大中修公路路基翻漿原因分析及處治措施

郝麗坤

（贊皇縣交通運輸局，河北 石家莊 051230）

1 工程概況

某公路工程位于我國北方城市，在多種因素的作用下，現(xiàn)階段該公路路基已出現(xiàn)翻漿問題，若不能及時處理，會嚴(yán)重影響該公路的行車安全。針對此情況，經(jīng)多方研究決定對該工程采取大修施工，要求施工單位公路大修施工前調(diào)查路基翻漿的原因。大修施工中不僅要處理好翻漿病害，同時要做好路基翻漿病害的預(yù)防措施，基于此，本文對該工程路基翻漿原因及處治措施進行探討。

2 路基翻漿原因分析及處治措施

2.1 翻漿形成過程

（1）公路路基翻漿病害多發(fā)生于我國寒冷的北方地區(qū)，其主要表現(xiàn)形式為在公路表面出現(xiàn)不均勻的鼓包、龜裂、潮濕斑點等現(xiàn)象，當(dāng)車輛碾壓此區(qū)域時，公路表面就會發(fā)生壓縮現(xiàn)象，甚至?xí)斐陕坊a(chǎn)生翻漿問題。同時，長期荷載的作用最終還會導(dǎo)致路基喪失承載力，原因在于冬季來臨時，北方溫度較低，此時由于路面的導(dǎo)熱系數(shù)遠大于路肩，路面下方的土體會率先出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象，然后路肩及邊坡下未凍結(jié)的土都向已凍結(jié)土中匯集，從而在路面下方形成聚冰層[1]。

（2）當(dāng)春季來臨，外界環(huán)境溫度升高，由于路面的導(dǎo)熱性強，路面下的凍土?xí)劝l(fā)生融化，并逐漸形成凹槽，經(jīng)融化后的水分聚集于凹槽中難以排出，導(dǎo)致路基頂面始終處于潮濕的狀態(tài)。同時當(dāng)凍土融化至聚冰層后，路基的濕度會進一步增加，甚至超過路基土的液限，最終導(dǎo)致路基的強度降低，當(dāng)路面存在車輛經(jīng)過時，路基難以承載公路的行車荷載就會造成路基土向外發(fā)生翻漿現(xiàn)象。

2.2 路基翻漿的原因

2.2.1 土質(zhì)因素

（1）路基發(fā)生翻漿問題與路基底層的土質(zhì)有直接關(guān)系，經(jīng)過對本工程路基底層土質(zhì)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其路基底層土質(zhì)主要為粉土與黏土，其中粉土具有顆粒直徑小、密度大、毛細作用強的特點，當(dāng)路基地下水位升高時粉土中的毛細水會大量增加，同時毛細水的流動速度也會逐漸增加，從而逐漸形成聚流并導(dǎo)致路基地下水位升高，如路基遭受地下水的侵蝕，就會降低路基的強度，增加路基發(fā)生翻漿問題的可能性[2]。

（2）與粉土相比，黏土的毛細作用強度較小，當(dāng)?shù)叵滤簧邥r黏性土毛細水的上升速度較慢，導(dǎo)致路基發(fā)生翻漿的可能性較低，但當(dāng)路基地下水長期處于高水位的狀態(tài)下，黏性土中的毛細水含量會逐漸累積，一旦超過臨界值就會導(dǎo)致路基發(fā)生翻漿病害。此外，路基底層除粉土與黏性土外，還存在部分腐殖土，而腐殖土的黏性、強度低，當(dāng)?shù)叵滤簧邥r，腐殖土中的水分聚集程度較高，也會造成路基出現(xiàn)翻漿問題。

2.2.2 水分因素

路基翻漿現(xiàn)象的主要原因是水。本工程路面存在很多輕微的裂縫、坑槽等問題。當(dāng)遭遇下雨天氣時，路面殘留的積水就會順著路面裂縫進入路面結(jié)構(gòu)中，同時逐漸侵蝕路基結(jié)構(gòu)，經(jīng)過長期積水的侵蝕，公路路基土的密度、強度均會發(fā)生變化，當(dāng)路基遭遇冬季凍結(jié)春季消解的情況時，就可能造成路基出現(xiàn)翻漿問題。此外，公路范圍內(nèi)如果存在河流，或者公路路肩區(qū)域內(nèi)存在高水位時，其周圍的水分也會通過遷移聚集的方式逐漸向路基結(jié)構(gòu)中滲透，最終誘發(fā)路基翻漿問題[3]。

2.2.3氣候因素

公路工程長期處于外界環(huán)境中，北方一年四季氣候變化差異較大，比如冬季外界的氣溫普遍在0℃以下，夏季外界的氣溫普遍在20℃以上，而路基中的水分在0℃以下會發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象，在0℃以上會消解。因此，在如此大的溫度差異氣候下，公路路基會出現(xiàn)冬季凍結(jié)，夏季出現(xiàn)消解的現(xiàn)象，可能引發(fā)路基翻漿病害。此外，北方夏季和秋季的降雨較為頻繁，路面的積水如果不能及時排除，積水會造成路基結(jié)構(gòu)遭受破壞，最終也會增加路基發(fā)生翻漿問題的可能性。

2.2.4 其他因素

除上述的土質(zhì)、水分、氣候等因素外，導(dǎo)致工程路基發(fā)生翻漿問題的原因還有很多。首先，公路結(jié)構(gòu)設(shè)計時，如設(shè)計單位沒能合理結(jié)合工程所在地的地形、水文情況出具設(shè)計方案，則公路的結(jié)構(gòu)就會遭受影響，從而增加路基翻漿的可能；其次，在公路施工過程中，若出現(xiàn)路基的排水系統(tǒng)不完善、路基強度不足、路基壓實度等質(zhì)量問題，也會導(dǎo)致路基無法有效抵御外界環(huán)境的侵蝕，從而引發(fā)路基翻漿現(xiàn)象[4]；最后，在公路運營過程中，若不能合理控制公路的行車荷載，導(dǎo)致公路經(jīng)常出現(xiàn)超載、超速的問題，則路基會因無法承受過大的交通壓力，從而出現(xiàn)病害問題，最終引發(fā)翻漿現(xiàn)象。

2.3 路基翻漿處治措施

2.3.1 深挖換填

（1）本工程路基公路大修時，要根據(jù)路基翻漿病害的情況采取針對性的處理措施，其中針對路基翻漿深度在1m以內(nèi)的區(qū)域，施工單位可采取深挖換填的處理方法，對路基翻漿段開挖時，開挖深度不大于50cm，且開挖面積在20㎡以內(nèi)的均采用鏟車直接鏟除，鏟車無法施工的區(qū)域由人工清理干凈，當(dāng)病害區(qū)域開挖后選擇溫度較高的天氣，對坑底進行晾曬，經(jīng)晾曬后的坑底再利用碾壓機碾壓4遍及以上，碾壓過程中邊角位置需碾壓到位，碾壓密實后利用檢測合格的填料回填至原路基高度。

（2）針對路基翻漿段開挖深度不小于1m，或開挖面積在20㎡以上的區(qū)域，施工單位可采用挖掘機開挖，當(dāng)開挖至坑底后在場地周圍布設(shè)施工便道，然后安排大型的碾壓機械入場，對坑底進行振動碾壓，碾壓遍數(shù)不得少于6遍，碾壓結(jié)束后再使用合格的填料分層回填至原路基高度，每層的填筑高度控制在20～30cm，且每層完成后均要利用碾壓機碾壓4遍及以上，回填至原路基頂面后及時檢測路基的修補效果[5]。

2.3.2 摻加石灰處理

路基翻漿的深度大于1m時，施工單位可以采用摻加石灰的方式處理，石灰的摻入量根據(jù)工程實際翻漿情況確定，一般宜控制在6%～8%，施工時先采用機械將翻漿路基表面刮平，并在路基表面根據(jù)石灰的摻入量劃線、放樣，然后依據(jù)放樣的位置、石灰用量進行布灰，待布灰均勻后再采用拌和機械將石灰與路基土充分拌和，拌和時其拌和深度控制在下層路基1～2cm即可，最后經(jīng)拌和后的路基需要養(yǎng)護一段時間，直至路基強度達到設(shè)計要求[6]。

2.4 路基翻漿預(yù)防措施

2.4.1 做好路基設(shè)計

本次路基翻漿大修施工中，為避免公路后續(xù)施工中再度出現(xiàn)翻漿問題，施工單位需要做好路基翻漿病害的預(yù)防工作。首先，在設(shè)計工程路基大修施工方案時，施工單位要充分考慮路基現(xiàn)階段的翻漿現(xiàn)象，然后制定詳細的處理方法、工藝流程，同時設(shè)計合理的換填材料，以保證路基的強度；其次，施工單位應(yīng)結(jié)合工程所在地的氣候條件、水文情況等制定路基翻漿的預(yù)防對策；最后，要合理設(shè)計工程路基的防排水系統(tǒng)，同時制定詳細的養(yǎng)護計劃，以避免公路路基運營中遭受地下水或其他因素的影響。

2.4.2 增加路基高度

根據(jù)路基熱穩(wěn)定的原理，公路路基高度越大，則路基上方向路基傳遞熱量過程中熱阻越大，路基本身的儲熱能力也越強。因此，適當(dāng)增加路基的高度有利于路基的熱穩(wěn)定，從而避免路基出現(xiàn)凍土問題。依據(jù)此原理，本工程路基大修施工中施工單位可以適當(dāng)增加路基的高度，以減少路基凍融問題的發(fā)生。此外，除增加路基高度外，設(shè)置一定高度和寬度的護坡，也可以增加路基側(cè)向散熱的效果，但路基護坡道的修筑寬度不宜小于3m，高度宜控制在0.8～1.5m，坡度應(yīng)保持在1∶2.5～1∶3.0[7]。

2.4.3 完善路基排水

路基常年會遭受地下水位的侵?jǐn)_，如路基底層沒有完善的路基排水系統(tǒng)，勢必會造成路基翻漿問題的發(fā)生。為有效預(yù)防此類問題的發(fā)生，在本次路基大修施工中，施工單位要完善路基的排水系統(tǒng)，根據(jù)調(diào)查本工程路基地下排水可采用盲溝的方式，鋪筑的材料可以選擇傳統(tǒng)的片石或者土工合成材料，設(shè)置縱向盲溝時，其深度宜控制在100～150cm，寬度控制在40～60cm，盲溝底部設(shè)置C15的混凝土墊層，盲溝出口處需采用長度不小于60cm的漿砌片石外包砌體，同時采用干砌片石封口，當(dāng)縱向盲溝長度設(shè)置超過50cm時，要在適宜的位置設(shè)置橫向盲溝，用于及時將地下水排出，橫向盲溝的深度、寬度與縱向盲溝一致，其橫向盲溝本身全部采用土工膜包裹。

2.4.4 更換路基填土

本工程路基大修施工中，為預(yù)防未發(fā)生病害的位置再度出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象，施工單位可以對路基土體進行檢測，若經(jīng)檢測路基土的質(zhì)量不能滿足公路的正常使用需求，則可以將不符合標(biāo)準(zhǔn)的路基土換填，以達到預(yù)防路基翻漿的目的。結(jié)合工程實際情況，本次路基土換填施工時可以選擇優(yōu)質(zhì)的砂土，與原路基土相比砂土的含水量更低且強度更高，能有效避免地下水的侵蝕，在換填過程中無需全部換填，換填深度在50cm左右即可，換填時按照上述路基翻漿區(qū)域的換填方式填筑、碾壓即可[8]。

2.4.4 鋪設(shè)隔離層

（1）路基結(jié)構(gòu)的強度越大、防水、防凍性能越強，則路基發(fā)生翻漿病害的可能性就越低。因此，為保證路基結(jié)構(gòu)的強度及其性能，在本次路基大修施工中，施工單位可以在路基頂面0.5～0.8m的位置設(shè)置隔離層，通過隔離層以阻斷地下水的上升，增加路基結(jié)構(gòu)的防水、防凍性能，常用的隔離層根據(jù)材料可以分為2類，分別為透水性隔離層和不透水性隔離層，其中透水性隔離層主要采用碎石、粗砂礫或爐渣材料，其鋪設(shè)的厚度一般在10～20cm，隔離層上方設(shè)置有1～2cm厚的防淤層，其主要材料為草皮、泥炭等。

（2）不透水性隔離層主要采用含有瀝青的砂性土，砂料中瀝青的含量約為6%～8%，鋪設(shè)的厚度宜控制在2.5～3.0cm，待隔離層鋪設(shè)后其表面需鋪設(shè)2～3層的塑料薄膜、油氈或復(fù)合土工膜。不同類型的隔離層其作用存在差異，前者主要用于隔斷毛細水，后者則適用于地面排水困難的區(qū)域，施工單位可以根據(jù)工程的情況具體選擇，無論哪種隔離層施工后均應(yīng)高出地面20cm，且在路基兩側(cè)設(shè)置有3%～4%的橫坡[9]。

2.4.5 加強后期養(yǎng)護

公路路基大修施工完成后，為有效避免路基翻漿問題的再度發(fā)生，施工單位還要做好路基的養(yǎng)護工作，針對路基的養(yǎng)護施工單位應(yīng)安排專人定期對公路情況進行檢查，每次檢查的區(qū)域、面積、時間均要詳細記錄，如檢查過程中發(fā)現(xiàn)公路存在裂縫、車轍等病害問題，養(yǎng)護人員需第一時間上報，然后制定詳細的方案進行處理，以避免裂縫病害進一步擴展，最終引發(fā)路基翻漿的現(xiàn)象；其次在冬季、雨季來臨前，施工單位應(yīng)增加養(yǎng)護檢查的次數(shù)，同時保證公路的排水性能，從而保證路基結(jié)構(gòu)內(nèi)部的干燥，避免因存在積水而發(fā)生凍脹問題，最后施工單位要做好公路車輛荷載的控制，避免超載、超速車輛通行。

3 結(jié)語

由于公路工程長期暴露在自然環(huán)境中，在外界多種因素及公路行車荷載的作用下，極易導(dǎo)致路基發(fā)生翻漿病害，并威脅公路的施工安全。因此，為有效地解決此問題，當(dāng)公路發(fā)生路基翻漿病害后，施工單位應(yīng)結(jié)合病害情況針對性地采取處理措施，同時在路基大修施工中要做好路基翻漿病害的預(yù)防措施，大修結(jié)束后還應(yīng)加強對路基的日常養(yǎng)護，以避免路基翻漿病害的再次發(fā)生，保證公路的行車安全。