论文部分内容阅读
摘 要：随着现代社会人们的出行需求快速增长，使得公路工程建设力度不断加快，推动着不同地区之间的经济文化交流与发展。然而公路工程长时间运营中，在季节性冰冻地区出现道路翻浆的病害概率较高，表现出路面的裂缝、鼓包和冒泥等问题。因此，文章对道路翻浆的整个发生过程进行阐述并总结其引发机理，分析引发道路翻浆病害的具体原因和不同影响因素，提出了相应的路基设计原则和道路翻浆病害预防、治理措施，以供参考。
关键词：道路翻浆;影响因素;处治措施
0 引言
道路翻浆病害，表现出公路路基在逐渐结冰时，下部的水分会逐渐向上走，导致上部水量逐渐增多，在春天逐渐解冻期间由于路基中的含水量过高而导致强度的降低，在车辆荷载的影响下就会引发路面的裂缝、鼓包和冒泥等问题。为了有效预防此类病害，应对道路翻浆发生过程以及影响道路翻浆的因素加以详细分析和研究，按照一定的原则开展道路路基设计工作，结合翻浆病害发生机理和影响因素制定和采取有效的防治措施。
1 道路翻浆发生的过程
道路翻浆是在季节性冰冻地区，也就是在冬季会结冰的地区独有的公路工程病害，通常在我国北方大部分地区以及部分南方地区出现。分析道路翻浆病害发生的过程，主要是在秋季，受到降水和灌溉等因素的影响下使得路基中的水分含量不断增加，在秋末冬初，气温降到0℃以下之后，路基上层土会首先结冰，表现出路基中的自由水冻结为冰晶体的现象，使得水分含量降低。随着气温的不断降低，在冰结晶力的作用下会将路基外围吸附的薄膜水向冰晶体上移动，使得上述结冰现象持续进行。但是由于下部的温度相对偏高，其中的水分会逐渐从下部位置向低温位置转移，也就是从路基下部向上部移动，这就会增加路基上部的水分含量，在持续冻结成冰的过程中会导致体积不断增加，这就会引发路面翻浆的问题。在来年春季，气温不断上升，此时的路基上部土层会首先融化，这就会降低土基强度而导致其承载能力的降低，在车辆荷载的影响下，也会导致上述问题。随着气温的逐渐升高，还会逐渐增加蒸发量，在冻层全部融化之后又会导致路基上层含水量的降低，土基强度随之增加。
2 影响道路翻浆的因素
2.1 土质
公路工程路基施工中所用土质通常为粉性土、粘性土和沙土等类型，上述不同类型的路基土质，受到毛细水上升高度和温差因素的影响，也会使得聚流程度和透水性出现剧烈变化。对于粉性土来说，表现出其中毛细水上升速度快和高度大的特点，在气温低于0℃时会加剧水分聚流程度，导致土中水分含量的积聚提高以及强度的快速减小，造成其稳定性不足。而对于粘性土来说，由于毛细水上升速度较慢，如果土基的冻结速度比较慢且水量比较充足，这才会引发翻浆问题。此外，在上述土质情況下，如果存在较多的腐殖质和易溶盐等会导致翻浆问题更为严重。如果路基土质为沙土，则出现翻浆的概率较小，在冻结时会出现比较轻微的聚流现象，毛细水升降的幅度较小，在水分含量增加时仍然能保证具有较高的强度，发生此类问题的可能性比较低。
2.2 水
从翻浆的形成过程可以看出，水在翻浆过程中起到关键作用，路基上层土中水分含量的增加会导致强度和承载力的降低，进而会引发翻浆问题。如果在路基附近区域存在丰富和充足的地表水或浅层地下水等，或者是在经过降雨或开展农田灌溉之后，也会使得路基上层土中水分含量的增加，同时也会提升地下水位，容易由于没做好地基处理而导致翻浆问题的发生。
2.3 温度
根据翻浆的形成机理，冻结深度和冷冻量是引发翻浆的基本前提，在上述前提明确的情况下，如果气温更低，会对冻结速度产生影响。比如在冬期初期，此时的气温相对较高，温度正处于逐渐降低的阶段，此时的冻结线会在路面下比较浅的位置长时间停留，这就会导致较多的水分向距离路面较远的位置聚流，从而会引发翻浆问题。而如果秋末冬初温度急剧降低，此时的冻结线会同步迅速降低距离路面比较深的位置，土基上部则会有比较少的聚冰，因此出现翻浆的概率会大大降低。但是在来年气温逐渐回升且逐渐化冻之后，此时的土基迅速融化或出现毛细水加快升高的现象，进而会导致此问题的出现。
2.4 荷载
在道路路基受到上述因素的影响下，同时在受到车辆荷载的影响时就会表现出对路面的变形破坏现象，而且随着车辆数量的增加以及车辆重量的增加，会导致此问题更为频繁。尤其是对于路面为黑色的特点，由于土基比较潮湿，此种路面的透气性较低，难以将土基中的水分及时通过路面蒸发出去，也会增加出现翻浆病害的概率。
3 防止道路翻浆的一般设计原则
针对此问题，在路基设计阶段应坚持预防为主的前提，选择在干燥位置建设道路工程，而且要针对其中水文地质较差的地段做好提前处理。结合所确定的道路工程所经地区，应在就地取材的基础上开展路基路面的综合设计，确保符合当地的翻浆类型和程度等特点要求。此外，还应综合考虑地下水和地表水的影响，保证符合路基最小填土高度的要求。根据道路工程设计方案中关于强度的要求来设计结构层，并且结合冻胀要求做好再次核查工作。
4 道路翻浆处治措施
4.1 做好路基排水工作
为了避免地面水或地下水在入冬并发生水冻结现象之前对路基造成侵害，保证路基土的干燥状况，需要设计和建设好路基排水系统，及时将路基多余的水分排出，减少冻胀现象发生时的水分聚流的水源。此外，还可以对路基重新设计和施工，实现其高度的提升，将路基边缘加以扩展，使得地面水位或地下水位间的距离相应增加，从而确保上部土层的含水量较低，不会在冬季气温较低时出现冻结而导致过分聚冰问题的出现。
4.2 隔离层的铺设
基于翻浆机理，可以通过放置地下水或地表水等水分进入路基的方式来预防翻浆问题。因此可以将隔离层布置在路基中间起到上述作用，其位置在土基的50 cm～80 cm深度位置，目前比较常用透水性和不透水性隔离层两种，前者厚度通常为10 cm～20 cm，还可以在其的上下部位施加防淤层，所用材料为炉渣、草皮等。后者中的封闭式方式主要在较高的地下水位或地表排水难度大的情况下应用，而不封闭式则在较窄的路基情况下应用，所用材料为沥青土等。
4.3 路面结构层改善
为了将毛细水的上升通道阻断，可以进行砂砾垫层的铺设，同时也起到蓄水、排水等作用，防止出现路面冻胀或融沉问题。此外，结构层还可以选择石灰土来制作，发挥其板体性的特点，有效转移车辆荷载，使其均匀分布在土基上，同时也对土基水温进行调节。此外，还要选择煤渣石灰土来制作结构层，表现出良好的水稳性特点。
5 结语
面对道路工程运营中容易出现的翻浆病害，以及此类病害可能会引发的路面或路基结构被破坏等问题，对车辆正常行驶产生较大的影响，这就需要研究翻浆问题的发生过程，总结其引发机理和影响因素，从水分、温度、土质和荷载等方面，采取路基排水、铺设隔离层和改善路面结构层等方式来预防和处理翻浆问题，提升道路工程施工质量。
参考文献：
[1]刘成江.公路路基翻浆的原因及维护施工[J].科技创新与应用，2019（12）：201-202.
[2]原道静.公路路基翻浆原因及预防养护方法[J].商品与质量，2019（22）：124.
[3]李少丽.公路路基翻浆原因及预防养护方法[J].交通世界，2019（15）：32-33.
关键词：道路翻浆;影响因素;处治措施
0 引言
道路翻浆病害，表现出公路路基在逐渐结冰时，下部的水分会逐渐向上走，导致上部水量逐渐增多，在春天逐渐解冻期间由于路基中的含水量过高而导致强度的降低，在车辆荷载的影响下就会引发路面的裂缝、鼓包和冒泥等问题。为了有效预防此类病害，应对道路翻浆发生过程以及影响道路翻浆的因素加以详细分析和研究，按照一定的原则开展道路路基设计工作，结合翻浆病害发生机理和影响因素制定和采取有效的防治措施。
1 道路翻浆发生的过程
道路翻浆是在季节性冰冻地区，也就是在冬季会结冰的地区独有的公路工程病害，通常在我国北方大部分地区以及部分南方地区出现。分析道路翻浆病害发生的过程，主要是在秋季，受到降水和灌溉等因素的影响下使得路基中的水分含量不断增加，在秋末冬初，气温降到0℃以下之后，路基上层土会首先结冰，表现出路基中的自由水冻结为冰晶体的现象，使得水分含量降低。随着气温的不断降低，在冰结晶力的作用下会将路基外围吸附的薄膜水向冰晶体上移动，使得上述结冰现象持续进行。但是由于下部的温度相对偏高，其中的水分会逐渐从下部位置向低温位置转移，也就是从路基下部向上部移动，这就会增加路基上部的水分含量，在持续冻结成冰的过程中会导致体积不断增加，这就会引发路面翻浆的问题。在来年春季，气温不断上升，此时的路基上部土层会首先融化，这就会降低土基强度而导致其承载能力的降低，在车辆荷载的影响下，也会导致上述问题。随着气温的逐渐升高，还会逐渐增加蒸发量，在冻层全部融化之后又会导致路基上层含水量的降低，土基强度随之增加。
2 影响道路翻浆的因素
2.1 土质
公路工程路基施工中所用土质通常为粉性土、粘性土和沙土等类型，上述不同类型的路基土质，受到毛细水上升高度和温差因素的影响，也会使得聚流程度和透水性出现剧烈变化。对于粉性土来说，表现出其中毛细水上升速度快和高度大的特点，在气温低于0℃时会加剧水分聚流程度，导致土中水分含量的积聚提高以及强度的快速减小，造成其稳定性不足。而对于粘性土来说，由于毛细水上升速度较慢，如果土基的冻结速度比较慢且水量比较充足，这才会引发翻浆问题。此外，在上述土质情況下，如果存在较多的腐殖质和易溶盐等会导致翻浆问题更为严重。如果路基土质为沙土，则出现翻浆的概率较小，在冻结时会出现比较轻微的聚流现象，毛细水升降的幅度较小，在水分含量增加时仍然能保证具有较高的强度，发生此类问题的可能性比较低。
2.2 水
从翻浆的形成过程可以看出，水在翻浆过程中起到关键作用，路基上层土中水分含量的增加会导致强度和承载力的降低，进而会引发翻浆问题。如果在路基附近区域存在丰富和充足的地表水或浅层地下水等，或者是在经过降雨或开展农田灌溉之后，也会使得路基上层土中水分含量的增加，同时也会提升地下水位，容易由于没做好地基处理而导致翻浆问题的发生。
2.3 温度
根据翻浆的形成机理，冻结深度和冷冻量是引发翻浆的基本前提，在上述前提明确的情况下，如果气温更低，会对冻结速度产生影响。比如在冬期初期，此时的气温相对较高，温度正处于逐渐降低的阶段，此时的冻结线会在路面下比较浅的位置长时间停留，这就会导致较多的水分向距离路面较远的位置聚流，从而会引发翻浆问题。而如果秋末冬初温度急剧降低，此时的冻结线会同步迅速降低距离路面比较深的位置，土基上部则会有比较少的聚冰，因此出现翻浆的概率会大大降低。但是在来年气温逐渐回升且逐渐化冻之后，此时的土基迅速融化或出现毛细水加快升高的现象，进而会导致此问题的出现。
2.4 荷载
在道路路基受到上述因素的影响下，同时在受到车辆荷载的影响时就会表现出对路面的变形破坏现象，而且随着车辆数量的增加以及车辆重量的增加，会导致此问题更为频繁。尤其是对于路面为黑色的特点，由于土基比较潮湿，此种路面的透气性较低，难以将土基中的水分及时通过路面蒸发出去，也会增加出现翻浆病害的概率。
3 防止道路翻浆的一般设计原则
针对此问题，在路基设计阶段应坚持预防为主的前提，选择在干燥位置建设道路工程，而且要针对其中水文地质较差的地段做好提前处理。结合所确定的道路工程所经地区，应在就地取材的基础上开展路基路面的综合设计，确保符合当地的翻浆类型和程度等特点要求。此外，还应综合考虑地下水和地表水的影响，保证符合路基最小填土高度的要求。根据道路工程设计方案中关于强度的要求来设计结构层，并且结合冻胀要求做好再次核查工作。
4 道路翻浆处治措施
4.1 做好路基排水工作
为了避免地面水或地下水在入冬并发生水冻结现象之前对路基造成侵害，保证路基土的干燥状况，需要设计和建设好路基排水系统，及时将路基多余的水分排出，减少冻胀现象发生时的水分聚流的水源。此外，还可以对路基重新设计和施工，实现其高度的提升，将路基边缘加以扩展，使得地面水位或地下水位间的距离相应增加，从而确保上部土层的含水量较低，不会在冬季气温较低时出现冻结而导致过分聚冰问题的出现。
4.2 隔离层的铺设
基于翻浆机理，可以通过放置地下水或地表水等水分进入路基的方式来预防翻浆问题。因此可以将隔离层布置在路基中间起到上述作用，其位置在土基的50 cm～80 cm深度位置，目前比较常用透水性和不透水性隔离层两种，前者厚度通常为10 cm～20 cm，还可以在其的上下部位施加防淤层，所用材料为炉渣、草皮等。后者中的封闭式方式主要在较高的地下水位或地表排水难度大的情况下应用，而不封闭式则在较窄的路基情况下应用，所用材料为沥青土等。
4.3 路面结构层改善
为了将毛细水的上升通道阻断，可以进行砂砾垫层的铺设，同时也起到蓄水、排水等作用，防止出现路面冻胀或融沉问题。此外，结构层还可以选择石灰土来制作，发挥其板体性的特点，有效转移车辆荷载，使其均匀分布在土基上，同时也对土基水温进行调节。此外，还要选择煤渣石灰土来制作结构层，表现出良好的水稳性特点。
5 结语
面对道路工程运营中容易出现的翻浆病害，以及此类病害可能会引发的路面或路基结构被破坏等问题，对车辆正常行驶产生较大的影响，这就需要研究翻浆问题的发生过程，总结其引发机理和影响因素，从水分、温度、土质和荷载等方面，采取路基排水、铺设隔离层和改善路面结构层等方式来预防和处理翻浆问题，提升道路工程施工质量。
参考文献：
[1]刘成江.公路路基翻浆的原因及维护施工[J].科技创新与应用，2019（12）：201-202.
[2]原道静.公路路基翻浆原因及预防养护方法[J].商品与质量，2019（22）：124.
[3]李少丽.公路路基翻浆原因及预防养护方法[J].交通世界，2019（15）：32-33.