,表面形成油层而引起泛油。沥青表面处治和沥青贯入式路面最易产生此类病害 。可根据泛油的轻重程度,采取铺撒较粗粒径的矿料予以处治。

4.1.2波浪
它是路面上形成有规则的低洼和 凸起变形。波浪变形处治较为困难 ,轻微的波浪可在热季采用强行压平的方法处治 ,严重的波浪则需用热拌沥青混合料填平。

4.1.3裂缝
对较小的纵缝和横缝 ,一般用灌入热沥青材料 加以封闭处理。对较大的裂缝,则用填寒沥青石屑混合料方法处理。对于大面积的龟裂、网裂,通常采用加铺封 层或沥青表面处冶。网裂 、龟裂严重的路段,则应进行补强或彻底翻修。

4.2水泥混凝土路面维修与养护

一般 在冬季缝 隙增宽时增补或更新填缝料 ,使缝隙填料保持饱满不渗水 ,避 免屑杂物 等不可压缩 的材料混入 。麻孔、剥落、局部磨损和坑 洞的修补 :先 将尘 土碎 屑清 除干净 ,再用不1:2水泥砂浆或硫磺水泥填补 。当磨损 、剥落面积较大时 ,可用坚硬石料进行双层沥青表面处治 。粘 层油应用较稠的沥青,用量应稍多,以免剥落。整仓修复 :当裂缝分布遍及全板时 ,可将该板块击破翻除 ,必要时还应重做基层 ,再 另浇筑新混凝土板 。混凝土路面损坏后,可在其上以新混凝土罩面。为加强新旧混凝土的结合,加铺前除清除旧面层表面并凿毛外,有时还可在旧路面上先涂敷环氧树脂 ,然后铺筑新混凝土层,以使新旧层之间达到完全结合 。

总之,路基路面 工程要实现高效率动作、高品质服务 ,达到高产 出的 目的 ,必须遵循 “高水平、高质量 、高标准”的原则 ,反复研究,引进外国先进技术 ,实践与理论相结合 ,这是保证路基路面工程质量体系,发挥公路建设效用的重要条件。