公路工程路基翻漿原因及處治對策

侯佩佩 濟源市公路工程有限公司

據大量實踐證明，盡管在公路技術方案論證期間和工程建設中，均采用了較為嚴格的工程技術標準，但由于路基的主要組成材料為天然巖土材料，具有多樣性、松散性、分層差異性等特點。在投入使用后，公路受行車荷載和自然因素的長期影響，局部路段極易產生大量病害問題，其中路基翻漿較為常見。在地下水或地表降水浸濕軟化作用下，路基土體強度迅速降低，在汽車重載碾壓下，將迅速液化形成泥漿，進而導致路基翻漿冒泥。一旦出現此類病害，嚴重時將會造成路基不均勻沉降，對汽車安全行駛影響較大。為此，必須重視路基翻漿問題，采取切實可行的翻漿冒泥材料和施工工藝，才能有效提升路基的穩定性，才能保證道路行車安全。

一、公路工程路基翻漿原因

公路通車運營后，在行車荷載和雨水、溫度變化等因素的影響下，路基含水率會有所增長，進而降低公路整體強度。加上汽車荷載的反復作用，路基路面變形問題嚴重，甚至會出現坑槽、翻漿、沉陷等病害。其中路基翻漿危害較大，極易造成路基失穩、不均勻沉降，安全隱患較大。何為路基翻漿？路基翻漿是指冰凍春融期間，由于地下水位較高，排水措施不到位，或土質不良，或含水率太高等原因，都會導致路基濕軟，強度大幅降低。加上行車荷載長期作用，路基極易產生裂縫、冒漿等翻漿病害。

1.底基層方面。土質狀況是產生路基翻漿病害的前提條件。據大量研究表明，路基發生翻漿的土質中往往含有易軟化物質，這是引起路基翻漿最直接的原因。大多數公路都將底基層鋪筑在土基之上，土質不同，則對路基質量影響也有所不同。同時，其整體土壤顆粒、滲水性能也會有所區別，尤其是很多不良土質，路基翻漿的概率更高。比如，軟弱地基，軟土含水量高、透水性差、抗剪強度低、土層層狀分布復雜，這些因素都會引發路基翻漿。又或者粉性粘土，凍脹性極強，很容易出現路基翻漿。一般情況下，粗顆粒土不會引起路基翻漿，但粗顆粒土內粉粘里含量較高時，將會大幅增加凍脹性，進而出現路基翻漿。

2.水文方面。水是產生路基翻漿最重要的因素，路基內水分來源不同，則翻漿情況也會有所區別。

（1）地下水類翻漿。當公路處于低洼地勢，或路基填土高度較小，但地下水位較高，在冬季土壤凍結之后，地下水將向上層凍結區域不斷積聚，進而加大土壤含水量，導致第二年春天路基產生翻漿病害。

（2）地表水類翻漿。當路基兩側地表水長期大量積聚，將會滲入路基土壤，導致路基翻漿，甚至出現路面坑槽、沉陷等病害。

（3）土體水類翻漿。路基下層土體是水分的主要來源，由于施工當中，適逢降雨，必定會影響路基填土的含水率，或者是填筑了大塊凍土，這些都會加大路基土含水率，產生“包住漿”現象。在較大溫度變化下，水分重新分布，進一步增加路基土含水率，導致局部翻漿。

3.行車荷載方面。隨著交通運輸需求的不斷增加，交通運輸量越來越大，作用于公路的行車荷載也與日倍增，這是路基翻漿的外界條件。在行車荷載的反復作用下，路基土體塑性變形不斷積累將導致路基變形和破壞，尤其是車輛高速行駛下將進一步加快破壞速率。

二、公路工程路基翻漿處治對策

（一）提高路基

提高路基是處治路基翻漿的主要措施，提高路基后，將進一步加大臨空面，路基上層土體與地下水、地表水不直接接觸，毛細水增至路基上部，便會被蒸發，砂石路面還能垂直蒸發。凍結過程中，將大幅減少毛細水上升后積聚的水分，能夠保證路基干燥，避免產生翻漿現象。

（二）擴大和加深邊溝

基于經濟性原則，為了有效避免路基翻漿，在無法提高路基的情況下，可以采用擴大和加深邊溝的措施，通過這種防護措施，同樣能夠降低地下水位，提升路基高度，擴大路基臨空面。通過擴大和加深邊溝，有助于路基內水分迅速蒸發及疏干，同時還能將土體內氣態水順利排除。除此之外，該防治措施，還能有效攔截路基上側地下水，保證路基穩定、安全。

（三）鋪設砂墊層

鋪設砂墊層多用于無地下水影響或地下水位較低、局部小范圍內翻漿路基的處治。路基上層土壤在化凍階段的多余水分可含蓄在砂墊層內，或直接排除。通過鋪設砂墊層能夠作為路面的一個加強層使用，進而提升路面整體強度。

砂墊層可分為2類，即排水砂墊層、蓄水砂墊層，其中蓄水砂墊層厚度較大。此外，砂料宜選用中砂、級配良好的粗砂，砂的質量粒徑越大越好，顆粒越粗越好，且不得存在粉砂、雜質、泥土等成分。不得采用礫砂、細砂、粉砂。若必須采用細砂，應根據施工要求，適量增加厚度。

（四）設置隔離層

設置隔離層是最常見的公路路基翻漿處治措施，主要包括：透水性隔離層、不透水隔離層等類型。具體如下：

第一，透水性隔離層。碎石、礫石、粗砂等是透水性隔離層的主要組成部分，10～20cm為厚度范圍，為避免出現堵塞等情況，可將防淤層設于隔離層上、下面層，相比地面水高度，隔離層底部高度應高出20cm左右，并向路基兩側設橫坡3%。

第二，不透水隔離層。按照是否封閉，可將不透水隔離層分為2類，即不封閉式，即隔斷毛細水，當路基寬度較小時，可以從整個路基橫穿過去，也被叫作貫通式。若路基寬度較大，隔離層需向伸向路面邊緣外部80cm左右，被叫作不貫通式。封閉式，即隔斷毛細水及橫向滲水。當難以使用砂墊層方式的情況下，可采取封閉層法，從而避免地表水下滲，泥漿冒出，同時還能進一步提升路基路面承載力。按照封閉層材料及作用情況，可將其分為兩種不同封閉層，即添加摻和料柔性封閉層，常用材料為瀝青粘土、瀝青石粉細砂等，及聚合材料的封閉層。但在使用當中，此類封閉層存在工藝復雜、施工進度慢、有效期短等缺陷。因此，在路基翻漿病害處治當中，土工合成材料應用較多，土工布的應用，可實現路基穩定，荷載分散等效果。同時，還能有效分隔高質量的碎石路基和天然土，防止在重壓作用下，局部碎石壓擠到軟土層內，導致路面凹凸不平。

（五）換填土、砂處理

在深度較大、路肩隆起部位極易發生路基翻漿病害，一旦出現嚴重的翻漿問題，可及時采用換土法進行處治，可采用滲水性能良好的土料換填，比如換填砂等。換填厚度應根據實際情況具體確定，保證換填質量。

三、工程概況

某公路工程通車運營多年，建設早期路基技術標準較低，采用粉質粘性土進行路基填方施工，此類土質屬于不透水材料，具有較大可塑性，加上施工時具有較大含水率，分層夯填密實度與最佳密實度不符，導致路基承載能力下降，不利于行車安全。當前，本路段路基翻漿病害嚴重，將會對路基穩定性造成嚴重影響，大幅增加維修養護工作任務，對行車安全影響較大。原設計路基翻漿治理決定采用傳統換土法進行處治，但效果并不顯著。基于此，最終決定采用土工纖維布進行路基翻漿處治。

（一）土工布特點

土工布是一種采用聚酯纖維制造的適于許多土工工程的薄膜材料。它具有透水、隔離土顆粒和均布荷載的作用。因其效果明顯、性能優良，運輸及施工方便，所以發展迅速。

作為一種聚酯纖維材料，土工布具有透水、隔離，保證荷載均勻分布的特點，將其用于路基翻漿病害處治，可充分發揮土工布的優勢作用。

第一，滲透作用，土工布透水性良好，可保證水分子自由運動，快速緩解孔隙水壓力，便于及時排除積水，提高路基排水效果。

第二，提升路基抗拉強度，保證行車荷載均勻分布傳遞。

第三，土工布耐磨、耐熱，是一種物理、力學性能良好的筑路材料。

（二）路基翻漿處治方案

為了防治路基翻漿病害，本工程采用鋪設土工布作為防水層，避免路基面內滲入雨水，有效阻止路基面泥漿上翻。在路基面養護維修時，可設置成一定坡度，有利于迅速排水，保證排水通暢。路基面上鋪底砂，15cm厚；隨后鋪設土工布，最后鋪設面砂，10cm厚。并填平夯實。

（三）路基翻漿處治效果

了檢驗土工布處治路基翻漿病害的效果，在工后2年進行了跟蹤觀測，尤其經過2個雨季后，本工程狀態良好，路基穩定，路基翻漿現象并未出現。為了進一步觀察應用效果，利用開挖檢測，可見土工布完整性良好，表面潔凈，未見老化現象。此外，通過觀測可見，路基路面排水順暢，表明土工布處治效果良好。

四、結束語

綜上所述，隨著公路使用年限的不斷增加，大量工程步入了養護維修期。在實際施工當中，路基一旦出現病害，將會嚴重影響工程的整體質量，其中翻漿病害最為嚴重，若處理不當，將會嚴重影響行車舒適性和安全性。為此，我們必須結合工程實際情況，尋求行之有效的路基翻漿防治措施，進一步提升路基的穩定性，延長公路工程使用壽命。