甘肃省陇东黄土地区农村公路病害分析及防治措施.pdf

:./.甘肃省陇东黄土地区农村公路病害分析及防治措施陈成桂 武红娟 张 强 马 斌.西北民族大学土木工程学院 甘肃兰州.甘肃省公路事业发展中心 甘肃兰州 摘 要:甘肃省在“十四五”计划投资 亿元实施自然村组通硬化路.万千米为保证新建农村公路质量针对黄土地区农村公路调查找出病害原因提供防治措施 本文对甘肃省陇东黄土地区进行研究选择黄土地区四条典型路段通过检测车进行路面病害自动识别与标记自动计算、统计与汇总并自动形成相关的表分析各自区域特点分析产生不同病害的原因针对分析出的病害原因找出防治措施 结果显示:陇东黄土高原不同地区产生不同比例病害可以从自然气候条件、重载交通、路面结构设计、施工、养护管理五个方面找到病害机理从设计、施工和养护三个方面提出甘肃省陇东黄土地区农村公路的病害防治措施关键词:农村公路病害特点原因分析防治措施 .:.:.:概述在我国公路建设中水泥混凝土路面因强度高、力学性能稳定等优势使其成为路面的主要类型之一得到越来越多的重视 据统计甘肃省的水泥混凝土农村公路通车里程达 万千米经过近十年的运行使用交通量剧增汽车轴载日益重型化由于不良天气和养护不规范、不到位以及设计、施工等多方面的原因水泥路面不同程度出现断板、错台、沉陷、板底脱空等道路病害 甘肃省在“十四五”期间实施自然村组通硬化路.万千米农村公路 为了保证新建公路的质量确保在设计期限内路面保持良好的通行状态对甘肃省现行农村公路进行病害调查找到黄土高原地区的路面病害特点分析病害产生的原因找到针对性的防治措施为新建农村路铺筑提供建议 旧水泥混凝土路面病害调查甘肃省黄土大部分是湿陷性黄土湿陷性黄土渗水性高遇水容易膨胀干燥容易收缩在反复收缩和膨胀的应力下面板容易产生病害 陇东地区更是典型黄土地貌运营农村公路已经出现各种病害 为研究陇东黄土地区的农村公路病害情况挑选四条有气候代表性的四条公路(见表)进行农村公路进行病害调查工程技术科技风 年 月表 四条公路的气候特点区县公路名称气候特点甘谷县城白公路年均气温.其中高温.低温.全年降水量.毫米永登县西连路年均气温为.最高气温 最低气温年均降水量为 毫米和政县李家坪至吊庄年均气温为.最高气温 最低气温平均降水量为.毫米会宁县海榆公路年均气温.最高气温 最低气温.年降水量.毫米 根据公路技术状况评定标准 具体划分状况将水泥混凝土路面病害分为破碎板、裂缝、板角断裂等 种病害 采用西安长大公路养护技术有限公司提供的检测车检测车可以进行路面病害自动识别与标记自动计算、统计与汇总并自动形成相关的表 表 病害统计表病害类型破碎板裂缝板角断裂错台拱起边角剥落接缝料损坏坑洞唧泥露骨修补城白公路.西连路.李家坪至吊庄.海榆公路.通过表 可以看出陇东黄土地区农村公路主要破碎板、裂缝、板角断裂和露骨病害 旧水泥混凝土路面主要病害类型通过调查发现陇东黄土地区的四条公路主要病害是要破碎板、裂缝、板角断裂和露骨 针对病害特点分析并且分析病害产生的形状 下图 是四种病害面积占整条公路病害面积的比例折线图图 四条公路各种病害面积占每条公路病害面积比例折线图.破碎板病害公路技术状况评定标准中被交叉裂缝分割为三块以上路面板被称为破碎板 从图 折线图看出每条公路破碎板病害占比各不相同 城白公路破碎板病害面积占整个病害面积的.西连路破碎板病害面积占西连路病害面积.李家坪至吊装庄公路破碎板病害面积占整个病害面积的.海榆公路破碎板病害面积占总病害面积的.其中永登县西连路破碎板面积占比最大李家坪至吊装庄公路破碎板病害面积占比最小.裂缝病害根据公路技术状况评定标准中将板块上只有一条裂缝定义为裂缝病害从上图 中看出城白公路裂缝病害面积占整个病害面积的.西连路裂缝病害面积占西连路病害面积.李家坪至吊装庄公路裂缝病害面积占整个病害面积的.海榆公路裂缝病害面积占总病害面积的.除西连路裂缝病害面积占比.外其他三个区域裂缝面积占超过.板角断裂病害在公路技术状况评定标准中板角断裂是裂缝和纵横接缝相交并且交点的位置小于或者等于板边长度一半 根据上述图 折线图看出城白公路板角断裂病害面积占整个病害面积的.西连路板角断裂病害面积占西连路病害面积.李家坪至吊装庄公路板角断裂病害面积占整个病害面积的.海榆公路板角断裂病害面积占总病害面积的.四条公路上面积占比都较少.露骨病害露骨是路面板的表面细集料损失裸露出来粗骨料从上述图 折线图看出城白公路露骨病害面积占整个病害面积的.李家坪至吊装庄公路露骨病害面积占整条公路病害面积的.露骨病害在四条路中占比最高 西连路和海榆公路没有出现露骨病害 科技风 年 月工程技术 旧水泥混凝土路面病害原因分析甘肃省黄土地区主要病害是破碎板、裂缝、板角断裂和露骨为探索黄土地区农村公路病害产生原因本文将从自然环境、交通条件、路面结构、施工质量和养护管理等多种因素共同作用形成的 从多种病害影响因素中探讨水泥混凝土路面的破损病害产生原因.自然气候条件图 四个区域气候状况图四条公路地处黄土高原地形复杂山脉纵横交错海拔都在 米以上群山环绕是山地高原环境 四个地区的冻结期日数甘谷县 日、永登县 日、和政县 日、会宁县 日 四个地区的春融期日数甘谷县日、永登县 日、和政县 日、会宁县 日 四个地区的年降雪日数甘谷县.日、永登县.日、和政县.日、会宁县.日 四个地区的年降水量 日数甘谷县.日永登县 日和政县.日会宁县.日 陇东地区冻结期日数都高于 天甘肃省气候特点白天温度高日照强晚上气温低昼夜温差大混凝土路面板膨胀收缩次数高在反复的应力作用下路面会出现裂缝再经过车辆荷载作用形成破碎板病害造成四条公路破碎板占比高.重载交通影响农村公路的路基路面结构设计主要服务的是家用小汽车、自行车和小型货车不针对大型车辆 经过调查发现城白公路、李家坪至吊庄公路、海榆公路交通组成中都是小型车车辆重量小在公路承载范围内 在调查的四个区域内永登县的西连路是一条农村公路发现这条公路边有一个水泥厂有大型罐车来往运输水泥农村公路路基路面结构设计不满足大型车在公路病害中破碎板比例达到.农村公路运行重型汽车会对道路产生严重的影响破坏农村公路产生病害 农村公路的结构不能承受重型车的车辆荷载产生断板随着时间推移再加上雨水渗透路基填料缺失板底出现脱空路面板承受重型荷载路面板破碎最后发展成破碎板.路面结构设计对水泥混凝土路面损坏的影响四条公路中和政县的李家坪至吊庄公路路面结构是基层 路面 另外三条道路的路面结构是土基层面层 土基层虽然能减小土基和路面在车轮荷载作用但是增加 水泥稳定层能更好地承受面层传递的车轮垂直力的作用并把它扩散到垫层和土基中更好地支撑路面 在调查的四条公路中和政县的路面结构是基层加面层这种结构下破碎板率.小于另外三条路裂缝率.小于甘谷县和会宁县的裂缝率.施工对水泥混凝土路面损坏的影响甘肃省黄土高原地区山区多运输混合料需要的时间长施工条件差 农村公路等级低资金相对来说比较少建设单位多为当地资质较低的单位施工技术比较薄弱后期养护管理不够规范 陇东黄土地区土基材料用的是道路上的黄土土基压实度不够造成承载力不够路面板形成脱空在荷载作用下造成断板 农村公路施工为保证流动性加入过多的水造成骨料分离后期载荷作用下造成露骨病害.养护管理影响表 甘肃省降水主要特征表季节季降水量()季降水变率()季降水日数(天)季节蒸发量()平均相对湿度()春季 夏季 秋季 冬季 农村公路建设资金紧张排水设施缺乏仅设有一些基本的边沟缺少道路两侧的排水沟、急流槽没有完整的排水设施 陇东黄土高原地区大部分地区是湿陷性黄土路基受水后出现湿陷导致路面出现塌陷、开裂边坡被雨水冲刷后出现塌方和沟槽导致路面开裂 如表 所示甘肃省季降雨量最多能达到 降雨日数夏季能工程技术科技风 年 月达到 日水是公路病害的主要因素排水设施不完善雨水冲刷路基材料时间一长路面板出现脱空车辆荷载作用下路面板出现裂缝甚至出现破碎板病害 四条公路都是农村公路连接村庄道路两侧是农田或者山坡道路两侧并没有设置排水设施道路两侧的状况图如图 所示雨水冲刷农田灌溉地表水浸入路面结构中路基材料被带走导致路面板的脱空断裂图 道路两侧状况图 病害防治措施农村公路在设计阶段会考虑资金问题施工阶段考虑施工条件和养护措施 本文从这三方面进行探讨农村公路的病害防治措施.设计阶段农村公路建设资金匮乏如何在农村公路建设资金匮乏的情况下保证公路的路用性能 在进行勘测设计时遵循客观科学的规划充分利用原有道路防止大填、大挖交通量直接决定了路面承受的荷载大小在设计阶段时要充分调查农村公路的交通组成、交通量是多少 在充分调查后设计适用的路面结构和结构厚度 设计阶段选择合格的原材料粗集料采用连续性级配可加入一定的纤维减少混凝土裂缝改善混凝土性能.施工阶段施工技术严重影响道路质量在施工时应有工程经验的技术人员在现场工作严格管控施工质量施工技术和设备 甘肃省日照强路面水分蒸发快容易产生温度裂缝施工时及时切割接缝 施工质量必须控制好材料的质量、检验原材料性能、验收施工成果 施工时增加机械设备投入增加现场所需设备养护车辆必须到位.养护阶段公路养护的好坏直接影响道路质量为提高公路质量必须做好养护管理工作 水是引起路面结构破坏的一个重要因素农村公路必须做好路基、路面的防排水设计和施工加强排水构造物的设置及时清理路肩和边沟的杂物确保雨水和居民排水水流通畅及时更换、填筑接缝料防止雨水进入路基 及时对路面进行保养和维修防止路面产生裂缝、坑槽等各种病害的产生和发展保证路面的耐久性和舒适性结语本文针对甘肃省陇东黄土地区农村公路的主要病害类型进行调查通过路面调查病害结果分析从自然气候条件、重载交通影响、路面结构设计对水泥混凝土路面损坏的影响、施工对水泥混凝土路面损坏的影响和养护管理的影响五方面找出病害机理 通过上述分析找出减少水泥混凝土路面的病害防治措施 路面结构设计合理并且控制超重超载车辆行驶然后控制好路面施工和养护管理条件减少水对混凝土路面的影响 本论文的研究分析有利于找出甘肃省水泥混凝土农村公路的病害特征为农村公路从机理方面防治病害提供充分的理论依据有利于提高水泥混凝土路面的耐久性提高经济效益和社会效益参考文献:孙振平.水泥混凝土路面在我国的地位及其发展措施.混凝土():.():.().郭正言.选用沥青混凝土路面还是选用水泥混凝土路面.国外公路():.张格.河北省农村公路危桥病害分析及改造建议.交通运输研究():.秦溱.农村公路使用状况调查及病害原因分析.公路交通科技(应用技术版)():.马祖桥.安徽省农村公路缺陷和病害的成因分析及对策研究.公路交通科技(应用技术版)():.晋生玉.常见的公路病害和处治.青海交通科技():.唐正光熊世银杨世福等.瑞丽市农村公路典型病害调查研究.公路交通科技:应用技术版():.张磊.高密市农村公路病害研究.山东大学.公路技术状况评定标准.基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金项目()甘肃省交通厅科研项目(.)作者简介:陈成桂()男汉族山东莒县人硕士研究生研究方向:路基路面材料设计与研究通讯作者:武红娟()女汉族山西曲沃人博士副教授研究方向:道路工程 科技风 年 月工程技术