道路翻浆原因及防治措施

时间:2022-10-29 09:55:54

道路翻浆原因及防治措施

摘 要 道路使用过程中最常见的病害就是翻浆,本文针对道路翻浆的成因及防治措施进行了较深入地分析,以期对公路施工技术人员具有一定的参考价值。

关健词 道路翻浆;公路施工;防治措施

中图分类号U41 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)103-0087-02

0 引言

在道路使用过程中常发生各种病害,而在各类路基病害中最常见的就是翻浆,主要在北方春季和沼泽、盐渍土等区域发生频率较高,由于地下水位较高、路基含水过多、排水不畅,在行车作用下就会对路面造成鼓包、冒泥浆、裂缝、车辙等情况。道路翻浆问题一直备受业内技术人员关注,并开展了较为深入地研究,但因翻浆成因及防治措施比较复杂,具体问题既多样又可变,所以本文从下列两个方面进行探讨。

1道路翻浆成因及影响因素

1.1 道路翻浆的成因

路基水在秋季易于发生聚积,因受到农业灌溉或降雨等因素的影响,地表水的下渗会使地下水位升高而导致路基水分增大。冬天就把路基上部的土冻结,对于路基下部的土起到一定保温作用。水分一般就会向土体内温度较低位置进行移动,因而逐渐增加路基上部的水分,由于路基上部温度较低就会发生结冰现象,由于冻胀造成路面发生隆起或冻裂。转年春季随着气温不断升高,蒸发量不断增大,使土基的冻层完全融化形成的水分发生下渗,土随着不断干燥后,还会逐渐恢复土基原有强度,这就是道路翻浆的整个形成过程。

1.2 影响道路翻浆的因素

道路翻浆是由于多种因素发生综合作用而形成的,在各种影响因素中影响最大的是水、温度、土质、路基及行车荷载这五个因素,而形成翻浆的基本条件是水、土质和温度。

1.2.1 水

翻浆需要一个发展过程,对道路翻浆具有直接影响的因素有道路所处地段的路基浸水情况、地下水、地表水及路面排水等,路基中水的移动贯穿翻浆形成的整个过程。对道路翻浆的形成水能起到控制作用,没有水道路就不可能发生翻浆灾害。水的体积随气温变化而变化,0℃以下时路基中的水就会凝结成冰,这时其体积就会发生一些膨胀,液态水的渗透流动性较好,主要是因为水分子比土体孔隙要小,但土体孔隙管壁通常会发生粘滞效应,就会使地下水的渗透速度降低。

1.2.2 温度

温度一直是道路发生翻浆的先决条件之一,若没有低温作用就不容易发生深度翻浆。冬季温度对道路翻浆具有非常重要的影响。此外,春季温度和解冻速度也会影响道路翻浆,当气温骤暖时会快速融化路基冻土,而此时水分蒸发较慢,这就会使翻浆程度更为严重。

1.2.3 土质

根据成分不同土质分为粘性土、粉性土及砂性土三类。在低温作用下土质好坏能决定是否会发生水分聚积,进入影响到翻浆的严重程度。最容易形成翻浆病害的土质是粉性土,因其毛细水位升高速度不仅高还很快,水分由于受到低温作用而发生严重聚流,在一定程度上损害了稳定的路基;粘性土尽管毛细水位较高,但速度较慢。当有足够水源且冻结较慢时,才容易发生严重聚积而造成道路翻浆;粉性土与粘性土在具有较多腐植质与可溶盐时候,才更容易发生翻浆。砂性土基本上不会产生翻浆,主要是由于其毛细水一般不怎么升高,在冻结时基本上不能产生水份聚积,当这种类型的土含水量较大时也比较稳定。

1.2.4 路基

路基直接承受降水和车辆行驶带来的荷载作用,温度变化能够影响路面结构,路基的结构强度与温度稳定性要好。在高速公路建设中,沥青面层一般要符合裂缝少、车辙轻、平整、抗滑强、经久耐用等要求,这些要求是否符合与所采用的沥青材料及沥青层厚度具有重要关系。在工程施工建设中,沥青面层的类型要结合气候条件、交通状况、施工工艺、材料等因素进行选择,这些因素解决好就会使翻浆的发生明显降低。

1.2.5 行车荷载

受车辆行驶的荷载作用影响最终会形成道路翻浆,处在饱和或准饱和状态的高含量粘土路基,受动力荷载影响而形成强度递减的公路水毁类型就叫做动力翻浆型道路翻浆,其成因主要与温度变化具有密切关系,冻结的路基在使用过程中,机械能在动力荷载作用下向热能进行转化,而使冰发生非均质融化;这时路基在动力荷载作用下受超静孔隙水压力影响而发生融水渗透,并传递路基中的热量,进而会对路基土体及路面造成一定程度的差异沉降。因此,当这些条件都相同的情况下,在翻浆多发季节,道路翻浆病害随交通量和车量重量的增加而更加严重。

2 道路翻浆的防治措施

2.1 做好路基排水

路基采用透水性好的土进行填筑,当边缘路基到地面水或地下水位的距离发生变化并增大过程中,要尽可能使路基土层保持干燥,通常通过路基加高的措施做好路基排水,避免路基被水侵蚀;在建设施工中严格加强检测,使路基土的密实度增大,能够对翻浆起到一定预防作用。

2.2 土层换填

由于土质本身原因发生的翻浆通常采取土层换填方法处理,尽早处理才可能避免出现不利后果,一般选择具有良好冰冻稳定性与水稳性,同时具有高强度的粗颗粒土当做换填土,可根据强度要求对换土的厚度进行合理确定。

2.3 添加隔离层

隔离层通常有透水性和不透水性两种,实际施工应用中可结合具体情况进行选用,能阻隔毛细水出现上升,使土基逐渐干燥,进而对翻浆进行合理预防。

2.4 路渗沟或肩肓沟设置

为使春融期路基中的水及时排除,可在路肩上设置与路中心线垂直的横向盲沟,采用渗水性良好的碎石填充,沟底具有一定坡度,出水口要比边沟水位高约30厘米左右。另外,为使路基的地下水位降低,通常将有管渗沟或盲沟设置在边沟下,对于流向路面的横向水也能利用截水沟进行拦截。

2.5结构层改善

一般是采取铺设砂砾垫层、水泥石灰稳定类或石灰工艺废渣类型基垫层及设置防冻层等措施改善路基结构,以预防道路翻浆的产生。

2.6 优化设计路线

在公路设计中,一般应详细了解路线的气象及地质条件,如可能的话应绕开容易发生翻浆的路线,对公路路线设计进行优化,路线走向要平行于冬天主导风向,使路基两侧不发生风吹雪和降雪堆积。

3 结论

综上所述,道路翻浆作为比较容易多发且后果严重的一种病害,对于公路交通的危害是不容忽视的,它破坏路面和路基结构,影响道路正常通行,一直都是公路行政主管部门和建设单位非常关心的一个问题。在公路设计施工建设过程中,一定要采取科学的方法和适宜措施对道路翻浆进行防控。预防发生翻浆的一个非常重要的途径就是避免路基上部存积水体,聚冰层中的水分在化冻期要及时排出,认真组织设计施工,对土基及路面结构进行有效改善。只有结合具体情况和成因确定合适的治理措施,才能从根源上有效解决路基翻浆病害。

参考文献

[1]薛亚东,熊山铭.道路冻胀翻浆成因及防治技术[J],内蒙古公路与运输,2011,4.

[2]袁建议.道路翻浆的发育机理研究[J],黄石理工学院学报,2010,6.

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