代树斌
(新疆瀚盛建设工程有限公司)
主要成分是氯化物盐渍土的道路最容易发生溶陷。氯盐渍土具有吸水性,容易产生化学反应在积年累月的化学作用下,土壤中的盐分被地下淡水溶解并逐渐带走,破坏了原来的土质,致使土体强度慢慢减弱甚至丧失。路面负荷度的减弱,路基或结构层不断出现孔洞、沉陷等损坏,并反映至路面层,有的地区路面由于地表水的冲淋,会产生溶洞,给行车带来不便,容易发生事故。
含有大量硫酸盐渍土的地区道路容易出现盐胀现象。盐胀病害主要和当地的气候,降雨量还有周围环境条件有关,这些因素对盐渍土中的易溶盐周期性的化学作用有很大的影响。气温降低,硫酸盐吸收水分使得体积增大,气温升高的时候硫酸盐脱水缩小了体积,这样反复运作,土体也随着忽胀忽缩,导致路肩表层疏松,路基表面不平、开裂、鼓胀。
由于盐渍土里面含有大量易溶盐,能与许多化学物质发生化学反应。公路路基工程中需要使用到各种金属材料(如钢筋)或者非金属材料(如混凝土),硫酸盐以及氯化盐与之接触容易使其氧化,使得钢筋生锈,混凝土开裂等,对路基或者结构造成危害。
盐渍土中所含易溶盐有吸水、脱水的特点,当吸收过多的水分,导致路基水层泡水软化,土体无法再吸收更多的水分,降低了其负载能力。车辆在路面上不断的经过,外力向下压造成路面破裂,泥浆从裂缝中冒出。同时,路面由于水分过多处于湿滑状态,降低了车辆行驶的舒适性以及安全性。
适宜的路基高度,可以减少盐渍对一部分路基的影响,避免盐胀现象。根据盐渍土地区不同的水位高度控制路堤高度,使路堤高度至少高于最小填土高度,尽量减少水分和盐分进入路基上部的份量,这种方法适用于排水不良或土质过湿的地段。
(1)换填法。
路基含盐量超过规定标准、路床湿度过大导致土质松散未达到压实标准、低填浅挖地段且路基高度受限制,这几种状况都适合用换填法来减低含盐量。换填材料就近选择,一般选用风积砂或者沙砾,根据地质勘探和填料实验结果确定换填厚度,不能低于1.0 m。
我们对新疆奎赛高等级公路第8合同段K395+000~K403+200段进行了勘探试验,这段路堤平均高度为2.4 m,地表以下1 m以内含盐量极高,往下含盐量降低。资料表明,这段公路可以采用换填的方法,设计换填高度为1.2 m,所选材料是非盐渍土且有足够的强度,路基换填挖出的盐渍土要集中拉运到离换填线路大于40 m之外的地方,不能随意堆积,以免污染到非盐渍土。
(2)浸水预溶法。
浸水预溶法就是把路基提前用水浸湿,在这个过程中,水先把土中易溶盐溶解,一般都是地基上部分的含盐量较高,溶解的盐渗入到比较深的土壤中,土颗粒之间的原有结构因为盐的溶解受到了破坏,在土颗粒自身的重力下产生压密。浸水预溶法通过改变路基盐胶结构,降低一定程度的含盐量,解决盐渍土溶陷等病害。
浸水期之后就是调整路基含水量,进入晾晒期,为下一步的工作做准备。当浸水和晾晒完成之后,要做一个表面高度观测、浸水后土质的物理结构和化学含量指标试验等测试,对浸水后土质的变化,重新评估试验之后的土质。
盐渍土地区道路的土质如果是粘性盐渍土且有厚度较大,渗透性较好的砂、砾石土和粉土,那么就适合采用浸水预溶法消除盐分。
(3)化学处理盐渍土法。
为了减轻硫酸盐渍土造成的盐胀现象,可以对路基上层的土进行化学处理,改变土中的易溶盐的化学成分。由于硫酸钠在氯盐溶液中其溶解度随氯盐浓度增加而减小,在硫酸盐渍土中加入氯盐可以减少盐胀。
试验结果表明,当土中C(Cl-)/C(SO2-4)的比值接近于6时,盐胀发生率大大降低。利用化学处理方法治理硫酸盐渍土路基的病害很有效,同时,也是最经济的一个方法。
可以看出,硫酸钙是微溶于水且性质稳定的物质。氯化钙性质是无毒,极易溶于水,而且是一种易配制,渗透性好,易于灌注的溶液,由氯化钙溶液带入的附加水也少。同时,路基底部应该设置隔离层,使化学处理的盐渍土不受下层水分和盐分的影响。
为了防止水分和盐分进入路基上部,隔断毛细水的上升,在路基某一层设置一个有效的隔断层,保护路基和路面免遭破坏。
隔断层类型按采用材料可以分为透水性隔断层和不透水性隔断层。透水性隔断层有砾石和风积砂,用来隔断毛细水的上升,不透水性隔断层包括沥青石、油毛毡、土工膜,可隔断下层毛细水和气态水上升。
根据不同地段的土质特点,经过测试,将二布一膜的针刺复合土工膜用于新疆奎赛高等级公路第3合同段K285+000~K295+000段,观察表明效果较为理想。针对富含中、强硫酸盐渍土的新疆奎赛高等级公路第9合同段K406+000~K416+200段,隔断层材料采用砾石(5~50 mm)、厚度为400 mm,这个隔断层有效地控制了毛细水上升,降低了盐胀发生率。
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[1]张宏炜.新疆盐渍土公路路基病害及处理措施[J].黑龙江交通科技,2011,9(5):37-39.
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