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所屬欄目:城市管理論文 發布日期:2012-06-01 09:07 熱度:
摘要:根據本人在森林公園工作的情況,對山區公路不均勻沉降有較長時間的觀察,山區公路路基施工時,一般存在開挖或填土,且公路周邊山體匯水面積大,“水害問題”特別突出,影響著路基的穩定性,導致其沉降。因此,本文結合作者專業知識及實踐情況,就山區道路水害特點以及其對不均勻沉降的作用進行闡述,進而確保在道路運營過程中,做好排水及防水處理,以此縮小路基的沉降量,同時本文還提出了相關的解決的方法、建議等,僅此以供參考。
關鍵詞:水害;路基;不均勻沉降;變形
由于在實際的公路、道路上通常所表現的最直接影響其路基沉降的問題就是交通荷載,以及其路面受到的自然外力因素等,如溫度、降水與路面濕度變化等具體性的客觀因素所最后引發的路基不均勻沉降變化。而這些因素中,“水害”因素通常最難以解決,往往會在路面上形成路積水,甚至使路基形成水飽和狀態,從而對路段的交通情況造成嚴重的傷害。另外,隨著時間的推移以及氣候、水文氣象的條件因素變化,長時間的水害也會影響路基的強度與穩定性,從而損壞路面。因此,要充分保持好路基的正常含水量指標,以及對于新建的公路項目應要做好排水工作,還有橋涵和道路連接這一塊應格外謹慎注意,進而確保道路路基的穩定性,避免其不均勻沉降現象的發生,保障車輛通行的順暢與舒適。
一、路面水害的特點和路面降水的特征
道路工程的路基問題處理經過多方實踐證明,新建的公路、道路路面剛性較強,但是車輛在路面實際開始正常通行時,就不會定期的產生更多裂縫、坑槽、車轍以及沉降等公路病害現象。另外,山區公路中,路基的施工往往有開挖或者填土的情況,若路基壓實度不足或施工時間緊迫造成路基前期沉降不足,路面、路肩很容易出現沉降而產生裂縫,這時,路面上如果存在過多的積水,或者道路受到嚴重的水沖刷,水會通過這些縫隙的存在滲入到公路路基內部結構空間,逐漸積累,并隨著車輛的輪胎外力作用與時間的推移,路基就會慢慢出現水土流失,從而導致路面損壞,產生嚴重的塑性變形。
(一)道路水害概念簡述
道路水害主要是指在公路、道路上的水得不到及時的排放,道路表面存在大量的積水,或者道路受到水沖刷,隨著時間的推移及各種自然外界因素導致對路面以及路基產生的各種破壞。也就是說,瀝青道路或水泥砼路面上的積水逐步滲入其路基結構時,產生的錯臺、斷板、坑槽、松散、擠壓、開裂等路面現象,同時,水害導致路基受損的實質就是水濕度逐步引起的沉陷變形,因此對結構逐漸侵蝕,產生破壞。
(二)路面水害的特點
水害的實質性破壞就是大幅度削減了路面地基結構的承載、荷載能力以及結構強度,可以打個較為形象的比方,水隨時間的推移,像一種加速催化劑,使路基不均勻沉降程度加快;并且這一過程能夠引發更多的路面路基損壞,降低其使用壽命,期間的轉化過程由小到大,由不明顯到實質性損害,從而由量化產生質變,只不過這一結果并不理想,是不利于路面路基的使用效果的。
(三)路面降水的分類與特征
1、降水的分類:從來源去分,首先是自然降水,它包括雨、雪、雹、霜、露等液態水與固態水,以及淹沒路面的大量積水、或自然災害產生的洪水。其次是人為撒水,包括灌溉澆水、車輛剎車時的冷卻水等。山區公路因周邊山體匯水面積大,降雨時或降雨后,一般有很大的水量需要經道路排放至道路下邊破。
2、降水的特征:有強度i、降水量h、歷時t、波及范圍、中心移動性等。這些因素會對路面徑流與滲透水量造成直接影響。
3、四季降水對路面的影響
每個季節所產生的降水量都不同,也就導致從公路路面疏散的水量不同,最后對路基結構的破壞影響程度也就大不相同,其最明顯表現在積水深度與積水量的變化。在公路路面產生的積水量、積水深度與滲水量,對路面的影響程度是不同的。首先是春季降水量與路面強度變化都較小,但是,春季時間較長,逐步產生的滲水影響程度就會較大。其次是夏季:溫度持續偏高,早晚溫差也大,路面就會容易出現裂縫,而降水量與強度變化都較大,同時積水量也不小,最后導致路面結構損壞就最為嚴重。然后是秋季:和春天比,其降水量大,水量時間周期也很長,其對路面逐步產生的積水、滲水量也就很多,對結構產生破壞也就較為嚴重。最后是冬季:由于溫度較低,降水量變化不大,但冰凍、雪水對路面影響的時間較長,凍融交替頻次較高,從而極易導致路面翻漿。
二、路基中的水對路基的影響
(一)地面排水、路面排水
地面排水與路面排水對路基結構產生的破壞就是地表徑流以及自然降水兩種主要客觀因素引發的路基機構破壞,很大程度上降低了路基的載荷能力。特別是在交通車流量非常頻繁的公路地段,本就有滲水對結構產生破壞,外加車輛外力的載荷作用,使路基的不均勻沉降就更為明顯。如有的公路工程項目僅依靠地勢自然排水,對公路豎曲線的凹點設計方面有所不足,積水大量滲入,致使路基受損嚴重。
(二)地下水
由于公路路基自身周圍路基土具有毛細現象,所以就會對公路路基逐步產生破壞,具體表現在土粒間的觸及點上的直接作用,就是說地下水引流于地表徑流,通過它對土粒的慢慢潤濕形成彎液表面,而土粒又會對彎液面形成自然張力,最后又反作用于路基毛細結構壓力,兩者之間的壓力互相作用,使地下水逐漸上升,從而對路基結構穩定性造成破壞。
三、防治水害造成的路基不均勻沉降的建議
(一)強降水山區排水系統
在山區,通常道路匯水面積比較大,來自道路兩邊山體的排水會有很大部分排至路面。故山區道路排水設施必須充分考慮周邊匯水。若道路兩邊有山體,山體邊坡上盡量修建截水溝,將山體匯集的水經過截水溝排至路旁水溝或涵洞。同時,路旁水溝設計流量也必須考慮來自山體的匯水,使雨水、山水可以從道路排水設施排走,以防水流漫過路面,造成日久的道路破壞。
(二)與橋涵連接處
因道路路基和橋涵基礎的結構有明顯的差異性,其載荷力不盡相同。在道路和橋涵連接處不均勻沉降比較常見,路基土壓實度是主要原因,同時地下水對路基的破壞也是原因之一,橋涵基礎的結構類型決定了兩者受地下水影響時,沉降的幅度不同。此處路基可采用壓縮率較小的土進行基礎換填,如路面為柔性路面結構時還應采用剛性路面進行過渡。
(三)道路運營保養
在道路運營過程中,應對各種不同的裂縫及沉降作及時的處理,特別是路肩除裂縫,處理方法有灌漿、表面填補等,以使積水或排水設施不能及時排除的疏散水不能通過這些裂縫滲入到路基去,從而水害對路基的影響,進而保障路面穩定。
結語:
總之,公路或道路路面引起的不均勻沉降現象實際產生的原因較為復雜,
其最大的治理難度就是不受人為控制,只能通過一些較為有效的改進措施來加以防護。而路面積水及水沖刷引發的公路路基病害,是現在公路施工過程中應極力做出有效防護措施的關鍵作業環節。因此,做好人為性質的土壓實度工作與排水防護工作很有必要,從而大幅度避免公路路基的不均勻沉降,提高路基的沉穩性。
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文章標題:試論水害和路基不均勻沉降
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