寒冷地区高速公路路基处治综合技术探讨

2019-02-17尹云汉

四川水泥 2019年12期

尹云汉刘恋

（1 吉林省公路工程监理有限责任公司；2 吉林省公路工程监理有限责任公司）

普通与普通地区的气候环境，我国北方寒冷地区的冬季，由于气候寒冷，所以冰雪完全覆盖了道路，甚至地面上的冻层厚度还会超过1m 或者1.5m。而在春季3月份和4月份，冰雪开始融化、解冻，翻浆问题又会伴随出现。6月份全面解冻，又与7月份和8月份的雨季紧密连接，连续不断的下雨对于路基的影响更是十分严重。要想保证寒冷地区高速公路路路基的顺利施工，就必须要对软土地基、冻胀与翻浆、高填路基下沉等问题进行妥善的处治，并采取各种整治措施提升寒冷地区高速公路路基施工质量。

1 寒冷地区高速路基施工中的常见问题分析

1.1 软土地基

软土指的是一种细粒土，表现出的特点主要包含以下几方面：第一天然含水量高、第二孔隙大、第三压缩性高、抗剪强度低等。而软土地基主要包含两种形式：一种是由淤泥、亚沙土、淤泥质土、亚黏土等组成的地基，另一种是由冲填土、松散沙土、杂填土、高压缩性土质以及湿陷性黄土构成的地基。由于这些地基的承载力均不符合高速公路的路基施工要求，如果不采取科学的处治措施就直接施工，那么很有可能因为地基不稳、土质不均匀下沉等形成不良地基，整个高速公路的施工质量也会受到严重的影响。

1.2 冻胀与翻浆

在我国寒冷地区，高速公路路基施工过程中最常面临的问题就是路基冻胀与翻浆，主要体现在以下两方面：第一水泥混凝土路面的错缝以及短板问题；第二沥青路面的开裂问题。

而使寒冷地区高速公路路基施工出现冻胀与翻浆的原理为，冬季温度偏低，低于0℃，那么路基孔隙内的水分就会自动形成冰晶体。如果温度持续下降，引力和压力差就会逐渐增大，并对冰晶体产生影响。即冰晶体附近土粒吸附的薄膜水就会由下而上移动。如果未冻区域存在水源，那么水分就会向冻界限方向移动，并在冻界限形成聚冰区。这样，高速公路的路基就会出现冻裂或者隆起的现象。这就是冻胀。而当冬天过去，春天来临，温度上升的过程中，路基就会逐渐开始消融、解冻，此时水分得不到排除，土基含水量过大，其强度就会明显降低。此时如果对其施加一个重车荷载作用，就会出现翻浆现象。

也就是说，之所以寒冷地区高速公路路基会出现冻胀和翻浆现象，主要由以下三方面因素的影响：第一，寒冷地区的低温持续时间过长，使得冻胀现象过于严重；第二，寒冷地区的地表积水和春季冰雪消融期间的地下渗水的影响，同时再加上粉土强大的毛细作用以及细颗粒土壤的作用。第三，在高速公路的路基施工过程中，重型车辆的行驶对路基施工质量产生了影响。

1.3 高填路基下沉

在我国寒冷地区的高速公路路基施工过程中，还经常面临高填路基下沉的问题。所谓高填路基指的是土石质边坡高度在20m 以上、砂砾边坡高度在12m 以上的路基。由于寒冷地区气候条件的影响，其高速公路路基的施工工期非常短，所以对于高填路基的施工要求也非常苛刻。只有采取相应的措施减少高填路基下沉，才能够从根本上保证寒冷地区高速公路的施工质量[1]。

2 寒冷地区高速公路路基处治综合技术

2.1 软土地基的处治综合技术

在寒冷地区高速公路的路基施工过程中，针对软土地基的处治，需要细分成以下三种情况。第一，针对表面湿地的处治，可以土壤置换以及砂石垫层两种方法的应用，可以获得良好的处治效果。第二，针对遇水田地段的处治，设土工织物的方法，可以获得良好的处治效果。第三，针对积水地段，即遇鱼池地段以及水泡子地段的处治，抛石挤淤以及叠层碾压的方式可以获得良好的处治效果。

2.2 路基冻胀与翻浆的处治综合技术

1.消除水源

在寒冷地区高速公路的路基施工过程中，针对路基冻胀与翻浆的处治，消除水源是一种非常有效的方法。无论是路基的施工过程中，还是路基施工竣工之后，都必须要进行地表积水的及时排除，对地下渗水进行有效的隔断；也可以通过地下排水来对地下水位进行调整；还可以进行盲沟的设计，对积水进行导流；更加可以设置隔离层，将水的供应进行切断。如果处于冰雪消融的初期，还必须要及时开挖出一条排水沟，用以提升路基的施工质量。另外，即便是到了冰雪消融的末期，土壤解冻不彻底，如果遇到泉眼地带以及长期水浸地带，也要将截水淘控制在冻层以下，避免坡顶冻融形成的渗流水或者雨水对路基产生影响。

2.换土

在寒冷地区高速公路的路基施工过程中，针对路基冻胀与翻浆的处治，除了消除水源之外，还可以使用换土技术。首先，冻土深坑内，针对冻胀与翻浆比较严重的土壤，例如细沙以及粉土，可以将其换成毛细作用较弱的土壤，例如砂砾以及碎石土等。其次，如果施工现场的水源非常充足，且容易发生各种病害，那么要格外注意填土性质的控制。最后，为了保证第二年路面基层施工质量的科学管理，还需要在路基施工过程中，对路基填料进行优化分配。

3.路基压实与限制重车通行

在寒冷地区高速公路的路基施工过程中，针对路基冻胀与翻浆的处治，还需要在冻胀与翻浆问题的高发地段，重点进行路基压实处治。通过专业的施工机械进行路基碾压，提升路基的密实度以及强调。

另外，限制重车通行也是有效路基冻胀与翻浆的有效处治方法。因为寒冷地区气候条件的特殊性，高速公路路基施工需要分年度进行。例如，某一段高速公路工程在第一年度，完成了大部分施工，且达到了对社会开放的条件，所以向社会开放，而当处于春融时期的时候，则对重车以及大车进行了限制，仅允许小车正常通行。在停工期间，又特意安排专人进行路基养护，尤其针对病害区域，进行了专门的养护，对病害的发展进行了有效的控制[2]。

2.3 高填路基下沉的处治综合技术

在寒冷地区高速公路的路基施工过程中，高填路基下沉也是非常常见的质量问题。而引起高填路基下沉的主要原因是施工人员的质量责任意识偏低，施工技术水平有限引起的。所以，要想有效解决这一问题，除了要不断的增强施工人员的责任意识以及施工技术水平，加强施工管理之外，还需要采取以下几方面的措施。

首先，针对土石路堤的填筑，要严格按照国家对公路土石实验规程来开展施工作业。即纵向分层施工。逐层填压密实，为土方路堤的填筑提供质量保证。其次，针对土石堤的填筑，要严格按照国家对土石堤填筑的标准开展施工作业。即加强施工现场实际情况的分析，针对性的进行分层分段填筑以及纵向分幅填筑，为填石路堤的填筑质量提供保证。再次，针对填石路堤的填筑，要严格按照国家的相关规定分层填筑、压实、松铺以及填筑，严格按照相关施工步骤与流程进行标准化施工。最后，针对河滩路基的填筑，针对路堤浸水部分，要优先使用渗水性较好的填充量；对边坡高度的修筑要注意缓和[3]。