公路工程路基翻漿原因及處治對策

侯佩佩 濟(jì)源市公路工程有限公司

據(jù)大量實(shí)踐證明，盡管在公路技術(shù)方案論證期間和工程建設(shè)中，均采用了較為嚴(yán)格的工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但由于路基的主要組成材料為天然巖土材料，具有多樣性、松散性、分層差異性等特點(diǎn)。在投入使用后，公路受行車荷載和自然因素的長期影響，局部路段極易產(chǎn)生大量病害問題，其中路基翻漿較為常見。在地下水或地表降水浸濕軟化作用下，路基土體強(qiáng)度迅速降低，在汽車重載碾壓下，將迅速液化形成泥漿，進(jìn)而導(dǎo)致路基翻漿冒泥。一旦出現(xiàn)此類病害，嚴(yán)重時將會造成路基不均勻沉降，對汽車安全行駛影響較大。為此，必須重視路基翻漿問題，采取切實(shí)可行的翻漿冒泥材料和施工工藝，才能有效提升路基的穩(wěn)定性，才能保證道路行車安全。

一、公路工程路基翻漿原因

公路通車運(yùn)營后，在行車荷載和雨水、溫度變化等因素的影響下，路基含水率會有所增長，進(jìn)而降低公路整體強(qiáng)度。加上汽車荷載的反復(fù)作用，路基路面變形問題嚴(yán)重，甚至?xí)霈F(xiàn)坑槽、翻漿、沉陷等病害。其中路基翻漿危害較大，極易造成路基失穩(wěn)、不均勻沉降，安全隱患較大。何為路基翻漿？路基翻漿是指冰凍春融期間，由于地下水位較高，排水措施不到位，或土質(zhì)不良，或含水率太高等原因，都會導(dǎo)致路基濕軟，強(qiáng)度大幅降低。加上行車荷載長期作用，路基極易產(chǎn)生裂縫、冒漿等翻漿病害。

1.底基層方面。土質(zhì)狀況是產(chǎn)生路基翻漿病害的前提條件。據(jù)大量研究表明，路基發(fā)生翻漿的土質(zhì)中往往含有易軟化物質(zhì)，這是引起路基翻漿最直接的原因。大多數(shù)公路都將底基層鋪筑在土基之上，土質(zhì)不同，則對路基質(zhì)量影響也有所不同。同時，其整體土壤顆粒、滲水性能也會有所區(qū)別，尤其是很多不良土質(zhì)，路基翻漿的概率更高。比如，軟弱地基，軟土含水量高、透水性差、抗剪強(qiáng)度低、土層層狀分布復(fù)雜，這些因素都會引發(fā)路基翻漿。又或者粉性粘土，凍脹性極強(qiáng)，很容易出現(xiàn)路基翻漿。一般情況下，粗顆粒土不會引起路基翻漿，但粗顆粒土內(nèi)粉粘里含量較高時，將會大幅增加凍脹性，進(jìn)而出現(xiàn)路基翻漿。

2.水文方面。水是產(chǎn)生路基翻漿最重要的因素，路基內(nèi)水分來源不同，則翻漿情況也會有所區(qū)別。

（1）地下水類翻漿。當(dāng)公路處于低洼地勢，或路基填土高度較小，但地下水位較高，在冬季土壤凍結(jié)之后，地下水將向上層凍結(jié)區(qū)域不斷積聚，進(jìn)而加大土壤含水量，導(dǎo)致第二年春天路基產(chǎn)生翻漿病害。

（2）地表水類翻漿。當(dāng)路基兩側(cè)地表水長期大量積聚，將會滲入路基土壤，導(dǎo)致路基翻漿，甚至出現(xiàn)路面坑槽、沉陷等病害。

（3）土體水類翻漿。路基下層土體是水分的主要來源，由于施工當(dāng)中，適逢降雨，必定會影響路基填土的含水率，或者是填筑了大塊凍土，這些都會加大路基土含水率，產(chǎn)生“包住漿”現(xiàn)象。在較大溫度變化下，水分重新分布，進(jìn)一步增加路基土含水率，導(dǎo)致局部翻漿。

3.行車荷載方面。隨著交通運(yùn)輸需求的不斷增加，交通運(yùn)輸量越來越大，作用于公路的行車荷載也與日倍增，這是路基翻漿的外界條件。在行車荷載的反復(fù)作用下，路基土體塑性變形不斷積累將導(dǎo)致路基變形和破壞，尤其是車輛高速行駛下將進(jìn)一步加快破壞速率。

二、公路工程路基翻漿處治對策

（一）提高路基

提高路基是處治路基翻漿的主要措施，提高路基后，將進(jìn)一步加大臨空面，路基上層土體與地下水、地表水不直接接觸，毛細(xì)水增至路基上部，便會被蒸發(fā)，砂石路面還能垂直蒸發(fā)。凍結(jié)過程中，將大幅減少毛細(xì)水上升后積聚的水分，能夠保證路基干燥，避免產(chǎn)生翻漿現(xiàn)象。

（二）擴(kuò)大和加深邊溝

基于經(jīng)濟(jì)性原則，為了有效避免路基翻漿，在無法提高路基的情況下，可以采用擴(kuò)大和加深邊溝的措施，通過這種防護(hù)措施，同樣能夠降低地下水位，提升路基高度，擴(kuò)大路基臨空面。通過擴(kuò)大和加深邊溝，有助于路基內(nèi)水分迅速蒸發(fā)及疏干，同時還能將土體內(nèi)氣態(tài)水順利排除。除此之外，該防治措施，還能有效攔截路基上側(cè)地下水，保證路基穩(wěn)定、安全。

（三）鋪設(shè)砂墊層

鋪設(shè)砂墊層多用于無地下水影響或地下水位較低、局部小范圍內(nèi)翻漿路基的處治。路基上層土壤在化凍階段的多余水分可含蓄在砂墊層內(nèi)，或直接排除。通過鋪設(shè)砂墊層能夠作為路面的一個加強(qiáng)層使用，進(jìn)而提升路面整體強(qiáng)度。

砂墊層可分為2類，即排水砂墊層、蓄水砂墊層，其中蓄水砂墊層厚度較大。此外，砂料宜選用中砂、級配良好的粗砂，砂的質(zhì)量粒徑越大越好，顆粒越粗越好，且不得存在粉砂、雜質(zhì)、泥土等成分。不得采用礫砂、細(xì)砂、粉砂。若必須采用細(xì)砂，應(yīng)根據(jù)施工要求，適量增加厚度。

（四）設(shè)置隔離層

設(shè)置隔離層是最常見的公路路基翻漿處治措施，主要包括：透水性隔離層、不透水隔離層等類型。具體如下：

第一，透水性隔離層。碎石、礫石、粗砂等是透水性隔離層的主要組成部分，10～20cm為厚度范圍，為避免出現(xiàn)堵塞等情況，可將防淤層設(shè)于隔離層上、下面層，相比地面水高度，隔離層底部高度應(yīng)高出20cm左右，并向路基兩側(cè)設(shè)橫坡3%。

第二，不透水隔離層。按照是否封閉，可將不透水隔離層分為2類，即不封閉式，即隔斷毛細(xì)水，當(dāng)路基寬度較小時，可以從整個路基橫穿過去，也被叫作貫通式。若路基寬度較大，隔離層需向伸向路面邊緣外部80cm左右，被叫作不貫通式。封閉式，即隔斷毛細(xì)水及橫向滲水。當(dāng)難以使用砂墊層方式的情況下，可采取封閉層法，從而避免地表水下滲，泥漿冒出，同時還能進(jìn)一步提升路基路面承載力。按照封閉層材料及作用情況，可將其分為兩種不同封閉層，即添加摻和料柔性封閉層，常用材料為瀝青粘土、瀝青石粉細(xì)砂等，及聚合材料的封閉層。但在使用當(dāng)中，此類封閉層存在工藝復(fù)雜、施工進(jìn)度慢、有效期短等缺陷。因此，在路基翻漿病害處治當(dāng)中，土工合成材料應(yīng)用較多，土工布的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)路基穩(wěn)定，荷載分散等效果。同時，還能有效分隔高質(zhì)量的碎石路基和天然土，防止在重壓作用下，局部碎石壓擠到軟土層內(nèi)，導(dǎo)致路面凹凸不平。

（五）換填土、砂處理

在深度較大、路肩隆起部位極易發(fā)生路基翻漿病害，一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的翻漿問題，可及時采用換土法進(jìn)行處治，可采用滲水性能良好的土料換填，比如換填砂等。換填厚度應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況具體確定，保證換填質(zhì)量。

三、工程概況

某公路工程通車運(yùn)營多年，建設(shè)早期路基技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較低，采用粉質(zhì)粘性土進(jìn)行路基填方施工，此類土質(zhì)屬于不透水材料，具有較大可塑性，加上施工時具有較大含水率，分層夯填密實(shí)度與最佳密實(shí)度不符，導(dǎo)致路基承載能力下降，不利于行車安全。當(dāng)前，本路段路基翻漿病害嚴(yán)重，將會對路基穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響，大幅增加維修養(yǎng)護(hù)工作任務(wù)，對行車安全影響較大。原設(shè)計路基翻漿治理決定采用傳統(tǒng)換土法進(jìn)行處治，但效果并不顯著。基于此，最終決定采用土工纖維布進(jìn)行路基翻漿處治。

（一）土工布特點(diǎn)

土工布是一種采用聚酯纖維制造的適于許多土工工程的薄膜材料。它具有透水、隔離土顆粒和均布荷載的作用。因其效果明顯、性能優(yōu)良，運(yùn)輸及施工方便，所以發(fā)展迅速。

作為一種聚酯纖維材料，土工布具有透水、隔離，保證荷載均勻分布的特點(diǎn)，將其用于路基翻漿病害處治，可充分發(fā)揮土工布的優(yōu)勢作用。

第一，滲透作用，土工布透水性良好，可保證水分子自由運(yùn)動，快速緩解孔隙水壓力，便于及時排除積水，提高路基排水效果。

第二，提升路基抗拉強(qiáng)度，保證行車荷載均勻分布傳遞。

第三，土工布耐磨、耐熱，是一種物理、力學(xué)性能良好的筑路材料。

（二）路基翻漿處治方案

為了防治路基翻漿病害，本工程采用鋪設(shè)土工布作為防水層，避免路基面內(nèi)滲入雨水，有效阻止路基面泥漿上翻。在路基面養(yǎng)護(hù)維修時，可設(shè)置成一定坡度，有利于迅速排水，保證排水通暢。路基面上鋪底砂，15cm厚；隨后鋪設(shè)土工布，最后鋪設(shè)面砂，10cm厚。并填平夯實(shí)。

（三）路基翻漿處治效果

了檢驗(yàn)土工布處治路基翻漿病害的效果，在工后2年進(jìn)行了跟蹤觀測，尤其經(jīng)過2個雨季后，本工程狀態(tài)良好，路基穩(wěn)定，路基翻漿現(xiàn)象并未出現(xiàn)。為了進(jìn)一步觀察應(yīng)用效果，利用開挖檢測，可見土工布完整性良好，表面潔凈，未見老化現(xiàn)象。此外，通過觀測可見，路基路面排水順暢，表明土工布處治效果良好。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著公路使用年限的不斷增加，大量工程步入了養(yǎng)護(hù)維修期。在實(shí)際施工當(dāng)中，路基一旦出現(xiàn)病害，將會嚴(yán)重影響工程的整體質(zhì)量，其中翻漿病害最為嚴(yán)重，若處理不當(dāng)，將會嚴(yán)重影響行車舒適性和安全性。為此，我們必須結(jié)合工程實(shí)際情況，尋求行之有效的路基翻漿防治措施，進(jìn)一步提升路基的穩(wěn)定性，延長公路工程使用壽命。