道路翻漿產(chǎn)生過程及處治措施探討

崔文俊

摘 要：隨著現(xiàn)代社會人們的出行需求快速增長，使得公路工程建設(shè)力度不斷加快，推動著不同地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)文化交流與發(fā)展。然而公路工程長時間運(yùn)營中，在季節(jié)性冰凍地區(qū)出現(xiàn)道路翻漿的病害概率較高，表現(xiàn)出路面的裂縫、鼓包和冒泥等問題。因此，文章對道路翻漿的整個發(fā)生過程進(jìn)行闡述并總結(jié)其引發(fā)機(jī)理，分析引發(fā)道路翻漿病害的具體原因和不同影響因素，提出了相應(yīng)的路基設(shè)計(jì)原則和道路翻漿病害預(yù)防、治理措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：道路翻漿;影響因素;處治措施

0 引言

道路翻漿病害，表現(xiàn)出公路路基在逐漸結(jié)冰時，下部的水分會逐漸向上走，導(dǎo)致上部水量逐漸增多，在春天逐漸解凍期間由于路基中的含水量過高而導(dǎo)致強(qiáng)度的降低，在車輛荷載的影響下就會引發(fā)路面的裂縫、鼓包和冒泥等問題。為了有效預(yù)防此類病害，應(yīng)對道路翻漿發(fā)生過程以及影響道路翻漿的因素加以詳細(xì)分析和研究，按照一定的原則開展道路路基設(shè)計(jì)工作，結(jié)合翻漿病害發(fā)生機(jī)理和影響因素制定和采取有效的防治措施。

1 道路翻漿發(fā)生的過程

道路翻漿是在季節(jié)性冰凍地區(qū)，也就是在冬季會結(jié)冰的地區(qū)獨(dú)有的公路工程病害，通常在我國北方大部分地區(qū)以及部分南方地區(qū)出現(xiàn)。分析道路翻漿病害發(fā)生的過程，主要是在秋季，受到降水和灌溉等因素的影響下使得路基中的水分含量不斷增加，在秋末冬初，氣溫降到0℃以下之后，路基上層土?xí)紫冉Y(jié)冰，表現(xiàn)出路基中的自由水凍結(jié)為冰晶體的現(xiàn)象，使得水分含量降低。隨著氣溫的不斷降低，在冰結(jié)晶力的作用下會將路基外圍吸附的薄膜水向冰晶體上移動，使得上述結(jié)冰現(xiàn)象持續(xù)進(jìn)行。但是由于下部的溫度相對偏高，其中的水分會逐漸從下部位置向低溫位置轉(zhuǎn)移，也就是從路基下部向上部移動，這就會增加路基上部的水分含量，在持續(xù)凍結(jié)成冰的過程中會導(dǎo)致體積不斷增加，這就會引發(fā)路面翻漿的問題。在來年春季，氣溫不斷上升，此時的路基上部土層會首先融化，這就會降低土基強(qiáng)度而導(dǎo)致其承載能力的降低，在車輛荷載的影響下，也會導(dǎo)致上述問題。隨著氣溫的逐漸升高，還會逐漸增加蒸發(fā)量，在凍層全部融化之后又會導(dǎo)致路基上層含水量的降低，土基強(qiáng)度隨之增加。

2 影響道路翻漿的因素

2.1 土質(zhì)

公路工程路基施工中所用土質(zhì)通常為粉性土、粘性土和沙土等類型，上述不同類型的路基土質(zhì)，受到毛細(xì)水上升高度和溫差因素的影響，也會使得聚流程度和透水性出現(xiàn)劇烈變化。對于粉性土來說，表現(xiàn)出其中毛細(xì)水上升速度快和高度大的特點(diǎn)，在氣溫低于0℃時會加劇水分聚流程度，導(dǎo)致土中水分含量的積聚提高以及強(qiáng)度的快速減小，造成其穩(wěn)定性不足。而對于粘性土來說，由于毛細(xì)水上升速度較慢，如果土基的凍結(jié)速度比較慢且水量比較充足，這才會引發(fā)翻漿問題。此外，在上述土質(zhì)情況下，如果存在較多的腐殖質(zhì)和易溶鹽等會導(dǎo)致翻漿問題更為嚴(yán)重。如果路基土質(zhì)為沙土，則出現(xiàn)翻漿的概率較小，在凍結(jié)時會出現(xiàn)比較輕微的聚流現(xiàn)象，毛細(xì)水升降的幅度較小，在水分含量增加時仍然能保證具有較高的強(qiáng)度，發(fā)生此類問題的可能性比較低。

2.2 水

從翻漿的形成過程可以看出，水在翻漿過程中起到關(guān)鍵作用，路基上層土中水分含量的增加會導(dǎo)致強(qiáng)度和承載力的降低，進(jìn)而會引發(fā)翻漿問題。如果在路基附近區(qū)域存在豐富和充足的地表水或淺層地下水等，或者是在經(jīng)過降雨或開展農(nóng)田灌溉之后，也會使得路基上層土中水分含量的增加，同時也會提升地下水位，容易由于沒做好地基處理而導(dǎo)致翻漿問題的發(fā)生。

2.3 溫度

根據(jù)翻漿的形成機(jī)理，凍結(jié)深度和冷凍量是引發(fā)翻漿的基本前提，在上述前提明確的情況下，如果氣溫更低，會對凍結(jié)速度產(chǎn)生影響。比如在冬期初期，此時的氣溫相對較高，溫度正處于逐漸降低的階段，此時的凍結(jié)線會在路面下比較淺的位置長時間停留，這就會導(dǎo)致較多的水分向距離路面較遠(yuǎn)的位置聚流，從而會引發(fā)翻漿問題。而如果秋末冬初溫度急劇降低，此時的凍結(jié)線會同步迅速降低距離路面比較深的位置，土基上部則會有比較少的聚冰，因此出現(xiàn)翻漿的概率會大大降低。但是在來年氣溫逐漸回升且逐漸化凍之后，此時的土基迅速融化或出現(xiàn)毛細(xì)水加快升高的現(xiàn)象，進(jìn)而會導(dǎo)致此問題的出現(xiàn)。

2.4 荷載

在道路路基受到上述因素的影響下，同時在受到車輛荷載的影響時就會表現(xiàn)出對路面的變形破壞現(xiàn)象，而且隨著車輛數(shù)量的增加以及車輛重量的增加，會導(dǎo)致此問題更為頻繁。尤其是對于路面為黑色的特點(diǎn)，由于土基比較潮濕，此種路面的透氣性較低，難以將土基中的水分及時通過路面蒸發(fā)出去，也會增加出現(xiàn)翻漿病害的概率。

3 防止道路翻漿的一般設(shè)計(jì)原則

針對此問題，在路基設(shè)計(jì)階段應(yīng)堅(jiān)持預(yù)防為主的前提，選擇在干燥位置建設(shè)道路工程，而且要針對其中水文地質(zhì)較差的地段做好提前處理。結(jié)合所確定的道路工程所經(jīng)地區(qū)，應(yīng)在就地取材的基礎(chǔ)上開展路基路面的綜合設(shè)計(jì)，確保符合當(dāng)?shù)氐姆瓭{類型和程度等特點(diǎn)要求。此外，還應(yīng)綜合考慮地下水和地表水的影響，保證符合路基最小填土高度的要求。根據(jù)道路工程設(shè)計(jì)方案中關(guān)于強(qiáng)度的要求來設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)層，并且結(jié)合凍脹要求做好再次核查工作。

4 道路翻漿處治措施

4.1 做好路基排水工作

為了避免地面水或地下水在入冬并發(fā)生水凍結(jié)現(xiàn)象之前對路基造成侵害，保證路基土的干燥狀況，需要設(shè)計(jì)和建設(shè)好路基排水系統(tǒng)，及時將路基多余的水分排出，減少凍脹現(xiàn)象發(fā)生時的水分聚流的水源。此外，還可以對路基重新設(shè)計(jì)和施工，實(shí)現(xiàn)其高度的提升，將路基邊緣加以擴(kuò)展，使得地面水位或地下水位間的距離相應(yīng)增加，從而確保上部土層的含水量較低，不會在冬季氣溫較低時出現(xiàn)凍結(jié)而導(dǎo)致過分聚冰問題的出現(xiàn)。

4.2 隔離層的鋪設(shè)

基于翻漿機(jī)理，可以通過放置地下水或地表水等水分進(jìn)入路基的方式來預(yù)防翻漿問題。因此可以將隔離層布置在路基中間起到上述作用，其位置在土基的50 cm～80 cm深度位置，目前比較常用透水性和不透水性隔離層兩種，前者厚度通常為10 cm～20 cm，還可以在其的上下部位施加防淤層，所用材料為爐渣、草皮等。后者中的封閉式方式主要在較高的地下水位或地表排水難度大的情況下應(yīng)用，而不封閉式則在較窄的路基情況下應(yīng)用，所用材料為瀝青土等。

4.3 路面結(jié)構(gòu)層改善

為了將毛細(xì)水的上升通道阻斷，可以進(jìn)行砂礫墊層的鋪設(shè)，同時也起到蓄水、排水等作用，防止出現(xiàn)路面凍脹或融沉問題。此外，結(jié)構(gòu)層還可以選擇石灰土來制作，發(fā)揮其板體性的特點(diǎn)，有效轉(zhuǎn)移車輛荷載，使其均勻分布在土基上，同時也對土基水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，還要選擇煤渣石灰土來制作結(jié)構(gòu)層，表現(xiàn)出良好的水穩(wěn)性特點(diǎn)。

5 結(jié)語

面對道路工程運(yùn)營中容易出現(xiàn)的翻漿病害，以及此類病害可能會引發(fā)的路面或路基結(jié)構(gòu)被破壞等問題，對車輛正常行駛產(chǎn)生較大的影響，這就需要研究翻漿問題的發(fā)生過程，總結(jié)其引發(fā)機(jī)理和影響因素，從水分、溫度、土質(zhì)和荷載等方面，采取路基排水、鋪設(shè)隔離層和改善路面結(jié)構(gòu)層等方式來預(yù)防和處理翻漿問題，提升道路工程施工質(zhì)量。

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