水对路基路面稳定性的影响和控制方法研究.doc

1、水对路基路面稳定性的影响和控制方法研究【摘 要】:路基路面的稳定性与水有着十分密切的关系，研究水对路基路稳定性的影响是有必要的，探寻科学合理的控制方法能确保高等级公路路基路面具有良好的使用质量，延长使用寿命，保持路基路面稳定和强度，保证行车安全。 【关键词】：路基路面稳定性；影响；控制方法 中图分类号：U416 文献标识码： A 文章编号： 引言 路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切，路基路面的病害有多种形式，病害的因素亦有很多，但水的作用是主要原因之一。随着高等级公路的飞速发展，一、二级以上的高速公路所占比例越来越大，而且目前建成并投入使用的高等级公路，大部分都未设置完善的排水系统，并因

2、此造成了非常严重的路基路面破坏问题，尤其是潮湿多雨地区。因此路基路面稳定性影响的分析必须引起十分重视，确保高等级公路路基路面具有良好的使用质量，延长使用寿命，保持路基路面稳定和强度，保证行车安全。 一、公路路基路面损害水源 按照对路基路面产生损害的来源不同，可以把路基路面损害水分成以下几类： 第一类是直接从大气中降落到路面表层或从路堑边坡汇集到路面的水。这类水主要通过冲刷面层或渗入面层结构，对路基路面强度和稳定性造成危害； 第二类是降落到路基边坡和路面上，汇集后排向路基的水。这类水可能对路堤边坡形成冲刷，使路基失稳或浸入路基土体，增加土体含水量降低路基强度； 第三类水来源于路基建筑范围之外，由

3、河流、沟渠汇集的水流。这类水流可以对路堤产生冲刷损害或浸润降低路基强度； 第四类水是路堑山体侧向渗入路基的土体自由水或路基基底通过毛细现象上升至路床的地下水。这类水可以降低路床土体强度，软化路面下承基础，从而引发路基路面破坏。 二、路面路基的水破坏 1、路面的水破坏 （1） 、路面水破坏的特点 路面破坏发生在雨季，尤其是多雨地区；发生水破坏的地方一般透水比较严重，排水不畅通的部位，挖开路基面层，可见下面有积水或浮浆；破坏之初一般先有小块的网裂，冒白浆，然后松散成坑洞行车道尤其是重车道比超车道破坏严重。 （2） 、路面水破坏的原因 表面层和中面层同时产生坑洞以及局部表面产生网裂和变形，当表面层和

4、中面层都是空隙率较大的半开级配沥青混凝土，而底面层为空隙率较小的密实沥青混凝土时，降水过程中，自由水较易渗入并滞留在表面层和中面层内。 表面产生坑洞由于沥青混凝土的不均匀性，坑洞总是首先在局部沥青混凝土空隙率较大处产生。通常采用半开式沥青混凝土表层时，产生的水破坏更为严重。事实证明，只要有自由水侵入并滞留在沥青混凝土空隙中，不管是传统沥青混凝土还是改性添加抗剥落剂的混凝土，在大量的行车作用下，都会产生沥青剥落现象。 唧浆、网裂、坑洞水透过沥青面层滞留在半刚性基层表面，在大量快速行车作用下，自由水产生很大的压力并冲刷基层混合料表层的细料形成白浆。灰浆通过各种形状裂缝被行车压唧到路表面，可使路面产

5、生网裂、变形或坑洞。 （3） 、路面水破坏的表现 降低路面材料的强度，在水泥混凝土路面的接缝和路肩处造成唧浆；移动荷载作用下引起唧泥和高压水冲刷，造成路面基层承载能力下降；在冻胀地区，融冬季节水会引起路面承载能力的普遍下降。路面结构处于自然环境中,经常受到水分的影响,其形状也就发生相应的改变。路面结构会出现疲劳破坏、塑性变形累积和表面磨损。 2、路基的水破坏 （1） 、路基破坏水的危害 水对路面的危害可以表现为：降低路面材料的强度，在水泥混凝土路面的接缝和路肩处造成唧泥；移动荷载作用下引起的唧泥和高压水冲刷，造成路面基层承载能力下降；在冻胀地区，融冻季节水会引起路面承载能力的普遍下降。 水破坏

6、能使高陡的路堑边坡发生崩坍,软弱地层上的路堤出现下沉和滑动,沿河路基受到水毁等,而导致交通阻断或行车事故。如果土基较为松软和水温条件差,在行车荷载作用下就会产生过大的沉陷变形(路基变形分路基压实变形和固结沉降两类常规变形),甚至引起翻浆现象,使路面失去坚强而均匀的支承,导致路面结构过早损坏。 三、路面路基水破坏的控制方法 1、为了迅速排除下渗水分，在基层顶面加铺一层沥青封层，并延伸至路肩排水相系统，尽量减少路面水通过结构空隙下渗，浸湿路面基层和土基。路槽排水在石灰岩挖方路段，为防止缝隙水浸湿路面基层及底基层，导致石灰岩本身裂缝加剧，应设置路槽排水。在填方路段合适的位置通过横向硬塑料排水管将水排

7、出。路线纵坡较大时，在土方挖方交界附近应设横向盲沟，防止水分浸入填方路基。 2、排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠，宜短不宜长，以使水流不过于集中，做到及时疏散，就近分流。 3、各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基稳定。路基边沟一般不应用作农田灌溉渠道，两者必须合并使用时，边沟的断面应加大，并予以加固，以防水流危害路基。路基设计时，必须考虑将影响路基稳定性的地面水，排除和拦截于路基用地范围以外，并防止地面水漫流、滞积或下渗。对

8、于影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干和降低，并引导至路基范围以外的适当地点。 4、设汁前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地下排水与地面排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做到路基路面综合设计和分期修建。对于排水困难和地质不良的路段，还应与路基防护加固相配合，并进行特殊设计。 （1） 、路肩的排水设计 路肩排水就是在降雨的时候将路面积水迅速排出,以降低雨水对路基造成损坏,达到保护路基的效果。按经验来说,现在路肩排水在设计时采用横向分散的方法比较好。即利用公路的边坡设置一道拱状的护坡,将其与路肩的排水设施

9、相结合,拱眉也就成了拦水设施,把拦下的水引到排水槽。此法极好地利用了公路的拱眉,不仅高效的完成了排水的任务,还节省了路肩排水的工作量。 （2） 、中央分隔带的排水设计 中央分隔带内的积水也是对路面造成损害的不可忽视的一个原因。中央分隔带排水设置由盲沟、纵（横）向排水管、集水井等组成，积水通过碎石盲沟汇入纵向排水管，经横向排水管排出路基范围。分隔带的排水力应该要根据分隔带宽度与当地历史最大降雨量计算。 （3） 、路面渗水的排水设计 路面渗水的排水设计,需要设置好排水系统。为保证路基坚固,免受路面渗水损害,必须要利用排水管道、路肩碎石以及沥青封层来将水引出路基。为保证充分排水,还要铺设横向出水管,

10、一般 10m 左右的间距为宜。4、路基施工中，校核全线路基排水系统的设计是否完备和妥善，必要时应予以补充或修改，应重视排水工程的质量和使用效果。 结束语 公路路面排水系统设计不完善会导致路面出现种种病害，给日后的正常养护、维修带来沉重负担，也会给社会、经济带来负面影响。因此在设计中应吸取国内外高速公路路面排水成功经验、教训，根据高等级公路的使用情况、沿线自然条件，按需要合理选择路面排水形式，以提高排水设施的最终使用效果，减少不必要的工程浪费。 参考文献： 黄慧琴.浅析高速公路路基路面排水设计J.价值工程.2011(06) 张伟杰,马慧涛.路基路面排水设计在高速公路上的应用J.中国新技术新产品.2010(08) 成智.路基路面排水设计的认识J.内蒙古石油化工.2010(05) 丁丽娜.沥青混凝土路面水破坏的成因及预防措施.吉林交通科研所，2006（03） 赵香华，张福生.高等级公路沥青砼路面的水破坏原因及措施.辽宁交通出版社，2008（03）