论文部分内容阅读
摘要：国家高速公路网荣乌高速公路山西境内灵丘至山阴段东段（以下简称灵山高速公路东段）的地理区位为山岭重丘区，其路面结构为改性沥青混凝土路面。本文结合该段工程的线形特点、结构形式和区域经济现状，对可能出现的路面病害及其诱因进行了分析，并有针对性地提出了治理措施，实现了特殊路段预防出现早期损毁的目的。
关键词：山区；路面；病害；治理
灵山高速公路东段是国家高速公路网荣乌高速公路在山西境内的一部分，其路面第二合同段地处山岭重丘区，该合同段全长17km。在路面施工当中，我们结合以往施工中总结的经验，对可能出现的病害及其成因进行了认真细致的研究，并采取了一系列相应的措施对病害进行了有效的防范，收到了较好的效果。
1 对路面病害及其成因的预见
1.1 软土地基处理不当
尽管在山岭重丘区建设高速公路，但受因地表水、地下水、季节性流水、泉水等并存的影响，软土地基还是经常会出现的，如果在施工过程中对软土地基不加处理或处理不当，路基就会在填土自重作用力的影响下出现下沉，从而导致路面的早期破坏。
1.2 车辙和裂缝
灵山高速公路东段是晋煤外运的重要出省路段，且地处山岭重丘区，地形较为复杂，高差大、温差大，桥梁多、纵断面变换频繁，进入运营后的车流量较大，且多数为超重车辆，所以，路面出现车辙和开裂的外部条件是非常充分的。
1.3 填方路段的工后沉降
尽管灵山高速公路东段的路基工程完成于2010年10月，但有多段路基属于高填方路段，平均填筑高度为7.8m，最高达13.4m，且多数路段的填筑时间不足2个月。高填方路堤因受填土自重应力状态下的再压缩过程的作用，出现沉降的可能性是很大的。
1.4 路面积水加剧对路面的破坏
路面一旦出现车辙和局部沉降，导致了路面不平顺现象的发生，这种情况必然会引起路面的局部积水。沥青与集料之间由于积水的长期浸泡，其沥青膜就会遭到破坏，致使粘结力的丧失，当车辆行驶时，路面因动水压力和真空吸力等的作用，沥青迁移就会直接造成斑状泛油和结构的松散。
1.5 强降雨引起路基强度降低
由于该路段地处山区，每年都有不同程度的强降雨发生，高填方路堤的非饱和性填土在降雨入渗后，其强度会明显变弱，极可能出现路面开裂和边坡冲刷问题。
2 对路面病害预防措施
2.1 加强软土地基处理，防止路基沉降
2.1.1 加强勘探和地质调绘山区软土路段一般分布面积较小，地层变化大，有些软土设计阶段不容易发现。所以施工中对一些不良地质路段，要有针对性加密勘探点，可适当超出“公路软土地基路堤设计与施工技术规范”关于勘探点布置的限制，采取挖探、钎探等方式，详细了解软土和地下水分布特点，绘出地质断面图，作为设计变更的依据。
2.1.2 山区软基处理应和地表水、地下水处理的防护工程相结合山区软土多半与地下水、季节性流水、泉水等并存，处理软基首先应采用截水沟、排水沟或盲沟等措施消除水患。有些软土就是由于地下水的长期浸泡造成，所以软基处理要和防护工程结合进行。
2.1.3 山区高速公路软基处理应与滑坡调查与防治结合进行高速公路在一定程度上破坏了自然界的平衡，软土往往就是这平衡的薄弱环节，在山区软土层面往往是一个倾斜面，软土层或残留软土层可能就构成滑坡体的滑动面，所以山区软基处理应和滑坡防治结合进行。
2.1.4 采取桥梁方案是山区高速公路进行软基处理的比较方案之一经济比较往往是建设单位选取处理方案的重要依据。一般说，桥梁方案最贵，但从安全、美观角度桥梁方案又最好。低路堤一般是最合理，但对一些地质条件复杂、处理难度大的高路堤，如果处理费用接近于桥梁方案，也可以考虑采用桥梁方案。同时要指出，从环境保护的观点考虑，桥梁方案要比大填大挖更可取。
2.2 采取路基补强措施，提高路基强度
路基填筑材料的选择是否合理、压实度的控制是否严格、高填方路堤的沉降是否得到有效控制是引起路基强度变化的主要因素。但在灵山高速公路东段，路基与路面不是同一家施工单位施工，在路面施工中发现路基出现病害，只能采取补强措施来提高路基的强度。
2.2.1 对已出现开裂的底基层或基层，采取翻晒、换填、重新碾压和增加土工格栅和注浆等措施进行处理。
2.2.2 根据路基沉降观察的数据，对压实度不足的路段采取预留抛高或花管注浆等措施加以处理。
2.2.3 对因填土不良而造成阴雨弯沉敏感的路段，采取加铺砂砾垫层的措施进行解决。
2.2.4 对半填半挖沉降差值较大的路段，对沉降大的一侧采取注浆措施予以加固。
2.3 完善排水系统，防止积水危害
水损害对道路影响较大，其一般表现为：①磨耗层松散；②面层松散；③基层顶面泛浆；④路基软化。要想避免水损害，必须完善排水系统。
2.3.1 适当调整横坡，特别在超高路段，所设计的排水沟的排量必须满足排水要求，防止路面积水。
2.3.2 无论是挖方路段，还是填方路段，在路面与路缘石之间应设置导水盲沟，路缘石最好设置泄水孔，土路肩采用预制盖板，使之成为排水型土路肩。
2.3.3 在道路中央的纵向排水沟每隔1m设置一个横向排水孔。
2.3.4 挖方路段路侧水沟要设置用于排除层间水的排水孔。
2.3.5 在挖方段路基设置隔水层，与边沟底的盲沟相通。局部填方路段设置排水垫层，如地下水的水位较高，要加深盲沟；对纵坡路段设置“人”字型盲沟。
2.4 超重交通荷载作用下的车辙破坏
目前，道路早期破坏的主要形式之一----超重交通作用下的车辙破坏是沥青混凝土路面早期破坏的主要表现形式，这种形式可称为不均匀变形。对于这种道路的破坏形式的防范在国际上无可借鉴，可以说是具有中国特色的。有的项目在长陡坡路段采用水泥混凝土路面来解决车辙问题，但是在高填深挖路段路基变形较大，又有其它方面的问题出现，所以，只有通过改进路基路面结构的设计，才能解决不均匀变形的问题。
2.5 控制特殊路面的早期破坏
2.5.1 伸缩缝周边破坏：如将伸缩缝设在桥梁的端口，承受变形影响，受车辆满载的冲击，较多发生破坏。解决这一问题的措施是将伸缩缝设在桥梁的第二跨，并改善伸缩缝的填充材料。比如采用高强混凝土和BEJ伸缩缝的高聚氨酯作为填充料的效果就比较好。
2.5.2 台背下沉
桥涵台背下沉是路面质量病害的顽疾之一。防范出现桥涵台背下沉的措施是：①在原地面处理时要做好清淤与换填，尽量减少原地基的可压缩性。②台背的填料一般采用级配较好的砂砾并充分压实，以提高其抗变形的能力。③在回填时要在路基侧开挖宽度为1m的台阶，使回填的材料与路基紧密结合。
2.5.3 填挖交界和半填半挖路段
路基的填挖交界和半填半挖路段是不均匀沉降最易发生的地段，在这些路段防范不均匀沉降的措施是尽量将工作平台加宽，用挖掘机挖松搭接地段的原状土，再用振动压路机压实，必要时要铺设土工格栅并压实，以缩小相邻地段的沉降差。由于土工格栅具有抗拉裂的作用，可以抑制填筑土的侧向位移，也可控制沉降的发生，在实际应用中有着极其明显的效果。
3 结论
提高路面施工质量是一个复杂的系统工程，它需要政府、建设单位、设计单位、施工单位、监理单位的共同努力。从合同层面上讲，建设单位要给施工单位足够的工期和合理的工程造价，使施工单位有足够的时间和资金来实施工程施工。从设计层面上讲，既要保持路基强度，又要注意路面排水，既要保障路面强度， 又要考虑路基变形所带来的影响，既要考虑路面的高温稳定性，又要防止低温收缩变形，还要考虑路面耐磨、抗滑、防水等。从施工层面上讲，需要各不同作业间的施工单位共同配合，防止各自为战，互相干扰现象的发生。任何单方面的努力都是不会建设出高质量的工程，而任何一方面的疏漏都会制约工程整体的质量水平，这就是我们经常说到的木桶原理。
关键词：山区；路面；病害；治理
灵山高速公路东段是国家高速公路网荣乌高速公路在山西境内的一部分，其路面第二合同段地处山岭重丘区，该合同段全长17km。在路面施工当中，我们结合以往施工中总结的经验，对可能出现的病害及其成因进行了认真细致的研究，并采取了一系列相应的措施对病害进行了有效的防范，收到了较好的效果。
1 对路面病害及其成因的预见
1.1 软土地基处理不当
尽管在山岭重丘区建设高速公路，但受因地表水、地下水、季节性流水、泉水等并存的影响，软土地基还是经常会出现的，如果在施工过程中对软土地基不加处理或处理不当，路基就会在填土自重作用力的影响下出现下沉，从而导致路面的早期破坏。
1.2 车辙和裂缝
灵山高速公路东段是晋煤外运的重要出省路段，且地处山岭重丘区，地形较为复杂，高差大、温差大，桥梁多、纵断面变换频繁，进入运营后的车流量较大，且多数为超重车辆，所以，路面出现车辙和开裂的外部条件是非常充分的。
1.3 填方路段的工后沉降
尽管灵山高速公路东段的路基工程完成于2010年10月，但有多段路基属于高填方路段，平均填筑高度为7.8m，最高达13.4m，且多数路段的填筑时间不足2个月。高填方路堤因受填土自重应力状态下的再压缩过程的作用，出现沉降的可能性是很大的。
1.4 路面积水加剧对路面的破坏
路面一旦出现车辙和局部沉降，导致了路面不平顺现象的发生，这种情况必然会引起路面的局部积水。沥青与集料之间由于积水的长期浸泡，其沥青膜就会遭到破坏，致使粘结力的丧失，当车辆行驶时，路面因动水压力和真空吸力等的作用，沥青迁移就会直接造成斑状泛油和结构的松散。
1.5 强降雨引起路基强度降低
由于该路段地处山区，每年都有不同程度的强降雨发生，高填方路堤的非饱和性填土在降雨入渗后，其强度会明显变弱，极可能出现路面开裂和边坡冲刷问题。
2 对路面病害预防措施
2.1 加强软土地基处理，防止路基沉降
2.1.1 加强勘探和地质调绘山区软土路段一般分布面积较小，地层变化大，有些软土设计阶段不容易发现。所以施工中对一些不良地质路段，要有针对性加密勘探点，可适当超出“公路软土地基路堤设计与施工技术规范”关于勘探点布置的限制，采取挖探、钎探等方式，详细了解软土和地下水分布特点，绘出地质断面图，作为设计变更的依据。
2.1.2 山区软基处理应和地表水、地下水处理的防护工程相结合山区软土多半与地下水、季节性流水、泉水等并存，处理软基首先应采用截水沟、排水沟或盲沟等措施消除水患。有些软土就是由于地下水的长期浸泡造成，所以软基处理要和防护工程结合进行。
2.1.3 山区高速公路软基处理应与滑坡调查与防治结合进行高速公路在一定程度上破坏了自然界的平衡，软土往往就是这平衡的薄弱环节，在山区软土层面往往是一个倾斜面，软土层或残留软土层可能就构成滑坡体的滑动面，所以山区软基处理应和滑坡防治结合进行。
2.1.4 采取桥梁方案是山区高速公路进行软基处理的比较方案之一经济比较往往是建设单位选取处理方案的重要依据。一般说，桥梁方案最贵，但从安全、美观角度桥梁方案又最好。低路堤一般是最合理，但对一些地质条件复杂、处理难度大的高路堤，如果处理费用接近于桥梁方案，也可以考虑采用桥梁方案。同时要指出，从环境保护的观点考虑，桥梁方案要比大填大挖更可取。
2.2 采取路基补强措施，提高路基强度
路基填筑材料的选择是否合理、压实度的控制是否严格、高填方路堤的沉降是否得到有效控制是引起路基强度变化的主要因素。但在灵山高速公路东段，路基与路面不是同一家施工单位施工，在路面施工中发现路基出现病害，只能采取补强措施来提高路基的强度。
2.2.1 对已出现开裂的底基层或基层，采取翻晒、换填、重新碾压和增加土工格栅和注浆等措施进行处理。
2.2.2 根据路基沉降观察的数据，对压实度不足的路段采取预留抛高或花管注浆等措施加以处理。
2.2.3 对因填土不良而造成阴雨弯沉敏感的路段，采取加铺砂砾垫层的措施进行解决。
2.2.4 对半填半挖沉降差值较大的路段，对沉降大的一侧采取注浆措施予以加固。
2.3 完善排水系统，防止积水危害
水损害对道路影响较大，其一般表现为：①磨耗层松散；②面层松散；③基层顶面泛浆；④路基软化。要想避免水损害，必须完善排水系统。
2.3.1 适当调整横坡，特别在超高路段，所设计的排水沟的排量必须满足排水要求，防止路面积水。
2.3.2 无论是挖方路段，还是填方路段，在路面与路缘石之间应设置导水盲沟，路缘石最好设置泄水孔，土路肩采用预制盖板，使之成为排水型土路肩。
2.3.3 在道路中央的纵向排水沟每隔1m设置一个横向排水孔。
2.3.4 挖方路段路侧水沟要设置用于排除层间水的排水孔。
2.3.5 在挖方段路基设置隔水层，与边沟底的盲沟相通。局部填方路段设置排水垫层，如地下水的水位较高，要加深盲沟；对纵坡路段设置“人”字型盲沟。
2.4 超重交通荷载作用下的车辙破坏
目前，道路早期破坏的主要形式之一----超重交通作用下的车辙破坏是沥青混凝土路面早期破坏的主要表现形式，这种形式可称为不均匀变形。对于这种道路的破坏形式的防范在国际上无可借鉴，可以说是具有中国特色的。有的项目在长陡坡路段采用水泥混凝土路面来解决车辙问题，但是在高填深挖路段路基变形较大，又有其它方面的问题出现，所以，只有通过改进路基路面结构的设计，才能解决不均匀变形的问题。
2.5 控制特殊路面的早期破坏
2.5.1 伸缩缝周边破坏：如将伸缩缝设在桥梁的端口，承受变形影响，受车辆满载的冲击，较多发生破坏。解决这一问题的措施是将伸缩缝设在桥梁的第二跨，并改善伸缩缝的填充材料。比如采用高强混凝土和BEJ伸缩缝的高聚氨酯作为填充料的效果就比较好。
2.5.2 台背下沉
桥涵台背下沉是路面质量病害的顽疾之一。防范出现桥涵台背下沉的措施是：①在原地面处理时要做好清淤与换填，尽量减少原地基的可压缩性。②台背的填料一般采用级配较好的砂砾并充分压实，以提高其抗变形的能力。③在回填时要在路基侧开挖宽度为1m的台阶，使回填的材料与路基紧密结合。
2.5.3 填挖交界和半填半挖路段
路基的填挖交界和半填半挖路段是不均匀沉降最易发生的地段，在这些路段防范不均匀沉降的措施是尽量将工作平台加宽，用挖掘机挖松搭接地段的原状土，再用振动压路机压实，必要时要铺设土工格栅并压实，以缩小相邻地段的沉降差。由于土工格栅具有抗拉裂的作用，可以抑制填筑土的侧向位移，也可控制沉降的发生，在实际应用中有着极其明显的效果。
3 结论
提高路面施工质量是一个复杂的系统工程，它需要政府、建设单位、设计单位、施工单位、监理单位的共同努力。从合同层面上讲，建设单位要给施工单位足够的工期和合理的工程造价，使施工单位有足够的时间和资金来实施工程施工。从设计层面上讲，既要保持路基强度，又要注意路面排水，既要保障路面强度， 又要考虑路基变形所带来的影响，既要考虑路面的高温稳定性，又要防止低温收缩变形，还要考虑路面耐磨、抗滑、防水等。从施工层面上讲，需要各不同作业间的施工单位共同配合，防止各自为战，互相干扰现象的发生。任何单方面的努力都是不会建设出高质量的工程，而任何一方面的疏漏都会制约工程整体的质量水平，这就是我们经常说到的木桶原理。