淺議高寒陰濕地區(qū)路基翻漿成因及處治措施

張巧榮

(甘肅省天水公路局張家川公路段，甘肅 天水 741000)

公路翻漿是我國北方地區(qū)常見的公路病害。路基在冰凍過程中，土中的水分不斷向上移動(dòng)，使路基上部的含水率大大增加，在季節(jié)性冰凍地區(qū)春融期，因地下水位高、土基含水過多、又無法及時(shí)排出，路基土質(zhì)不良等，在反復(fù)行車荷載作用下，路面就出現(xiàn)如裂縫、松散、龜裂、鼓包、車轍、彈簧、冒泥漿等，就會(huì)造成行車顛簸，甚至中斷交通。要處理好翻漿，首先要查找翻漿產(chǎn)生原因，制定科學(xué)合理的處治方案，才能對癥下藥徹底根治翻漿。下面我以S221線涇石公路K191+335～K219+795段公路為例，分析高寒陰濕地區(qū)公路路基翻漿產(chǎn)生原因、處治方法及措施。

1 S221線自然條件

S221線K191+335～K219+795段屬于山嶺重丘區(qū)三級公路，位于張家川縣馬鹿鎮(zhèn)，所處地勢較高，屬溫寒濕潤區(qū)，境內(nèi)平均海拔1 900 m，年平均氣溫6.5 ℃，年均降雨量700 mm以上。降雨主要集中在5～9月，降雪集中在11月至來年2月份，最低氣溫-15 ℃，最大冰凍深度1.49 m。冬季嚴(yán)寒而漫長，夏季較短暫而不炎熱，土質(zhì)為黑色和黃色亞粘土、粉質(zhì)亞粘土、泥巖、局部為強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖，表層有腐植土、地表水、地下水較豐富。該段路基翻漿較多，在春季消融期和秋季出現(xiàn)，尤以春季嚴(yán)重，從4月初到5月下旬為第一次翻漿期，在7～9月雨季為第二次翻漿期。翻漿常見于陡坡路段、急彎處、反向縱坡變坡處。每年翻漿處治工作量很大，養(yǎng)護(hù)成本很高，在養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)有限的情況下成為制約因素。

2 高寒陰濕地區(qū)路基翻漿產(chǎn)生的原因

2.1 氣候因素

張家川縣處于高寒陰濕地區(qū)，冬季比較寒冷，而且冬季的時(shí)間比較長，進(jìn)入初冬后，土壤凍結(jié)的深度還較淺，但是會(huì)隨著水分的流入和深度的降低導(dǎo)致凍結(jié)深度的增加，到了春天溫度升高，凍結(jié)土?xí)_始融化，從而容易導(dǎo)致路基出現(xiàn)翻漿等不良現(xiàn)象。

2.2 不良土質(zhì)因素

S221線K191+335～K219+795段該路段路基大多是在原黑色或黃色粉質(zhì)亞粘土，有些甚至是在表層腐植土上加鋪15～25 cm的水泥穩(wěn)定砂礫或石灰土組成，路基上層土質(zhì)多為粉質(zhì)土，土壤顆粒細(xì)，透水性差，強(qiáng)度較低，土層內(nèi)水分不易排出，易產(chǎn)生翻漿。

2.3 地面水和地下水的因素

S221線K206+500～K208+700段路基填土高度較低，由于一側(cè)邊溝因山體常年滲水，路基外側(cè)水滲入路基，再加上重車荷載反復(fù)碾壓、天氣變化等因素的綜合作用下，路面出現(xiàn)開裂后，隨著裂縫的不斷加劇，雨水就會(huì)沿著路面裂縫下滲，在行車作用下導(dǎo)致基層開裂，最后導(dǎo)致翻漿。

2.4 翻漿處治方法不當(dāng)也是產(chǎn)生翻漿的原因

(1)在路基翻漿處治的過程中，所采用的方法不當(dāng)，路基填筑所采用的材料級配不合理，或者路基填筑的厚度太高或太淺，從而使得處治方法不合理，導(dǎo)致翻漿的出現(xiàn)。(2)在翻漿處治過程中施工不規(guī)范，如路面基層材料配合比控制不嚴(yán)、水泥劑量太小、含水量偏差大、壓實(shí)度不合格、基層養(yǎng)生不足等，都是可能造成公路翻漿的原因。

2.5 路面結(jié)構(gòu)影響

S221線K191+335～K219+795段大多處在季節(jié)性冰凍地區(qū)，路面結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)未考慮防凍要求，大多數(shù)路段利用舊路，原路本身強(qiáng)度不足，鋪筑瀝青路面后車流量迅速增加，翻漿也相應(yīng)增加。主要表現(xiàn)在：一是瀝青面層厚度不足，空隙率較大，該路段未設(shè)置下封層排水設(shè)施，促使雨水下滲，加速了翻漿的形成。二是基層因水泥用量過大或過小而開裂，裂縫向上反射而導(dǎo)致面層開裂，雨水下滲并最終導(dǎo)致翻漿。三是基層集料、細(xì)料過多，含泥量過大，由于其穩(wěn)定性差，遇水后會(huì)軟化，在外力的作用下就會(huì)產(chǎn)生翻漿。

3 高寒陰濕地區(qū)路基翻漿處治措施

3.1 提高路床高度，改善路面結(jié)構(gòu)

當(dāng)路線必須經(jīng)過水文地質(zhì)不良地段時(shí)，就要采取預(yù)防措施，做好地面水及地下水的處理。(1)根據(jù)路段水文及地質(zhì)條件選擇透水性良好的路基填料，提高路床高度，減少地下水的影響，確保路基穩(wěn)定和耐久。(2)對路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，可以采用級配較好的混合料對路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，當(dāng)路基里面的凍冰出現(xiàn)化凍的時(shí)候，可以減少路面沉陷的出現(xiàn)，從而減少路基應(yīng)力的出現(xiàn)，確保路基的穩(wěn)定性。

3.2 路基換填土或碎礫石法施工

因高寒陰濕地區(qū)公路翻漿產(chǎn)生的主要原因是由于粉質(zhì)土在毛細(xì)水、地下水、地表水影響下造成路基強(qiáng)度降低，一般采用“挖換材料法”，采用水穩(wěn)性、凍融性好、強(qiáng)度高的粗粒土換填路基上部；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%。換填時(shí)從下層開始分層填筑，每層嚴(yán)格壓實(shí)，控制平整度。在路面結(jié)構(gòu)層除控制平整度外，還必須做好新舊路面接縫，防止雨水下滲，并控制瀝青混合料拌合溫度、攤鋪及碾壓溫度，在高寒地區(qū)可將油石比提高0.5%～1%。嚴(yán)格控制基層水泥劑量、含水量、壓實(shí)度，做好基層灑水養(yǎng)生。

3.3 降低水位法

深挖邊溝，可以相對降低地下水位，同時(shí)也降低了水的滲透壓力，控制了路基上的含水量，從而減少翻漿的出現(xiàn)。地下水位較高的地段要加大加深邊溝，如K191+335處左側(cè)低路塹邊坡經(jīng)常有水滲出，縱坡較平緩，左側(cè)邊溝經(jīng)常積水，此段路基基本每年翻漿，將路左側(cè)邊溝加深且邊溝外側(cè)加大厚度用片石干砌降水，地表水引到邊溝內(nèi)，降低了水位。此后未再出現(xiàn)翻漿。

3.4 增設(shè)盲溝

S221線K213+000～K216+200段是由于地下水位較高，地處高寒陰濕原始森林區(qū)域，現(xiàn)場采取每隔20 m設(shè)置橫向盲溝，在左、右邊溝下設(shè)置縱向盲溝，讓路基水順利排出路基，有效降低路基地下水位，該段路基穩(wěn)定。同時(shí)，有條件的路段可挖路肩明溝，當(dāng)春天到來，可以在路基翻漿的路肩上每隔幾米挖出深度為40 cm左右的橫向明溝，使得路基水順利的排出。

3.5 完善排水設(shè)施

部分路段邊溝未按路線縱坡加深邊溝，或在縱坡平緩路段橫向排水設(shè)施不足，雨水積聚在邊溝內(nèi)下滲引起路基翻漿，可考慮增設(shè)涵洞排出邊溝積水。對于深路塹土質(zhì)不良地段或土質(zhì)變化大的路段，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)可全斷面開挖在地下水位鋪筑一層60～100 cm厚的級配砂礫或整齊堆碼片石增加路基透水性，將地下水快速排出路外，提高路基強(qiáng)度。同時(shí)，及時(shí)清理邊溝、涵洞的淤積物，使地表水及時(shí)排出路外。及時(shí)修補(bǔ)損壞邊溝，做好邊溝伸縮縫，避免地表水從伸縮縫處下滲到路基。

3.6 在路線縱坡較平緩路段進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

如在K216+400～K219+795段路面較完好的情況下，可在瀝青路面表層加鋪1 cm厚微表處，減小路面結(jié)構(gòu)孔隙。適當(dāng)提高路面橫坡，硬化土路肩或調(diào)整土路肩橫坡，路肩外邊緣標(biāo)高低于路面標(biāo)高，使路面水及時(shí)排出路外。

3.7 嚴(yán)格規(guī)范施工

部分翻漿是由于在施工中沒有嚴(yán)格按照規(guī)范施工造成的，材料的壓實(shí)度和含水量檢測特別重要，只有在填筑材料的最佳含水量范圍按規(guī)范分層進(jìn)行壓實(shí)，才能達(dá)到最佳壓實(shí)效果。因此按規(guī)范施工尤為重要，翻漿處治時(shí)，氣溫較高或天氣晴好的情況下，可以先將坑底晾曬，選擇透水性好的天然砂礫作為回填材料，要求材料要干凈勻稱(粒徑≤15 cm)；分層填筑，厚度不大于20 cm每層，壓路機(jī)碾壓一定要到位，碾壓次數(shù)不少于3遍，對于邊角壓實(shí)不到的，應(yīng)用小型機(jī)具進(jìn)行補(bǔ)壓，要確保碾壓到位，才能保證處治效果。

3.8 建立健全翻漿處治檔案

強(qiáng)化養(yǎng)護(hù)人員責(zé)任心，建立質(zhì)量責(zé)任追究制。在處治過程中明確病害處治位置，找準(zhǔn)翻漿病因，及時(shí)建立翻漿處治檔案及圖文資料，注明翻漿處治路線樁號(hào)、人員姓名，做到“誰處治、誰負(fù)責(zé)”，確?！疤幹我惶帯⒊晒σ惶帯⒏我惶帯?。施工完成后要跟蹤觀察、認(rèn)真分析，總結(jié)處治經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)翻漿處治提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。

4 結(jié)束語

我段近幾年在S221線涇石路K191+335～K216+200段處治翻漿針對不同情況采取了相應(yīng)的處治方法，處治效果非常明顯，翻漿數(shù)量在大幅減少，大大降低了養(yǎng)護(hù)成本，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。綜上所述，在處治翻漿時(shí)必須查明原因，要針對不同的地區(qū)或條件，做好細(xì)致的調(diào)查分析，進(jìn)行綜合分析，根據(jù)翻漿產(chǎn)生的原因，結(jié)合水文、地質(zhì)、氣候具體情況，本著經(jīng)濟(jì)、安全、適用的原則，精心勘察，多方案比選，才能選擇科學(xué)合理有效的處治措施，并且要規(guī)范化施工，通過日常精心養(yǎng)護(hù)來預(yù)防翻漿的發(fā)生。才能節(jié)約養(yǎng)護(hù)成本，取得較好社會(huì)效益，公路養(yǎng)護(hù)管理水平才能不斷得到提高。