道路翻漿原因及防治措施

李秀玲

遼寧省昌圖縣公路工程有限責(zé)任公司，遼寧昌圖 112500

0 引言

在道路使用過(guò)程中常發(fā)生各種病害，而在各類路基病害中最常見(jiàn)的就是翻漿，主要在北方春季和沼澤、鹽漬土等區(qū)域發(fā)生頻率較高，由于地下水位較高、路基含水過(guò)多、排水不暢，在行車作用下就會(huì)對(duì)路面造成鼓包、冒泥漿、裂縫、車轍等情況。道路翻漿問(wèn)題一直備受業(yè)內(nèi)技術(shù)人員關(guān)注，并開(kāi)展了較為深入地研究，但因翻漿成因及防治措施比較復(fù)雜，具體問(wèn)題既多樣又可變，所以本文從下列兩個(gè)方面進(jìn)行探討。

1 道路翻漿成因及影響因素

1.1 道路翻漿的成因

路基水在秋季易于發(fā)生聚積，因受到農(nóng)業(yè)灌溉或降雨等因素的影響，地表水的下滲會(huì)使地下水位升高而導(dǎo)致路基水分增大。冬天就把路基上部的土凍結(jié)，對(duì)于路基下部的土起到一定保溫作用。水分一般就會(huì)向土體內(nèi)溫度較低位置進(jìn)行移動(dòng)，因而逐漸增加路基上部的水分，由于路基上部溫度較低就會(huì)發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象，由于凍脹造成路面發(fā)生隆起或凍裂。轉(zhuǎn)年春季隨著氣溫不斷升高，蒸發(fā)量不斷增大，使土基的凍層完全融化形成的水分發(fā)生下滲，土隨著不斷干燥后，還會(huì)逐漸恢復(fù)土基原有強(qiáng)度，這就是道路翻漿的整個(gè)形成過(guò)程。

1.2 影響道路翻漿的因素

道路翻漿是由于多種因素發(fā)生綜合作用而形成的，在各種影響因素中影響最大的是水、溫度、土質(zhì)、路基及行車荷載這五個(gè)因素，而形成翻漿的基本條件是水、土質(zhì)和溫度。

1.2.1 水

翻漿需要一個(gè)發(fā)展過(guò)程，對(duì)道路翻漿具有直接影響的因素有道路所處地段的路基浸水情況、地下水、地表水及路面排水等，路基中水的移動(dòng)貫穿翻漿形成的整個(gè)過(guò)程。對(duì)道路翻漿的形成水能起到控制作用，沒(méi)有水道路就不可能發(fā)生翻漿災(zāi)害。水的體積隨氣溫變化而變化，0℃以下時(shí)路基中的水就會(huì)凝結(jié)成冰，這時(shí)其體積就會(huì)發(fā)生一些膨脹，液態(tài)水的滲透流動(dòng)性較好，主要是因?yàn)樗肿颖韧馏w孔隙要小，但土體孔隙管壁通常會(huì)發(fā)生粘滯效應(yīng)，就會(huì)使地下水的滲透速度降低。

1.2.2 溫度

溫度一直是道路發(fā)生翻漿的先決條件之一，若沒(méi)有低溫作用就不容易發(fā)生深度翻漿。冬季溫度對(duì)道路翻漿具有非常重要的影響。此外，春季溫度和解凍速度也會(huì)影響道路翻漿，當(dāng)氣溫驟暖時(shí)會(huì)快速融化路基凍土，而此時(shí)水分蒸發(fā)較慢，這就會(huì)使翻漿程度更為嚴(yán)重。

1.2.3 土質(zhì)

根據(jù)成分不同土質(zhì)分為粘性土、粉性土及砂性土三類。在低溫作用下土質(zhì)好壞能決定是否會(huì)發(fā)生水分聚積，進(jìn)入影響到翻漿的嚴(yán)重程度。最容易形成翻漿病害的土質(zhì)是粉性土，因其毛細(xì)水位升高速度不僅高還很快，水分由于受到低溫作用而發(fā)生嚴(yán)重聚流，在一定程度上損害了穩(wěn)定的路基；粘性土盡管毛細(xì)水位較高，但速度較慢。當(dāng)有足夠水源且凍結(jié)較慢時(shí)，才容易發(fā)生嚴(yán)重聚積而造成道路翻漿；粉性土與粘性土在具有較多腐植質(zhì)與可溶鹽時(shí)候，才更容易發(fā)生翻漿。砂性土基本上不會(huì)產(chǎn)生翻漿，主要是由于其毛細(xì)水一般不怎么升高，在凍結(jié)時(shí)基本上不能產(chǎn)生水份聚積，當(dāng)這種類型的土含水量較大時(shí)也比較穩(wěn)定。

1.2.4 路基

路基直接承受降水和車輛行駛帶來(lái)的荷載作用，溫度變化能夠影響路面結(jié)構(gòu)，路基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與溫度穩(wěn)定性要好。在高速公路建設(shè)中，瀝青面層一般要符合裂縫少、車轍輕、平整、抗滑強(qiáng)、經(jīng)久耐用等要求，這些要求是否符合與所采用的瀝青材料及瀝青層厚度具有重要關(guān)系。在工程施工建設(shè)中，瀝青面層的類型要結(jié)合氣候條件、交通狀況、施工工藝、材料等因素進(jìn)行選擇，這些因素解決好就會(huì)使翻漿的發(fā)生明顯降低。

1.2.5 行車荷載

受車輛行駛的荷載作用影響最終會(huì)形成道路翻漿，處在飽和或準(zhǔn)飽和狀態(tài)的高含量粘土路基，受動(dòng)力荷載影響而形成強(qiáng)度遞減的公路水毀類型就叫做動(dòng)力翻漿型道路翻漿，其成因主要與溫度變化具有密切關(guān)系，凍結(jié)的路基在使用過(guò)程中，機(jī)械能在動(dòng)力荷載作用下向熱能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，而使冰發(fā)生非均質(zhì)融化；這時(shí)路基在動(dòng)力荷載作用下受超靜孔隙水壓力影響而發(fā)生融水滲透，并傳遞路基中的熱量，進(jìn)而會(huì)對(duì)路基土體及路面造成一定程度的差異沉降。因此，當(dāng)這些條件都相同的情況下，在翻漿多發(fā)季節(jié)，道路翻漿病害隨交通量和車量重量的增加而更加嚴(yán)重。

2 道路翻漿的防治措施

2.1 做好路基排水

路基采用透水性好的土進(jìn)行填筑，當(dāng)邊緣路基到地面水或地下水位的距離發(fā)生變化并增大過(guò)程中，要盡可能使路基土層保持干燥，通常通過(guò)路基加高的措施做好路基排水，避免路基被水侵蝕；在建設(shè)施工中嚴(yán)格加強(qiáng)檢測(cè)，使路基土的密實(shí)度增大，能夠?qū)Ψ瓭{起到一定預(yù)防作用。

2.2 土層換填

由于土質(zhì)本身原因發(fā)生的翻漿通常采取土層換填方法處理，盡早處理才可能避免出現(xiàn)不利后果，一般選擇具有良好冰凍穩(wěn)定性與水穩(wěn)性，同時(shí)具有高強(qiáng)度的粗顆粒土當(dāng)做換填土，可根據(jù)強(qiáng)度要求對(duì)換土的厚度進(jìn)行合理確定。

2.3 添加隔離層

隔離層通常有透水性和不透水性兩種，實(shí)際施工應(yīng)用中可結(jié)合具體情況進(jìn)行選用，能阻隔毛細(xì)水出現(xiàn)上升，使土基逐漸干燥，進(jìn)而對(duì)翻漿進(jìn)行合理預(yù)防。

2.4 路滲溝或肩肓溝設(shè)置

為使春融期路基中的水及時(shí)排除，可在路肩上設(shè)置與路中心線垂直的橫向盲溝，采用滲水性良好的碎石填充，溝底具有一定坡度，出水口要比邊溝水位高約30 厘米左右。另外，為使路基的地下水位降低，通常將有管滲溝或盲溝設(shè)置在邊溝下，對(duì)于流向路面的橫向水也能利用截水溝進(jìn)行攔截。

2.5 結(jié)構(gòu)層改善

一般是采取鋪設(shè)砂礫墊層、水泥石灰穩(wěn)定類或石灰工藝廢渣類型基墊層及設(shè)置防凍層等措施改善路基結(jié)構(gòu)，以預(yù)防道路翻漿的產(chǎn)生。

2.6 優(yōu)化設(shè)計(jì)路線

在公路設(shè)計(jì)中，一般應(yīng)詳細(xì)了解路線的氣象及地質(zhì)條件，如可能的話應(yīng)繞開(kāi)容易發(fā)生翻漿的路線，對(duì)公路路線設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，路線走向要平行于冬天主導(dǎo)風(fēng)向，使路基兩側(cè)不發(fā)生風(fēng)吹雪和降雪堆積。

3 結(jié)論

綜上所述，道路翻漿作為比較容易多發(fā)且后果嚴(yán)重的一種病害，對(duì)于公路交通的危害是不容忽視的，它破壞路面和路基結(jié)構(gòu)，影響道路正常通行，一直都是公路行政主管部門和建設(shè)單位非常關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題。在公路設(shè)計(jì)施工建設(shè)過(guò)程中，一定要采取科學(xué)的方法和適宜措施對(duì)道路翻漿進(jìn)行防控。預(yù)防發(fā)生翻漿的一個(gè)非常重要的途徑就是避免路基上部存積水體，聚冰層中的水分在化凍期要及時(shí)排出，認(rèn)真組織設(shè)計(jì)施工，對(duì)土基及路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效改善。只有結(jié)合具體情況和成因確定合適的治理措施，才能從根源上有效解決路基翻漿病害。

[1]薛亞?wèn)|，熊山銘.道路凍脹翻漿成因及防治技術(shù)[J]，內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸，2011，4.

[2]袁建議.道路翻漿的發(fā)育機(jī)理研究[J]，黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，6.