公路病害防治-科普123

公路病害防治

生物科学2023-02-03 09:58:52百科

公路病害防治

[拼音]：gonglu binghai fangzhi

[外文]：highway distress and preventive measures

常见的公路病害主要有水毁、坍方、滑坡、沙害、雪害、路基冻胀、沉陷、翻浆、冰毁以及路面破损等。这些病害危及公路交通，须采取防治措施。

公路病害防治的根本途径在于提高公路质量，增强抗御自然灾害的能力。高级公路在一般情况下病害很少发生。标准低、质量差、设备不完善的公路则病害往往十分频繁。

水毁及其防治

公路及其设备因暴雨、洪水造成的损坏，称之为水毁。造成水毁的原因主要有：

（1）持续集中的大雨暴雨引起山洪暴发和江河漫溢，以及连阴雨的长时期冲刷和浸蚀；

（2）台风、海底地震等引起的高潮、海啸和急骤融雪引起的洪水；

（3）堤防溃决、水库垮坝、山体滑坡阻塞河道等造成的意外水害；

（4）不适当的沿河筑坝引起的流向改变和坍岸；

（5）桥位附近挖河取沙，修建水工建筑物造成桥下水流紊乱和过度的冲刷；

（6）流放木排、竹排冲撞桥梁墩台，以及漂浮物阻塞桥孔；

（7）公路自身排水防护设施不完善，桥涵设计不合理，施工质量差等。对于公路水毁，主要采取水毁预防、抢修和恢复等措施。

水毁预防

汛期前的预防性措施，目的是增强公路的抗洪能力，防患于未然，并为汛期的抢修工作做好准备。一般做法是：

（1）对路线和建筑物进行全面检查，预先发现隐患和薄弱环节，针对性地采取一些预防措施，如添建必要的驳岸、挡墙、跌水、护坡，修复损坏的建筑物和加固可能发生过度冲刷的建筑物基础；

（2）做好雨季前的全面养护，如培修路肩边坡，清理边沟、截水沟，疏通小桥、涵管，使各项排水设施畅通完好；

（3）同气象、水文部门建立情报联系，储备防洪抢险物资，建立防洪抢险组织等。

水毁抢修

一般分防洪抢险和抢修通车两种，前者是保护公路的应急防抢措施，后者是在毁后迅速抢通路线的维持通车措施。防洪抢险的主要内容是：随时掌握水情动态，及时发现险情，及时组织抢护；随时疏导和打捞阻塞桥孔的木竹排筏、杂草树木等漂浮物；对发生危险冲刷的建筑物基础、路堤和河岸投放片石、土袋、石笼、混凝土块，以及悬挂防浪排、荆泊、柴束和打桩挂柳等进行抢修加固，对可能漫水的木桥用竹缆或钢丝绳拉紧，并与河岸固结，甚至预先拆除桥面或临时压重，防止桥面上浮，桥桩拔起，全桥漂走等。抢修通车主要是尽快清除坍方淤泥，填补冲沟缺口，修复小桥涵洞，铺设简易路面，尽快把路线抢修通车。一时难于修复的大中桥梁和路段，架设舟桥或浮桥、钢木便桥，或设置临时性轮渡以及开辟便道、组织车辆绕路行驶等，以维持通车。

水毁恢复

按照技术标准和建设程序，对水毁的各项设施进行正规修复。有的不能一次恢复而留下的工程称之为“水毁遗留工程”。水毁恢复主要是恢复植被，整治河流，积极提高公路标准和质量，完善公路设施等。

坍方及其防治

路基挖方边坡和靠路陡崖上的岩土体失去稳定，向路基塌落的现象称为坍方。坍方按其成因和特征主要有五种。

（1）溜坍：土质边坡表层含水饱和而失稳滑下。

（2）坍塌：边坡过陡，坡度小于天然休止角，在岩土体自身重力作用下产生的坍方。

（3）崩塌：边坡或陡崖上的巨大岩体，由于水浸、风化、震动，失去与基岩的联系，突然倒塌下来。

（4）碎落：边坡较稳定，但表层风化，片粒状岩屑碎块经常不断地由坡面滚落下来。

（5）落石：坡面上的岩块、孤石和峭壁上的天然活石，经水浸、冻胀、风化等作用，失去支撑而滚落下来。坍方一年四季都有发生，但大量发生在雨季。它不仅阻塞路基，损坏路面，影响行车安全，甚至断绝交通，是一种威胁较大的常见公路病害。坍方一经发生，要迅速清除。短时不能清除的，可开辟便道，维持交通。

坍方防治办法主要有：

（1）对边坡裂缝应及时夯填，并铺种草皮灌木封闭坡面，或修建必要的排水、截水工程，防止地表水和地下水的冲刷和浸蚀。

（2）对风化碎落的坡面，用三合土、四合土捶面或喷浆的办法予以防护。严重的可修建砌石护坡，或用勾缝压浆的办法加固坡面。

（3）对坡度过陡不断坍塌的边坡，进行合理的刷坡，使之达到稳定。或者修建挡墙、扶壁等防护工程。

（4）对于孤石、危岩、活石通常用挖撬、铁揳开石、小爆破等办法进行清理。破碎严重，落石甚多的坡面，修建挡墙、栅栏、落石沟等工程，拦挡落石。

（5）对陡峭岩石边坡上的悬岩、“探头石”，对下部有风化软层或大裂隙的边坡，一般从稳定基岩起修建砌石或混凝土拥壁，予以支撑（图1）。

岩石坡面上由于石质软硬不同和局部破碎，形成坍坑、空洞和凹槽，以砌石或混凝土进行嵌补。

（6）地质条件十分恶劣，防治工程过于艰巨的路段，往往优先考虑改线绕避。

滑坡及其防治

斜坡上的岩土体，由于地下水的活动，在重力作用下沿着一定的软弱面整体地、缓慢地、有时先缓后急地向下滑移的现象称为滑坡（见滑坡地区路基）。滑坡成因复杂，种类很多，目前尚无统一的分类办法。根据中国区域地质特点，较常发生的滑坡主要有堆积层滑坡、黄土滑坡、粘土滑坡、岩层滑坡。

滑坡是一种危害性很大的公路病害。它不仅会把大量泥石推向路基，甚至会把整段路基、整座建筑物埋没摧毁。对于滑坡的防治，目前常用排水、支挡、减重、反压等措施。

排水

在滑坡体外设置环形截水沟，拦截旁引地表水；根据地下水流向设置盲沟、隧洞，截断和引出地下水；在滑坡体内设置树枝状排水沟、渗水沟和竖井等排除内部积水；严密阻塞夯实裂缝，滑坡表面植树种草，以防止地表水下渗，加快地下水蒸发。

支挡

最常用的支挡办法是修建单级或多级重力式挡墙。近年来，锚杆式挡墙和抗滑桩也日渐广泛采用。锚杆式挡墙由钢筋混凝土板面和水平式倾斜的锚杆组成。抗滑桩有钢筋混凝土挖孔桩、钻孔桩和打入桩等。抗滑桩呈排状组合，布置方法有密排式、间隔式、承台联接式等。

减重

把滑体后部土石挖去一部分，减轻滑体自重，促使滑坡稳定的方法。这种方法适用于滑床上陡下缓，后壁及两侧岩土稳定的滑坡。

反压

在滑体前沿用土筑成反压堤，对滑体进行反压。这种办法多结合减重弃土进行，效果甚好。但公路上产生的滑坡，多因地形限制，不便采用。

此外，滑坡还可采用电化学法、硅化学法、焙烧法等技术防治。但是，这些方法技术复杂，所需投资较大，较少采用。

沙害及其防治

沙漠地区由于风和风沙流、沙丘移动等原因，给公路造成的风蚀和沙埋称为沙害。

沙漠地区的路基一般用沙土筑成，路肩边坡被风吹蚀损坏的现象称为路基风蚀。路基风蚀包括路堤风蚀和路堑风蚀。路堤风蚀多发生在迎风侧的路肩和边坡上部，风蚀量最大可达几十厘米，有时可使整个路肩风蚀殆尽。路堑风蚀多发生在边坡和堑顶部。当主导风向与路线平行时，两侧坡面往往被风蚀呈犁沟状;当主导风向与路线垂直时，迎风坡面往往被风蚀呈犬牙状或袋形涡穴。被风蚀的沙土塌落堑内，阻塞边沟，埋没路基。对发生风蚀的路段，除随时进行维修养护外，还应根据风蚀程度，对路基主体加以防护。防护措施主要有柴束、草皮防护，粘土、砂砾防护，卵石、砾石防护，沥青防护和水泥沙防护等（图2）。

由于风沙流和沙丘移动，路基被积沙埋没的现象称为沙埋。沙埋是沙漠地区危害最大的公路病害。对发生沙埋的路段，须及时把积沙清除到路基的下风侧，并要摊平，以免造成新的阻风积沙。一时难以清除的积沙通常是开辟便道，或者在积沙上铺以柴束、木栅、木板等，维持临时通车。对沙埋的防治是按路线通过地区的自然条件，因地制宜地采取不同措施。在水分条件较好，天然植被较为繁茂的干草原地带，以植物固沙为主，工程防治为辅。植物固沙是在公路两侧营造以乔木树种为主，乔、灌、草结合的防护带。我国常用的乔木树种主要有樟子松、小叶杨、新疆杨、胡杨、沙枣、旱柳等。在水分条件较差的半荒漠地带，实行植物固沙和工程防治相结合。固沙植物主要是选用耐旱的灌木、半灌木，如梭梭、花棒、柠条、沙拐枣、柽柳、胡枝子、沙蒿、油蒿等。在气候严寒酷暑、干旱少雨的荒漠地带，一般只能采取工程防治。工程防治主要有固沙、阻沙、输沙三类措施。固沙措施多用砾石、粘土、柴草、枝条等平铺沙面，隔绝风对松散沙的飞扬作用；或者设置沙障削弱风沙流活动强度，并阻挡部分外来流沙。中国常用的沙障主要有苇把子沙障、草方格沙障、粘土沙障、树枝条高立沙障等。阻沙措施是在迎风路侧设置防沙栅栏、防沙堤或防沙墙等障碍物，借以阻挡前移的流沙。防沙栅栏多用木料制成，近年来开始使用金属和塑料。中国目前多用芦苇、枝条、玉米和高粱秸杆等直接成行插栽，或者编成篱笆，配以木框，制成栅栏。防沙堤是先用沙筑堤，然后以粘土、砂砾等包封加固堤面。输沙措施是通过改善下垫面或者借助人工构造物等办法，加大贴地面风速，使风沙流不在路基上形成积沙。设置路旁整平带、聚风板和修建路基输沙断面是常用的办法。其中，聚风板也叫下导风板，埋在迎风侧路肩边沿，板面与地面留有间隙，由于间隙的聚流作用，加大贴地面风速，使风沙流以不堆积状态通过路基。

雪害及其防治

雪崩、风雪流（风吹雪）和集中持续的降雪在公路上形成的积雪和雪滑等危害交通的现象称为雪害。在中国北方地区，特别是青藏高原这种病害比较严重。雪害防治可采取防雪措施和除雪措施。防雪措施如设置防雪栅栏、防雪棚、溜雪槽等，也可以筑雪墙、土堤等防雪。除雪可用人力清除和用机械除雪（见公路冬季养护）。

路基冻胀及其防治

因路基土冻结、体积膨胀，会引起路面隆起，这种现象是冰冻地区公路病害之一。路基在冻结过程中，路基土的水分发生比原体积大9％的膨胀。此外，由于冰晶的吸附作用和土的毛细上升作用，未冻区的水分不断向冰冻区积聚，形成聚冰和进一步膨胀。均匀的冻胀对道路危害不大，但不均匀的冻胀可使路面产生不均匀的隆起，平整度变坏；冻胀值超过路面的容许冻胀值时，路面就出现开裂，严重的可导致破坏。这种现象对高级、次高级路面危害甚大。高速公路对路面技术状况的要求更高。为了给路面冻胀预防措施提供科学的依据，通常需确定路面防冻厚度。防冻厚度是指路面表面至土基表面各层厚度的总和。按强度计算的路面厚度如果小于防冻厚度，则必须设置防冻层，以满足防冻厚度的要求。中国对柔性路面的最小防冻厚度在设计规范中作了明确规定。

路面冻胀的防治，应在路基填筑中，尽量使用冻胀性小的均质土，并分层压实；做好路基的地表排水；必要时设置隔水层，切断地下水对路基的渗透，是防止和减轻冻胀的主要措施。对已成路面，应在养护中及时填灌冻缝，防止雨雪水下渗和做好路基排水，尽量保持路基干燥。因冻胀而严重损坏必须大修的路面，则应采取切实的改善措施，预先杜绝冻胀隐患。

路基沉滑及其防治

路基沉滑包括路基下沉和路基滑移两方面。其中路基滑移除下沉外还有水平方向的移动。

路基在填筑时，如果不同土质混杂，压实度不足，或者填用了未经打碎的冻土块和腐植土等，那末，路基在路基自重、车辆荷载、天气变化等作用下，会发生路基下沉现象。这种路基下沉一般比较缓慢，往往要持续几年，填土越高持续时间越久。但新填路基下沉显著，特别是雨季和春融季节，下沉量较大。发生路基下沉的路段，纵坡显著恶化，路面出现纵横向开裂。对于下沉严重的路基必须很快处理，常用的办法有：

（1）将路堤一部或全部开挖，重新分层填筑，必要时更换好土；

（2）用重型震动压实机械进行表面强压，或者用重锤夯实；

（3）在路基上加打砂桩，提高土质密实性等。

修筑在斜坡上的路堤和半填半挖路基，如果未按规定将斜坡挖成台阶，铲除植被，或者对地下水露头没有妥善处理，地表排水不畅，坡脚下形成积水等，会使路基土长期受水浸润，往往达到或接近饱和状态。这样，路基在自重和外力作用下，失去稳定，发生突然下沉和滑移。对于这种病害的防治办法，主要是做好路基排水，如修建截水沟，排除地表积水，修建盲沟、渗沟、平洞疏导地下水，必要时修建护坡、挡墙，对路基进行支挡防护等。

翻浆及其防治

冬季，在低温作用下，路基上部（包括路面基层）含水量激增，形成聚冰和冻胀；春融季节，路基上部强度显著降低，在行车作用下，出现发软、裂缝、冒泥浆，最后导致路面破坏。翻浆是冰冻地区（多年冻土区和季节性冻区）严重公路病害之一。公路翻浆的防治主要是加强路基排水。

冰毁及其防治

严寒地区的季节性冰冻河流，在春融解冻时节会出现流冰。大块浮冰飘流而下，有的冰块厚一米以上，面积可达几百平方米。这样的冰块冲向桥梁墩台，产生很大的冲击力，甚至破坏桥梁墩台。特别是对临时性木桥，危害更大。有时浮冰在桥下结成冰坝，给桥梁造成更大损害。此外，河水冻结时，由于冻胀力作用，自重较轻的木桥，有时出现桥桩上拔，桥面隆起。冬季仍有细小水流的小桥、涵管，由于在孔径内不断结冰，最后形成孔径冰塞，冰塞的小桥、涵管，由于冰体膨胀，很易出现冻裂。这些现象通常称为冰毁。

为了防止流冰对桥墩的冲击，一般是在桥墩上游设置破冰构造物。木桥主要是加破冰桩。此外，流冰季节，要加强观察和防护，对于大块流冰，有时采用冰面或冰下爆破，以破碎流冰。如桥下出现拥冰现象，则要及时疏导，防止结成冰坝。适当加大木桥桥桩入土深度，可有效地防止冻拔。对于小桥、涵管的冰塞现象，除修建时要适当考虑加大孔径(特别是涵管)和洞底纵坡外，在冬季养护中，要经常清除孔内结冰，或在上游临时修筑聚冰池、挡冰坝等。

多年冻土地区存在冰椎、冰丘等冰害。为了防治冰害，在修建路基时要注意冻结层水的排除。此外，还可采取保护冻土或破坏冻土的方法，以避免冰害。