路堤填筑试验的粗粒盐渍土路基防治对策探究

2022-11-16李长春

散装水泥 2022年5期

李长春

（中交第二航务工程局有限公司第五工程分公司，湖北武汉 430000）

我国西北内陆的青海、新疆及甘肃等地，气候是非常典型的干旱、半干旱地区，盐渍土分布广泛。该地区建成的公路主要病害有坑槽、翻浆、盐胀、路面起伏等，在很大程度上限制该地的经济发展及行车的舒适度。并且在盐渍土中有可溶盐，会和建筑材料之间发生反应，从而改变材料性质，腐蚀公路构筑物，使得构筑物的正常运营与寿命受到很大影响。在盐渍土地区，公路地质勘察设计的主要挑战就是处治盐渍土病害，以及遴选合适、优质的路基填料。

1 粗粒盐渍土赋存特征

为了了解盐渍土地区公路病害，需要调查西北地区高速公路和国道的路基面，对路基填料进行分段取样，之后测试易溶盐，以分析盐渍土危害路段的情况。在上述工作基础上，应重点总结土体盐分的规律，大部分盐分和土层之间呈现平行条带状分布，其形态主要分为四种：不连续盐分现象、富集盐分块状结晶、毛细蒸发连片及毛细蒸发条带分布晶簇状盐分。另外，因为盐胀变形，改变了盐分的形态，呈现波形分布，这种情况在地表下1～3m处比较明显。有相关研究表明，上覆荷载有着抑制粗粒盐渍土的作用，所以，在设计路基结构时，要设置盐胀抑制层。根据盐胀层优化设计路基结构，能够有效防治粗粒盐渍土路基。

2 路用性能

粗粒土作为路基填料其适用性与含盐量有很大关系，并且对后期维持路基稳定有着很大的影响。

评价路基填料性能的指标主要是回弹模量、无侧限抗压强度及CBR。在砂砾土、角砾土路用性能中含盐量存在临界值，这个临界值与土中细颗粒之间成正比，此外，CBR和平均含盐量之间服从高斯分布，如式（1）、式（2）所示。

在式（1）、式（2）中，D表示平均含盐量。

相比砂砾土，角砾土CBR和平均含盐量之间没有很大的相关性，与细粒含量、土体均匀性有关。增加含盐量会使路基回弹模量下降。另外，填筑路基时，需要在最优含水量的情况下进行。

土样的无侧限抗压强度不受侧向限制时单轴强度破坏最大。土体是非常多见、常用的建筑材料及承载体，需要确定其承载力，所以，在工程建设中，必须考虑土体的抗压强度。

3 盐胀规律与预测模型

根据试验结果，在某个盐渍土地区分别设置2.0%角砾土，含盐1.0%；2.0%砂砾土，含盐1.0%；不含盐砂砾土，以探究不同路基变形规律。路基填料级配见表1。为了分析土工膜抑制路基盐胀变形的情况，还设置了含盐2.0%角砾+土工膜路基、含盐2.0%砂砾+土工膜路基两组试验。经过取土、分层碾压等流程，采取原施工方法填筑七种路基铺设工作，采集数据可借助温度与变形监测设备。

表1 路基填料级配表（%）

通过地层温度的研究表明，其与环境温度变化比较总会出现一定的滞后，并且这种滞后时间会因为地层深度的增加而增加，这种情况与降温、升温过程没有关系。地层温度年变化为周期正弦曲线，如式（3）所示。

式（3）中不同深度各参数拟合系数见表2。

表2 不同深度各参数拟合系数

4 路基加筋防治效果

可根据粗粒土盐胀层和盐胀变形机理优化设计路基结构，土工膜铺设能够有效限制路基变形。在清楚盐胀层的情况下，为防止地表水和地下水渗入，需要合理设置土工膜进行隔断，以有效控制路基水分，使其处于一个干燥的状态，不会发生次生盐渍化侵袭的情况，从而有效治理路基盐胀。

虽然路基不管设不设置土工膜都会因为温度变化而发生变形，但是，设置土工膜的路基对温度变化的敏感度变小，由此能够得出，在温度变化时，设置土工膜能够减少变形。土工膜有着保温、减水的效果，土体温度因保温效果变化非常小，导致土中很难发生硫酸盐形成芒硝晶体的情况，从而抑制路基隆起。其减水效果能够阻断自由水进入土体，当土体中的水分减少时，硫酸盐形成不了芒硝晶体，并且因土体缺水也会抑制冻胀发生。综上所述，在盐渍土路基防治过程中应用加筋法效果比较明显。