道路工程路基路面病害及治理措施
2015-07-27
1. 边坡防护与加固治理措施
路基边坡防护与加固应符合“因地制宜、就地取材、以防为主、防治结合、经久耐用、节省造价和造型美观”的原则。路基边坡防护与加固包括植物防护、工程防护、柔性支护与防护、综合防护等几种类型。
（1）植物防护就是在边坡上种植草或植树，以减缓边坡上的水流速度，利用植物根系固着边坡表层土壤以减轻冲刷，从而达到保护边坡的作用。植物防护不仅可以美化公路环境，调节边坡的湿温，起到固结和稳定边坡的作用，而且又比较简单、经济。一般来说，防护工程应优先考虑植物防护，当然其土壤必须适宜于植物的生长，而且边坡比较平缓，坡高不大。在高速公路上，常用的植物防护有植草、铺草皮和植树等。
（2）工程防护主要是针对不适宜植物生长的土质填、挖方边坡或风化严重、节理发育的岩石路基边坡，以及碎（砾）石土的挖方边坡等，采取工程防护措施即设置人工构造物防护。工程防护的类型有护面墙防护、干砌片石防护、浆砌片石防护、水泥混凝土预制块防护、锚杆防护、挡土墙以及土工合成材料防护等。
（3）柔性支护与防护主要包括三维植被网、钢绳网主动防护等防护形式。
2. 边坡变形与失稳治理措施
对于边坡破坏较严重的情况，如出现塌方、滑坡以及可能出现失稳等，必须采取相应的措施来确保边坡的稳定性（强度方面）和安全性（变形方面）。根据边坡的不良工程地质特征和滑坡加固治理与防护工程特色，主要选取适用性强、易于操作、工程负效应小的措施，如抗滑桩、锚杆（索）、挡土墙、削坡和灌浆等，使其分别适用于不同塌方、滑坡的物理力学条件和地质条件。
3. 岩溶地区路基治理措施
（1）对于岩溶地区路基的处治，首先要从地质条件上弄清岩溶的发展规律和分布规律，然后再慎重确定处治方案。在一般情况下，对局部严重的、大型的、不易搞清楚的岩溶地段，应尽量设法绕避；对不太严重的中、小型岩溶地段，选择其最窄的、最易于采取措施的地段通过。
（2）对岩溶水宜以疏导为主，采取因地制宜、因势利导的方法，不宜堵塞，一般可采用排水沟、泄水洞等疏导岩溶水。路基上方的岩溶泉和冒水洞，宜采用排水沟将水截流至路基外。对于路基基底的岩溶泉和冒水洞，宜设置集水明沟或渗沟，将水排出路基。对于稳定路堑边坡上的干溶洞，洞内宜采用干砌片石填塞。位于路基基底的开口干溶洞，当洞的体积不大、深度较浅时，宜予以回填夯实；当洞的体积较大或深度较深时，宜采用构造物跨越。
（3）对于有顶板但顶板强度不足的干溶洞，可炸除顶板后进行回填，或设构造物跨越。通过溶洞围岩分级或计算判断下伏溶洞有坍塌可能时，应进行加固处理。对于洞径大、洞内施工条件好的无充填溶洞，宜采用浆砌片石或钢筋混凝土的支撑墙、支撑柱进行加固；深而小的溶洞不便于洞内加固时，宜采用石盖板或钢筋混凝土盖板跨越可能的破坏区；对于顶板较薄的溶洞，当采用地表构造物跨越有困难或不经济时，可炸除顶板，按明洞的方式进行处理；对于有充填物的溶洞，宜优先采用注浆法、旋喷法进行加固，不能满足设计要求时宜采用构造物跨越；如需保持洞内流水通畅时，应设置排水通道。
（4）对于路基范围内的土洞应先判明土洞是否仍在发展。对于已停止发展的土洞可按一般地基进行评价，需加固时宜采用注浆、复合地基等方法进行处理；对于还在发展中的土洞，宜采用构造物跨越。
4. 采空区路基治理措施
由于开采时间与开采结束后上伏岩土体剩余沉陷变形时间都较长，以致于采空区对路基影响与危害持续时间也较长。对采空区路基的治理，首先应了解采空区的分布及发展情况，然后再慎重确定“技术上可行、经济上合理”的治理方案。开挖回填处理的浅采空区的治理范围，其治理长度为公路轴向采空区实际分布长度，处治宽度为路基底面宽度或构造物的宽度，处治深度为底板风化岩位置。 公路采空区路基的处治设计应根据采空区的形成时间、埋深、采空厚度、采煤方法、顶板岩性及其力学性质、水文地质、工程地质条件等选择治理方案。采空区路基的处治应从路基处治、开采协调两个方面来进行。
4.1 从路基处治角度来说，主要有开挖回填、充填、桥跨和注浆等四种。
（1）开挖回填：对于路基挖方边坡上的采空区宜采用开挖回填方案。
（2）充填：采空区充填能有效地减小地表沉陷破坏程度。有条件时采用水砂充填，能保证公路安全无损。采深不大时，可采用覆岩离层充填，加固采动覆岩破坏区，限制地表沉陷破坏。对于煤层开采后顶板尚未垮落的采空区，可采用非注浆充填方案，包括干砌片石、浆砌片石、井下回填、钻孔干湿料回填等方案。干砌（浆砌）片石适用于采空区未完全塌落、空间较大、埋深小、通风良好，并具备人工作业和材料运输条件的采空区治理。一般路段路基用抗压强度不应低于10MPa干砌片石回填；对有构造物路段，应用抗压强度不应低于15MPa浆砌片石回填。
（3）桥跨：煤层开采规模较小、开采深度小于100m的采空区，可采用桥跨方案。
（4）注浆：采空区上覆岩层在有条件时会出现离层，离层经历产生、发展、达到最大高度及最终离层闭合的移动过程。在离层带中注浆减缓地表沉降，控制地表总的下沉量，减缓地表动态变形值，达到保护公路的目的。对于煤层开采规模较大、开采深度（埋深）小于250m的采空区，宜采用全充填注浆方法。对于埋深大于250m的采空区，宜根据其开采特征、水文地质、工程地质条件及其对公路工程的危害程度等因素，确定是否采用全充填注浆方案。
4.2 从开采协调的角度来说，主要有以下几个方面：
（1）调整路面板接缝的宽度。混凝土路面由于温度或湿度变化及硬化时收缩的原因，会出现胀、缩和翘曲。设置接缝可减少混凝土板变形受约束影响而产生的内应力，增加路面板抵抗各种变形的能力。
（2）设置“双层连续配筋混凝土结构”。对于采深与采厚比较大且地表变形连续时，高等级道路可设置这种路面结构形式，以增强整个路面的抗变形能力。
（3）合理安排开采时间。使地表剧烈变形破坏期避开冬季低温期，以使路面材料变形适应采动地表变形。（温度的降低使路面材料的脆性加大，收缩系数增大，抗变形能力降低，路面易于开裂，路面承载能力降低。）
（4）限制一次开采高度，沿公路轴向大面积协调开采。这种方法已在铁路下开采煤层有成功的经验，一般可以将地表位移变形降低到50%以下。由于采空区的工程地质条件复杂，处治方案灵活多样，应针对采空区的具体情况，将几种方案联合使用，达到经济合理的最佳治理效果。
