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水,城市道路工程不可或缺的因素

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【摘要】水是生命之源,在自然环境和社会环境中,水都是极为重要而活跃的因素,是人类生存不可缺失的物质。水也是建筑工程材料重要的组成部分。在城市道路中如何控制水的质和量对于整体的工程质量至关重要。文章阐述了水在施工过程及使用阶段对道路的影响及防治措施。

【关键词】水;城市道路;水损害;防治措施

近年来, 随着城市的高速发展,城市道路建设突飞猛进,城市道路所肩负的功能也越来越繁多,这些都要求市政建设者生产出高标准与高质量的道路。在市政道路工程建设中,水对道路工程质量有着重要的影响,操作人员在施工过程中往往不注重含水量和水质的控制,给工程质量带来诸多不利影响,造成人力物力和经济的损失,严重影响道路的正常使用。以下分别在施工和使用两个阶段阐述水对道路的影响及防治措施。

一、施工阶段

在市政道路工程建设中,水对工程质量和结构安全带来重要的影响,操作人员在施工过程中也往往不注重含水量的控制,给施工带来诸多不利因素,造成了人力物力和经济的损失,严重影响了道路的正常使用。水来源于地下水、江河、自来水和雨水,其中影响最大、最持久的就是地下水。下面就水在施工阶段对路基、基层及面层的影响及防治加以阐述。

(一)水对路基的施工质量影响

水与土石相互作用,可以使岩土的强度和稳定性降低,道路路基软化,并可能产生滑坡、沉陷、翻浆等不良现象,尤其对塑性指数较高的粘性土特别严重。在道路路基施工过程中,压实须在土壤含水量接近最佳含水量值时才能达到最大,当遇雨季或地下水过大时,路基会发生翻浆,致使路基压实度与弯沉值达不到标准要求,不能转序影响工期进度。要保证路基的稳定性,提高路基抗变形能力,必须采取相应的排水措施或隔水措施,以消除或减轻水的危害。

路基施工中,对含水量过大引起翻浆地段不宜直接抛填碎石等,因为这些材料空隙较大,重量也大,填后在行车的作用下,泥浆上留,石料下沉,起不到应有的作用。若材料方便可以采用换填土法,将原土进行挖除、换填天然砂砾或参拌石灰并加以夯实,然后再进行基层施工。

(二)水对基层施工质量的影响

在工程中,水泥稳定碎石(砂砾)基层施工含水量控制技术的关建在于保证碾压时混合料的含水量接近最佳含水量。如果含水量过大,碾压过程中易产生“弹簧”现象,不易压实,且表面会留下很深的轮迹,使表面不平,更为严重的是含水量过大的混合料易产生严重的干缩裂缝,就水泥稳定材料而言,含水量增加1%对干缩应变增大的影响比水泥增加1%的影响大2―3倍;反之,如果含水量过小,不但现场难于碾压密实,而且会直接影响到混合料的强度,容易松散。另外,含水量不均匀或混合料时干时湿,则干湿处也易产生裂缝。

(1)水泥稳定碎石(砂砾)拌合中的加水控制

由于粗集料等原材料露天堆放,受天气影响较大,每天开工前必须检测集料的含水量,推算出当前施工所需的含水量,在拌合的过程中,质检员随时观察搅拌输送带上混合料的情况,并抽取试验检测含水量,每台班加水量必须根据气温、风力的变化以及现场反馈的信息提前调整,特别是在炎热的夏季施工时,考虑到拌合、运输、摊铺过程中水分的蒸发,可以在拌合时加大水量,具体应在拌合出料时将含水量和摊铺碾压含水量进行对比,损失多少补多少。

(2)摊铺过程的含水量控制

水稳混合料摊铺后,在混合料含水量处于最佳含水量的±1%时,应及时根据试验段确定的碾压工艺,在结构层全宽内进行碾压。

(3)养生的水量控制

水稳碎石碾压后应进行及时洒水养生,使基层表面保持湿润,保证水泥充分发挥作用,防止因基层表面很快失水变干而产生收缩裂缝。

(三)沥青面层

沥青路面的早期破坏或多或少与水有关,沥青混合料在水作用下,沥青与集料之间的粘附性能和粘结强度必然受到影响。这是因为一方面水介入沥青与集料的接触面之间,使“结构沥青膜”联结作用降低,从而导致沥青薄过早剥落;别一方面水浸入沥青混合料中,使其软化而导致强度、劲度减小。这就产生了所谓的沥青混合料的水稳定性问题。再加上国产石油沥青的性能本来就差,沥青与集料之间的粘附性能差、粘结强度低,沥青路面更易发生早期损坏,严重影响了路面的正常使用。正是由于水的存在,再综合其它因素,如行车荷载、气温变化等的共同作用,致使沥青路面在使用中处于一种恶性循环状态。

二、使用阶段

水损害是沥青路面常见病害之一,是种多发的路面使用过程中的早期危害。所谓水损害,就是水通过路基、路面结构中存在的各种裂缝、接缝、孔缝等进入路基面中,在重力作用、毛细作用、水分迁移、冰冻作用和气态化作用下伸深入到路基路面的结构内部,使路基路面各种力度强度降低,从而使路面出现裂缝、翻浆、麻面、剥离、掉粒松散、坑槽;基层受到损害发生唧泥,出现网裂、龟裂;路基发生沉降、开裂坍塌等病害。由于现代交通车速高、路幅宽、渠化交通、超载和重载等原因,严重影响着路面的服务水平和实用寿命,使水损害问题更为突出。

1、水损害的原因

东北地区位于我国温带湿润、半湿润季风气候区。冬季寒冷干燥,夏季暖热多雨,早晚温差大,恶劣的气候条件对沥青路面影响极大。

春融。

春融”为道路路面的主要破坏期,而水是造成道路路面破坏的主要原因。在东北地区,冬春交替季节,雪水逐渐下渗进入路面并滞留在路面结构层内,路面发生冰冻,地下土壤中的水分通过毛细作用向上聚集,冻结滞留在基层上面,空隙中充满了水。随着春季气温的升高,冰冻层融化后,道路地基的承载能力极为不均匀,车辆荷载反复作用,对基层表面产生冲击和挤动,形成翻浆并面层局部有网状裂缝,这就是水损害最初破坏的明显标志。开挖有网状裂缝面层处可见底面层的沥青混合料呈松散状,坑槽产生已是不可避免的。

自然降水。