淺談低溫下公路施工病害的處理

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，對公路性能要求不斷提高。在公路運營過程中，受多種因素影響，容易出現公路施工病害等問題，嚴重影響著交通效率與交通安全性。低溫對公路施工質量存在著較大影響，分析常見的公路施工病害，采取相應措施進行公路施工病害處理，有助于提高公路耐久性，保障公路交通運行的綜合效益。文章結合工程實例，對低溫下公路施工病害的處理進行探討。

關鍵詞：低溫；公路；病害；處理

中圖分類號：U448.14 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）30-0153-02

1 工程概述

某公路工程位于我國華北地區，屬于國家重點公路工程模，公路起點樁號為K344+000，終點樁號為K388+000，公路全長長度為44 km，路基寬度設計為12 m，路面寬度設計為9 m。公路施工路段內地形起伏不大，地勢較為平坦。施工區域屬于暖溫帶半濕潤季風氣候，冬季嚴寒，晝夜溫差較大。在公路施工中容易出現一些施工病害問題，嚴重影響著工程質量，為此，提出對低溫下公路施工病害的處理研究。

2 低溫對公路施工的影響

低溫對公路施工容易造成較大影響，主要表現在以下三個方面。

2.1 低溫對混凝土、鋼筋性能與施工操作的影響

在低溫狀態下，新拌制混凝土其強度尚未形成，混凝土內部水分則會出現凍結現象，由液體狀態轉化為固體狀態，導致水分體積增加，冷脹問題的出現，則會從內部對混凝土造成破壞，引起混凝土裂縫問題，降低混凝土承載力，從而影響公路整體結構性能；在低溫狀態下，鋼筋變硬，變脆，其內部組織出現損傷，在鋼筋焊接作業時會產生內應力，影響焊接受力強度。

2.2 低溫對公路施工人員及機械設備影響

在低溫環境下，公路施工人員操作十分不便，容易引起公路施工質量問題，影響公路施工進度；如在風雪天氣下，則公路施工更為困難；低溫環境中，機械設備多難以保持最佳工作狀態，如油壓設備出現低溫油路凝結，導致機械設備無法正常運行。

2.3 低溫對公路土方工程影響

如在公路施工中，如其溫度為負溫時，在路基填筑層多會出現3 cm左右的凍層，在氣溫回升后，凍層融化后路基表面變的松散，引起公路壓實度不足，容易引起路基施工質量問題，引起公路施工病害問題。

3 低溫引起公路施工病害的主要機理

3.1 凍土引起公路施工病害的機理

凍土，屬于一種特殊土體，凍土區活動層其變化規律較為明顯，即春季融化，冬季低溫凍脹，在低溫下凍土區域公路施工容易出現較多的公路施工病害。凍土在外界溫度環境相對穩定時其凍土結構相對較為穩定，不會引起較大公路病害問題。然而在凍土環境變化時，尤其是凍土出現劇烈的熱交換時，在熱熔作用影響下，凍土層結構則會出現變化，并出現凍融侵蝕與沉陷現象等，引起公路施工病害。凍土熱平衡出現破壞時，其凍土上限與下限則會發生變化，在融化后出現下沉。溶沉與凍脹問題是引起凍土地區地表變形災害的主要機理。

3.2 溶沉引起公路施工病害的機理

在該工程中，其冬季低溫時負溫天數較長，在低溫影響下，容易產生凍土。凍土在人為活動下容易出現融化，如公路施工改變了道路表面水熱交換條件，引起基底土體土層塑性發生變化。公路施工改變了地下水與地表水徑流條件，如排水措施設置不科學，則會導致在路基中出現積水，在低溫影響下路基出現凍結，在溫度升高后融化，導致路基下沉或路基塌陷等病害。

3.3 凍脹引起公路施工病害的機理

在低溫環境下進行公路施工，其施工過程中容易產生凍脹問題，如公路施工中所應用混凝土，在凍脹影響下，導致混凝土產生裂縫，影響公路混凝土承載力等。路基填料選擇不當或填料不均勻等，也可能會引起公路不均勻凍脹，產生公路施工病害問題。

4 低溫下公路施工病害的主要類型及處理措施

在該公路工程施工后，通過調查發現該公路工程主要病害問題表現為橫向裂縫、縱向裂縫、坑槽及車轍等，在分析公路施工病害成因的基礎上，提出公路病害處理措施。

4.1 公路施工病害的類型及成因

4.1.1 橫向裂縫

橫向裂縫屬于公路工程施工中常見病害問題，與道路中心線基本垂直，且寬度不定，嚴重則貫穿整個路幅。引起公路橫向裂縫的成因主要有：在施工過程中，因路基填土縱向碾壓不均勻，或碾壓過程受力不均勻，引起地基沉陷，受外界車輛荷載影響，導致橫向剪切力加大，引起路面橫向裂縫；地基處理措施不當，如在該公路施工過程中，其地基處理采取了水泥攪拌樁、粉噴樁及碎石樁等措施，措施之間連接位置缺乏合理控制，引起沉降量不同，產生橫向裂縫；在公路施工中橫向施工縫缺乏合理控制，導致接縫位置不緊密，引起接縫位置壓實不足，弱接縫在外界荷載影響下發展為橫向裂縫；溫差較大引起溫度裂縫，導致結構層抗拉應力降低等。

4.1.2 縱向裂縫

縱向裂縫指的是與行車方向基本平行裂縫，在該公路工程調查中發現這類裂縫較少。引起縱向裂縫主要因素有：路基壓實不均勻或路基穩定性不足，公路路面壓實度不符合設計要求等。

4.1.3 坑 槽

坑槽屬于該公路工程施工中表現最為明顯的病害問題，引起坑槽病害的主要原因有：水損害與行車荷載相互作用，養護管理不當等。

4.1.4 車 轍

在低溫環境下，夜間公路基礎溫度較低，容易出現凍結問題，在白天溫度上升后，凍土層出現融化現象，引起公路路基邊強度降低，在車輛荷載下，引起車轍病害，應用材料穩定性不足等。

4.2 公路施工病害處理措施

針對公路橫向裂縫與縱向裂縫，其處理措施為主要為：在進行公路施工中，其灌縫處理采取專用灌縫機，應用灌縫膠，提高縫壁粘結性能，保證其在低溫狀態下不發生脆裂；在路基填料選擇時應保證其材料應用含水量符合設計要求，防止凍害發生；針對已經產生橫向裂縫與縱向裂縫，可以采取裂縫貼補法進行處理。應用封縫材料，進行公路裂縫處理，其經濟性較好，施工簡單便捷；針對坑槽問題，可以采取直接填料式處理措施與挖填式坑修補技術。其中直接填料式修補的特點在于應用廣泛，操作便捷，維修時間較短，將坑槽內雜物清理后直接填充瀝青混合料進行碾壓即可；應用挖填式坑修技術，則通過專用切縫機，徹底處理存在坑槽的病害路面，在坑槽表面噴射改性乳化瀝青，摻入熱瀝青混合料碾壓成型即可。針對車轍病害，因車輛縱向推移剪切力所引起，則其車轍處理可以通過鑿除車轍面層，重新進行面層鋪筑來處理；對因公路基層強度不足，水穩定性不良引起車轍病害，則需要進行基層更換或采取措施進行基層補強；如因瀝青面層鋪筑質量問題引起車轍，則應鑿除車轍位置并重新鋪筑。

該公路工程在低溫環境下進行施工，產生了一些工程質量問題，主要表現為橫向裂縫、縱向裂縫、坑槽與車轍。在分析病害成因的基礎上，采取針對性的措施，保障了公路運行的安全性與可靠性，實現了該公路工程施工綜合效益。

5 結 語

社會經濟的發展對基礎交通運輸提出了更高要求，公路在運行過程中容易出現一系列的病害問題，嚴重影響著公路運行的綜合效益，本文主要是對低溫下公路施工病害成因及處理進行研究。在分析低溫對公路施工影響及引起病害機理的基礎上，結合工程案例，對公路施工的主要病害成因及處理方法進行了研究。實踐證明，合理控制低溫下公路施工工藝，針對公路病害問題采取相應處理措施，可以有效提高公路施工的整體效益。

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