柴—阿林區(qū)三級旅游公路路基施工中翻漿的治理

【摘要】本文通過對柴河阿爾山林區(qū)三級旅游公路路基施工中翻漿產(chǎn)生影響的主要因素和防治措施的分析，提出了提高路基工程質(zhì)量的方法及技術(shù)措施，對有效地提高路基工程質(zhì)量，增強(qiáng)社會和經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】路基；翻漿；治理

【中圖分類號】U416.1 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672—5158（2012）08—0158-02

柴——阿林區(qū)三級旅游公路所經(jīng)地帶屬大興安嶺東南和西側(cè)火山、熔巖地貌（即典型的中山山地地貌），火山巖巖性主要為堿性橄欖玄武巖。其地理結(jié)構(gòu)獨(dú)特，既有土質(zhì)肥沃的新第四紀(jì)產(chǎn)物，又有原始火山噴發(fā)后的流紋巖和花崗巖。該地帶地形特點(diǎn)是山脊緩和，山頂多石質(zhì)裸露，坡面較為平緩，坡面較短，坡谷大多平坦而寬闊，以花崗巖為主，地下礦藏有石灰石、大理石分布。

該地區(qū)橫跨大興安嶺西南山麓，屬于寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，全年氣溫較低，年平均溫度為-3.1℃，無霜期短，僅90天左右，極端最低氣溫為-45.7℃。另外，該地區(qū)春秋相連約持續(xù)138天。春季氣溫回升較快，溫度日較差大；9月中旬，溫度明顯下降，降水明顯減少，早晚溫差大，秋霜隨之出現(xiàn)。

該地區(qū)表層大部分為腐質(zhì)中液限粘土，由于其含水量偏高，天然含水量一般為25%-33%之間，土層較厚，不易清除，又地處東北高寒地區(qū)，凍深較大。受經(jīng)濟(jì)條件限制，原柴——阿林區(qū)三級旅游公路設(shè)計(jì)中路基填土高度普遍較低，整個(gè)路基大部分暴露在永凍層之上，受氣溫影響，翻漿是該公路的一個(gè)重大質(zhì)量隱患。在施工過程中如何貫徹以防為主、防治結(jié)合的原則，減輕和避免翻漿，提高路基穩(wěn)定性是施工單位的首要課題。

1.路基翻漿的過程及影響因素

季節(jié)凍土區(qū)春季的路基翻漿是淺層翻漿，就是指路面下的高含水量墊層材料——泥漿，在行車荷載作用下被從路面擠出的一種現(xiàn)象，是公路病害的—個(gè)主要表現(xiàn)形式。翻漿發(fā)生的過程是：秋季（聚水）——冬季（凍結(jié)）——春融（含水量增加）——強(qiáng)度降低行車荷載翻漿。柴——阿林區(qū)三級旅游公路正是地處內(nèi)蒙古大興安嶺高寒地區(qū)，且該地區(qū)表層大部分為腐質(zhì)中液限粘土，因而路基翻漿路段較多、較嚴(yán)重，尤以2標(biāo)段的路基甚之（大面積翻漿）。路基翻漿是多種因素綜合作用的結(jié)果，土質(zhì)、水、溫度、路面與行車荷載是影響路基翻漿的主要因素，同時(shí)還包括工程措施方面的原因。

1.1 土質(zhì)不同土質(zhì)具有不同的凍脹性。粉性土具有最強(qiáng)的凍脹性，最容易形成路基翻漿。毛細(xì)水在粉性土中上升較高且快，在0℃以下時(shí)水分易于遷移，如水源供給充足可形成特別嚴(yán)重的凍脹，在春融時(shí)承載能力急劇下降易于形成路基翻漿。黏性土的毛細(xì)水上升雖高，但速度慢，只在水源供給充足且凍結(jié)速度緩慢的情況下，才能形成較嚴(yán)重的路基翻漿。當(dāng)粉性土和黏性土含有較多腐殖質(zhì)和易溶鹽時(shí)，則路基更易形成翻漿。一般情況下粗粒土不易引起路基翻漿，因其毛細(xì)水上升高度小、聚冰少，且在飽水情況下也能保持一定的強(qiáng)度；但當(dāng)粗粒土中粉黏粒含量超過一定量以后，凍脹性明顯增加，也能形成路基翻漿。

如柴——阿林區(qū)三級旅游公路所處地區(qū)表層大部分為腐質(zhì)中液限粘土，天然含水量一般為25%-33%之間，且土層較厚。

1.2 溫度溫度是路基翻漿產(chǎn)生的原因之一。一定的凍結(jié)深度和冷量是形成翻漿的重要條件。在同樣的凍結(jié)深度和冷量的條件下，冬季負(fù)溫作用的特點(diǎn)和化凍速度的快、慢對形成路基翻漿的影響也很大。例如，在初凍時(shí)氣溫較高或冷暖交替變化，溫度在0℃-5℃之間停留時(shí)間較長，凍結(jié)線長時(shí)間停留在土基上部，就會使大量水分聚流到距路面很近的地方，很容易發(fā)生路基翻漿現(xiàn)象。反之，冬季一開始就很冷，凍結(jié)線下降很快，水分來不及向上遷移，土基上部聚冰少，就不易出現(xiàn)路基翻漿現(xiàn)象。此外，春融期間的氣溫變化及化凍速度對路基翻漿也有影響。如春季開始化凍時(shí)，天氣驟暖，土基急劇融化，則會加重路基翻漿。

柴——阿林區(qū)三級旅游公路所處地區(qū)降水變化率相對穩(wěn)定，表現(xiàn)為春秋季大，夏冬季小，其溫度冬夏寒署相差懸殊，年平均溫度為-3.1℃。柴——阿林區(qū)三級旅游公路是在2007年9月末開工建設(shè)的，當(dāng)年施工一直持續(xù)到11月份，當(dāng)時(shí)氣溫最低已達(dá)-20℃。

1.3 水分路基水分條件是引起路基翻漿的決定性因素。路基翻漿過程實(shí)質(zhì)上就是水在路基中遷移、變化的過程。路基附近的地表積水及淺的地下水，能提供充足的水源，是形成翻漿的重要條件。加之秋雨過多，會使路基土的含水量增加，地下水位升高，從而形成路基翻漿現(xiàn)象。當(dāng)路基土中含水量超過起始凍脹含水量時(shí)，路面便會有不均勻凍脹發(fā)生，特別是當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，由于地下水位的補(bǔ)給將使路基產(chǎn)生更大的不均勻凍脹。路基土凍結(jié)后，由于水分遷移和聚冰作用，使土體含水量顯著增大，春季融化時(shí)往往處于飽和狀態(tài)，這時(shí)土顆粒間水膜厚度增大，土顆粒間的摩阻力消失，土壤的強(qiáng)度指標(biāo)顯著降低，造成道路翻漿。

柴——阿林區(qū)三級旅游公路所處地區(qū)近年秋季雨水充足，而個(gè)別標(biāo)段在施工過程中甚至未挖邊溝或排水溝。

1.4 行車荷載行車荷載是產(chǎn)生路基翻漿的外在因素。路基翻漿是通過行車荷載的作用形成暴露出來的。雖然路基有聚冰、有凍脹，春融時(shí)含水過多，但無行車荷載作用，是不可能產(chǎn)生翻漿的。因此，當(dāng)其他條件相同時(shí)，在翻漿季節(jié)，交通量愈大，車輛愈重，則翻漿也會愈多、愈嚴(yán)重。

柴——阿林區(qū)三級旅游公路正是在翻漿季節(jié)用重車（載重30T以上）搶運(yùn)了砼路面用的水泥。

2.防治原則和治理措施

2.1 防治翻漿的基本原則

2.1.1 調(diào)節(jié)路基水溫狀況，防止地面水、地下水或其他水分在凍結(jié)前或凍結(jié)過程中進(jìn)入路基上部。例如，在路基中設(shè)置隔離層、隔溫層，做好路基排水，提高路基等。

2.1.2 如有水分聚集在路基上部，則應(yīng)在化凍時(shí)期將聚冰層中的水分及時(shí)排除或暫時(shí)蓄積在滲水性與水穩(wěn)性良好的路面結(jié)構(gòu)層中。例如，設(shè)置排水或蓄水砂（礫）墊層等。

2.1.3 改善土基，加強(qiáng)路面。例如，路基換土或采用加固土，路面采用石灰土、煤渣石灰土等結(jié)構(gòu)層。

2.1.4 在有些情況下，用—種處理措施，往往不能收到預(yù)期效果或不夠經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可采用兩種或兩種以上綜合措施。

2.2 治理翻漿的措施

2.2.1 做好路基排水，提高路基。良好的路基排水可防止地面水或地下水侵入路基，使土基保持干燥，減少凍結(jié)過程中水分聚流的來源。提高路基填土高度，可增大路基邊緣至地下水或地面水水位間的距離，從而減小凍結(jié)過程中水分向路基上部遷移的數(shù)量，使凍脹減弱，使翻漿的程度和可能性變小。柴——阿林區(qū)三級旅游公路為此重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)（抬高設(shè)計(jì)線），使路基上部土層遠(yuǎn)離地下或地表水面。路基加高的數(shù)值，都是根據(jù)當(dāng)?shù)貎鐾辽疃龋坊临|(zhì)和水文情況，以及路基最小填土高度或臨界高度的方法來確定的（一般不小于1.5m），一般都能保證路基處于干燥狀態(tài)。

2.2.2 降低地下水位。為了不讓地下水大量上升到路基上部土層，各標(biāo)段都設(shè)法降低了地下水，常用的是以下兩種方法：

（1）設(shè)置滲溝當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，就在邊溝底下設(shè)置排水滲溝，來降低地下水位。

（2）路肩橫溝為排除春融期路基中的自由水，達(dá)到疏干路基上部土體的目的，就在路兩旁交錯(cuò)開挖路肩橫溝，橫溝可設(shè)為人字形，縱向間距一般為5～6m，溝深20-40cm，寬30-40cm，均用碎礫石等透水性材料來填充，溝底一般均做成4%至5%的坡度，溝的外口應(yīng)高出邊溝溝底。路面坑凹嚴(yán)重的地段，除橫溝外，還應(yīng)順路邊緣加修縱向小盲溝，溝深應(yīng)至路面底層以下。

2.2.3 選擇路基填料。選擇路基填料是有效減少路基翻漿的一條重要途徑。該地區(qū)富有大量的碎石土和砂礫資源，充分利用這些資源不僅可以降低工程費(fèi)用，而且由于碎石土和砂礫本身的性質(zhì)，可以提高土基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，并有效地減少路基翻漿的危害。

2.2.4 改善路面結(jié)構(gòu)層。主要提高路面的強(qiáng)度與剛度，擴(kuò)大其承載能力。如在路面底層鋪設(shè)砂礫墊層（大于30cm）。砂礫墊層采用當(dāng)?shù)刎S富的砂礫、粗砂或中砂鋪成，具有較大的空隙，能隔斷毛細(xì)管水的上升；化凍時(shí)能蓄水，排水；凍融過程中體積變化小，可減小路面的凍脹和沉陷；具有一定的強(qiáng)度，能將荷載進(jìn)一步擴(kuò)散，從面減小路基的應(yīng)力和應(yīng)變。

2.2.5 換填土法把翻漿路段上的稀泥挖除，填以水穩(wěn)性、凍融性好、強(qiáng)度高的粗粒土（如當(dāng)?shù)刎S富的碎石土、砂礫等），或在下面填一層水穩(wěn)性較好的干土，再鋪上粒料（如碎石）。換填選料原則，凍脹時(shí)路面不致產(chǎn)生有害變形，凍融時(shí)路床承載力不致下降，換填厚度應(yīng)控制在最大凍深的70%～100%。如該公路2標(biāo)段，在土質(zhì)挖方路基，均換填了不少于60cm厚的砂礫，在石質(zhì)挖方路基，均設(shè)置了30cm的砂礫墊層，橫向排水不暢路段還加設(shè)了盲溝。

總之，筆者認(rèn)為上述是一些技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的治理路基翻漿的施工方法，對今后改善路基狀況作用顯著，有推廣應(yīng)用價(jià)值，故寫出供同行參考。

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