極端氣候鹽漬土路基病害修復技術

胡晶晶

摘 要：本文研究了鹽漬土地區公路工程特性及路基填料鹽脹特性，對公路病害類型進行分析并提出了處治技術。

關鍵詞：鹽漬土;路基病害;修復技術

1 極端氣候公路鹽漬土工程特性

1.1 鹽脹機理及其影響因素

鹽漬土所產生的鹽脹問題，往往是因為土體結構內部存在著比較多的水分或者有粉末形式存在的硫酸鈉，在長期的外部環境干擾和影響之下所形成的晶體結構，固相體積會明顯的增加，一般會超過4.18倍左右。鹽脹反應的出現，會因為很多因素的影響，比如含水量、含鹽量、溫度、荷載以及各種化學與物理特性等存在的影響，各項數據共同反應之下形成的鹽脹問題，需要綜合分析多種因素，以有效的解決這些問題。

1.2 鹽漬土地基特性

我國的新疆地區分布著較多的鹽漬土形式，主要的存在形式低液限的粉土、粘土等材料，所以這個地區內進行工程分析需要從這些方面出發進行，可以從不同種類的鹽漬土所存在的密度、比重、液塑限、含鹽量、承載性能等角度展開分析和研究。從土質含鹽的情況分析可以發現，新疆地區內分布的鹽漬土內主要有硫酸、亞硫酸等物質。鹽漬土在土壤內部的分布情況有著一定的特殊性，深度方面會存在著一定的差異。經過地質勘察分析，氯鹽一般是分布在淺層地帶內，較深的位置上是硫酸鹽的形式，而最深處則是碳酸鹽的材料。硫酸鈉會有較高的溶解性，夏季環境溫度較高的狀態之下會全部的溶解在水中，冬季環境溫度下降會直接析出，所以鹽漬土的性質變化會隨著季節變化而變化。在干旱的地帶中，硫酸鎂、氯化鈉等位置會直接析出地表，以結晶的方式存在于地表。

2 路基填料的鹽脹特性

為了能夠深入分析鹽漬土單次降溫環境之下因為各種因素影響之下所產生的變化問題，了解鹽脹的機理因素，做出各項組織試驗，在室內模擬與分析，主要是演示環境溫度變化所產生的影響，了解鹽脹變化的具體規律。經過試驗分析，如果鹽漬土內的含鹽量為0.5%、初始干密度1.98 g/cm3、含水量為12%的情況下，硫酸鹽的鹽漬土內的曲線變化趨勢比較明顯，是在25℃～0℃區間內鹽脹量變化是很大的，在5℃～0℃之間的變化量會明顯的緩解，然后在其他的幾個溫度范圍之內會連續性下降。這是因為在該干密度參數的影響之下，鹽漬土內部的孔隙量是相對較大的。在最開始的條件下，溫度會慢慢的降低，硫酸鈉也會出現結晶膨脹性反應，有些晶體會直接填充到土體內部孔隙內，并且隨著環境的改變而逐步的增長，其他的結晶鹽鹽脹反應在孔隙之外，導致原土體部分的空間結構出現變化，發展到某些程度之下，所有硫酸鈉都完成了結晶反應，如果溫度再下降，也并不會再次出現鹽脹的變化問題。如果這種條件之下的粗粒土內孔隙并未全部填充，土體鹽脹也會給結構產生一定的損壞和影響，容易導致土體下陷問題的發生，給結構性能造成不良的影響。從這一變化試驗現象分析可以發現，鹽脹分布的變化受到外部環境溫度的干擾和影響，在不同溫度區間范圍之內，晶體的析出會有著明顯的差異，也會出現土體結構的變形量有著明顯差異，這是需要我們注意的。

含鹽量在不斷升高的基礎條件之下，不同環境之下也會給鹽脹的問題造成某些影響，而外表面施加的載荷較大時，且含水量在明顯的降低，此時會產生比較小的作用。含水量逐步降低的條件之下，鹽脹量也會受到很大的抑制和影響。這是因為土體結構內部存在的硫酸鈉初始溫度降低環節會有明顯的結晶現象發生，而經過一段時間的結晶反應，土壤內自由水含量減小，并不給硫酸鈉結晶提供更多的水分，此時就不再發生結晶反應，鹽脹也會停止。因為這一原理存在，可以在干旱或者半干旱的區域內，通過粗粒鹽漬土應用到路基填料的結構施工中。

3 新疆鹽漬土地區的公路病害類型與處治技術

3.1 鹽漬土地區的公路病害

（1）鹽漬土公路的第一大病害為鹽漬土遇水強度下降導致公路翻漿（低級路面在干燥狀態時可發生干翻漿），多發于春秋二季外界水入侵時。

（2）鹽漬土公路的第二大病害為含有硫酸鹽的鹽漬土在溫度變化季節產生的鹽脹導致路面開裂和擁包，以縱向裂縫為主，導致路面平整度明顯下降。鹽脹一般發生于公路竣工后的第一個秋冬季節，若對鹽漬土的處理不到位，隨著道路表面鹽份的聚集，鹽脹現象甚至會逐年加重。

（3）鹽漬土公路的第三大病害為鹽漬土中易溶鹽的溶蝕導致路肩和邊坡的線型及平面被破壞，進而接近路肩的路面出現縱向裂縫，一般發生于降水較多的年份之后或水文地質條件劇變之后。

（4）第四大病害為瀝青面層的脫落。鹽漬土的鹽脹導致路面開裂并逐步發展成網裂，隨著地表水的滲入，面層與基層間失去粘接，在汽車動荷載的作用下，瀝青面層脫落，嚴重影響道路的行駛安全與效率。

3.2 新疆地區鹽漬土路基的處治技術

目前新疆地區路基鹽（凍）脹病害的防治措施有：換填法;隔斷法;降低水位法;增設護坡法;綜合措施。

3.2.1 換填法

如果有些路段鹽脹問題非常嚴重，通過換填方式進行處理可以達到性能的要求。通常來說，應用風積沙、砂礫石等材料換填可以產生很好的效果。風積沙的主要優勢就是結構穩定性好，還具備較高的透水性，成本還很低，應用價值也比較高，尤其是地下水分布范圍較大的區域、鹽漬化問題嚴重的地帶效果更好，可以有效的預防路基出現次生鹽漬的問題。

3.2.2 隔斷法

隔斷法在某個路基結構層中布置特定厚度的隔斷層，主要的作用就是阻隔毛細水升高，避免水分、鹽分再次進入到路基上部，可以防止發生路基、路面結構損壞的問題。該處理方式一般會選擇土工布的方式達到隔斷的效果，很多工程也會選擇使用油毛氈、礫石等材料，需要達到結構性能標準。鹽凍脹問題使用隔斷法處理，可以保證結構性能合格，避免凍脹、鹽漬化問題更加嚴重。因此，新疆地區優先采用風積沙以及土工布的隔斷方式以消除鹽凍脹的問題。

3.2.3 降低地下水位法

該處理方式的應用，主要的措施就是降低地下水位，可以防止含水量過高而導致結構性能的變化，達到干燥度的要求，以消除鹽凍脹的問題。從實際情況分析，目前對于降低地下水位的方式包含兩種：其一，排水溝、滲水溝、滲井等方式直接排放;其二，通過降低相對水位，即不會給地下水產生任何作用之下，可以通過墊高地基或者增大地面的間距等方式提高高度，可以有效的預防發生鹽凍脹的缺陷，促進路基與路面的結構性能提升。

3.2.4 增設護坡法

該方法是應用合理的施工材料進行防護破的設置，可以實現路基邊坡的覆蓋處理，避免受到雨水沖擊等產生嚴重的負面影響，可以更好的保證土體結構溫度與濕度符合要求。防護層結構性能選取要結合當地的氣候環境選擇確定，達到處理效果，也會符合經濟性的要求。

道路工程項目施工環節，如果存在表面含鹽量較高的情況，需要及時進行開挖換填處理，保證路堤結構的性能合格。填筑組合成為新的路基護坡道的形式，可以防止出現棄土量過大的情況，提高結構的穩定性，保證路基與路面結構的質量合格。

3.2.5 綜合措施

分析了解路況運行的情況，尤其是地質條件較差的區域，應用一種方法根本不能達到防治的效果，所以要多種方式聯合使用，以提升路基的總體性能。

4 結束語

綜上，鹽漬土的類型很多，所以施工條件復雜性較高，而鹽漬土工程特點會因為氣候環境、地質條件而變化，應該選擇合適的治理措施，提高結構性能。為此根據試驗結果，提出了新疆鹽漬土地區的公路病害類型與處治技術。

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