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摘要路基翻浆是公路极易出现的病害。它不仅给公路造成严重破坏,而且也对正常的公路运输构成威胁。因此,如何正确预防和处治这一病害,就成为公路养护部门面临的重要课题,结合几年来工作的实践,就路基翻浆产生的原因及防治措施、养护方式等进行简要论述。
关键词公路路基;翻浆成因;施工工艺
中图分类号U4文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)072-0058-01
路基翻浆是指路基出现弹软,沥青路面出现裂缝、辙痕。从裂缝中冒出泥浆的现象,路基翻浆主要发生在季节性冰冻地区的春融时节。路基土质不良,公路经过湿地,路基坡脚存有积水的路段容易出现翻浆病害。春融期间,由于土基含水过多,强度急剧降低,再加上重复行车的作用,路基发生的弹簧、鼓包、裂缝、冒浆、车辙等现象,称为翻浆。
1公路发生翻浆的成因
1.1路基含水量大
1)温差作用下的聚流现象。翻浆路段的路基在秋天往往是很好的,土壤中的水分并不多,只是经过一个冻结的过程。当冬季到来时,温度下降,土壤中的温度也随着降低。发生冻结时,附近温度较高,而还没冻结的土壤中的水分,就会向温度较低的冻结区游动聚集,这种现象叫做聚流现象。就是这聚流现象,才促使路基深部比较温暖的土壤中的水分,向路基上层已冻结的土层聚集,路基土壤中的水分也就大大的增加。2)毛细管的提水作用。土壤组成在天然状态下,主要是由土的颗粒、水分和空气所组成。路基一般都是由土壤组成,虽然经过辗压;但土壤颗粒之间仍有细小的缝隙,这些细小的缝隙连贯起来,就形成弯曲的毛细管。由于水分和土壤颗粒之间的互相吸力、水本身表面的扩张力,使路基下层水分沿着毛细管,一层一层的缓缓地被提升到路基的上层,使路基上层的含水量增加。3)地下水位高,地下水侵入路基,造成路基含水量增加。4)由于路基排水系统不良,地面水排不出去,集积在路基两侧,直接侵入路基,造成路基含水量增加。5)在养护中,路面的坑槽和龟裂没有及时的处理,使雨水侵入路基,特别是在冻结前,雨水浸入路基,使路基土壤的含水量大大增加。
1.2行车作用
路基土壤含水量大或含水量饱和,如果没有外力作用,也不会出现翻浆现象。在公路上来讲外力就是行车作用。在春融期间,公路上开始解冻,路基内的聚水层开始由固体变液体的水,由于路基下层尚未解冻,上层的水分不能渗到下层或排出,水全部苫在路基的上层,通过行车荷载的作用,就产生了翻。翻浆的程度是与交通量、行车荷载成正比的。
2翻浆防治施工工艺
防治翻浆的基本途径是:防止地面水、地下水或其他水分在冻结前或冻结过程中进入路基上部;在化冻期,可将聚冰层中的水分及时排除或暂时蓄积在透水性好的路面结构中;改善土基及路面结构。采取综合措施防治。翻浆防治的主要措施根据翻浆类型、适用地区和条件可分为以下几种:
2.1做好路基排水,抬高路基
此方法适用于地下水类、地面水类、混合水类及轻型翻浆、中型翻浆和重型翻浆,适用于平原、丘陵山区的一切新旧路。良好的路基排水可以防止地面水或地下水浸入路基,使路基土体保持干燥,从而减轻冻结时水分聚流的来源。
提高路基是一种简便易行、比较经济的常用措施。增大路基边缘至地下水或地面水位问的距离,使路基上部土层保持干燥,在冻结过程中不致过分聚冰。提高路基的措施适用于取土方便的路段,并宜采用适水性良好的土填路堤,路线通过农田地区,为了少占耕地,应与路面设计综合考虑,以确定合理的填土高度。在重冰冻地区及粉性土地段,在提高路基时还要与其他措施如砂垫层、石灰土等配合使用。
2.2铺设隔离层
隔离层设在路基顶面下0.5m～0.8m处,其目的在于阻断水上开通道,保持上部土基干燥,防止翻浆发生。地下水位或地面积水位较高,又不宜提高路基时。可铺设隔离层。
隔离层按使用材料可分为两类:一是透水性隔离层。适用于地下水类和混合水类。中、重型翻浆,以及新路铺设。透水性隔离层采用碎石、砾石、粗砂或炉渣等做成,其厚度一般为10cm~20cm。为了防止淤塞,应在隔离层上面和下面铺设1cm～2cm的泥炭、草皮或炉渣、石屑、针刺无纺布等适水性材料的防淤层。隔离层应高出地面层20cm以上,并向路基两侧做成3%～4%的横坡和边坡,接头的地方,要用大块碎砾石铺进50cm。二是不透水隔离层。不透水隔离层分不封闭式和封闭式两种。前者适用于一般路段,用以隔断毛细水。后者适用于地面排水有困难或地下水位高的路段,用以隔断毛细水和横向渗水。不透水隔离层所用的材料可有:沥青含量为8%～l0%的沥青土或6%～8%的沥青砂,厚度一般为2.5cm~3cm;直接喷洒厚度为2cm~5cm的沥青;2～3层油毡或塑料薄膜。复合土工膜,一布一膜者即可。
2.3隔离层的适用条件及注意事项
1)隔离层对新旧路线翻浆均可适用。特别适用于新线。2)不透水隔离层适用于不透水路基中。在水路面下只能设置透水隔离层。
2.4设置路肩盲沟或渗沟
1)路肩盲沟。为了及时排除春融期路基中的自由水,达到疏干路基上部土件的目的,可在路肩上设置横向盲沟,适合于路基土透水性较好的地下水翻浆类。盲沟布蚤应与路中心线垂直,如路段纵坡大于l%时,宜与路中心线成60一75的交角(顺下坡方向)两边交错排列。一般5m～6m设置一道,深度为20cm～40cm。宽度为40cm左右。盲沟应用渗水性良好的碎(砾)石填充,沟底宜做成4%～5%的坡度。盲沟出水口应高出边沟水位30cm,出口按一般盲沟处理。2)排水渗沟。为了降低路基的地下水,可在边沟下设置盲沟或有管渗沟。为了拦截并排除漉向路面的横向水,可采用截水沟。
2.5换土
对因地质不良造成的翻浆路段,可在路基上部换填水稳定性好、冰冻稳定性好、强度高的粗颗粒土,以提高土的强度和稳定性。一般可根据地区情况、道路等级、行车要求、换填材料等因素确定换土厚度。一些地区的经验认为,在路基上层填40cm～60crn厚的砂性土,路基可以基本稳定。换土厚度也可以根据强度要求,按路面结构层厚度的计算方法,计算确定。
用换土法治理翻浆路段,应突出抓一个“早字,一经发现苗头,即行开挖,用较少的工作量取得较好的效果。换土适合路基标高受到限制,不能加高路基,且附近有砂性土的路段。
2.6改善路面结构层
1)铺设砂(砾)垫层是用砂砾、粗砂或中砂做成的垫层。它具有较大的孔隙,能隔断毛细水的上升,化冻时能蓄水、排水,冻融过程中体积变化小,可减少路面的冻胀和沉陷。它还具有一定的强度,能将荷载进一步扩散,从而减少路基的应力和应变。砂(砾)垫层的厚度可按蓄水原则或排水原则设置。蓄水原则是指春融期间,路基化冻后过量水分全部集中于砂垫层中。根据蓄水的需要并考虑砂(砾)垫层被污染后降低蓄水能力的情况。经调查研究得出:中湿段砂(砾)垫层的经验厚度为0.15m～0.20m,潮湿路段为0.2m～0.3m。排水原则是将春融期汇集于砂垫层中的水分通过路肩盲沟排走,其厚度应由路面强度及砂(砾)垫层构造和施工要求决定,一般为0.1m～0.2m。2)铺设水泥稳定类、石灰稳定类或石灰工艺废渣类型基“垫层。这类基“垫层有较好的整体性、水稳性和冻稳性,可以提高路面的整体强度。起到缓减和防止路基冻胀和翻浆作用,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。对于高级和次高级路面结构层的总厚度除满足强度要求外,还应满足防冻层厚度要求,以避免路基内出现较厚的聚冰带,从而防止产生导致路面开裂的不均匀冻胀。
3结语
总之,在现有条件下,对不同的路段造成的翻浆要具体分析,找出翻浆的原因,结合当地的具体情况,综合考虑各种因素,因地制宜,选择最佳的防治方法,节省资金,使翻浆得到有效的控制,使公路交通事业适应国民经济和市场经济发展的需要。
参考文献
[1]公路路面基层施工技术规范[S].JTJ034～2000.
[2]公路柔性路面设计规范[S].JTJ014—96.
[3]公路水泥混凝土路面设计规范[S].JTGI340—2003.
[4]高志勇.沥青路面水损坏及防治措施[J].山西建筑,2008,34.
关键词公路路基;翻浆成因;施工工艺
中图分类号U4文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)072-0058-01
路基翻浆是指路基出现弹软,沥青路面出现裂缝、辙痕。从裂缝中冒出泥浆的现象,路基翻浆主要发生在季节性冰冻地区的春融时节。路基土质不良,公路经过湿地,路基坡脚存有积水的路段容易出现翻浆病害。春融期间,由于土基含水过多,强度急剧降低,再加上重复行车的作用,路基发生的弹簧、鼓包、裂缝、冒浆、车辙等现象,称为翻浆。
1公路发生翻浆的成因
1.1路基含水量大
1)温差作用下的聚流现象。翻浆路段的路基在秋天往往是很好的,土壤中的水分并不多,只是经过一个冻结的过程。当冬季到来时,温度下降,土壤中的温度也随着降低。发生冻结时,附近温度较高,而还没冻结的土壤中的水分,就会向温度较低的冻结区游动聚集,这种现象叫做聚流现象。就是这聚流现象,才促使路基深部比较温暖的土壤中的水分,向路基上层已冻结的土层聚集,路基土壤中的水分也就大大的增加。2)毛细管的提水作用。土壤组成在天然状态下,主要是由土的颗粒、水分和空气所组成。路基一般都是由土壤组成,虽然经过辗压;但土壤颗粒之间仍有细小的缝隙,这些细小的缝隙连贯起来,就形成弯曲的毛细管。由于水分和土壤颗粒之间的互相吸力、水本身表面的扩张力,使路基下层水分沿着毛细管,一层一层的缓缓地被提升到路基的上层,使路基上层的含水量增加。3)地下水位高,地下水侵入路基,造成路基含水量增加。4)由于路基排水系统不良,地面水排不出去,集积在路基两侧,直接侵入路基,造成路基含水量增加。5)在养护中,路面的坑槽和龟裂没有及时的处理,使雨水侵入路基,特别是在冻结前,雨水浸入路基,使路基土壤的含水量大大增加。
1.2行车作用
路基土壤含水量大或含水量饱和,如果没有外力作用,也不会出现翻浆现象。在公路上来讲外力就是行车作用。在春融期间,公路上开始解冻,路基内的聚水层开始由固体变液体的水,由于路基下层尚未解冻,上层的水分不能渗到下层或排出,水全部苫在路基的上层,通过行车荷载的作用,就产生了翻。翻浆的程度是与交通量、行车荷载成正比的。
2翻浆防治施工工艺
防治翻浆的基本途径是:防止地面水、地下水或其他水分在冻结前或冻结过程中进入路基上部;在化冻期,可将聚冰层中的水分及时排除或暂时蓄积在透水性好的路面结构中;改善土基及路面结构。采取综合措施防治。翻浆防治的主要措施根据翻浆类型、适用地区和条件可分为以下几种:
2.1做好路基排水,抬高路基
此方法适用于地下水类、地面水类、混合水类及轻型翻浆、中型翻浆和重型翻浆,适用于平原、丘陵山区的一切新旧路。良好的路基排水可以防止地面水或地下水浸入路基,使路基土体保持干燥,从而减轻冻结时水分聚流的来源。
提高路基是一种简便易行、比较经济的常用措施。增大路基边缘至地下水或地面水位问的距离,使路基上部土层保持干燥,在冻结过程中不致过分聚冰。提高路基的措施适用于取土方便的路段,并宜采用适水性良好的土填路堤,路线通过农田地区,为了少占耕地,应与路面设计综合考虑,以确定合理的填土高度。在重冰冻地区及粉性土地段,在提高路基时还要与其他措施如砂垫层、石灰土等配合使用。
2.2铺设隔离层
隔离层设在路基顶面下0.5m～0.8m处,其目的在于阻断水上开通道,保持上部土基干燥,防止翻浆发生。地下水位或地面积水位较高,又不宜提高路基时。可铺设隔离层。
隔离层按使用材料可分为两类:一是透水性隔离层。适用于地下水类和混合水类。中、重型翻浆,以及新路铺设。透水性隔离层采用碎石、砾石、粗砂或炉渣等做成,其厚度一般为10cm~20cm。为了防止淤塞,应在隔离层上面和下面铺设1cm～2cm的泥炭、草皮或炉渣、石屑、针刺无纺布等适水性材料的防淤层。隔离层应高出地面层20cm以上,并向路基两侧做成3%～4%的横坡和边坡,接头的地方,要用大块碎砾石铺进50cm。二是不透水隔离层。不透水隔离层分不封闭式和封闭式两种。前者适用于一般路段,用以隔断毛细水。后者适用于地面排水有困难或地下水位高的路段,用以隔断毛细水和横向渗水。不透水隔离层所用的材料可有:沥青含量为8%～l0%的沥青土或6%～8%的沥青砂,厚度一般为2.5cm~3cm;直接喷洒厚度为2cm~5cm的沥青;2～3层油毡或塑料薄膜。复合土工膜,一布一膜者即可。
2.3隔离层的适用条件及注意事项
1)隔离层对新旧路线翻浆均可适用。特别适用于新线。2)不透水隔离层适用于不透水路基中。在水路面下只能设置透水隔离层。
2.4设置路肩盲沟或渗沟
1)路肩盲沟。为了及时排除春融期路基中的自由水,达到疏干路基上部土件的目的,可在路肩上设置横向盲沟,适合于路基土透水性较好的地下水翻浆类。盲沟布蚤应与路中心线垂直,如路段纵坡大于l%时,宜与路中心线成60一75的交角(顺下坡方向)两边交错排列。一般5m～6m设置一道,深度为20cm～40cm。宽度为40cm左右。盲沟应用渗水性良好的碎(砾)石填充,沟底宜做成4%～5%的坡度。盲沟出水口应高出边沟水位30cm,出口按一般盲沟处理。2)排水渗沟。为了降低路基的地下水,可在边沟下设置盲沟或有管渗沟。为了拦截并排除漉向路面的横向水,可采用截水沟。
2.5换土
对因地质不良造成的翻浆路段,可在路基上部换填水稳定性好、冰冻稳定性好、强度高的粗颗粒土,以提高土的强度和稳定性。一般可根据地区情况、道路等级、行车要求、换填材料等因素确定换土厚度。一些地区的经验认为,在路基上层填40cm～60crn厚的砂性土,路基可以基本稳定。换土厚度也可以根据强度要求,按路面结构层厚度的计算方法,计算确定。
用换土法治理翻浆路段,应突出抓一个“早字,一经发现苗头,即行开挖,用较少的工作量取得较好的效果。换土适合路基标高受到限制,不能加高路基,且附近有砂性土的路段。
2.6改善路面结构层
1)铺设砂(砾)垫层是用砂砾、粗砂或中砂做成的垫层。它具有较大的孔隙,能隔断毛细水的上升,化冻时能蓄水、排水,冻融过程中体积变化小,可减少路面的冻胀和沉陷。它还具有一定的强度,能将荷载进一步扩散,从而减少路基的应力和应变。砂(砾)垫层的厚度可按蓄水原则或排水原则设置。蓄水原则是指春融期间,路基化冻后过量水分全部集中于砂垫层中。根据蓄水的需要并考虑砂(砾)垫层被污染后降低蓄水能力的情况。经调查研究得出:中湿段砂(砾)垫层的经验厚度为0.15m～0.20m,潮湿路段为0.2m～0.3m。排水原则是将春融期汇集于砂垫层中的水分通过路肩盲沟排走,其厚度应由路面强度及砂(砾)垫层构造和施工要求决定,一般为0.1m～0.2m。2)铺设水泥稳定类、石灰稳定类或石灰工艺废渣类型基“垫层。这类基“垫层有较好的整体性、水稳性和冻稳性,可以提高路面的整体强度。起到缓减和防止路基冻胀和翻浆作用,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。对于高级和次高级路面结构层的总厚度除满足强度要求外,还应满足防冻层厚度要求,以避免路基内出现较厚的聚冰带,从而防止产生导致路面开裂的不均匀冻胀。
3结语
总之,在现有条件下,对不同的路段造成的翻浆要具体分析,找出翻浆的原因,结合当地的具体情况,综合考虑各种因素,因地制宜,选择最佳的防治方法,节省资金,使翻浆得到有效的控制,使公路交通事业适应国民经济和市场经济发展的需要。
参考文献
[1]公路路面基层施工技术规范[S].JTJ034～2000.
[2]公路柔性路面设计规范[S].JTJ014—96.
[3]公路水泥混凝土路面设计规范[S].JTGI340—2003.
[4]高志勇.沥青路面水损坏及防治措施[J].山西建筑,2008,34.