浅析公路路基的翻浆形成原因及防治措施.doc

浅析公路路基的翻浆形成原因及防治措施 l吕春锋 李文静 (河南省鄢陵县公路局 邮编 461200 ） 摘要：（高速公路的养护工作 进入二十世纪以来，我国的公路事业有了突飞猛进的发展。尤其是高速公路的发展更是蒸蒸日上。如雨后春笋， 遍布全国各地。形成了四纵三横的格局。随高速公路的迅猛发展，交通流量日益增加，路基荷载增大，许多高速公路出现了多种病害，如短板；唧泥；沉陷；龟裂等。高速公路的养护十分繁重。公路路基的翻浆日趋严重。南方年降雨量较多，公路翻浆更为严重，而北方冻土地区，公路路基经过较大温差变化，季节更替，公路路基的翻浆尤为突出。分析其形成原因，主要有以下几个方面；1.1 我国北方季节性冻土地区，在地下水位较高或地表排水不良情况下，路基的填土是粉质土，在冬季水分聚积，引起路基冻胀，春融时，路基湿软，形成弹簧状态。在行车荷载作用下，泥浆被挤压到路面，这种现称为翻浆。1.2 春融时，昼夜温差较大，土壤的解冻温差较大，土壤的解冻在由地表向下层逐渐发展的过程中，路基的冻融现象交替出现，含水量较大的路基内形成一定数量的冰晶水，这时土基因含水量偏大而出现弹软。有行荷载作用时，路面就会凹凸不平，在行车带处形成车辙，路面表面的裂缝内出现湿痕，这样就行成了翻浆。1.3 当路基全部溶化后，水分全部渗入路基深层，翻浆状况便逐步消失。按对路面的破坏程度，翻浆可分为轻型，中型，重型三种类型。2.影响翻浆的因素2.1 土质 粉性土是最容易翻浆的土，该土的毛细管水上升较高，较快，在零摄氏度以下水分聚流严重，且当土中水分增多时强度降低很快，容易失稳。粘性土毛细水上升虽高，但上升速度较慢，因此，只有在水源供给充足，且土基冻结速度缓慢的情况下，才可能形成比较严重的翻浆。砂土一般情况下都不会形成翻浆。2.2 气候 多雨的秋天，暖和的冬天，骤热的晚春，春融期降雨等都是加剧湿度积聚和翻浆形成的不利气候。例如，冻结线长期停留在路面下较浅处，大量水分就会聚流到距路面很近的地方，将产生严重的翻浆。反之，初冬很冷，则不容易形成翻浆。2.3 水 翻浆过程就是水在路基中转移，变化的过程，地面排水困难，路基填土高度不足，边沟积水或利用边沟作农田灌溉，路基靠近坑塘，地下水位较高的路段，提供的充足的水源是形成翻浆的重要因素。2.4 行车荷载 道路的翻浆是通过行车荷载最后形成和暴露的，在其他条件相同时，在翻浆季节交通量愈大，车辆愈多，则翻浆就会愈多，愈严重。2.5 人为因素 设计方面，对远景交通量估计不足，路基设计高度不够，在特殊水文地质地段没有防治翻浆的措施。施工方面，填筑时用大量粉质土，腐殖性粘土等；压实时，土不是处于最佳含水量，路基压实度不够；养护方面，主要是排水不畅，路基含有较多水分，造成路面的翻浆。3；防治措施3.1 提高路基，加强排水。根据实际情况加高路基，使路基上部土层远离地下或地表水面。路基加高的数值，应根据当地冻土的深度，路基土质和水文情况，以路基最小填土高度及临界高度确定，一般应保证路基处于干燥状态。防治地表水或地下水侵入路基，使路基土体保持干燥从而减轻冻结时水分聚流的来源，这是预防和处置翻浆的重要措施。3.2 修隔温层。在路面下修一层炉渣,矿渣，碎砖等材料。因其小空隙多，传热能力小，可使它下面的土层不冻结或减小冻结深度，起到预防翻浆的作用。隔热层厚度一般为20-50cm,其宽度一般比路面每边多30-50cm.3.3 铺设隔离层。但地下水位或地面积水水位较高，路基处于潮湿或过湿状态，且又不易提高路基时，可铺设隔离层。隔离层铺设在路面一下0.5-0.8m处，目的在于隔断毛细管水上升进入路基上部，防治在负温差时的水分聚积。以保持路基上处于干燥状态。隔离层按材料的不同，可分为透水和不透水两种。透水的隔离层采用碎石，砾石，粗砂无纺布等材料铺成的。厚度为0.1-0.2m,不透水的隔离层可用沥青土（2.5-3.0cm),喷洒沥清材料（2-5mm)或者铺油毛毡，塑料膜等做成。3.4 降低地下水位。为了不让地下水大量上升到路基上部土层，可设法降低地下水位，常用以下两种方法：（ 1）设置深沟。当地下水位较高时，可在边沟底下设置排水沟，以降低地下水位。（2）路肩盲沟。为排除春融时期路基中的自由水，达到疏干路基上部土体的目的，可在路肩上设置横向盲沟，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面30cm.3.5 改善公路路基结构。一般可分为压浆和打桩。（1）压浆。公路路基的翻浆是因路基的含水量较大引起的，且多发生在春融季节，因此，压浆宜在夏季雨季来临之前施工。具体施工工艺：选择病害路段-封闭施工作业区-布孔-钻芯-取土-配比-压浆-封堵-养生。第一步：选择翻浆严重路段，封闭作业区，施工作业区应严格按照高速公路施工作业区规范摆放，第二步：在施工作业区内布置梅花型钻孔，孔距为1m左右，摆放取芯机于布点上方，开机取芯，待钻机下降钻芯，可根据翻浆程度轻重，用洛阳铲掏土底基层或素土层，一般深度宜为1-3m。清除孔内残留污泥，检查孔径大小(3-5cm)及孔深，符合业主要求深度即可。第三步：配比水泥与外加剂，加水搅拌成水泥浆，即可进行注浆。在注浆过程中，水泥浆溢出空口，无顶包，鼓包，压力达到1.0-2.0Mpa,静压1-5分钟后，停止注浆。如浆液从其他孔口冒出，可用木塞封堵，静压几分钟后，拔出压浆枪，用水玻璃封堵压浆口。用清水冲洗孔口四周泥浆，养生4-6小时。第四步：水泥浆凝固后，撤除封闭作业区，开放交通。注意：压浆过程中，应时刻关注浆液是否从桥孔或空穴处流出。如有，应立即停止压浆，处理好溢孔后，封堵压浆孔。这种施工工艺，一般处治较浅层的翻浆效果较好，对于较深层软基处理应采用碎石桩。2. 碎石桩：其施工工艺 为：选择病害路段-封闭 作业区-布孔-钻芯-钻车取土-清理孔径-倾到碎石-夯实-封堵- 养生。河南万里路桥有限公司2007年的春季在京港澳高速k757+000-k806+123试验段 采用了碎石桩工艺。不仅加固了地基强度，而且对翻浆的治理也有十分明显的效果。此工艺随后在京港澳高速郑州-漯河段全面实施。此项工艺对石子：水泥：水 的配比有严格的要求，碎石呈半干半湿状态，随机封装成袋，以便运输和使用。 碎石桩比水泥压浆 的优越性主要表现在：碎石桩的孔径为15cm,而水泥压浆的孔径为3-5cm; 碎石桩的孔径深度为1-6m,而水泥压浆的深度为1-3m; 大而深的孔径用碎石填充夯实后，大大加强了地基的强度提高了路面荷载能力:几乎干燥的水泥碎石在夯实后，吸收地下水而凝固，形成强固的“地钉”嵌入路基中，能提高桩直径5-6倍范围路基的强度：钻机的取土速度远高于人工取土的速度，大大提高了工作效