張哲
摘 要:對道路路基路面常見水損害進行了分析,總結了水損害的主要原因,運用系統化的思想對道路水損害的防治措施從道路勘測設計、道路排水設施設計、施工方法及后期養護方面展開了論述,并探討了如何采用綜合技術措施防治道路水損害。
關鍵詞:水損害;路基路面;路面排水措施;地面水
中圖分類號:U417.3 文獻標識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2016.14.106
道路的路基路面主要作用在于承載車輛動荷載,因此,必須保證路基路面具有一定的強度、剛度和穩定性。而強度、剛度和穩定性與水的聯系十分密切,多數病害的發生均與水有關。因此,在路基路面的設計、施工和養護過程中,應重視路基路面的排水,及時將水排走,避免道路受到水的破壞。
1 水對路基路面的危害
根據水源的不同,影響路基路面的水流可分為地面水和地下水兩大類。地面水包括大氣降水及河、湖、水渠水、水庫水等。地面水會沖刷路面,造成積水和滲透。其中,沖刷是導致道路表面層材料脫落的主要原因,特別是瀝青混凝土材料的路面;積水會長時間浸泡路面材料,使路面材料的強度降低,加快材料的老化速度,縮短道路的使用壽命。此外,積水會通過道路表面的裂縫或邊坡滲透到路基內部,使路基中的水分增多,進而變得濕軟,這會降低路基的強度和穩定性。
地下水包括上層滯水、潛水及層間水,它們對路基的影響視條件而異——輕者會使路基濕軟,強度、穩定性降低;重者會引發凍脹、翻漿和塌方?,F將路基路面受水害影響突出的問題總結如下。
1.1 路面積水
由于路面排水不暢,積水會在路表層浸泡路面材料,特別是對于瀝青混凝土路面而言,會導致瀝青老化脫落,使路面開裂,進而破壞路面結構。
1.2 路面積水下滲
如果路面積水無法及時排出,則積水會通過路面孔隙及裂縫滲入路基。滲入路基的水會導致路基的穩定性降低,嚴重時會形成坑槽,進而引發塌方。特別是在季凍區,由于排水不利,常出現凍脹和翻漿現象。
1.3 地下水上升
如果路基底層的防水措施不完善、地下水流動或發生毛細現象,均會對路基造成嚴重影響。地下水流動會沖刷路基填料,長此以往路基內部會出現空洞,形成潛在風險;地下水發生毛細現象會導致毛細水上升,地下水中所含的鹽類會腐蝕路基填料。此外,毛細水上升還會使路基土的含水率提升、穩定性降低,進而在季凍區引發凍脹和翻漿現象。
2 道路水害的防治措施
在了解水對道路使用有很大危害的情況下,要想將道路水損害影響降到最低,需要運用系統思想,從道路選線設計、排水設計、建造施工及后期養護方面考慮。
2.1 路線選擇
應調查研究和綜合比選路線方案。在選定路線前,需要對道路建設的地理位置進行調查研究,包括地質情況、水源、水文條件、周邊環境等,且盡量避開土壤、水文條件差,周邊河流,湖泊較多的地區。這是因為這些區域土質的含水量較大、基礎松軟,導致土壤排水困難、地基處理工序復雜,不利于后期的施工及排水。
2.2 路基排水設施的設計
路基排水設施形式多樣,主要包括路面排水設施和地下排水設施。路基排水設施設計應遵循以下原則:①結合當地的自然條件對排水設施進行合理布局,要充分利用處于優勢地位的地形以及自然水系。對于水流,應做到不集中排放,應在就近地區分流,及時疏散水流。②應對工程位置進行調查和研究,并了解水源情況,特別是應規劃好重點路段的排水系統,盡量不破壞天然水系,不對自然溪溝進行合并,不改變水流性質;在設置人工渠道的過程中,要盡量選擇有地理優勢的區域,并盡量減少排水溝渠的防護及加固工程量。③對于重點路段的主要排水設施以及土質松軟、縱坡較陡地段的排水溝渠,應采取必要的防護與加固。④在設計排水系統時,要自成體系,并與當地的農田水利相結合,盡量不對灌溉渠道造成影響。⑤在滿足排水主要功能的前提下,要將路基的排水設計向著節約用地的方向進行,要與當地道路等級及水文條件進行有力結合,設計出科學、合理的排水系統。
2.3 排水施工的要點
2.3.1 施工流程和執行規范
在道路施工過程中,一定要嚴格按照層次化和縱橫坡度標準來進行道路結構內排水設置,確保所設置的每一個排水渠道都能有效排水,并可以形成整體排水體系,實現高效排水。
2.3.2 地表層排水隔水處理
土基表層排水的主要目的在于降低路基工作區下土層的濕度,使土基水位降至規定的范圍之內,達到道路被安全使用的目的。如果水位較高,則應進行相應的隔水處理。當地下水位接近或高于路基下底面時,應設置暗溝、滲溝或其他設施,以排除或截斷地下水流和降低地下水位。當地下水位較高時,可設置隔水層,從而保證路基的含水率正常,并可以根據實際情況設置墊層。
2.3.3 路基填料的選擇
路基填料一般用于道路路基,應具有挖取方便、壓實容易、強度高、水穩定性好、級配合理和均勻的特點。在沒有合適的天然土源的情況下,需要對獲取的天然填料進行改良,使其滿足道路工程填料規范要求,盡可能地降低改良填料的滲水性,從而提高其水穩定性。
2.4 后期養護
2.4.1 排水設施的養護
應定期對排水設施進行檢查和清理,維持邊溝、涵管、進水口和集水池等設施的清潔、暢通,清理沉積物和樹枝,修理被沖毀的結構物,從而確保排水設施排水通暢。