大中修公路路基翻浆原因分析及处治措施

郝丽坤

（赞皇县交通运输局，河北 石家庄 051230）

1 工程概况

某公路工程位于我国北方城市，在多种因素的作用下，现阶段该公路路基已出现翻浆问题，若不能及时处理，会严重影响该公路的行车安全。针对此情况，经多方研究决定对该工程采取大修施工，要求施工单位公路大修施工前调查路基翻浆的原因。大修施工中不仅要处理好翻浆病害，同时要做好路基翻浆病害的预防措施，基于此，本文对该工程路基翻浆原因及处治措施进行探讨。

2 路基翻浆原因分析及处治措施

2.1 翻浆形成过程

（1）公路路基翻浆病害多发生于我国寒冷的北方地区，其主要表现形式为在公路表面出现不均匀的鼓包、龟裂、潮湿斑点等现象，当车辆碾压此区域时，公路表面就会发生压缩现象，甚至会造成路基产生翻浆问题。同时，长期荷载的作用最终还会导致路基丧失承载力，原因在于冬季来临时，北方温度较低，此时由于路面的导热系数远大于路肩，路面下方的土体会率先出现冻结现象，然后路肩及边坡下未冻结的土都向已冻结土中汇集，从而在路面下方形成聚冰层[1]。

（2）当春季来临，外界环境温度升高，由于路面的导热性强，路面下的冻土会先发生融化，并逐渐形成凹槽，经融化后的水分聚集于凹槽中难以排出，导致路基顶面始终处于潮湿的状态。同时当冻土融化至聚冰层后，路基的湿度会进一步增加，甚至超过路基土的液限，最终导致路基的强度降低，当路面存在车辆经过时，路基难以承载公路的行车荷载就会造成路基土向外发生翻浆现象。

2.2 路基翻浆的原因

2.2.1 土质因素

（1）路基发生翻浆问题与路基底层的土质有直接关系，经过对本工程路基底层土质的调查发现，其路基底层土质主要为粉土与黏土，其中粉土具有颗粒直径小、密度大、毛细作用强的特点，当路基地下水位升高时粉土中的毛细水会大量增加，同时毛细水的流动速度也会逐渐增加，从而逐渐形成聚流并导致路基地下水位升高，如路基遭受地下水的侵蚀，就会降低路基的强度，增加路基发生翻浆问题的可能性[2]。

（2）与粉土相比，黏土的毛细作用强度较小，当地下水位升高时黏性土毛细水的上升速度较慢，导致路基发生翻浆的可能性较低，但当路基地下水长期处于高水位的状态下，黏性土中的毛细水含量会逐渐累积，一旦超过临界值就会导致路基发生翻浆病害。此外，路基底层除粉土与黏性土外，还存在部分腐殖土，而腐殖土的黏性、强度低，当地下水位升高时，腐殖土中的水分聚集程度较高，也会造成路基出现翻浆问题。

2.2.2 水分因素

路基翻浆现象的主要原因是水。本工程路面存在很多轻微的裂缝、坑槽等问题。当遭遇下雨天气时，路面残留的积水就会顺着路面裂缝进入路面结构中，同时逐渐侵蚀路基结构，经过长期积水的侵蚀，公路路基土的密度、强度均会发生变化，当路基遭遇冬季冻结春季消解的情况时，就可能造成路基出现翻浆问题。此外，公路范围内如果存在河流，或者公路路肩区域内存在高水位时，其周围的水分也会通过迁移聚集的方式逐渐向路基结构中渗透，最终诱发路基翻浆问题[3]。

2.2.3气候因素

公路工程长期处于外界环境中，北方一年四季气候变化差异较大，比如冬季外界的气温普遍在0℃以下，夏季外界的气温普遍在20℃以上，而路基中的水分在0℃以下会发生结冰现象，在0℃以上会消解。因此，在如此大的温度差异气候下，公路路基会出现冬季冻结，夏季出现消解的现象，可能引发路基翻浆病害。此外，北方夏季和秋季的降雨较为频繁，路面的积水如果不能及时排除，积水会造成路基结构遭受破坏，最终也会增加路基发生翻浆问题的可能性。

2.2.4 其他因素

除上述的土质、水分、气候等因素外，导致工程路基发生翻浆问题的原因还有很多。首先，公路结构设计时，如设计单位没能合理结合工程所在地的地形、水文情况出具设计方案，则公路的结构就会遭受影响，从而增加路基翻浆的可能；其次，在公路施工过程中，若出现路基的排水系统不完善、路基强度不足、路基压实度等质量问题，也会导致路基无法有效抵御外界环境的侵蚀，从而引发路基翻浆现象[4]；最后，在公路运营过程中，若不能合理控制公路的行车荷载，导致公路经常出现超载、超速的问题，则路基会因无法承受过大的交通压力，从而出现病害问题，最终引发翻浆现象。

2.3 路基翻浆处治措施

2.3.1 深挖换填

（1）本工程路基公路大修时，要根据路基翻浆病害的情况采取针对性的处理措施，其中针对路基翻浆深度在1m以内的区域，施工单位可采取深挖换填的处理方法，对路基翻浆段开挖时，开挖深度不大于50cm，且开挖面积在20㎡以内的均采用铲车直接铲除，铲车无法施工的区域由人工清理干净，当病害区域开挖后选择温度较高的天气，对坑底进行晾晒，经晾晒后的坑底再利用碾压机碾压4遍及以上，碾压过程中边角位置需碾压到位，碾压密实后利用检测合格的填料回填至原路基高度。

（2）针对路基翻浆段开挖深度不小于1m，或开挖面积在20㎡以上的区域，施工单位可采用挖掘机开挖，当开挖至坑底后在场地周围布设施工便道，然后安排大型的碾压机械入场，对坑底进行振动碾压，碾压遍数不得少于6遍，碾压结束后再使用合格的填料分层回填至原路基高度，每层的填筑高度控制在20～30cm，且每层完成后均要利用碾压机碾压4遍及以上，回填至原路基顶面后及时检测路基的修补效果[5]。

2.3.2 掺加石灰处理

路基翻浆的深度大于1m时，施工单位可以采用掺加石灰的方式处理，石灰的掺入量根据工程实际翻浆情况确定，一般宜控制在6%～8%，施工时先采用机械将翻浆路基表面刮平，并在路基表面根据石灰的掺入量划线、放样，然后依据放样的位置、石灰用量进行布灰，待布灰均匀后再采用拌和机械将石灰与路基土充分拌和，拌和时其拌和深度控制在下层路基1～2cm即可，最后经拌和后的路基需要养护一段时间，直至路基强度达到设计要求[6]。

2.4 路基翻浆预防措施

2.4.1 做好路基设计

本次路基翻浆大修施工中，为避免公路后续施工中再度出现翻浆问题，施工单位需要做好路基翻浆病害的预防工作。首先，在设计工程路基大修施工方案时，施工单位要充分考虑路基现阶段的翻浆现象，然后制定详细的处理方法、工艺流程，同时设计合理的换填材料，以保证路基的强度；其次，施工单位应结合工程所在地的气候条件、水文情况等制定路基翻浆的预防对策；最后，要合理设计工程路基的防排水系统，同时制定详细的养护计划，以避免公路路基运营中遭受地下水或其他因素的影响。

2.4.2 增加路基高度

根据路基热稳定的原理，公路路基高度越大，则路基上方向路基传递热量过程中热阻越大，路基本身的储热能力也越强。因此，适当增加路基的高度有利于路基的热稳定，从而避免路基出现冻土问题。依据此原理，本工程路基大修施工中施工单位可以适当增加路基的高度，以减少路基冻融问题的发生。此外，除增加路基高度外，设置一定高度和宽度的护坡，也可以增加路基侧向散热的效果，但路基护坡道的修筑宽度不宜小于3m，高度宜控制在0.8～1.5m，坡度应保持在1∶2.5～1∶3.0[7]。

2.4.3 完善路基排水

路基常年会遭受地下水位的侵扰，如路基底层没有完善的路基排水系统，势必会造成路基翻浆问题的发生。为有效预防此类问题的发生，在本次路基大修施工中，施工单位要完善路基的排水系统，根据调查本工程路基地下排水可采用盲沟的方式，铺筑的材料可以选择传统的片石或者土工合成材料，设置纵向盲沟时，其深度宜控制在100～150cm，宽度控制在40～60cm，盲沟底部设置C15的混凝土垫层，盲沟出口处需采用长度不小于60cm的浆砌片石外包砌体，同时采用干砌片石封口，当纵向盲沟长度设置超过50cm时，要在适宜的位置设置横向盲沟，用于及时将地下水排出，横向盲沟的深度、宽度与纵向盲沟一致，其横向盲沟本身全部采用土工膜包裹。

2.4.4 更换路基填土

本工程路基大修施工中，为预防未发生病害的位置再度出现翻浆现象，施工单位可以对路基土体进行检测，若经检测路基土的质量不能满足公路的正常使用需求，则可以将不符合标准的路基土换填，以达到预防路基翻浆的目的。结合工程实际情况，本次路基土换填施工时可以选择优质的砂土，与原路基土相比砂土的含水量更低且强度更高，能有效避免地下水的侵蚀，在换填过程中无需全部换填，换填深度在50cm左右即可，换填时按照上述路基翻浆区域的换填方式填筑、碾压即可[8]。

2.4.4 铺设隔离层

（1）路基结构的强度越大、防水、防冻性能越强，则路基发生翻浆病害的可能性就越低。因此，为保证路基结构的强度及其性能，在本次路基大修施工中，施工单位可以在路基顶面0.5～0.8m的位置设置隔离层，通过隔离层以阻断地下水的上升，增加路基结构的防水、防冻性能，常用的隔离层根据材料可以分为2类，分别为透水性隔离层和不透水性隔离层，其中透水性隔离层主要采用碎石、粗砂砾或炉渣材料，其铺设的厚度一般在10～20cm，隔离层上方设置有1～2cm厚的防淤层，其主要材料为草皮、泥炭等。

（2）不透水性隔离层主要采用含有沥青的砂性土，砂料中沥青的含量约为6%～8%，铺设的厚度宜控制在2.5～3.0cm，待隔离层铺设后其表面需铺设2～3层的塑料薄膜、油毡或复合土工膜。不同类型的隔离层其作用存在差异，前者主要用于隔断毛细水，后者则适用于地面排水困难的区域，施工单位可以根据工程的情况具体选择，无论哪种隔离层施工后均应高出地面20cm，且在路基两侧设置有3%～4%的横坡[9]。

2.4.5 加强后期养护

公路路基大修施工完成后，为有效避免路基翻浆问题的再度发生，施工单位还要做好路基的养护工作，针对路基的养护施工单位应安排专人定期对公路情况进行检查，每次检查的区域、面积、时间均要详细记录，如检查过程中发现公路存在裂缝、车辙等病害问题，养护人员需第一时间上报，然后制定详细的方案进行处理，以避免裂缝病害进一步扩展，最终引发路基翻浆的现象；其次在冬季、雨季来临前，施工单位应增加养护检查的次数，同时保证公路的排水性能，从而保证路基结构内部的干燥，避免因存在积水而发生冻胀问题，最后施工单位要做好公路车辆荷载的控制，避免超载、超速车辆通行。

3 结语

由于公路工程长期暴露在自然环境中，在外界多种因素及公路行车荷载的作用下，极易导致路基发生翻浆病害，并威胁公路的施工安全。因此，为有效地解决此问题，当公路发生路基翻浆病害后，施工单位应结合病害情况针对性地采取处理措施，同时在路基大修施工中要做好路基翻浆病害的预防措施，大修结束后还应加强对路基的日常养护，以避免路基翻浆病害的再次发生，保证公路的行车安全。