分析道路翻浆的几种原因及其防治措施:道路翻浆的原因
时间：2019-04-18 03:30:33 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：建造公路要结合天时、地利、人和。自然条件（气侯、地质）和设计施工方面完善是成就优质公路根本条件，翻浆也和它密不可分 。本文对这几个原因作出分解，并作出防治措施。
关键词 ： 稳定性， 翻浆， 冻结 ， 粘性土
Abstract: build roads to combine the climate, geographic location and support of the people. Natural conditions (climate, geological) and design to improve the achievement of highway fundamental condition is high quality, also it is abundant and inseparable. In this paper several reasons why this make decomposition, and to make the prevention and control measures.
Key words: stability, abundant, frozen, cohesive soil
中图分类号： U216文献标识码：A 文章编号
公路路基露在大气中,其稳定性在很大程度上取决于当地的自然条件，并受人的因素影响，以下介绍它的几种影响因素。
首先看地理条件,若路段处于不利的地理位置,就很可能对路基造成冲刷,滑坡等稳定性影响。
其二是地质条件,若地质情况不良,就可能对路基造成滑坡。剥落,路基沉陷等不稳定影响。
其三是气候条件,不同的气候条件使路基的强度和稳定性的变化规律具有各自不同的特点。
其四是水文和水文地质条件,不良的水文条件,可能造成路基冲刷,侵蚀,塌陷,以至冲刷路基,另外,在北方的冻融期,还会出现冻胀,翻浆等病害。
其五,是土的类别,砂性土强度高,易实,毛细作用很弱,稳定性较好,而粘土和粉土的毛细作用较强烈,其强度和稳定性随温度增大而降低,其透水性小,而吸水性强,有较大的可塑性,当温度过大时,易于形成流动状态,在季节性冰冻地区,结冻期水分积聚现象严重,造成冬期冻胀,春融期翻浆,由此可见,造成道路翻浆的主要原因是不利的水文条件和不利的路基填土。
下面我们就详细地分析一下造成道路翻浆的根本原因。
1在冬季较冷地区,处于不良地质,地下水位较高或地表排水不良等情况下,特别是路基填土是粘质土时,由于路基冻结过程中,发生水分迁移和重新分布,使冻土层中的冰体含量剧烈增加,造成路基土的冻胀。过大或不均匀的冻胀,可以造成路面拱裂,错台或不平整。
2春融期间,路基上部开始融化,而下部尚未融化,形成不透水层,上部土层中过多的水无法排出,造成土基过湿软弱,强度急剧降低,在车辆荷载的反复作用下,路面便发生了弹簧、裂缝、断裂、鼓包、泥或泥浆涌出等现象,最后导致道路的翻浆。
3翻浆现象往往伴随着冻胀而发生,冻胀和翻浆是路基冻结和融化过程中形成的两个不同阶段,一般来说,冻胀剧烈,则翻浆的破坏程度较严重,但有时冻胀较大又不发生翻浆的现象,这是因为路面结构较厚和路基过湿层在路基的下部,或春融期车辆较少,且荷载较轻等原因。
形成冻胀和翻浆的主要原因是路基在冰冻期间发生的水分积聚,其剧烈的程度主要取决于土质类别(粉质含量多更严重),有无地下水(冻结期浅层有地下水更严重)和路基在冻结期负温度坡差,及其进程(负温度坡差大且下渗缓慢更严重)。
现在让我们分析一下土冻结时的水分重分布情况。当冬季来临,气温降至负温度,路面和路基上部首先冻结,随着气温的不断降低,冻结的土层厚度不断向深度发展,此时,土基上部温度低而下部温度高,形成负温度梯度,当气温降至地区最低温度时,冻土层就达到了年度的最大厚度。春季气温逐渐升高,路基上部首先融解,随着气温不断升高,冻土层逐渐由上下两方面逐渐融解,直至全部融化。土在冻结过程中,土中水分发生明显的迁移运动,形成水分重分布现象,此时水分的移动同正温度时；水分的蒸发下渗及毛细作用是不同的。冻土中的水分迁移运动,主要是在负温度梯度和冻晶的综合作用下,发生的十分复杂的物理———力学变化过程。土在冻结过程中,水分迁移现象的有无和数量的多少,直接受土质类别和供水条件的影响,对于粘性土和其它细粒土,在有外界水源补给的情况下,冻结过程中,由于下卧未冻土层的水向冻结锋面迁移时,可以得到地下水源的不断补充,所以冻结后在整个冻梁范围内,土的含水量较冻结前都有大幅度的增加,使土层冻胀量增大,而当无外界水源补给的情况下,粘粉质土仅在上部土层中较冻前增加了一些含水量,但下部土层中的含水量则减少。对于砂性及其它粗粒土,冻结过程一般不产生水分迁移现象。由此可见,当不利的土质和不良的水文条件组合时,才会产生最强烈的水分迁移现象,造成上部土层局部聚集大量的冰透镜体,使土基的含水过量增大。负温度的作用是造成水分迁移的另一个必要的外部条件。其影响主要表现在冻结速率上。如果冻结速率过快,水分尚来不及从下卧土层向冻结锋面迁移,就在原处冻结成冰,最终的水分迁移量就小反之,水分积聚的数量就多。一般来说,引起水分迁移量最多的负温度是-3℃～-5℃。由于冻结土中水分的重分布,从而变成土层中聚冰层的重分布,因各地负气温的进程、冻结深度、以及地下水的补给条件不同,故路基土层中聚冰的分布规律也不同。
当冻前土含水量较大,地下水位较深,但受地表水影响较多时,路基上部的含水量就较大,主聚冰带就在这个部位产生。当冻前土含水量不大,但地下水位较高,就会造成路基下部含水量大,主聚冰带也就在这个部位产生。当冻前土含水量较大,地下水位较高,冻结过程中水源补给条件充分时,随冻结锋面下渗的进程,土基冻结深度内,可能产生多个主要冰带。聚冰带的形成,破坏了土基的原有结构,使土基体积增大,形成冻胀,春融时,冰晶体融解,使局部土层含水过多,往往超过土的液限含水量,荷载的作用下和路面较薄时,泥浆涌出,造成翻浆。聚冰琏的位置愈靠近路表面,对路面的破坏影响愈大,反之,骤冰带愈少,且又位于土基深层,对道路破坏愈小。冻胀—翻浆是北方地区道路常见的病害,但它也不是不好解决的,冻胀—翻浆的形成取决于土质类别,冻结期是否有比较充分的补给水源和负温度梯度的作用及其进程,因此,可以从不同的角度出发,采取可行的工程技术措施,以限制和消除水分迁移和聚冰的形成数量及其影响,根治道路翻浆。
1换土
在路基上层一定深度内采用冰冻稳定性好的土类,如砂,砾,石等粗粒料,但在施工时防止夹杂软料。
2 路基设计
在路基设计时,应使其满足一定的填土高度,使其保持在干燥或中湿状态由于路基上层可能造成的聚冰,对路面强度和稳定性的影响较大,因此在季节性冰冻地区的冻胀可能和中湿和潮湿路段进行路面设计时,应根据其冻深以及土基的填料,使路面总厚度大于路面防冻最小厚度。如最大冻深0.5～2.5m,当土基为粉性土时其路面最小设计厚度为0.3～1.10m;当土基为粘性、砂性土时,其最小设计厚度为0.3～0.9m,另外,在设计时用加厚垫层的办法来补足路面总厚度。
3设置隔离层
它是隔断外界补给水源向路基上层移动的设置,其一般设在基顶以下0.5～0.8m处,其方法有二种。一种为透水类隔离层,它采用砂砾石等粗料,利用其大孔隙切断毛细水的上升,其厚度一般为0.1～0.2m,并在施工时防止被污染;另一种为不透水隔离层,它采用沥青土(D=3cm)喷洒沥青材料,(D=2～5mm)铺油毛毡(或其它不透土材料)切断中分移动的通路。
4设置隔温层
在路面下设置导热系数小的材料层,用以控制负温度向路基的渗入,减少或调解冻结深度,减弱或消除土基上层冻结期的水分迁移。通常采用的是炉渣、矿渣等多孔材料,厚度20～50cm。
5保证最小填土高度
在路基设计时,应使其满足一定的填土高度,使其保持在干燥或中湿状态。避免处在潮湿或过湿状态,并在施工过程中设置盲沟等地下排水设施,以降低冰冻期的水位,疏通过沟,纵横排水完好,消除秋季和冻结期的地表积水等。
结语
造成道路冻胀—翻浆的根本原因是不良的土基土质 ,土基的过大含水量及地下、地表水 ,和冻结期的负温度坡差及其它们的综合作用 ,只要我们在设计及施工时加以重视 ,采取可行的改进措施 , 因地制宜 ,一定会解决道路的翻浆问题 ,确保过往车辆安全、顺畅通行。
