路面破壞類型及公路水毀的原因和防治措施

(新疆大學(xué)建筑工程學(xué)院 新疆 烏魯木齊 830047)

路面破壞類型及公路水毀的原因和防治措施

羅文功姜思凡

(新疆大學(xué)建筑工程學(xué)院新疆烏魯木齊830047)

近年來，我國的公路網(wǎng)趨于完善，公路總里程已達世界之最；且目前在建和改擴建公路工程仍在持續(xù)進行中，隨之而來的公路病害及水毀問題也變得日益尖銳。本文通過對公路路面破壞形式和成因的介紹，以及針對山區(qū)公路水毀問題的分析，力求提出有效的防治措施，為公路減災(zāi)指出較優(yōu)的方案。

公路水毀;破壞形式;防治措施;病害

前言

路面病害是公路工程運營及養(yǎng)護過程中棘手的問題，介于公路病害形式多種多樣，防治過程也變得尤為復(fù)雜，需對癥下藥。公路水毀是指降雨、融水或洪水等對公路的路基路面、防排水結(jié)構(gòu)物以及橋涵造成的損毀[1]。公路水毀的形式大致可分為路基沉陷、路基邊坡坍塌、排水設(shè)施及防護加固設(shè)施的損壞[2]。

一、路面病害的產(chǎn)生原因及防治措施

(一)瀝青路面的病害類型、成因及防治辦法。瀝青路面是當(dāng)前公路最常用類型，其路面損害形態(tài)多種多樣，大致分為以下幾種類型：(1)變形類。車轍是一種變形類損傷模式，指的是在車輪重復(fù)載荷下的路面，產(chǎn)生縱向的永久性帶狀凹陷。其主要產(chǎn)生原因有：油石比過大；混合料表面磨損率過高；基層中含有不穩(wěn)定夾層等。(2)裂縫類。裂縫主要形式有：縱向裂縫，橫向裂縫和網(wǎng)狀裂縫等。影響裂縫的主要因素是：瀝青種類和等級；表層厚度；基層材料的收縮性等等。(3)表面松散類。面層集料失去粘結(jié)作用成片散開，使路面形成松動、散離現(xiàn)象。松散產(chǎn)生的原因有：路基不均勻沉降；公路使用過程中瀝青結(jié)合料因粘結(jié)性降低而逐漸散失；機械損害等。

病害防治應(yīng)從以下方面入手。(1)材料上，選用性能較好的優(yōu)質(zhì)瀝青，合理設(shè)計配合比。(2)設(shè)計上，做好地質(zhì)勘測，注意地基的加固。(3)施工和養(yǎng)護上，選擇先進的施工機械，健全施工方案，并做好養(yǎng)護工作。(4)交通管理上，做到特殊車輛限行及重車限載工作。

(二)水泥混凝土路面病害類型、成因及防治辦法。水泥混凝土路面有著眾多優(yōu)點，但由于其行車噪音大、修復(fù)難度大等方面的不足，使得常見的公路類型多為瀝青路面。除瀝青路面所述的損壞類型外，水泥混凝土路面常見的病害還有唧泥和錯臺等。(1)唧泥。路面填縫材料失效而導(dǎo)致水流沖刷板底混合料，逐漸引起唧泥。在唧泥發(fā)生和發(fā)展過程中，基層細集料被水流逐漸掏空，使得接縫兩側(cè)面板出現(xiàn)高差，從而形成錯臺。(2)錯臺和斷裂。錯臺在重復(fù)荷載作用下，使得裂縫兩側(cè)的面板完全喪失力傳遞能力，最后斷裂成塊，使得路面的整體性和承載能力受到損壞。

防治手段主要有：(1)嚴格控制基層和基礎(chǔ)的施工質(zhì)量；(2)優(yōu)選水泥混凝土路面原材料；(3)確保工程質(zhì)量；(4)一經(jīng)發(fā)現(xiàn)面層出現(xiàn)損壞，及時進行修補等。

二、公路水毀類型的成因和防治

(一)公路水毀的類型及成因

1．路基沉陷。路基沉陷是指路基在豎向產(chǎn)生較大的沉降，發(fā)生下陷破壞。產(chǎn)生的主要原因有：(1)路基壓實度不達標(biāo)；(2)特殊地質(zhì)條件勘探不詳及基底處置不達標(biāo)；(3)防、排水措施和防護手段不完善等[3]。

2．路基邊坡坍塌。路基邊坡坍塌是指路基填方或挖方邊坡遇水軟化形成的坍塌。主要原因有：(1)缺乏防、排水措施和邊坡防護措施；(2)特殊地質(zhì)調(diào)查不詳及設(shè)計不到位，易引起滑坡和坍塌等。

3．橋涵破壞及排水設(shè)施損壞。橋涵破壞是指洪水沖刷淘空基礎(chǔ)，使橋涵失穩(wěn)破壞。排水設(shè)施的損壞是發(fā)生在路基或橋涵跨越溝壑路段時基底被水流淘蝕，使得排水構(gòu)造物懸空或斷裂。橋涵破壞的原因主要有：(1)橋涵泄水孔徑偏小；(2)橋址、橋位選址欠缺，易發(fā)生基礎(chǔ)沖刷和水流變向；(3)橋涵孔道得不到清理發(fā)生堵塞等。

4．防護設(shè)施的損壞。擋土墻、駁岸等設(shè)施受到水流沖刷發(fā)生基礎(chǔ)失穩(wěn)，產(chǎn)生滑移破壞。其主要的原因有：防護設(shè)施地基不穩(wěn)定；填方路段選址不當(dāng)擠壓河道，致防護設(shè)施被局部沖毀等。

(二)公路水毀的防治。公路水毀的防治應(yīng)以“防”為主，防患于未然[4]；其次，防治過程中使公路工程和自然環(huán)境相協(xié)調(diào)理念尤為重要，與自然相悖只會在防治的道路上漸行漸遠[5]。

橋涵水毀是公路水毀防治中的重點，長期以來都被高度重視。據(jù)了解，洪水期水位上漲高出橋面后，橋涵遇到的水力作用一般并不比水位低于橋面時更為不利。因此，在進行橋涵水力學(xué)設(shè)計時，若將洪水漫過橋面時的水力條件考慮進去，則橋涵在各種洪水水位下均可得到安全保證。

三、沿河公路地區(qū)氣溫與徑流關(guān)系案例分析

山區(qū)公路不少路段與河道并行，路線傍山臨河。沿河公路和橋涵構(gòu)造物水毀是眾多影響因素綜合作用的結(jié)果，這些影響因素相互關(guān)聯(lián)，便形成了多樣的水毀形態(tài)。

本次以新疆喀什河流域為研究對象。喀什河全長304km，是伊犁河第二大支流，流域面積8656平方公里，年最大徑流量43.5億立方米，多年平均徑流量32.1億立方米。可見喀什河有著豐富的水量和儲蓄，也為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟、農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了源源不斷的動力。

根據(jù)喀什河流域2013-2016年間5-9月份的日平均氣溫資料及當(dāng)?shù)匮毓泛恿鲝搅髁抠Y料顯示，統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)5-9月份日平均氣溫與公路所沿河流徑流量的關(guān)系大致呈線性上升關(guān)系，河流徑流量隨著日平均溫度在5℃-22.5℃之間增大而增大，側(cè)面可知在此期間徑流量最大時即平均溫度最高的時候。

查閱資料可知，喀什河流域日平均氣溫最高的時間為6月底至8月中旬，則在此期間河流的徑流量也為最大，河流在受到冰川融水和雪融水的極大補給后，大的水勢產(chǎn)生水毀破壞的可能性也必定為最大，所以在夏季的該時期對公路水毀從單一徑流量考慮防護措施是有必要的；拋開5-9月份的降雨不談，在單一最大徑流量為114 m/s時沿河修筑防洪堤和擋墻防止水流直襲公路路基是必要的措施。

四、結(jié)語

公路破壞和公路水毀是在我國高速發(fā)展的道路交通網(wǎng)系統(tǒng)日益完善的前提下越來越尖銳的道路災(zāi)害問題。對于公路災(zāi)害的治理一定要依靠科學(xué)技術(shù)手段、研究成果、公路災(zāi)害防治過程中的經(jīng)驗累積和工程實踐等各方面共同完成。公路水毀發(fā)生的原因是各個系統(tǒng)共同促成的，除了和當(dāng)?shù)厮摹⒌刭|(zhì)條件的關(guān)系外，還有設(shè)計和施工各方面的原因。所以，我們在對待公路災(zāi)害和水毀問題上，要全方位把握問題的所在，使道路災(zāi)害得到有效的控制和改善，從而降低事故的發(fā)生隱患和在此方面的經(jīng)濟損失。

[1]靳海艷. 淺談公路水毀防治[J]. 市政技術(shù),2014,(S1):10-12+16.

[2]李莉. 淺談公路水毀的成因與防治[J]. 公路,2004,(05):179-182.

[3]靳青. 西北地區(qū)公路水毀成因及防治措施淺析[J]. 公路,2014,(12):222-225.

[4]陳洪凱,唐紅梅. 四川境內(nèi)公路水毀的基本特征及防治問題探討[J]. 重慶交通學(xué)院學(xué)報,1994,(S1):103-107.

[5]高冬光.公路與橋梁水毀防治技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2002.

羅文功(1993—)，男，漢族，河南開封人，碩士研究生，新疆大學(xué)建筑工程學(xué)院建筑與土木工程專業(yè)，研究方向：公路水毀及其防治。