论文部分内容阅读
摘要：翻浆是季节性冰冻地区公路路基的主要病害之一。分析道路翻浆的形成原因和主要影响因素，提出道路翻浆的预防措施。
关键词：公路翻浆、成因、影响因素、预防措施
一、公路翻浆成因
夏秋季节是路基水分聚積时间，大量的降雨使地表水的渗透作用变的剧烈，同时地表水位也会相应升高，使路基含水量增大甚至达到超饱和状态，如路基排水不畅，路基将会变的潮湿，冬季气温下降，路基上层土体开始冻结，路基下部土体温度依然较高，下层未冻区的毛细水和薄膜水会源源不断地向上层土体冻结处聚集，并随即冻结形成一个含有大量冰晶体的聚冰层。随着冻结线的逐渐向下推移和停留，在更深处可能形成新的聚冰层，路基上层的土体首先融化，下层土体尚未解冻，水分渗透不下去，使土基强度很快降低，以至失去承载能力，在行车荷载的反复作用下，路面会出现淤泥，鼓包、弹簧、裂缝、车辙等现象即翻浆现象。
另外，如果初冻季节冻融交替时间很长，会发生路基上层大量聚冰，随后又融化的现象，产生初冻期的翻浆，在多年冻土地区开挖路堑或铺筑导温性高的沥青路面，土体原有的热状态遭到破坏，引起多年冻土的含冰层或饱冰冻土局部融化，也会发生翻浆现象。
二、影响公路翻浆的主要因素
从公路翻浆的形成机现中可以看出，冬季是公路翻浆的形成过程，春季是公路翻浆的体现过程，影响道路翻浆的因素归纳起来主要有四个方面：水分、温度、土质、路面行车荷载，对于公路翻浆而言，水是前提条件，温度是外部条件，土质是内部条件，而汽车荷载则是翻浆形成的促使条件，公路翻浆过程也是这四个影响因素之间互相作用的过程，了解这些影响因素有助于我们采取合理的措施来预防和处理公路翻浆。
1、水分。翻浆过程就是在土基中转移、变化的过程。秋季雨水增多，地面水分下渗，地下水位升高，路基含水量加大，这是形成翻浆的前提条件和影响因素。
2、温度。一定的冻结深度和冷量是形成翻浆的重要条件，在同样的冻结深度和冷量的条件下，冬季负温作用的特点和冻结速度的快慢对形成翻浆的影响很大，如果初冻温度较暖，且冷暖交替出现则易发生翻浆现象，反之，如果冬季开始就很冷，冻结线很快下降到距离路面较深的地方，土基上部聚冰就不易出现翻浆现象。此外，春季气温的变化特点和化冻速度对翻浆也有影响，如果春季化冻快，大气聚暖，土基急速融化则会加重翻浆的速度。
3、土质，土的性质是翻浆发生的内部条件，不同的土质对翻浆的形成有不同的影响，粘性土的毛细水上升较高且快，在负温作用下水分聚流严重，土体强度降低快，易形成翻浆，粘性土毛细水上升虽高，但速度慢，只有水源充足情况下，才能形成翻浆，砂性土最稳定，一般情况下不会发生翻浆。
4行车荷载。公路的翻浆现象是通过行车荷载的重复作用暴露出来的，在翻浆季节里，翻浆路段上的交通量越大，车辆越重，翻浆也会越多越严重。
三、道路翻浆的防治措施
对于不同的具体路段来说，导致翻浆的原因是不同的，只有通过实际调查，正确分析翻浆产生的原因，做到具体问题具体分析，因地制宜采取切实有效的措施，才能从根本上解决问题，才能有效根治公路翻浆。
1、排除地表水，降低地下水
对易发生翻浆的路段，加强预防性养护，做好排水工作，保持路肩平整，边沟畅通，防止地表水渗入路基，冬季及时清障积雪，防止冻融时软化路基引起翻浆，及时修补路面坑槽和路肩坑洼，保持路面和路肩平整，以利尽快排除表面积水。
因路基偏低，排水不良而引起的翻浆，可采用挖深边沟，降低水位的方法进行治理，当地下水较高时，可在边沟底下设置排水渗沟。以降低地下水位，为排除春融期路基中的自由水，达到输干路基上部水体的目的，可在路肩上设置间距3-5米的横向盲沟，沟宽30-40cm，沟底宜做成４%的坡度，盲沟出水口应高出边沟水面30cm.
2、铺设隔离层
隔离层通常铺设在路基顶面以下50-80cm，其目的在于隔断毛细水上升，进入路基上部，防止在负温时的水分积聚，以保持路基上部处于干燥状态，其中隔离层按照所用材料的不同可以分为两种，透水型和不透水型。透水型隔离层多采用碎石、砾石、粗砂、无纺布等材料铺成，铺设厚度为10-20cm，并分别向路基中心两侧做成3%的横坡，为防止淤塞应在其上下两面各铺1-2cm厚的苔藓、泥炭、草皮或土工布等其它透水性材料防淤层。隔离层上部与路基边缘之高差不小于50cm，底部高出边沟底20-30cm，不透水的隔离层可用沥青含量为8%-10%的沥青土或6%-8%的沥青砂，厚度2.5-3cm，或用沥青直接喷洒厚2-5mm，也可用2-3层的油毛毡，或不易老化的塑料薄膜等做成。
3、换土
路基土透水性不良，提高路基又困难时，可将路基上层40-60cm的土挖除，换填砂性土，碎（砾）石，压实后重铺路面，在翻浆严重路段应将翻浆部分土全部挖除，填入水稳定性良好的砂砾料并压实，然后重铺路面。
4、改善路面结构
1）铺设砂（砾）垫层以隔断毛细水上升，增进融冰期蓄、排水的作用，减少冻结或融化时水的体积变化，减轻路面冻胀和融沉的作用。
2）铺设水泥稳定类，石灰稳定类或废渣类基（垫）层，这类基（垫）层具有较好的板体性、水温稳定性和冻稳定性。可以提高路面的整体强度，起到减缓和防止路基冻胀和翻浆的作用。但在重冰冻地区潮湿路段，石灰土不宜直接采用，须与其他措施配合应用，如在石灰土下铺设砂垫层等。
3）设置防冻层，对高级和次高级路面结构层的总厚度除满足强度要求下，还应满足防冻层厚度要求，以避免路基出现较厚的聚冰带，从而防止产生导致路面开裂的不均匀冻胀。
5、提高路基厚度
提高路基的填土高度是一种效果显著，简便易行，比较经济的常用措施，提高路基的措施适用于取土方便的路段，并宜采用透水性良好的土填筑路基，增大路基边缘至地下水或地面水位间的距离，使路基上部土层保持干燥，从而减轻冻结时水分聚流的来源，这是预防和处理翻浆的重要措施，在重冰冻地区及粘性土地段，在提高路基时还要采取其他措施，如砂垫层、石灰土等配合使用。
6、添加化学外加剂
在公路翻浆处置过程中，可以采用化学固化剂进行处理，向土中添加一些化学固化材料，用来吸收土中的水，由于胶结作用使土颗粒紧密胶结在一起，形成具有一定强度且致密性的混合体，降低公路翻浆发生的可能性，常用的一些固化剂有水泥、石灰等，目前，随着高分子化学的发展，新材料不断涌现，各种复合材料、混合材料、化合材料、聚合物材料不断应用到土木工程中，这给土体加固提供了极好的发展前景。
7、优化路线设计
在选线勘测设计阶段，做好路线通过路段沿线的地质，水文及气候等情况的详细调查，尽量避开易发生翻浆等地质不良路段。并且，路线走向应尽量与当地冬季主导风向平行，防止降雪和风吹雪在路基两侧堆积，此外，可设置缓边坡的流线型断面来防止翻浆的发生。
8、结束语
翻浆现象是公路的病害之一，并且发生的频率高，范围广，防治翻浆的根本途径是防止地面水、地下水或其他水体在冻结前或冻结过程中进入路基上部。掌握了翻浆的形成原因，对每项公路工程进行精心设计，认真施工，尽量从源头上杜绝翻浆的发生，减少道路病害，加快我国公路事业的发展进程。
关键词：公路翻浆、成因、影响因素、预防措施
一、公路翻浆成因
夏秋季节是路基水分聚積时间，大量的降雨使地表水的渗透作用变的剧烈，同时地表水位也会相应升高，使路基含水量增大甚至达到超饱和状态，如路基排水不畅，路基将会变的潮湿，冬季气温下降，路基上层土体开始冻结，路基下部土体温度依然较高，下层未冻区的毛细水和薄膜水会源源不断地向上层土体冻结处聚集，并随即冻结形成一个含有大量冰晶体的聚冰层。随着冻结线的逐渐向下推移和停留，在更深处可能形成新的聚冰层，路基上层的土体首先融化，下层土体尚未解冻，水分渗透不下去，使土基强度很快降低，以至失去承载能力，在行车荷载的反复作用下，路面会出现淤泥，鼓包、弹簧、裂缝、车辙等现象即翻浆现象。
另外，如果初冻季节冻融交替时间很长，会发生路基上层大量聚冰，随后又融化的现象，产生初冻期的翻浆，在多年冻土地区开挖路堑或铺筑导温性高的沥青路面，土体原有的热状态遭到破坏，引起多年冻土的含冰层或饱冰冻土局部融化，也会发生翻浆现象。
二、影响公路翻浆的主要因素
从公路翻浆的形成机现中可以看出，冬季是公路翻浆的形成过程，春季是公路翻浆的体现过程，影响道路翻浆的因素归纳起来主要有四个方面：水分、温度、土质、路面行车荷载，对于公路翻浆而言，水是前提条件，温度是外部条件，土质是内部条件，而汽车荷载则是翻浆形成的促使条件，公路翻浆过程也是这四个影响因素之间互相作用的过程，了解这些影响因素有助于我们采取合理的措施来预防和处理公路翻浆。
1、水分。翻浆过程就是在土基中转移、变化的过程。秋季雨水增多，地面水分下渗，地下水位升高，路基含水量加大，这是形成翻浆的前提条件和影响因素。
2、温度。一定的冻结深度和冷量是形成翻浆的重要条件，在同样的冻结深度和冷量的条件下，冬季负温作用的特点和冻结速度的快慢对形成翻浆的影响很大，如果初冻温度较暖，且冷暖交替出现则易发生翻浆现象，反之，如果冬季开始就很冷，冻结线很快下降到距离路面较深的地方，土基上部聚冰就不易出现翻浆现象。此外，春季气温的变化特点和化冻速度对翻浆也有影响，如果春季化冻快，大气聚暖，土基急速融化则会加重翻浆的速度。
3、土质，土的性质是翻浆发生的内部条件，不同的土质对翻浆的形成有不同的影响，粘性土的毛细水上升较高且快，在负温作用下水分聚流严重，土体强度降低快，易形成翻浆，粘性土毛细水上升虽高，但速度慢，只有水源充足情况下，才能形成翻浆，砂性土最稳定，一般情况下不会发生翻浆。
4行车荷载。公路的翻浆现象是通过行车荷载的重复作用暴露出来的，在翻浆季节里，翻浆路段上的交通量越大，车辆越重，翻浆也会越多越严重。
三、道路翻浆的防治措施
对于不同的具体路段来说，导致翻浆的原因是不同的，只有通过实际调查，正确分析翻浆产生的原因，做到具体问题具体分析，因地制宜采取切实有效的措施，才能从根本上解决问题，才能有效根治公路翻浆。
1、排除地表水，降低地下水
对易发生翻浆的路段，加强预防性养护，做好排水工作，保持路肩平整，边沟畅通，防止地表水渗入路基，冬季及时清障积雪，防止冻融时软化路基引起翻浆，及时修补路面坑槽和路肩坑洼，保持路面和路肩平整，以利尽快排除表面积水。
因路基偏低，排水不良而引起的翻浆，可采用挖深边沟，降低水位的方法进行治理，当地下水较高时，可在边沟底下设置排水渗沟。以降低地下水位，为排除春融期路基中的自由水，达到输干路基上部水体的目的，可在路肩上设置间距3-5米的横向盲沟，沟宽30-40cm，沟底宜做成４%的坡度，盲沟出水口应高出边沟水面30cm.
2、铺设隔离层
隔离层通常铺设在路基顶面以下50-80cm，其目的在于隔断毛细水上升，进入路基上部，防止在负温时的水分积聚，以保持路基上部处于干燥状态，其中隔离层按照所用材料的不同可以分为两种，透水型和不透水型。透水型隔离层多采用碎石、砾石、粗砂、无纺布等材料铺成，铺设厚度为10-20cm，并分别向路基中心两侧做成3%的横坡，为防止淤塞应在其上下两面各铺1-2cm厚的苔藓、泥炭、草皮或土工布等其它透水性材料防淤层。隔离层上部与路基边缘之高差不小于50cm，底部高出边沟底20-30cm，不透水的隔离层可用沥青含量为8%-10%的沥青土或6%-8%的沥青砂，厚度2.5-3cm，或用沥青直接喷洒厚2-5mm，也可用2-3层的油毛毡，或不易老化的塑料薄膜等做成。
3、换土
路基土透水性不良，提高路基又困难时，可将路基上层40-60cm的土挖除，换填砂性土，碎（砾）石，压实后重铺路面，在翻浆严重路段应将翻浆部分土全部挖除，填入水稳定性良好的砂砾料并压实，然后重铺路面。
4、改善路面结构
1）铺设砂（砾）垫层以隔断毛细水上升，增进融冰期蓄、排水的作用，减少冻结或融化时水的体积变化，减轻路面冻胀和融沉的作用。
2）铺设水泥稳定类，石灰稳定类或废渣类基（垫）层，这类基（垫）层具有较好的板体性、水温稳定性和冻稳定性。可以提高路面的整体强度，起到减缓和防止路基冻胀和翻浆的作用。但在重冰冻地区潮湿路段，石灰土不宜直接采用，须与其他措施配合应用，如在石灰土下铺设砂垫层等。
3）设置防冻层，对高级和次高级路面结构层的总厚度除满足强度要求下，还应满足防冻层厚度要求，以避免路基出现较厚的聚冰带，从而防止产生导致路面开裂的不均匀冻胀。
5、提高路基厚度
提高路基的填土高度是一种效果显著，简便易行，比较经济的常用措施，提高路基的措施适用于取土方便的路段，并宜采用透水性良好的土填筑路基，增大路基边缘至地下水或地面水位间的距离，使路基上部土层保持干燥，从而减轻冻结时水分聚流的来源，这是预防和处理翻浆的重要措施，在重冰冻地区及粘性土地段，在提高路基时还要采取其他措施，如砂垫层、石灰土等配合使用。
6、添加化学外加剂
在公路翻浆处置过程中，可以采用化学固化剂进行处理，向土中添加一些化学固化材料，用来吸收土中的水，由于胶结作用使土颗粒紧密胶结在一起，形成具有一定强度且致密性的混合体，降低公路翻浆发生的可能性，常用的一些固化剂有水泥、石灰等，目前，随着高分子化学的发展，新材料不断涌现，各种复合材料、混合材料、化合材料、聚合物材料不断应用到土木工程中，这给土体加固提供了极好的发展前景。
7、优化路线设计
在选线勘测设计阶段，做好路线通过路段沿线的地质，水文及气候等情况的详细调查，尽量避开易发生翻浆等地质不良路段。并且，路线走向应尽量与当地冬季主导风向平行，防止降雪和风吹雪在路基两侧堆积，此外，可设置缓边坡的流线型断面来防止翻浆的发生。
8、结束语
翻浆现象是公路的病害之一，并且发生的频率高，范围广，防治翻浆的根本途径是防止地面水、地下水或其他水体在冻结前或冻结过程中进入路基上部。掌握了翻浆的形成原因，对每项公路工程进行精心设计，认真施工，尽量从源头上杜绝翻浆的发生，减少道路病害，加快我国公路事业的发展进程。