道路翻漿的原因與防治策略研究

魏迎賓

[摘 要] 由于雨水侵入而造成的基層翻漿，隨著時間的推移，瀝青路面會出現(xiàn)坑洞、網(wǎng)裂、沉陷等一系列損壞現(xiàn)象，同時會加劇水的侵入，最終導(dǎo)致路面行車舒適性和安全性降低、養(yǎng)護(hù)成本增加、路面使用壽命縮短。

[關(guān)鍵詞] 道路翻漿；道路養(yǎng)護(hù)；道路安全

[DOI] 10.13939/j.cnki.zgsc.2016.28.099

1 翻漿發(fā)生的機(jī)理

翻漿的過程，主要發(fā)生在季節(jié)性冰凍地區(qū)，集中在夏秋之交或秋季。由于降水下滲使地下水位升高，進(jìn)入冬季，當(dāng)路基表面開始結(jié)冰時，土孔隙內(nèi)的自由水首先開始結(jié)凍，形成冰晶體，當(dāng)溫度繼續(xù)下降時，與冰晶體接觸的弱結(jié)合水被吸引至冰晶體上凍結(jié)，于是與冰晶體接觸處土粒上的水膜變薄，由于水分子的吸引作用，路基下溫度高處的水分不斷向上移動，當(dāng)水源供給充足時，發(fā)生連續(xù)移動，就使路基上大量聚冰，形成聚冰層，如果聚冰層過厚，路基中水分凍結(jié)后體積膨脹，如超過孔隙所能容納的數(shù)量，就要引起路基冰脹，嚴(yán)重時造成路面隆起開裂。春季氣溫回升，路面結(jié)構(gòu)層及路基開始化凍，由于路面結(jié)構(gòu)層的吸熱和導(dǎo)溫性較強(qiáng)，使結(jié)構(gòu)層本身及路基上面的土層融化，因而冰凍層上融化水分不能向下或兩側(cè)排出，使路基上部處于過濕狀態(tài)，當(dāng)溫度繼續(xù)升高，融化至聚冰層時，路基溫度更大，有時甚至超過液限，這樣路基化凍過程中的強(qiáng)度顯著降低，以致喪失承重能力，在行車作用下發(fā)生鼓包、開裂、冒漿等狀況，路面大量破壞，形成翻漿。

2 影響翻漿發(fā)生的因素

2.1 土質(zhì)

粉性土易發(fā)生翻漿，這種土的毛細(xì)水上升較高且快，在負(fù)溫作用下水分聚流嚴(yán)重，土體強(qiáng)度下降快，失去穩(wěn)定性；黏性土毛細(xì)水上升雖快，但速度慢，只有水源充足情況下，才能形成翻漿；砂性土在一般情況下不會發(fā)生翻漿。

2.2 溫度一定的凍結(jié)深度和冷量是形成翻漿的重要條件。初冬溫度較暖，且冷暖交替出現(xiàn)，溫度為0～5℃時停留時間較長，凍結(jié)線長期停留在路面下較淺處。大量的水分聚流到離路面很近的地方，容易發(fā)生翻漿現(xiàn)象。反之，如果冬季一開始就很冷，凍結(jié)線很快下降到距離路面較深的地方，土基上部聚冰少就不易出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象。春季化凍快，天氣驟暖，土基急速融化會加重翻漿的程度。

2.3 水分

翻漿過程就是水分在土基中轉(zhuǎn)移、變化的過程。地勢低洼路基附近的地表水及淺的地下水能提供充足的水源。加之若雨水過多，土基含量加大，地下水位增高，所以會形成翻漿現(xiàn)象。

2.4 路面結(jié)構(gòu)

翻漿現(xiàn)象和路面結(jié)構(gòu)是有緊密關(guān)系的。路面結(jié)構(gòu)對翻漿有一定的影響。如果在比較潮濕的土基上鋪筑黑色路面，因該路面結(jié)構(gòu)透氣性差，路基中的水分不能通暢地從表面蒸發(fā)出來，使路基強(qiáng)度降低，在行車荷載的作用下就會出現(xiàn)嚴(yán)重的翻漿現(xiàn)象。

2.5 行車荷載

道路的翻漿現(xiàn)象是通過行車荷裁的作用暴露出來的，當(dāng)其他條件相同時在翻漿季節(jié)和翻漿路段上交通量越大、車輛越重，翻漿也會越多、越嚴(yán)重。

3 路面翻漿防治措施

3.1 做好路基排水，適當(dāng)提高路基高度

在取土方便的路段，宜用透水性良好的土填筑路基，這樣可以增大路基邊緣至地下水或地面水位間的距離，保持路基上部土層的干燥，防止在凍結(jié)過程中路基因水分聚冰而失穩(wěn)，適當(dāng)加高路基是一種比較經(jīng)濟(jì)易行的常見措施。

3.2 增加路基填土高度

在路基設(shè)計時，應(yīng)使其滿足一定的填土高度，使其保持在干燥或中濕狀態(tài)，當(dāng)路基填土高度較低，地下水位較高時，凍結(jié)過程中水分的供給就越充分，遷移的水量就越多，這樣引起道路翻漿的可能性就越大，因此提高路基的填土高度是一種簡便易行的措施，同時路基填土高度提高，水分向路基表面遷移的距離就顯著增長，大部分水在遷移到路基表面之前就能凍結(jié)，這樣也可以大大減少路基表面的聚冰層厚度，從而減少其融化后的含水量，降低道路翻漿的程度。

3.3 鋪設(shè)隔離層

可以在路基一定深度范圍內(nèi)鋪設(shè)透水型或不透水型的隔離層，透水型的隔離層常用的材料有碎石、礫石、粗砂、無紡布等材料；而非透水隔離層目前常用的材料有瀝青土、瀝青材料，以及一些塑料薄膜等，兩者的目的都是隔斷毛細(xì)管水上升進(jìn)入路基上部，以保持路基上部始終處于干燥狀態(tài)，防止道路翻漿的發(fā)生。

3.4 更換路面結(jié)構(gòu)層

路面結(jié)構(gòu)層的種類對道路的翻漿也存在較大影響，在容易引起翻漿的道路地段，其墊層可以用砂礫、粗砂或中砂鋪成砂礫墊層，具有較大的空隙，能隔斷毛細(xì)管水的上升，化凍時不僅能夠蓄水，也可以作為排水通道進(jìn)行排水，減少路基的積水。不僅如此，砂礫墊層在凍融過程中體積變化小，可減小路面的凍脹和沉陷，而且砂礫墊層具有一定的強(qiáng)度，可以作為應(yīng)力擴(kuò)散層，能夠?qū)⒙访鎮(zhèn)鱽淼暮奢d進(jìn)一步擴(kuò)散，從而減小路基的應(yīng)力和應(yīng)變，減少路面荷載對道路路基的損害。

3.5 添加化學(xué)外加劑來處理道路翻漿

通常在處置道路翻漿的過程中，可以采用化學(xué)固化劑進(jìn)行處理，向土中添加一些化學(xué)固化材料，用來吸收土中的水，由于膠結(jié)作用使土顆粒緊密膠結(jié)在一起，形成具有一定強(qiáng)度且致密性的混合土體，降低道路翻漿發(fā)生的可能性，常用的固化劑有水泥、石灰等，隨著高分子化學(xué)的發(fā)展，各種復(fù)合材料、混合材料、化合材料、聚合物材料等新材料也陸續(xù)應(yīng)用到土工工程中，這給土體加固提供了極好的發(fā)展前景。

3.6 優(yōu)化路線設(shè)計

在施工前期路線的選線過程中，應(yīng)調(diào)查路線沿線的地質(zhì)、水文及氣候等情況，盡量避免翻漿等地質(zhì)不良的路段。并且路線走向應(yīng)盡量與當(dāng)?shù)囟局鲗?dǎo)風(fēng)向平行，防止降雪和風(fēng)吹雪在路基兩側(cè)堆積。此外，還可設(shè)置緩邊坡的流線型斷面來防止翻漿的發(fā)生。

4 道路日常養(yǎng)護(hù)

4.1 秋季養(yǎng)護(hù)

秋季養(yǎng)護(hù)的主要工作是排水，盡量防止水分進(jìn)入路基。路面經(jīng)常處于潮濕狀態(tài)，使路基發(fā)軟開始翻漿，應(yīng)及時在路肩上開挖橫溝，排除表面積水，溝寬30～40cm，間距5m左右，溝深至路面基層以下，高于邊溝底。路面坑洼嚴(yán)重地段，除設(shè)置橫溝外，還應(yīng)順路面邊緣修縱向小盲溝或滲水井。

4.2 冬季養(yǎng)護(hù)

冬季養(yǎng)護(hù)的主要工作是防雪、除雪和防冰。

防雪：在積雪輕微或較多的路段，可以采用不同材質(zhì)柵欄臨時性防雪；在積雪較嚴(yán)重地段，還可設(shè)置防雪棚、溜雪槽、防雪走廊等。

防冰：采取的最簡單的臨時辦法是在冰面上撒雪，較好的辦法是在結(jié)冰的路上撒鋪一層砂、爐渣、礦渣、小礫石或碎石、石屑等。

4.3 春季養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)的主要工作是搶防。一是在交通量較小、重車通過不多的公路上，可用木料、樹枝等維持通車，翻漿停止，路基漸趨穩(wěn)定后，應(yīng)及時拆除柴排，恢復(fù)路基原狀。二是在翻漿嚴(yán)重路段，應(yīng)控制重型車輛通過或令車輛繞道行駛。

4.4 夏季養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)主要工作是修復(fù)翻漿破壞的路基、路面，采取根治翻漿的措施。一是挖換土壤，換填砂性土或碎（礫）石，分層壓實(shí)鋪設(shè)路面。二是排除路表積水，及時修補(bǔ)路面溝槽和路肩坑洼使其平整。三是換鋪粒料。四是設(shè)置砂樁，可在行車道部位開挖圓形或矩形的滲水井，將井內(nèi)的水掏出并加深，當(dāng)滲水停止后，即填入粗砂或碎（礫）石，以形成砂樁。

5 結(jié) 論

道路翻漿是高速公路的主要病害之一，發(fā)生頻率相當(dāng)大，對道路質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。一旦發(fā)生翻漿現(xiàn)象，將會給道路帶來嚴(yán)重的損害，甚至帶來行車安全問題。在具體工作中，要因地制宜，針對不同的地區(qū)或條件，根據(jù)翻漿產(chǎn)生的原因，選擇適當(dāng)?shù)奶幹未胧瑥脑搭^上杜絕翻漿現(xiàn)象的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

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