公路路基翻漿病害及處置對策

李文軍

摘要：翻漿是公路路基的常見病害。描述了翻漿過程，分析了翻漿成因，并結(jié)合翻漿成因而針對性的采用了處置措施。對各種處置措施進(jìn)行了論證。

關(guān)鍵詞：翻漿 成因 處置 水損壞

1 翻漿的概念

在公路路基受到的各種危害中，公路翻漿是主要病害之一。在季節(jié)性冰凍地區(qū)的春融時節(jié)容易發(fā)生路基翻漿。按照現(xiàn)行《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，翻漿是：在季節(jié)性冰凍地區(qū)，路基或路面基層在春融時，由于含水率過大，導(dǎo)致強(qiáng)度急劇降低，造成路基在行車的作用下，出現(xiàn)濕軟彈簧、路面破裂、冒出泥漿等的現(xiàn)象。對于公路來說，當(dāng)路段中的路基土質(zhì)不良，或者經(jīng)過濕地，或者路基坡腳存有積水等，在這種情況下，容易發(fā)生翻漿。翻漿病害的重災(zāi)區(qū)主要集中在鹽漬土和沼澤地等，每當(dāng)春融期間，由于公路土基中含水過多，導(dǎo)致強(qiáng)度急劇降低，在行車的重復(fù)作用下， 路基出現(xiàn)彈簧、鼓包、裂縫、冒漿、車轍等現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為翻漿。對于銅川的宜君來說，也是發(fā)生翻漿病害的重要地區(qū)。

通常情況下，路基翻漿的過程主要包括：秋季（聚水）——冬季（凍結(jié)）——春融（含水率增加）——強(qiáng)度降低、因行車荷載翻漿。

對于公路來說，在非春融的雨季，如果路面密水性差，導(dǎo)致降水直接浸入路基，進(jìn)一步增加了路基或路面基層的含水率，引發(fā)翻漿。路面出現(xiàn)翻漿時，沉降與隆起并存，路基與路面之間往往出現(xiàn)倒置，混淆結(jié)構(gòu)。

2 路基翻漿的成因分析

對于翻漿來說，其根本成因是水損壞（水破壞）。在春融期間，由于晝夜溫差較大，對于土壤來說，在由地表向下逐漸解凍的過程中，凍融現(xiàn)象交替出現(xiàn)在路基中，在一定深度內(nèi)，路基含水率較大的路段容易形成冰晶水。在這種情況下，因含水率偏大，造成土基出現(xiàn)彈軟。在行車荷載的作用下，路面就會出現(xiàn)凸凹不平的現(xiàn)象，在行車帶處容易形成車轍，在公路表面的裂縫內(nèi)容易出現(xiàn)濕痕，進(jìn)而形成翻漿。

路基翻漿產(chǎn)生的原因：

①內(nèi)在因素（地下水、地表水和汽化水）。在濕地修建公路時，地下水通過土壤的毛細(xì)作用直接進(jìn)入地基，進(jìn)而增加土基的含水率，使得土質(zhì)潮濕，進(jìn)而引起翻漿。另外，進(jìn)入雨季，由于個別地段路基排水不暢，使得大量地表水積蓄在公路邊溝，由于水壓的作用，進(jìn)一步增加了路基的含水率，造成翻漿。

②外在因素（公路施工和交通量）。在公路施工過程中，受到降雨的影響，雨水滲透到路基土層中，使得路基的含水率增加。雖然部分水分會有蒸發(fā)，但是與路基施工時的含水率指標(biāo)相比，其含水率往往會偏高，導(dǎo)致路基出現(xiàn)翻漿。此外，造成公路翻漿的各種因素中，交通量也是一個不可忽視的重要因素。通常情況下，公路產(chǎn)生翻漿的可能性隨著交通量的增大而增加。

③土質(zhì)。在土質(zhì)方面，細(xì)粒土中的粉性土比較容易引發(fā)翻漿；而對于粗粒土（砂礫類土）來說，基本上不產(chǎn)生翻漿；片石、漂石類等巨粒土根本不存在翻漿。

④溫度。形成翻漿的重要條件就是：一定的凍結(jié)深度，以及一定的冷量（冬季各月負(fù)氣溫的總和）。

⑤人為因素。造成路基翻漿的人為因素主要表現(xiàn)在：設(shè)計(jì)不當(dāng)、施工質(zhì)量存在問題，以及養(yǎng)護(hù)不當(dāng)。

產(chǎn)生翻漿的過程比較復(fù)雜，通常情況下是路基含水率、交通量和施工材料等因素共同作用的結(jié)果。

3 路基翻漿的處置對策

諸多研究提出，翻漿的治理與預(yù)防可采用換填土、隔水層、隔溫層、降低水位、改善路面結(jié)構(gòu)等方法。在發(fā)生翻漿病害時，宜采用綜合處置方案。

3.1 春融時的翻漿處置。這種翻漿基本上都存在補(bǔ)給水，宜采用如下處置對策。

現(xiàn)將上述對策步驟分解說明如下：

①采用盲溝排除底下補(bǔ)給水，這是預(yù)防翻漿再發(fā)生的關(guān)鍵。盲溝可采用傳統(tǒng)的片石盲溝，而土工合成材料盲溝施工更加方便。土工合成材料盲溝示意如下圖。

縱向盲溝深宜為100-150cm，寬40-60cm，盲溝底部采用C15或C20混凝土基座。盲溝靠山體一側(cè)采用土工布，靠路基一側(cè)和頂部采用土工膜。盲溝填料采用礫石。礫石粒徑宜為5-15cm，斷級配，以充分透水為佳。

盲溝以排除地下滲水為目的，平面布置不受路線限制。縱向盲溝長度不宜大于50m。縱向盲溝長度過長時，宜在適當(dāng)位置設(shè)置橫向盲溝，將地下水排出路外。

橫向盲溝可參照縱向盲溝修筑。橫向盲溝全部采用土工膜包裹，填料、深度與橫向盲溝相同。縱向盲溝出水口應(yīng)采用長度不小于60cm的漿砌片石外包砌體，采取干砌片石封口。

②應(yīng)徹底挖除翻漿，挖除深度以達(dá)到土中含水率不大于最佳含水率3%為宜。處理原則為“挖大不挖小，挖深不挖淺”。若翻漿過深，宜整平開挖底面，采用手?jǐn)[片石隔離層。手?jǐn)[片石設(shè)置如下圖所示。

手?jǐn)[片石用于翻漿較深地段，其作用在于隔離毛細(xì)水和補(bǔ)強(qiáng)。片石最大長度尺寸不宜超過30cm，以不規(guī)則形狀（俗稱“狗頭石”）為佳。擺放時切忌大面朝下，“直立”擠嵌緊密，在頂部采用碎石、礫石嵌縫。

對于翻漿較淺地段，可采用砂礫換填。砂礫中細(xì)粒土的含量不宜超過5%，以預(yù)防毛細(xì)水上升禍害路基。換填砂礫厚度不宜小于60cm。

③可在手?jǐn)[片石或換填砂礫之上鋪筑一層土工膜，目的在于隔離毛細(xì)水和防止路基填料掉入手?jǐn)[片石或砂礫層。土工膜可采用一布一膜規(guī)格，也可以采用廉價的“彩條布”替代。

④在完成上述作業(yè)后，再行鋪筑路基路面。通過上述方案進(jìn)行處置，效果非常明顯、徹底，在二級及以下等級公路中多有采用，對于高速公路、一級公路等，在車輛通行不受影響的情況下，也可以通過這種方法對翻漿進(jìn)行處置。

對于高速公路和一級公路，可采用如下處置方案：

這種方法特別適用于補(bǔ)給水豐富地段。干拌水泥碎石樁是在碎石樁的基礎(chǔ)上，加進(jìn)一些砂和水泥混合拌制而成的、吸水后具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的低強(qiáng)度樁。它具有擠密置換作用、復(fù)合地基作用、吸水作用和加筋作用等結(jié)構(gòu)機(jī)理。鋪筑透水性材料和手?jǐn)[片石作用相同，可選用碎石或礫石。

3.2 由于地表水的滲入產(chǎn)生的翻漿病害，處置妥善后基本上無補(bǔ)給水，可選用以下兩種方法。即：

挖除翻漿→手?jǐn)[片石或鋪填透水性材料→填筑路基路面 或

挖除翻漿（至非塑狀土）→石灰擠密樁→無機(jī)結(jié)合料→鋪筑路基路面

無補(bǔ)給水的翻漿處置方法較為簡易。這里與前述方法區(qū)別的是加入了石灰擠密樁。石灰擠密樁以生石灰粉填料較為理想。這種處置方法僅適宜于地表水滲入路基引起的翻漿。

3.3 土工合成材料隔離處置法。土工合成材料之隔離材料一般采用土工布或土工膜，它們的基本功能是約束和隔離，同時具有加筋和補(bǔ)強(qiáng)、（土工布）返慮等作用。

土工布是透水的布狀織物，而土工膜與土工布的區(qū)別在于土工布透水而土工膜不透水。采用土工布或土工膜隔離，是將土工布或土工膜平鋪于翻漿部位頂面，然后分層鋪筑填料，用壓路機(jī)穩(wěn)壓，待填筑體逐層穩(wěn)定后采用土工布或土工膜包裹砂礫換填加固，而后按正常路基施工處理。巴布亞新幾內(nèi)亞環(huán)島公路路線多穿越沼澤地，就是采用土工布隔離、先換填約100cm砂礫處置的；靖（邊）王（圈梁）高速公路建設(shè)中處置鹽漬土翻漿采用了土工膜隔離、鋪筑約60～80cm砂礫的處置方案。這些沼澤地或鹽漬土地區(qū)為預(yù)防翻漿，往往需要加載反壓一定時間，待沉降量（總沉降量和沉降速率）達(dá)到設(shè)計(jì)控制要求、沉降固結(jié)后再清除反壓材料。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是造價經(jīng)濟(jì)、施工方便。缺點(diǎn)是：需要一定的處置高度，對含水率高的地段需要一定的沉降固結(jié)期。

這種方法對過濕地段的處置很有成效。處置時也可以直接在處置位置頂面采用土工膜包裹無機(jī)結(jié)合料（以石灰穩(wěn)定土為經(jīng)濟(jì)且施工方便）40～60cm板體加固，而后按正常路基施工。

3.4 直填骨架材料、沉降固結(jié)處置法

對于大面積的沼澤地或鹽漬土地區(qū)，建設(shè)方往往采用直接填筑骨架材料，穩(wěn)定表層，而后填筑普通填料，固結(jié)沉降，逐漸形成穩(wěn)定路基。骨架材料一般采用片塊石、砂礫、碎石等材料。開始填筑時采用輕型壓路機(jī)穩(wěn)壓，逐層填筑、逐層穩(wěn)壓，待基本穩(wěn)定后再按路堤填筑規(guī)范正常施工。

青海省國道315線察汗諾至德令哈段一級公路一期工程采用上述方法經(jīng)濟(jì)實(shí)用，效果良好，二期工程亦擬采用上述方法修建沼澤地與鹽漬土地段路堤。

4 路基路面翻漿處置的有關(guān)要求與注意事項(xiàng)

①翻漿防治的基本途徑是防止地面水、地下水或其他水分在凍結(jié)前或凍結(jié)過程中進(jìn)入路基上部，可將聚冰層中的水分及時排除或暫時蓄積在透水性好的路面結(jié)構(gòu)層中； 對土基及路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善；采用綜合措施進(jìn)行防治。

②正確的分析翻漿成因是處置翻漿的前提。

翻漿是因水而生，要準(zhǔn)確分析水損壞類型，分清地表水與地下水、臨時性浸水還是長期補(bǔ)給水，由此決定處置方案。

處置的根本出發(fā)點(diǎn)在于根治和預(yù)防水患。要依據(jù)工程實(shí)際分析，提出針對性的根治和預(yù)防水損壞措施。

③和修補(bǔ)坑槽一樣，翻漿的處置亦宜采用矩形修補(bǔ)，且各邊分別垂直或平行于路線中線，用以增強(qiáng)界面結(jié)合。

④處置方案的選擇應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)性、可行性及技術(shù)資源配置等方面的因素，綜合選擇最為理想的處置對策。

5 結(jié)語

公路翻漿病害是路基的主要病害之一，對它的有效處置一直是公路界研究的重要課題。銅川地區(qū)宜君地段的翻漿處理就使得銅川公路界積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文是作者實(shí)踐積累與學(xué)習(xí)的體會，供使用者參考。

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