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西非红土地区典型路面结构破坏案例分析徐科博士

文章作者:admin     时间:2019-05-12 05:52     浏览次数:

西部非洲是世界上经济最为落后的地区,同时也是近年发展势头较迅猛的地区。交通基础设施也在这些年中得到进一步完善,从而进一步促进了经济的腾跃。从建设条件而言,西部非洲具有良好的自然环境,但如不加以合理利用,同样会有很多问题出现。本文就结合西非地区一个新建道路破坏的实例,来对西非道路建设中的一些关键问题加以分析。

西非地区气候总体特点是高温酷热持续时间长,由北向南降雨差异大。广大的北部是典型的热带沙漠气候,终年干燥少雨;而中部地区是旱、雨季交替的热带草原气候,温差大、气温高,植被多为一年生的草本植物;南部几内亚湾沿岸深受几内亚湾暖流的影响终年降雨丰沛,加之靠近赤道,高温炎热,形成了典型的热带雨林气候,植被翠绿、潮湿、茂盛。此外,西非地区的降雨有明显的季节性,每年明显分成旱季和雨季,主要降雨均在雨季发生。

()主要筑路材料。对于公路修建而言,西非地区建设条件很好,地势平坦、较少地质病害,可用筑路材料分布广泛,特别是广泛分布的红土粒料,是基于非洲特有的地质条件,并在干湿两季循环交替的气候条件作用而成的,一般呈红色(红棕色、黄色或者褐色),土中含有大量不同粒径的天然混合料。红土粒料在不断的胶结、复合、脱水的过程中,可以聚结成直径几十的坚硬实体,经过筛选、摊铺压实后稳定性良好,非常适合与路基基层的填筑材料使用。在西非地区,红土粒料分布普遍、储量丰富且易于运输,是道路修建的上佳选择。

整理当地典型路面结构如下:()法国规范典型结构:由于历史原因,西非地区受法国的影响比较大。法国的建设特点,在基础设施建设中体现也比较多。在道路方面,法国习惯采用典型结构法进行路面设计。根据此方法,路面结构分成面层和路面体两部分考虑。西非地区,法国习惯设计的路面结构,常见的主要以下形式:面层:高模量沥青混凝土或薄层沥青混凝土+薄层沥青混凝土;路面体:(~)沥青碎石+(~)级配碎石或双层级配碎石。

由于路线长度较长,本项目采用了分段提交设计、分段审批、分段施工的方式。项目营地设在路线桩号附近。年月起,逐渐开始路面结构的铺筑。铺筑方向为从一起点城市向另一终点城市方向推进。年月,沥青路面铺设基本完成。但月份进入雨季后,沥青面层开始逐渐出现破损,至月份路面大面积损坏,且主要集中在路线靠终点的路段,也就是刚刚完成施工不久的路段。

由于破坏日趋严重,且难以控制。建设方组织调查组,对项目现场进行了调研分析。通过现场钻芯取样、弯沉实验,以及对设计、施工原材料、施工管理等各流程进行仔细的核查,路面破损的原因逐渐清晰。通过弯沉检测,基本排除了基层质量原因,现状基层的承载力还是比较好的。通过交通量核查,排除了车辆荷载的原因,出问题的段落恰恰是交通量最小的路段。核查的重点集中在了沥青混凝土上。发现了如下问题:

从现场情况分析,以及对设计过程的检查发现,主要原因有两点:第一,取消封层导致面层及路侧的渗水,使红土粒料中的粘土泥浆化。由于取消了封层,泥浆很容易进入面层混凝土。同时在行车荷载的负压作用下,被吸到路表,进而破坏。第二,由于本路采用单向坡设计,单向坡上侧的路肩表面的沥青表处结构被取消,雨水在面层边缘沿着面层和基层之间的缝隙渗入,这成为基层中水的一个主要来源。

()施工控制。在问题排查中,也发现了施工方面控制不当的因素。本项目路线里程长,达到。而沥青混凝土拌和站却设在一侧起点附近。沥青混凝土的压实中,温度的控制最为重要。根据我国规范的规定,对于厚度在~的沥青混凝土面层,最低摊铺温度应至少在以上。而实际情况是,由于沥青混凝土出场后,至终点运输时长超过,且没有配备保温车,导致实际到场温度已远远不能满足摊铺要求。这种情况下摊铺的沥青混凝土,必然导致压实不良,孔隙过大,雨季开始后,渗水严重。

()材料选用。此外,对于沥青混凝土制备中采用的原材料,检查的结果认为也是不恰当的。根据现场提供的原材料实验,本项目中采用的集料为变质玄武岩。实际检查发现,该岩石中云母和石英含量很高,整体呈酸性,沥青黏附力介于~之间,不能满足项目需要。而项目实施中,也没有采取相应的提高黏附性的措施,导致沥青与集料间很容易剥离。

合理设置拌和站:原有拌和站位置过远,不能满足使用需要。施工组应即刻准备搬迁至待修复路段附近,同时做好备料工作。现有路面处置:根据现场调查,对于发生大面积破坏的路段,不能再采取局部修补的措施。在检查基层完好的条件下,铲除现状损坏面层。同时,需对未明显破坏路段进行排查,列出可能会在近两年内发生破坏的段落。采用原设计方案进行加铺处理:按照原始设计方案,应在铲除破损路面后,铺设封层,进行隔水处理。之后再加铺沥青面层。同时,对路肩进行沥青表处罩面,阻断雨水渗入。

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