公路路基翻漿成因及其防治措施

孫迪　王坤　候士博　張連杰

【摘 要】公路路基翻漿是公路工程中最為常見的一種病害，本文分析了公路路基翻漿的成因，并對(duì)其進(jìn)行分類、分級(jí)，同時(shí)對(duì)公路路基翻漿的防治措施進(jìn)行歸類分析。

【關(guān)鍵詞】公路路基翻漿；病害成因；防治措施

0.引言

季節(jié)性冰凍地區(qū)，每年春融期間，受地下水位過高、含水率偏大，且受到路面車輛荷載的重復(fù)作用，導(dǎo)致公路路基發(fā)生彈簧、鼓包、冒泥等現(xiàn)象，稱為翻漿，它是公路工程中最為常見的病害，實(shí)際工程中需要采用合理有效的防治措施處理路基翻漿，以保證公路工程的質(zhì)量。

1.路基翻漿的成因

1.1土質(zhì)

采用粉性土做路基，便構(gòu)成了凍脹與翻漿的內(nèi)因，粉性土毛細(xì)上升速度快，作用強(qiáng)，為水分向上積聚創(chuàng)造了條件。

1.2水文

地面排水困難，路基填土高度不足，邊溝積水或利用邊溝作農(nóng)田灌溉，路基靠近坑塘或地下水位較高的路段，為水分積聚提供了充足的水源。

1.3氣候

多雨的秋天、暖和的冬天、驟熱的晚春、春融期降雨等都是加劇濕度積聚和翻漿現(xiàn)象的不利氣候。

1.4行車及養(yǎng)護(hù)

過大的交通量或過重的汽車會(huì)加劇翻漿發(fā)生；此外不及時(shí)排除積水，彌補(bǔ)裂縫，也會(huì)促成或加劇翻漿的出現(xiàn)。

2.翻漿的分類與分級(jí)

2.1翻漿的分類

根據(jù)路基中水分來源不同，可以把翻漿分為以下5類：

（1）地下水類

包括上層滯水、潛水、層間水、裂隙水、泉水、管道漏水等。受地下水的影響，土基經(jīng)常潮濕，導(dǎo)致翻漿。

（2）地面水類

主要指季節(jié)性積水，也包括路基、路面排水不良而造成路旁積水和路面積水。受地表水影響，使土基潮濕，導(dǎo)致翻漿。

（3）土體水類

因施工遇雨或用過濕的土填筑路堤，造成土基原始含水率過大，在負(fù)溫度作用下使上部含水量顯著增加，導(dǎo)致翻漿。

（4）氣態(tài)水類

在冬季強(qiáng)烈的溫差作用下，土中水主要以氣態(tài)形式向上運(yùn)動(dòng)聚積于土基頂部和路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)，導(dǎo)致翻漿。

（5）混合水類

受地下水、地表水、土體水或氣態(tài)水等兩種以上水類綜合作用產(chǎn)生的翻漿。

2.2 翻漿的分級(jí)

根據(jù)翻漿高峰時(shí)期路基、路面變形破壞程度，可將翻漿分為以下3個(gè)等級(jí)：

（1）輕型：路面龜裂、濕潤、車輛行駛時(shí)有輕微彈簧。

（2）中型：大片裂紋、路面松散、局部鼓包、車轍較淺。

（3）重型：嚴(yán)重變形、翻漿冒泥、車轍很深。

3.翻漿的防治措施

3.1增高路基、改善排水

良好的路基排水可以防止地面水或地下水滲入路基，使路基土體保持干燥，從而減輕凍結(jié)時(shí)水分的聚集，這是預(yù)防地面水和地下水翻漿的首要措施。因路基偏低，排水不良而引起的翻漿，若地形條件許可，可采用挖深邊溝、降低水位的方法進(jìn)行治理，或用透水性良好的土提高路基。通過增大路基邊緣至地下水位間的距離，減小凍結(jié)過程中水分向路基上部遷移的數(shù)量，使路基上部土層保持干燥，在凍結(jié)過程中不致因水的聚集而失穩(wěn)。

3.2設(shè)置隔溫層

為防止水的凍結(jié)和土的膨脹，減少冰凍層的深度，可直接在路面下鋪設(shè)隔溫層。其厚度不小于15cm，材料可用泥炭、爐渣、碎磚等，寬度每邊寬出路面邊緣30～50cm。

隔離層設(shè)在路基頂面下0.5～0.8m處，其目的在于堵塞毛細(xì)水上升通道，阻斷水分進(jìn)入路基上部，保持上部土基干燥，防止翻漿發(fā)生。地下水或地面水位較高，不宜提高路基時(shí)，可鋪設(shè)透水性和不透水性兩類隔離層。

（1）透水性隔離層

透水性隔離層采用碎石、爐渣或粗砂等。厚度為10～20cm。隔離層底部高出地面水20cm以上，并向路基兩側(cè)做成3%～4%的橫坡。連接路基邊坡部位，應(yīng)鋪大塊碎、礪石。為了防止淤塞，在隔離層上面和下面鋪設(shè)1～2cm的泥炭、草皮或爐渣、無紡布等透水性材料的防淤層。

（2）不透水隔離層

適用于路面不透水的路基中，設(shè)置深度與透水隔離層相同。分不封閉式和封閉式。不封閉式適用于一般路段，用以隔斷毛細(xì)水。封閉式適用于地面排水困難或地下水位高的路段用以隔斷毛細(xì)水和橫向滲水。當(dāng)路基寬度較窄時(shí)隔離層可橫跨路基，稱為貫通式；當(dāng)路基較寬時(shí)，隔離層可鋪至距路面邊緣處50～80cm，稱為不貫通式。

3.3設(shè)置盲溝

3.3.1路肩盲溝

為及時(shí)排除春融期間路基中的自由水，可在路肩上設(shè)置橫向盲溝。其位置應(yīng)與路中心線垂直。當(dāng)路線縱坡大于1%時(shí)，其位置應(yīng)與路中線成60°～75°的交角，兩邊交錯(cuò)排列，間距為5～10m，深為20～40cm，寬40cm左右。用滲水性良好的碎石填充，溝底做成4%～5%的坡度。

3.3.2截水盲溝

當(dāng)?shù)叵滤疂摿黜樎坊较驈穆坊鈧?cè)向路基流動(dòng)時(shí)，可在路基內(nèi)設(shè)置橫向盲溝，或在路基外設(shè)縱向盲溝。盲溝設(shè)置應(yīng)與地下水含水層的流向正交，并深入該層底部，以截?cái)嗾麄€(gè)含水層。

3.3.3縱向盲溝

如地下水位較高，可在路基邊溝底下設(shè)置縱向盲溝降低地下水位，其深度一般為1～2m，可根據(jù)毛細(xì)作用高度和降低水位的多少確定。

3.4換土

路基土透水性不良、提高路基又有困難，且附近有透水性好的土?xí)r，可將路基上部40～60cm的土挖除，換填砂性土、碎石等。在翻漿嚴(yán)重的路段，應(yīng)將翻漿部分軟土全部挖除，填入水穩(wěn)定、冰凍穩(wěn)定性好的粗粒料并壓實(shí)。換土厚度可根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r、道路等級(jí)、行車要求、換填材料等因素確定。

3.5改善路面結(jié)構(gòu)

（1）鋪設(shè)砂墊層

春融期間，路基化凍后的過量水分全部集中在砂墊層中，根據(jù)蓄水的需要并考慮砂墊層被污染后降低蓄水能力的情況，砂墊層的經(jīng)驗(yàn)厚度中濕路段為0.15～0.20m；潮濕路段為0.2～0.3m；排水原則將春融期匯集于砂墊層中的水分通過路肩盲溝排走。其厚度應(yīng)由路面強(qiáng)度及砂墊層構(gòu)造和施工要求決定，一般為0.1～0.2m。

（2）鋪設(shè)無機(jī)結(jié)合料半剛性基層

其具有較好的板體性、水穩(wěn)定性和凍穩(wěn)性，可以提高路面的整體強(qiáng)度，起到減緩和防止路基凍脹和翻漿的作用。但在重冰凍地區(qū)潮濕路段，石灰土不宜直接采用，須與其他措施配合應(yīng)用，如在石灰土下鋪設(shè)砂墊層等。

（3）設(shè)置防凍層

對(duì)于高等級(jí)和次高級(jí)路面結(jié)構(gòu)層的總厚度除滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足防凍層厚度要求，以避免路基內(nèi)出現(xiàn)較厚的聚冰帶，產(chǎn)生導(dǎo)致路面開裂的不均勻凍脹。

3.6季節(jié)性養(yǎng)護(hù)

根據(jù)各季節(jié)特點(diǎn)，加強(qiáng)季節(jié)性養(yǎng)護(hù)。春季是翻漿的暴露期，養(yǎng)護(hù)的主要任務(wù)是搶防工作；夏季是翻漿的恢復(fù)期，養(yǎng)護(hù)的主要內(nèi)容是修復(fù)翻漿破壞的路基和路面；秋季主要任務(wù)是排水，保持路基處于干燥狀態(tài)，清除產(chǎn)生翻漿的隱患；冬季養(yǎng)護(hù)內(nèi)容是清除積雪及雪水，防止水分滲入路基，減輕路基水分在溫差作用下向路基上層聚積的程度。

4.小結(jié)

公路路基翻漿病害的處理關(guān)乎到公路建設(shè)的成敗與安全，對(duì)整個(gè)公路工程的安全性及經(jīng)濟(jì)性起著重要制約作用。本文從工程實(shí)際出發(fā)，對(duì)公路路基翻漿病害成因、分級(jí)、分類進(jìn)行研究，總結(jié)了公路路基翻漿的防治措施，對(duì)以后此類問題處理具有一定的參考價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張鳳亭，武春山.公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2010.

[2]楊全祥.淺談公路路基翻漿防治[J].黑龍江科技信息，2010，（34）：301-302.

[3]陳澎軍.凍土地區(qū)路基病害防治措施現(xiàn)狀及展望[J].山西建筑，2010，36（33）：295-296.