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城市沥青路面损坏分析及路基处理措施

张 坤
  
工程技术探索
2025年4期
武汉飞虹工程管理咨询有限公司 湖北武汉 430301

摘 要:城市道路系统是城市基础设施的重要组成部分,而沥青路面在城市道路中广泛应用。随着城市交通流量的不断增加、车辆荷载的增大以及环境因素的影响,沥青路面损坏现象日益严重。对沥青路面损坏进行深入分析并采取有效的路基处理措施,对于保障城市道路的正常使用、提高道路服务水平和延长道路使用寿命具有重要意义。

关键词:沥青路面;损坏分析;路基处理

一、城市沥青路面损坏的常见类型及原因分析

(一)裂缝

温度变化方面:据相关研究表明,沥青路面的温度收缩系数一般在(25-35) 左右。在一些昼夜温差较大的地区,例如北方某些城市,昼夜温差可达 甚至更高。以温差 计算,每米沥青路面因温度降低产生的收缩量可达 0 . 4 5 -0 . 6 3 m m 。当路面长度较长且受到约束时,这种收缩应力累积很容易超过沥青混合料的抗拉强度,导致横向裂缝产生。实际上,在昼夜温差大于 1 0 % 的地区,温度裂缝在沥青路面病害中所占比例可高达 3 0 % - 4 0 % 。半刚性基层方面:半刚性基层材料的干缩系数通常在 ,温缩系数在(15-25) 范围。在成型过程中,水分散失导致的干缩可使基层长度减少 0 . 2 % - 0 . 3 % ,温度变化引起的温缩也会对基层尺寸产生显著影响。据统计,约有 7 0 % 的横向裂缝是由于半刚性基层的干缩和温缩反射到沥青路面所致。例如在一些高速公路的沥青路面施工中,若基层养护不当,水分蒸发过快,干缩裂缝反射到沥青面层的概率会大幅增加。

(二)车辙

车辙是在行车荷载重复作用下,路面产生的永久性变形。主要影响因素有:(1)交通荷载。随着城市中重型车辆的增多,车辆荷载对路面的压力和剪切力增大。当沥青混合料的抗剪强度不足以抵抗这些力时,就会产生车辙。特别是在路口、公交站点等车辆频繁制动和启动的地方,车辙现象更为明显。(2)沥青混合料性能。如果沥青的粘度较低、混合料的级配不合理(如矿料中细集料过多),会使混合料在荷载作用下容易产生流动变形,从而导致车辙。

(三)坑洼

坑洼是路面局部破损形成的坑洞。其产生的原因主要有:(1)水损害。雨水或地下水渗入沥青路面后,在车辆荷载的反复作用下,会使沥青与集料之间的粘结力降低,导致集料脱落,进而形成坑洼。(2)路面材料老化。随着使用年限的增加,沥青混合料中的沥青会逐渐老化,其柔韧性和粘结性下降,路面容易出现松散、剥落等现象,最终形成坑洼。

二、城市沥青路面路基处理的具体措施

(一)换填法

当路基土的承载能力极低,如软土地基,或者路基土存在严重的病害(如含有大量的腐殖质、淤泥等)时,可采用换填法。(1)首先将原路基土挖除至设计深度,挖除范围应根据病害范围确定,并适当扩大。(2)选择合适的换填材料,如砂石、灰土等。换填材料应具有较高的强度和良好的水稳定性。(3)分层填筑换填材料,每层厚度一般不超过 3 0 c m ,按照规定的压实度标准进行压实,确保换填后的路基具有足够的承载能力。

(二)强夯法

适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。(1)进行现场试夯,确定夯击能、夯击次数、夯点间距等施工参数。(2)按照设计的夯点布置图进行夯点定位,然后进行逐点夯击。夯击过程中要注意控制夯锤的落距和夯击的准确性。(3)完成一遍夯击后,根据设计要求进行间隔时间的控制,然后进行下一遍夯击或满夯。强夯后的地基土应达到规定的密实度标准。

(三)深层搅拌法

常用于处理软土地基。通过深层搅拌法可以将水泥等固化剂与软土搅拌均匀,形成具有一定强度的复合地基。(1)确定深层搅拌桩的桩位,将深层搅拌机就位。(2)启动搅拌机,边旋转边下沉至设计深度,在下沉过程中按照设计要求喷入固化剂浆液。(3)提升搅拌机时,继续喷浆搅拌,确保固化剂与软土充分搅拌均匀。搅拌完成后形成的桩体应符合设计的强度和尺寸要求。

(四)加筋法

当路基土的稳定性不足,如在陡坡地段或者新老路基结合部位,可以采用加筋法。(1)选择合适的加筋材料,如土工格栅、土工织物等。(2)在路基土中按照设计要求铺设加筋材料。对于土工格栅,应保证其拉伸方向与受力方向一致,并进行有效的锚固。在新老路基结合部位,将土工格栅铺设在结合面处,可以增强两者之间的连接,减少差异沉降。

(五)排水固结法

适用于处理饱和软土地基。通过排水系统排出软土地基中的水分,使地基土固结,提高其强度和承载能力。(1)在地基中设置排水系统,如砂井、塑料排水板等。(2)在地基表面施加荷载,如堆载预压、真空预压等。荷载的大小和施加时间应根据地基土的性质和设计要求确定。在预压过程中,要监测地基土的沉降和孔隙水压力变化,当达到设计要求后,方可卸载。

三、城市沥青路面路基处理后的检测与维护

(一)检测

灌砂法适用于现场快速检测路基压实度,检测深度一般为 ,每点检测时间约15-20分钟。根据规范,高速公路路基压实度要求不低于 9 5 % (重型击实标准),一般公路不低于 9 3 % 。环刀法常用于细粒土或软土地基的压实度检测,取样深度一般为 0-2 0 c m ,每组试验需取

3-5个平行样本。例如,城市道路工程中,淤泥质土路段设计压实度为 9 0 % ,环刀法测得干密度为 ,最大干密度为 ,则压实度为 9 0 . 2 % ,勉强满足要求。环刀法的检测结果误差通常不超过 ± 1 . 5 % ,若误差过大,需排除人为操作或土样扰动的影响。

(二)维护

建立定期的道路巡查制度,及时发现路基和路面的病害。巡查内容包括路基是否有沉降、裂缝,排水系统是否畅通等。对于巡查中发现的病害,应及时采取措施进行处理。如对于路基的小面积沉降,可以采用注浆等方法进行加固;对于排水系统堵塞,要及时清理疏通。加强对道路周边环境的管理,防止污水、垃圾等对路基的侵蚀。在道路两侧合理种植树木,避免树根对路基的破坏。

结论

城市沥青路面的损坏是一个复杂的问题,涉及到多种因素的综合作用。在路基处理过程中,遵循稳定性、均匀性和防水性等基本原则,采用换填法、强夯法、深层搅拌法、加筋法和排水固结法等具体措施,可以有效提高路基的质量,减少路面损坏的发生。加强对路基处理后的检测与维护,能够进一步延长城市沥青道路的使用寿命,保障城市交通的安全、高效运行,提升城市的整体形象。

参考文献

[1]董蜀.公路工程新旧路基结合部沥青路面防治裂缝技术分析 [J]. 科学技术创新,2024(14):175-178.

[2]陈长兴.路基湿度对荷载沥青路面的影响作用分析 [J]. 上海建设科技,2023(2):28-31.

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