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浅谈路基翻浆的防治

2009-06-17步运书

中国高新技术企业 2009年7期

摘要:路基翻浆多发生在我国北方地区,路基在冰冻春融期,因地下水位高,排水不畅,土质不良,含水过多,造成路基湿软,强度下降,在行车的反复作用下,路基出现弹软、裂缝、冒泥浆等翻浆现象。文章阐述了翻浆发生的主要影响因素,翻浆的防治措施以及四季翻浆路段的养护。

关键词:路基翻浆;路段养护;四季翻浆路段

中图分类号:U213文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)07-0159-02

当冬天气温降低,路基上部土体温度降低到-3℃至-5℃时,土体内的毛细水和薄膜水都开始冻结。如果冻结线暂时停留在某一深度处,下层未冻区内的毛细水和薄膜水会源源不断地向冻结线处聚集,并随即冻结形成一个含有大量冰晶体的聚冰层。随着冻结线的逐渐向下推移和停留,在更深处还可能形成新的聚冰层。与此同时,路基土体发生不均匀冻胀,路面被抬高,甚至出现冻胀裂缝,严重者可能隆起几十厘米。春天气温回升,路基的冰晶开始从冻层上部融化,或从上、下两面融化,路面也逐渐融沉。由于路面导热比路肩大,因而路基中部化冻比两侧快,并形成一个凹槽。路基凹槽中大量水分不能排出,甚至变成稀泥,就使道路失去承载能力。道路在行车作用下路面被进一步压坏,泥浆从路面裂缝里挤出来,产生翻浆的现象。直至冻层完全化冻,水分疏干后,路基才逐渐恢复承载力。

新疆属于季节性冰冻地区,路基翻浆现象经常发生,它不仅会破坏路面,也妨碍行车,严重的还会中断交通,对国民经济建设、国防战备都具有一定的危害并且还会增加道路养护工作的难度。因此,路基翻浆的防治是一项特别重要的工作。

一、翻浆发生的主要影响因素

(一)影响翻浆的因素

主要有土质、温度、水、路面行车荷载、人为因素等。其中土质、温度、水三者共同作用是形成翻浆的自然因素。

(二)翻浆的分类和分级

按路基中水分的存在形式可分为:地下水类、地面水类、土体水类、气态水类、混合水类。针对各种水源所引起的翻浆,可采取相应的措施进行防治。按翻浆高峰时期路面变形破坏程度,可将翻浆分为三级,即:轻型、中型、重型。

二、翻浆的防治措施

翻浆防治的主要措施根据翻浆类型、不同地区和条件可分为以下几种:

(一)做好路基排水抬高路基

适用地下水类、地面水类、混合水类和轻型、中型、重型翻浆路面。平原、丘陵山区的一切新旧路均适用。良好的路基排水可以防止地面水或地下水浸入路基,使路基土体保持干燥,从而减轻冻结时水分聚流的来源。提高路基是一种显著、简便易行、比较经济的常用措施。增大路基边缘至地下水或地面水位间的距离,使路基上部土层保持干燥,在冻结过程中不致因过分聚冰而失稳。

提高路基的措施适用于取土方便的路段,宜采用适水性良好的土填筑的路堤。当路线通过农田时,为了少占耕地,应与路面设计综合考虑,以确定合理的填土高度。在重冰冻地区及粉性土地段,在提高路基时还要与其他措施如砂垫层、石灰土等配合使用。

(二)铺设隔离层

1.透水性隔离层。适用于地下水类和混合水类,中、重型翻浆,适用于新路。透水性隔离层采用碎石、砾石、粗砂或炉渣等做成,其厚度一般为10~20cm。为了防止淤塞,应在隔离层上面和下面铺设1~2cm的草皮、炉渣、石屑、针刺无纺布等适水性材料的防淤层。隔离层应高出地面层20cm以上,并在路基两侧做成3%~4%的横坡,边坡接头的地方用大块碎砾石铺进50cm。

2.不透水隔离层。不透水隔离层分不封闭式和封闭式两种。前者适用于一般路段,用以隔断毛细水。后者适用于地面排水有困难或地下水位高的路段,用以隔断毛细水和横向渗水。不透水隔离层所用的材料可有:沥青含量为8%~10%的沥青土或6%~8%的沥青砂,厚度一般为2.5~3.0cm;直接喷洒厚度为2~5cm的沥青;2~3层油毡或塑料薄膜;复合土二膜,一布一膜均可。

(三)设置路肩盲沟或渗沟

1.路肩盲沟。为了及时排除春融期路基中的自由水,达到疏干路基上部土体的目的,可在路肩上设置横向盲沟,适合于路基土透水性较好的地下水翻浆类。盲沟布置应与路中心线垂直,如路段纵坡大于1%时,宜与路中心线成60度~75度的交角(顺下坡方向),两边交错排列。一般5~6m设置一道,深度为20~40cm,宽度为40cm左右。盲沟应用渗水性良好的碎(砾)石填充,沟底宜做成4度~5度的坡度。盲沟出水口应高出边沟水位30cm,出口按一般盲沟处理。

2.排水渗沟。为了降低路基的地下水,可在边沟下设置盲沟或有管渗沟。为了拦截并排除流向路面的横向水,可采用截水沟。

(四)换土

对因地质不良造成的翻浆路段,可在路基上部换填水稳定性好、冰冻稳定性好、强度高的粗颗粒土,以提高土的强度和稳定性。一般根据地区情况、道路等级、行车要求、换填材料等因素确定换土厚度。根据塔城地区的经验,认为在路基上层填40~60cm厚的砂性土,路基可以基本稳定。换土厚度也可以根据强度要求,按路面结构层厚度的计算方法确定。用换土法治理翻浆路段,应突出抓一个“早”字,发现苗头,即行开挖,用较少的工作量取得较好的效果。换土适合路基标高受到限制不能加高路基,且附近有砂性土的路段。

(五)改善路面结构层

1.铺设砂(砾)垫层是用砂砾、粗砂或中砂做成的垫层。它具有较大的空隙,能隔断毛细水的上升。化冻时能蓄水、排水,冻融过程中体积变化小,可减少路面的冻胀和沉陷。它还具有一定的强度,能将荷载进一步扩散,从而减少路基的应力和应变。砂(砾)垫层的厚度可按蓄水原则或排水原则设置。蓄水原则是指春融期间,路基化冻后过量水分全部集中于砂垫层中。根据蓄水的需要并考虑砂(砾)垫层被污染后降低蓄水能力的情况,实践经验证明:中湿段砂“砾”垫层的厚度为0.15~0.20m,潮湿路段为0.2~0.3m。排水原则是将春融期于砂垫层中的水分通过路肩盲沟排走,其厚度根据路面强度及砂(砾)垫层构造和施工要求决定一般分0.1~0.2m;

2.铺设水泥稳定类、石灰稳定类或石灰工渣类型基“垫”层。这类基“垫”层有较好的整体性稳性和冻稳性,可以提高路面的整体强度,起到和防止路基冻胀和翻浆作用,但在重冰冻地区路段,石灰土不宜直接采用,须与其他措施配用,如在石灰土下铺设砂垫层等。

3.设置防冻层。对于高级和次高级路面结构的总厚度,除满足强度要求外,还应满足防冻层要求,以避免路基内出现较厚的聚冰带,从而防生导致路面开裂的不均匀冻胀。

三、翻浆路段的养护

翻浆现象是一个四季都在发生变化的过程,应根据季节不同的现象,采限适当养护措施,加强预防性防治工作,以防止或减少病害。

(一)秋季养护

秋季养护的中心内容是排水,尽可能防止水进入路基,保持路基处于干燥状态,以减少冬季过程中由于温差作用向路面下土层聚流的水分是最根本的措施。

(二)冬季养护

冬季养护的中心内容,是采取措施减轻水分在温差作用下向路基上层积聚的程度。同时防止水分渗入路基。所以冬季养护工作应及时清除路段上的积雪,融化雪水和冰要及时排除。

(三)春季养护

春季是翻浆暴露时期,在天气转暖情况下,发展很快。养护工作中心内容是抢防,当路面出湿斑点、松散、龟裂等现象时,表明翻浆已开始露头。对鼓车辙或大片裂缝、行车颠簸、路基发软等现象,及时采取措施。

(四)夏季养护

夏季是翻浆的恢复期,这时养护工作的中心是修复翻浆破坏的路基、路面。采取根治翻浆的措施首先要查明翻浆的原因,对损坏路段的长度及时间、气温变化、表面特征、养护情况等进行分析,做出记录,确定合理的方法和措施。

作者简介:步运书(1955-),男,供职于农九师绿翔建筑安装工程有限责任公司,研究方向:工程建筑、公路。