公路翻浆机理与治理方案探讨论文_朱国华

公路翻浆机理与治理方案探讨论文_朱国华

莱芜市公路管理局 山东省莱芜市 271100

摘要:对于公路来说,安全稳定是保证通行正常的基础条件,但是因多方面因素的影响,导致公路在使用过程中会出现翻浆情况,这一现象一旦产生,就会影响到来往车辆的正常行驶,并且每年都需要对这一问题进行维修处理,耗费大量的资金。为了保证交通稳定运行,与必要制定有效的治理方案,减少翻浆对公路产生的危害。基于此,文章简要分析了公路翻浆机理,并提出了治理方案,以期为相关施工人员提供借鉴。

关键词:公路翻浆;机理;治理方案

引言:翻浆问题大多发生在北方区域,每年春季来临,冻层发生融化,这时便很容易发生翻浆问题,发生该问题的路段会受到破坏,并且直接导致公路使用性能下降甚至是无法正常使用。虽然每年都对其进行了维修处理,但是却无法对其进行根治。通过研究公路翻浆机理,制定治理方案对于这一问题的高效处理具有重要的现实意义。

一、公路翻浆机理浅析

公路翻浆的内因是地基土岩性特征及其水理性质;外因是冬季地基土冻结,并产生冻胀,春季解冻后,由于冻胀地基土孔隙比増大,地基土的地下水在低洼路段得以富集,使地基土达到过饱和状态,地基承载力降低,经车辆碾压作用而造成翻浆。

(1)翻浆路段地基土岩性及其水理性质特征:翻浆路段地基土岩性多为粘性土类,即粉土、粉质粘土、粘土质粉砂,的粉粒组,粒径0.05~0.005mm,含水量大于50%,其孔隙比大于砂性土。粉质土类的水理性质特征是:容水性、持水性大于给水性和透水性,亦即其所含的水不易流失,所以路基土的饱和度大些。

(2)路基翻浆路段的地形地貌及水文地质条件:翻浆路段多位于相对低洼或丘陵地区缓坡地带,这些地带的地基土内的地下水水位埋藏相对较浅,易接受上游地下水径流在此汇聚而富集,使地基土中的含水量增大。地基土变软。

(3)冻胀对地基土产生破坏作用:冬季地基土冻结,通常会出现冻胀情况,导致地基土孔隙比变大,在春季气候变暖冻土发生融化后,土质结构就会受到破坏,形成高压缩性土,一般呈现软塑、流塑形态,就是常说的橡皮土。并且,地基土冻胀之后,孔隙变大,土的透水性也会增加,在融化初期,地基土还没有被压缩,地基土中的重力水在重力作用下向着水位低的地带径流排泄,在相对低洼或丘陵地区缓坡地带,汇聚而富集,使地基土中的含水量增大。地基土变软。呈软塑,流塑状态,地基承载力降低。

(4)冻土层解冻机制及翻浆机理:在北方(北纬42°以北),冬季冻结深度以上地基土被冻结,一般随着纬度的提高(高寒地区除外),冻结深度加大,辽宁营口为1.1~1.2m,吉林为1.31m(通化)2.09m(扶余)。到一定深度,如0.9m时,中间埋深0.9m以下总留有一层,那怕其厚仅有2cm,则该未融化的冻结层便成了隔水层,阻隔了其上层地基土孔隙中的水向下渗透排泄,仅能由于重力作用地下水沿着尚未融化的冻低洼处结层顶板向相对低洼处径流排泄,并在低洼地带富集,使该处地基土达到饱和—过饱和状态,又由于冻账对地基土孔隙比扩大,结构的破坏,地基土承载力降低,难以承受路面重载车辆的碾压,将稀泥挤出而造成翻浆。

二、治理方案

1、地下截水导水墙-砾石砂桩联合法

该项方法比较适合在丘陵地域缓坡降低路段翻浆的治理当中,丘陵地域的缓坡位置,因春季坡顶地基土冻层发生融化,融化的重力水会顺着还未融化的冻层顶板向坡下渗流至翻浆路段的地基土内地下水位低于地基土顶板时而富集,造成地基土达饱和—过饱和状态,地基土承载力大大降低,重车碾压造成路基翻浆。

在公路坡顶缓坡处,(一般在缓坡出现相对平坦处)在地基土持力层修筑一道V(V字尖在坡上)型中轴垂直于公路轴线的截水、导水,厚1.0~1.5m,深1.0~1.6m,由磨园度好的d=2~4mm的园砾填筑并捣实;V字型导水、截水墙下坡段为砾石砂桩渗水、导水层,其长度根据设计要求确定。

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2、保证路面路基排水、提高路基标高

确保路面路基排水顺畅可以避免地面水或是地下水渗入到路基当中,保证路基土体处于干燥的状态中,以降低冻结时水份聚流来源。提高路基这种方式效果较为明显,并且实施起来比较简便经济实用。扩大路基边缘到地下水或是地面积水之间的间隔,可以使路基上方土层干燥,在冻结当中不会犹豫过分聚冰而失稳。针对一些中、重冰冻地区与粉性土地段,不能只是采用提高路基的方式,应当同时采用一些其他的方法,从而达到预期的效果。

3、设置透水性隔离层

隔离层位置应在地下水位以上,一般在土基50~80cm深度处,用粗集料铺筑,厚度约10~20cm,分别自路基中心向两侧做成3%的横坡。为避免泥土堵塞,隔离层上下两面各铺1~2cm厚的灰炭或土工布等透水性材料防淤层。连接路基边坡部位,应铺大块片石防止碎落。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。

4、设置路肩盲沟或渗沟

(1)路肩盲沟。为了排除春融期间路基中的自由水,达到疏干路基上部土体的目的,可在路肩土设置横向盲沟。盲沟布置应与路中心线垂直,如果路线纵坡大于1%时,则宜与路中心线成60~70°的斜度,两边交错排列,一般每隔5~6m设置一道。盲沟应用渗水性良好的(砾)石填充,沟底宜做成4%~5%的坡度,盲沟出水应高出边沟水面30cm。

(2)渗沟。在地下水位较高的情况下,可以将排水渗沟设置在边沟底下,从而使地下水位降低,如若地下水如若地下水潜流顺路基方向由路基外侧向路基流动中,可以将截水沟设置在路基范围内,防止水侵入到路基当中。

5、改善路面结构层

铺设砂(砾)垫层以隔断毛细水上升,增进融冰期蓄水、排水作用,减少冻结或融化时水的体积变化,减轻路面冻胀和融沉作用。铺设水泥稳定层,石灰稳定层,石灰矿渣稳定层等路面基层结构,从而使路面的水稳定性与冻稳定性得到增强,提升路面力学强度。此外,也应当考虑增加路面厚度,来降低冻胀,控制地表水的渗漏。如基层为粘土时,路面设计厚度应在0.3~0.9m之间,也可用加厚垫层的办法来补足路面的总厚度。

6、砾石砂桩施工工艺

工艺流程:清除翻浆路面与路基至地基土原状土层—测量放线—成孔—选料(砾石)—筛选砾石—清洗—填料(砾石)—检测砾石砂桩承载力—清除场地浮渣—铺设砂垫层—垫路基—铺沥青路面—交工验收。需要注意的是:在地基土碾压操作完工后,才能进行砾石砂桩施工,反之,则可能会在使用刮平机找平时,对砾石砂桩顶部造成损害。浮土清理较为困难,但不对其进行清理,必将影响砾石砂桩的透水导水性。

7、截水、导水墙施工工艺

工艺流程:清除翻浆路面与路基至地基土原状土层—挖截水、导水墙沟槽—填砾石截水、导水墙—铺设砂垫层—碾压—垫路基—碾压—铺沥青路面—交工验收。根据翻浆路段坡度其位置应选在翻浆路段坡上1.0~1.5m处,截水、导水墙呈V字型,尖部在坡上部;截水、导水墙沟槽填砾石一定经振捣密实。

结语:公路翻浆是在公路使用当中较为常见的一项问题,在近几年来,该项问题逐渐受到了施工单位的重视。从公路翻浆机理方面进行研究,分析公路施工具体情况,从而制定出有效的治理方案。我国国土辽阔,不同区域的地质特点、气候环境也存在差异,因此在施工中需要结合施工区域实际情况,选择有针对性的治理方法,通过不断的实践努力,使路基翻浆问题得到彻底解决,为车辆的行驶提供优质舒适的条件。

参考文献:

[1]蔡雪充,邢碧涛.浅析北安垦区农村公路翻浆的原因与治理措施[J].黑龙江交通科技.2012(11)

[2]贾海英,王志国.公路翻浆的影响因素及防治方法[J].民营科技.2010(03)

[3]曹民帅.公路路基翻浆原因及预防养护方法浅析[J].甘肃科技纵横.2017(06)

论文作者:朱国华

论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期

论文发表时间:2018/1/21

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