曹宇坤
(天水公路管理局,甘肃 天水 741000)
路基是公路的基础构造物,它承受着交通载荷压力及各种自然因素的影响,要想保证公路的工程质量及安全使用,就必须要保证路基的稳定性,即通过各种方式减少和防治路基病害的发生。路基翻浆是路基的常见病害之一,是指在水文条件不良的地质中,路基在冰冻和春融期间,由于土基中含水量增大,水分不断向上移动,导致路基含水量增大,强度降低,并在行车压力作用下,路基发生弹簧、鼓包、裂缝、冒浆的现象,它不但会破坏路面,妨碍行车,严重的还会中断交通。路基翻浆多发生在我国西北、东北、华北等季节性冰冻地区,要想预防和治理翻浆路基,就首先要对其发生的成因进行了解。
影响公路翻浆的因素可分为自然因素和人为因素两大类,具体如下:
不同质地的土对翻浆的发生和程度有不同影响,最容易翻浆的是粉性土,这类土的毛细水上升较高,在负温度的作用下水分聚流严重,而且水分增多时土质的强度降低的很快,对稳定性影响比较强烈。当水源供给充足时,特别是土基冻结速度缓慢的情况下,会形成较为严重的翻浆。当土壤中含有大量的腐殖质和易溶盐时,翻浆更容易发生。一般不会发生翻浆的土质是砂土类,这种土毛细水上身高度小,在冻结过程中水分聚流现象不明显,所以砂土中即使含有大量水分,也能保持其强度。
在翻浆的反生过程中有个重要环节是冻结,所以一定的冻结深度和一定的冷量是形成翻浆的重要条件。当在一样的冻结深度和冷量情况下,冬季中负气温作用的特点和冻结速度快慢对翻浆的影响也不同。比如冬季的气温持续较低,冻结线很快就下降到距离路面较深处,土基上部的聚冰少,就不会发生翻浆;反之,冷暖交替,或者初热后冻,冻结线会在距离路面较浅处,则会发生严重翻浆。
水是在翻浆现象中,在路基不断转移和变化的过程。地表积水和浅层地下水都是为翻浆提供水源的渠道。
路面结构也会对翻浆产生影响,如果在潮湿的土基础上铺筑沥青路面,由于沥青面层的透气性较差,就会导致路基中的水分因不能蒸发而滞留在土基顶部和基层中,导致路面失稳变形,形成翻浆。
如果在公路设计阶段,未能考虑到翻浆发生的可能性,路基设计高度不足,路线未能避开不利的水文地质带,以及路面结构不当,厚度不足等都是有可能造成翻浆的设计因素;在施工中如果填筑方案不合理,填筑材料不当,采用大量粉性土或者腐殖土、盐渍土等,压实度不够也是导致翻浆发生的施工因素;在公路养护中,排水设施堵塞,路拱有反向坡,路面积水都会造成路基翻浆病害。
提升路基高度可以增加路基顶部和地下水之间的距离,保证路基上层土壤干燥,在冻结过程中不因水分聚集而失稳,而且这也是一种经济、简便的常见措施,特别适合于取土较为方便的路段,填筑中要注意填筑材料的选择,应该采用透气性良好的土质进行填筑。如果在冰冻严重和粉性土地段,提高路基时可配合砂垫层、石灰土等措施进行使用。
水作为路基翻浆的始作俑者,良好的排水措施可以避免地面水和地下水渗入路基,保证路基土质的干燥,即使在冻结时水分凝聚也会少得多,所以保证排水的通畅是防治翻浆发生的最主要措施。
当地下水位线较高,且不宜提升路基高度时,为保证路基上部土质的干燥,可以在路基顶面下50cm~80cm处铺设隔离层,其目的在于阻断毛细水的上升通道,防止翻浆的发生。这种方法对于新旧路线翻浆病害都可使用,特别适合于新线。隔离层根据材料和铺设方法的不同,分为两类:透水性隔离层和不透水隔离层,前者只能在透水路面中使用,而后者适用于不透水路基中。从材料使用来看,透水性隔离层采用碎石、砾石、粗砂或者炉渣制成,铺筑厚度在10cm到20cm之间;不透水隔离层一般采用沥青含量为8%左右的沥青土或者8%左右的沥青砂,铺筑厚度较透水性隔离层薄,一般在2.5cm到3cm之间。在施工具体办法中,两者也有不同,透水性隔离层的上、下2cm处,还需要用草皮、炉渣、无纺布等透水性材料再铺设一层,以防水分淤塞,隔离层应高出地下水面20cm以上,并向路基两侧做成3%的横坡。不透水隔离层除了沥青土或者沥青砂之外,还需在此上喷洒2mm~5mm厚度的沥青。
设置盲沟和渗沟也是减少路基水分的排水设施。当需要排除春融期间路基中的自由水,使路基上部土体干燥,则可在路肩设置横向盲沟,盲沟的设置和路中线垂直,并采用透水性能较好的砂石填筑,沟底应设置4%的坡度,盲沟出水口一般高出边沟水面30cm。当需要降低路基的地下水位时,可以在边沟下设置盲沟,拦截并排除流向路基的层间水。
马克思主义认为,人民群众是历史的创造者,是实践和认识活动的主体。中国特色社会主义蕴涵的主体分析方法,就是把人民群众作为理论和实践发展的前提和出发点,不仅要重视和满足人民群众日益增长的物质文化需要,促进人的自由全面发展,而且要承认和发挥人民群众在中国特色社会主义认识和实践活动中的主体地位和作用。党的十八大报告指出:“必须更加自觉地把以人为本作为深入贯彻落实科学发展观的核心立场,始终把实现好、维护好最广大人民根本利益作为党和国家一切工作的出发点和落脚点,尊重人民首创精神,保障人民各项权益,不断在实现发展成果由人民共享、促进人的全面发展上取得新成效。”[1]
由于土质原因而造成路基翻浆的路段,可以将路基上部的土换填为水稳定性好、冰冻稳定性好、强度较高的粗颗粒土,以此提高土的强度和稳定性。换填土时,厚度一般在40cm到60cm之间,具体应该根据公路等级、车流量、换填材料等因素确定换填的厚度,保证路基稳定。
当水分积存在路基中,一年四季都会发生转移和变化,所以应对翻浆路基的养护工作,也应该是一年四季不间断,且有侧重点的区别对待,根据各自不同的现象,采用适当的养护措施,加强预防性养护,减轻或防止病害的发生。
秋季养护的重点是做好排水疏导,保持路基干燥状态,尽量避免水分进入路基,以降低冬季冰冻过程中因为温差而导致路面下水分聚流,在秋季,具体养护作业要注意以下几点:
3.1.1 维护路面平整度,维护路拱,随时休整路肩、边坡及路面,发现路面裂纹、松懈、车辙、坑槽、搓板、纵向冲沟等病害,都应及时处置,避免积水。
3.1.2 修整地上排水设备,确保地上排水晓畅;查看地下排水设备,确保地下水能及时排出。
冬季养护主要是采取相关办法,降低因温差导致路基水分向上层聚积的程度,一起要避免水分进入路基。冬季养护具体措施如下:经常上路查看,发现路面有裂缝、坑槽等要及时修补,应及时铲除翻浆路段的积雪。
春季是翻浆的露出时期,在气候转暖的状况下,翻浆发展的很快,养护工作重心内容是抢防。抢防办法:
3.3.1 在两边路肩上,每隔 3~5m,交织开挖横沟,沟宽通常 30~40cm,沟深按冻结状况,逐步加深,直到路面底层以下,沟的外口,高于边沟沟底。
3.3.2 路面坑洼严峻的路段,除横向外,还应顺路面边际加修纵向小盲沟,或渗水井。沟或渗水井的深度应至路面底层以下。如交通量不大,也可挖成明沟。
夏季是翻浆的恢复期,这时维护的中心内容是修正翻浆损坏的路基、路面,采纳彻底治愈翻浆的办法。
[1]李海瑞.路基翻浆的预防与治理[J].内蒙古公路与运输,1994(03).
[2]惠建新.浅谈路基翻浆的防治[J].科技情报开发与经济,2003(08).
[3]于景海,赵连刚,马勋贤.关于砂石路路基翻浆处治方法的探讨[J].黑龙江交通科技,2003(01).