路基鹽脹的分析與防治

王燕輝

（新疆塔里木建筑安裝工程（集團）有限責任公司，新疆 阿克蘇 843000）

1 前言

由于路基鹽脹引起的路面結構的破壞造成性車不適，越來越引起人們的關注，西北地區氣候寒冷，一般認為當年修筑的公路在去年冬季就造成破壞和變形，起主要原因是由于凍脹和基層的壓實度不足引起的，但是近幾年通過對S207 線和玉阿新公路的調查研究表明，道路的破壞和變形主要是由于路基土的含鹽量超標產生的鹽脹造成的。

2 鹽漬土對道路損壞表現形式及發生時間

2.1 路面局部向上拱起，隆起高度幾毫米至上百毫米不等，導致路面不平整、開裂損壞，開裂最寬處可達30-40mm。

2.2 一般入冬路面開始隆起，1-2月達到極限，隨著氣溫變暖，逐漸恢復原狀。

3 病害突出發生的部位概況

路面早期損壞的原因是多方面的，由于這兩年出現這種狀況較嚴重，路的位置都分布在水庫周圍，所以使我們不得不深省水庫給周圍土壤的性質帶來的變化。

S207 線K74+000-K80+200 和玉阿新公路K0+000-K3+000 段都坐落在水庫周遍的沼澤地里，其中S207 線K74+000-K76+000 段和玉阿新公路K0+000-K1+155 段離水庫只有100m 左右。

S207 線K74+000-K75+200 段及K76+900-K76+900-K80+200 段由于路面損壞嚴重，于2000年進行大修，設計方案是在路面的基礎上下挖30cm，回填30cm 砂礫石可利用原路基砂礫石做墊層，當路面開挖后發現K76+900-K80+200 段出現軟基，經設計院進行地基調查，決定更改設計：在原路面的基礎上下挖90cm，鋪設0.2mm 塑膜作防滲體，在塑膜上回填60cm 風積沙，然后在回填30cm的基層上作瀝青表處，而K74+000-K75+200 段按原設計方案施工，該段工程完工后一切符合驗評標準。進入冬季，隨著氣溫上午下降，K74+000-K75+200 段，路面隆起的地方越加嚴重，最大隆起10cm 之后，路面被撕裂。而K76+900-K80+200 段，沒有發生這種現象。

玉阿新公路K0+000-K3+000 段原設計K0+000-K0+155 段利用原老路基平整，覆膜后上回填40cm 厚風積沙加25cm 砂礫墊層加15cm 砂礫基層然后進行3.5cm 瀝青表處。K1+150-K3+000 段原是沼澤地地勢低洼，清表后，用風積沙填高2.6 米后鋪膜上回填80cm 土基。

K0+000-K3+000 段是2000年8月竣工到11月沒有任何變化，進入冬季后K0+000-K0+800 段路面開始隆起，隨著氣溫的降低，鹽脹造成的破壞越來越大，到第二年1月達到極點最高處隆起十幾厘米，瀝青面層被撕開，路肩土顏色明顯發白，隨著溫度的升高，路面有恢復平整，路肩顏色也減退，而K1+115-KI3+000 段路面路肩沒有任何變化。

4 原因分析

通過對S207 線和玉阿新公路施工方案的大量觀察分析比較，可以認定造成K74+000-K75+200 段K0+000-K0+115 段道路早期損壞的原因是填筑公路路基土中含有超標的鹽份造成的，水庫周遍的鹽漬是由于水庫多年反復蓄水，周遍的地下水反復升降，造成鹽類遷移和聚集而致。

4.1 鹽的分類

鹽漬土從含鹽的性質來看有三種類型，硫酸鹽氯化鹽和碳酸鹽含氯化鹽或氯化鈉鹽的土壤呈白色含氯化鎂的鹽漬土呈黑色，，從兩邊路肩的顏色和道路早期損壞的情況可以判定S207 線K74+000-K75+200 和玉阿新公路K0+000-K0+115 段路基土中含有超標的硫酸鹽和氯化物，鹽漬土對道路破壞有兩大方式，一是溶陷性二是鹽脹性，由于鹽對道路破壞較大，我們主要討論眼脹的破壞。

4.2 鹽漬土的三相組成及性質

非鹽漬土有氣相-氣、液相-水、固相-土顆粒所構成，但鹽漬土的三相與非非鹽漬土不同，它的三相組成雖然也可以氣相、液相、固相來表示，但其液相不是水，也是一種鹽溶液，其固相除除土固體顆粒外，還有不穩定的結晶鹽，膨脹土的膨脹方式有良種，一種是由于土體吸水產生膨脹，如碳酸鹽土，另一種方式是因為失水或溫度降低導致鹽類結晶膨脹，如硫酸鹽鹽漬土，有關資料表明，碳酸鹽漬土吸水后體積膨脹為原體積的0.1 倍，硫酸鹽含量超過2%時，在低溫或土中含水量降低的條件下，硫酸鈉就結晶產生體積膨脹，膨脹后的體積為原體積的3 倍，對于無覆蓋壓力的地面或路基來說，膨脹高度一般可達10mm 以上，對照S207 線K74+000-K75+200 和玉阿新公路K0+000-K0+115 段路面，該段的路基土質無疑含有超標的硫酸鈉，由此可以看出，這是含硫酸鹽的鹽漬土地基的一個突出的工程問題。

4.3 影響硫酸鹽漬土膨脹的主要因素有三個：溫度、含水量、含鹽量

①溫度：當含水量含鹽量等具備使土產生膨脹的條件，則溫度是促使硫酸鹽土膨脹的決定因素。

②含水量從無水或過飽和的硫酸鈉結晶膨脹的機理可以看出，硫酸鈉的結晶必須吸收10 個水分子，因此，水是硫酸鹽膨脹的必要條件。

③含鹽量：大量的研究結果證明，鹽漬土中硫酸鈉含量的多少是決定膨脹程度的主要因素，當硫酸鈉濃度超過0.2g/cc 時，膨脹量就顯著增大。

4.4 硫酸鹽漬土膨脹影響深度

對于一定的含硫酸鹽低級土，其膨脹量主要受溫度變化的控制，顯然，硫酸鹽漬土地基的膨脹影響深度取決于地基中溫度變化的深度。

S207 線K74+000-K75+200 和玉阿新公路玉阿新公路K0+000-K3+000 段雖然都采取了鋪設塑膜防滲，防止地下毛細水上升來阻礙鹽的遷移，但忽視了膜下鹽漬土，由于地 溫的變化，產生鹽脹損壞路基，S207 線由于換填深度不夠，當路基雖然沒有被鹽脹破壞，但也產生了路面隆起，行車顛簸，通過原因分析，引起鹽漬土產生鹽脹深度是1m-3m 之間。道路早期損壞的原因是膜下老路基鹽漬土中含有超標硫酸鹽所引起的。

5 防治措施

5.1 施工時間選定

在鹽漬土地區筑路時，應考慮鹽漬土的水溫度狀態特點，在地下水高的粘性土地區以夏季施工為宜。砂性鹽土地區，以春季和夏初施工為宜，強鹽漬土地區在表層含鹽量較低的春季施工為宜。

5.2 路基填料要求

鹽漬土地區施工時路基填料應嚴格控制土質含鹽量、含水量和有機質含量，路基填料的含鹽量，應根據路面登記，不得超過規定值。不得夾有鹽塊和其他雜務，路基填土含水量應掌握在最佳含水量左右，液限大于50%，塑限指數大于26的土，有機質含量不大于1%。

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5.3 設防滲隔水層

地表有鹽結皮應將其鏟除，如地表鹽漬土過厚，可鏟除一部分，并設置防滲隔水層，隔水層設置深度宜在路基頂以下80cm深度。

5.4 施工排水

施工中應即使合理的布置排水系統，不應使路基及其附近有積水現象，路基施工范圍內不得隨便棄土及堆積雜物，在地下水位較高地段，除指導表面水外，應加深邊溝或排水溝。

5.5 施工組織與管理

鹽漬土路基施工，應采取分段進度的施工方式，段落不宜太長，力求一次施工到路基設計標高，并當年鋪筑路面，不可間斷，如在當年不能鋪筑路面時，應采取防止雨雪水滲入路基的設施。

[1]王勝來.鹽漬土地區道路病害與防治研究[J].市政技術,2007,4⑹:312-314.

[2]黃立度,席元偉,李俊超.硫酸鹽漬土道路鹽脹病害的基本特征及防治 [J].中國公路學報,1997,(6):39-47.