公路路基翻漿原因分析及預防方法研究

尹思琪

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

隨著經濟的發展，公路交通逐步進入了蓬勃發展的高速階段。然而，隨著交通量和重型車輛的不斷增長，公路路基病害問題也日益嚴重，逐漸成為困擾廣大從業人員的心頭問題。結合當前公路運營的實際現狀，翻漿是公路路基中常見的工程病害之一，當公路翻漿問題出現之后，如果處理不及時，則會縮短公路的使用壽命，同時引發相應的安全隱患等問題。本文系統地論述了公路路基翻漿病害的成因、影響因素及預防措施，以期延長公路路基的使用壽命，為相關從業人員提供實踐參考，對今后相關工作開展及提高路基翻漿處理水平具有重要意義。

1 公路路基翻漿的原因分析

翻漿是公路路基的常見病害之一，翻漿不僅會損壞路面，影響駕駛的舒適性，嚴重時還會造成交通中斷，危害國家經濟建設和人民財產安全。影響公路路基翻漿的因素主要包括水、土壤質量、水文和氣候、行車荷載、設計和施工、路面管理等，其中土質、溫度和水是形成翻漿的3 個自然因素，水是公路路基翻漿形成的關鍵因素。

水主要通過兩種途徑進入路基，一種是地表水通過路基表面不斷滲入，另一種是地下水在路基土質不佳、土壤之間孔隙很小的狀態下，通過毛細水上升，在溫度差的作用下聚流，提高路基土壤的含水量。當路基的含水量增大時，由于路基土體自重的增加和土體內部摩阻力的減小，公路路面的強度降低。在行車荷載作用下，路基濕軟，形成“彈簧”狀態，路面逐漸變得不平，在行駛帶上形成車轍，路面裂縫上出現濕痕，泥漿被擠壓到路面形成翻漿。

結合以往經驗，一般來說，根據公路的破壞程度，公路路基翻漿病害可分為輕、中、重三種類型。

2 公路路基翻漿的主要影響因素

根據路基翻漿的相關數據，總結出影響公路路基翻漿的主要因素包括：水、土壤質量、水文和氣候、行車荷載、設計和施工、路面管理等因素，如圖1所示。

圖1 路基翻漿原因分析魚骨圖

2.1 水造成的路基翻漿問題

影響公路路基翻漿的最基本因素是水，翻漿過程就是路基中水分的移動和變化過程。地下水的滲入、地下水位的提高和路基含水量的增加是形成翻漿的前提和影響因素。

其一，受地表水影響。地表水一般指季節性積水，包括路基和路面排水不良引起的路邊積水或公路區域積水。如果路基長時間浸水，地表水會逐漸滲入路基土壤，路基填料的含水量過高或飽和，導致路基強度顯著降低，甚至形成流塑狀，從而導致路基翻漿。

其二，受地下水影響。我國地域遼闊，受地形、地物等因素限制較多，公路部分路段的路基不可避免會修建于低洼地帶。公路不同于其他工程，一般需修建于地表外一定高度。受到地下水位較高、上層滯水、層間裂隙水、地下潛水及排水管道漏水等不利因素影響，導致路基的含水量過大，達到飽和狀態，造成路基強度降低。在行車荷載的長久影響下，公路逐漸出現彈簧、沉陷、翻漿。

2.2 土質較差造成的路基翻漿問題

不同地區路基施工的土體條件存在差異，根據成分不同土質分為黏性土、粉質土及砂性土三類。然而土壤質量對于公路路基翻漿的影響不盡相同，土壤質量的好壞可以決定是否會發生積水，影響翻漿的嚴重性。

最容易翻漿的土質是粉質土，雖然粉質土在分布過程中密度比較大，但是在毛細作用的影響之下，會導致地下水位上升，粉質土中的水分逐漸增加。當溫度升高時，粉質土中的毛細水就會出現流速加快的情況，導致流動，形成聚流，直接影響路基的土質，使路基本身的強度降低，最終導致翻漿的問題。雖然黏性土的毛細水升得很高，但上升速度很慢。因此，只有當供水充足且土壤基礎的凍結速度較慢時，才會形成嚴重的翻漿。一般情況下，沙質土不會出現翻漿情況，在凍結過程中，水分聚流現象很輕。

2.3 行車荷載造成的路基翻漿問題

近年來，隨著我國經濟水平的不斷提高，物流等運輸業發展迅速，交通量大幅度增加，車輛超載的數量也顯著增加。結合以往的經驗，公路的車流量、車的載重大小，對于公路的影響非常大。除上述因素外，公路交通負荷也是引起路基翻漿的重要因素之一。在同等條件下，公路的交通量越大，車輛負載越大，剎車次數越多，公路路基的壓力就越大。水分在毛細與溫差的共同作用下，翻漿就越多、越嚴重。當發現路基翻漿有發展趨勢時，要及時控制公路交通，盡量減少交通量，并采取搶修措施。同時，相關部門應進一步加強對公路交通車輛超載的檢查，加大處罰力度，以延長公路路基的使用壽命。

2.4 水文氣候造成的路基翻漿問題

我國地域遼闊，氣候多變，特別是我國北方季節性凍土地區，在地下水位較高或地表排水不暢，路基填料是粉質土的情況下：冬季水分聚集，引起路基凍脹；春融時，晝夜溫差較大，土壤解凍在由淺到深的發展過程中，路基的凍融現象交替出現，含水量較大的路基形成水晶水，路基也因含水量偏大而出現濕軟、“彈簧”狀態。在行駛荷載的作用下，路面不平，在行駛帶處形成車轍，泥漿擠到路面，形成路基翻漿。此外，在秋季多雨、冬季溫暖、春季多雨等情況下，會促進公路路基翻漿的發生。

2.5 施工不當造成的路基翻漿問題

路基直接承受車輛行駛帶來的荷載，因此公路施工質量對路基翻漿問題也是一個重要的影響因素。高質量的施工將打造高標準的公路，在一定程度上可以避免公路路基的翻漿問題。

在施工中，造成路基翻漿的原因：一是施工單位往往由于沒有對路基壓實度進行有效分析，在壓實處理過程中，依據之前的經驗進行公路路基施工，導致路基整體的壓實度無法滿足質量要求；二是施工時填筑大量粉質土、腐殖性黏土等CBR 值不符合規范要求的回填材料，路基質量不滿足要求；三是沒有有效管理施工排水，導致路基排水能力嚴重不足，增大了路基翻漿的概率。

2.6 設計不當造成的路基翻漿問題

設計對公路路基翻漿也有很大影響，高質量的設計將打造一條實用、高標準的公路。設計時，對路基翻漿的因素考慮周全，會在最大程度上避免公路路基的翻漿問題。同樣，設計不當也會增加翻漿的概率及嚴重程度。

首先，路面結構材料選擇不當會造成路基翻漿問題。受外界車輛荷載、降水和氣溫變化等因素影響，路面材料必須具有一定的結構強度、溫度穩定性和抗滲性。由于各地區交通條件、氣候條件、材料價格等差異較大，在實際工程中應充分考慮上述因素和工程預算，綜合選擇經濟性和耐久性合適的材料類型。

其次，設計存在缺陷，如對未來交通量估計不足、路基設計高度不足，以及在特殊水文地質路段沒有防止泥漿翻漿的措施，都是造成路基翻漿的重要因素。

2.7 路面管理問題造成的路基翻漿問題

除以上因素外，路面管理、養護工作不到位也是路基翻漿重要因素。一是路面管理和養護工作不到位，導致翻漿病害的發生和不斷擴大，最終增加了路基養護的難度。二是路面結構存在差異，公路管理和養護工作沒有針對性，因此錯過了翻漿病害處理的最佳機會。同時，翻漿病害的處理要求制定科學、合理的措施，提高公路路基的使用壽命。

3 公路路基翻漿病害預防措施研究

根據以上影響路基翻漿的主要因素，總結了路基翻漿的處理和預防措施。而對于具體路段來說，導致翻漿的原因是不同的，只有通過實際調查，正確分析翻漿產生的原因，根據實際情況采取切實可行的措施，才能從根本上解決公路路基翻漿問題。

3.1 做好路基排水

做好路基排水工作是預防和處理路基翻漿的有效措施，具體方法是用滲透性良好的土壤填充路基，提高路基標高，保持路肩平整及邊溝暢通，定期清理路面積水等，保持路基上部土層干燥，避免地下水和地表水對路基的侵蝕，以此來減少路基翻漿問題。

3.2 修筑隔溫層

隔溫層一般應用在北方嚴重冰凍地區，是指在路基上部或路面底基層處，鋪一層爐渣、礦渣、碎磚等材料。這種方法可以防止隔溫層下的土層凍結或減少凍結深度，起到防止翻漿的作用。

3.3 鋪設隔離層

當地下水位或地面區域的水位較高時，路基處于潮濕或過濕狀態，并且不適合升高路基，可以鋪設隔離層。根據所用材料的不同，隔離層可分為滲透隔離層和不滲透隔離層。滲透隔離層：用粗集料鋪筑，厚度約為0.1～0.2m，從路基到兩側做一個3%的橫坡。為了避免被堵塞，在隔離層的上下側鋪設一層草皮或土工布或其他滲透材料。連接路基邊坡的部分應鋪設大石塊，以防止碎落。隔離層上部與路基邊緣高差不小于0.5m，底部高出邊溝底部0.2～0.3m。不滲透隔離層：可采用瀝青土（2.5～3.0cm 厚）、噴灑瀝青材料（2～5cm）或油氈、塑料薄膜等制作。

在實際施工應用中，可結合具體情況選擇隔離層設置的形式，以阻斷毛細水的上升，使路基逐漸干燥，進而有效防止翻漿。

3.4 更換填土層

由于土壤本身引起的翻漿，通常采用土層換填法處理，可以盡快避免不良后果。具有良好的水穩定性和高強度的粗顆粒土可用于替換路基上部的土壤，以提高路基的強度和穩定性。換填土層的厚度可根據區域條件、公路等級、行駛要求、換填材料等因素確定。

更換填土層時，需基于科學的設計方案，采用先進的施工技術，購買優質的材料。應樹立整體意識和安全意識，根據當前路基的施工質量要求和施工周期，循序漸進、有方向地開展土層換填工程。

3.5 路面結構層改善

路面結構層改善的方法主要包括砂墊層法、鋪設石灰土法和鋪設爐渣石灰土法。這三種方法可以有效改善路基結構，防止公路路基翻漿的發生。其一，砂礫墊層采用砂礫、粗砂或中砂鋪成，具有孔隙較大、蓄排水能力較強、凍融過程中體積變化小及具有一定強度等特點；其二，在重冰凍地區潮濕路段不宜直接采用鋪設石灰土法和鋪爐渣石灰土法，須與其他措施配合應用，如在石灰土下鋪設砂墊層。

3.6 添加化學外加劑

路基翻漿可以通過添加化學外加劑進行處理，即向土壤中添加一些化學固化材料以吸收土壤中的水分，并通過膠結作用將土壤顆粒緊密膠結，形成具有一定強度和密度的混合物，從而減小公路路基翻漿的概率。一些常用的化學外加劑包括水泥、石灰等。

3.7 優化設計

在公路路線的設計階段，應詳細調查地質、降雨量、主導風向、溫度和氣候等情況，如可能的話應對公路路線進行設計優化，繞開容易發生翻漿的路段。路線方向應盡可能與冬季當地主導風向平行，避免路基兩側出現風吹雪和降雪堆積。可以通過設置緩邊坡的流線型斷面來防止翻漿的發生。

3.8 控制車輛荷載

由于車輛荷載是影響路基翻漿的重要因素之一，因此主要從兩個方面進行控制：導流和車輛荷載。一方面當超載情況得到控制時，翻漿情況將減少，路基的使用壽命將相應延長。另一方面通過導流措施，可以減少路基承受的荷載，并相應延長路基的排水時間，也是控制路基翻漿的有效措施。

3.9 公路的科學管理

公路的科學管理主要包括兩個方面，一是高度重視路基施工管理，二是提高路基養護管理的效率及質量。其一，在公路路基施工過程中，使用科學合理的管理手段，進一步加強對路基質量的管理和試驗檢測，提高路基成型質量。其二，根據施工規范及相關要求進行定性檢查，若發現路面鼓包、裂縫等問題，根據實際情況及時進行合理的維修、養護，維持公路的良好使用功能。通過以上兩方面的管理，將有效控制路基翻漿的發生。

4 結語

路基翻漿是公路運營期間常見的問題之一，對公路結構的破壞、公路交通的危害不容忽視，直接影響公路的正常通行，近年來逐漸引起了相關從業者的關注。因此，在公路設計和施工過程中，必須采取科學的方法和適當的措施來防止公路路基翻漿。本文分析了路基翻漿形成的原因及影響因素，并提出了相應的預防措施，對公路設計、施工及養護工作具有借鑒、參考價值。