文/何卫锋
近些年来,随着国家经济的发展和科学技术的进步,公路建设的发展进程也大大加快,发展过程的日新月异为人们的出行提供了更加便利的条件,但当前在西北等欠发达地区,公路建设发展不均衡的问题或现象依然存在,这部分问题主要表现在西北等欠发达地区早期修建的部分国道、省道及县道还未革新,路面面层老化现象严重,排水等基础设施建设不完善,同时在车辆超载运行的状态之下,路基翻浆、路面网裂、路面坑槽等病害层出不穷[1]。基于当前欠发达地区公路路面建设发展的现状和实际状况,找出影响公路路基翻浆的因素就显得尤为重要,只有如此才能够为科学预防公路路基翻浆提供策略与方法。本文主要针对公路路基翻浆的影响因素进行整体的分析和系统的判断,同时对公路路基翻浆的病害预防及养护措施做了科学的归纳和总结,希望本文的研究能够为公路路基翻浆预防养护提供一套行之有效的可行性建议。
从某一层次上说,水因素是影响路基产生翻浆的根本原因之一,也是产生翻浆现象的重要影响因素。主要原理是,由于公路路基的地下水位相对较高,在排水的过程中难免会有排水不及时的问题。当地下水位相对较高和排水不够及时,二者相互作用状态之下,路基的含水量也会不断提高与增大[1]。此时此刻,行车的数量和重力对路基产生的压力作用之后,翻浆的现象会表现得更加突出与明显。而路基范围的水来源有很大的不同,如大量的降雨和地表积水与地下水,当这三部分的水进入到路基当中去,将会大大提高土体含水量,致使土体颗粒间的阻力和受力作用减小,最终导致公路路基翻浆的流动性大大加强,引发翻浆[2]。
根据理论研究表明,土质因素是引起公路路基翻浆现象的内因,路基土质的不均匀将会给翻浆带来消极的影响或阻碍,主要的表现关系是反比例。当土质较差时,产生翻浆的概率就会大大增加;而当土质较好时,产生翻浆的概率会降低甚至没有。可见,土质因素对公路路基翻浆问题影响较为严重[3]。比如,当某路基的填料为沙砾土时,翻浆发生率将会大大降低。因为沙粒土具有很好的稳定性和稳固性,同时由于透水性较强,稳定性更高,而与沙砾土质相反的粉质土质翻浆问题就会表现十分突出。因为粉质土的温差聚流作用表现十分明显,毛细水会大量上升,从而导致顺水性能变差,土体结构在大量吸水之后由原来的不饱和状态向饱和状态转变[4]。此时在众多行车作用影响之下,产生翻浆的现象就会十分突出,粘性土与泥炭土等不良土质也会引发翻浆问题,因此应该从多个方面来规避。
通常气候因素对公路路基翻浆的作用主要表现为温度的高或低,也就是常说的温度变化情况,这是影响公路路基翻浆的外部影响因素。在气温条件影响之下,翻浆的可能大多发生在寒冷的冬季,在冻结的地区会表现得更加明显。在冬季的初期,冻土深度相对较浅,水从正常区域流向上层土,翻浆现象从此产生。另外,当在夏秋季节时,降雨较为频繁,公路路面的路基聚集水的可能性更大,此时如若正处于寒冷的冬季,温度骤然降低或一直低,聚集的雨水将会被冻结成一个封面,公路路基路面就会被封住,当春暖花开的时节,气温回升,翻浆出现。
图1 温度影响下的公路路基
其他因素主要是车辆荷载,车辆荷载是诱发翻浆的重要成因,是外部影响因素。车辆的车流量、重量、行车速度都会对公路路基造成一定程度的影响。当车流量较大时,公路路基受到力的作用影响更为明显,翻浆的可能性发生也会更高;当行进中的车辆所在的货物较重,公路路基难以承受,长此以往,公路路基路面面层受到力的影响,发生翻浆;行车速度过快过慢都会对公路路基造成影响,一般的影响是行车速度越快翻浆可能性更高[5]。
简而言之,当公路路基发生翻浆时,首先是公路的平整度会受到影响,特别是在乡村道路的行进过程中,会发现凹凸不平的路段。这主要就是由于公路路基产生翻浆后的影响,公路路基发生翻浆时,行车人的舒适感会有所下降,甚至更为严重的是,给行车人的行车安全及生命安全带来潜在的威胁。当公路路基发生翻浆之后,若交通管理部门没有做到及时处理,路面路基不断恶化的问题会表现的更加突出,路面的使用状况也会不断下降,在后期的建设或维护过程中,处理难度及投入都会相对较高。
提高路基排水性能是维护施工公路路基翻浆问题的重要解决方面。在这一过程中,比如在较为便利的路段,可以选用具有透水性较强的材料来充实路基和填筑路基,以达到增加路基边缘和水之间的距离性的效果,从而让路基上层土保持干燥的状态,也为保持路基的稳定性提供可能[6]。当然,适当提高路基的高度,能起到维护施工的作用,也能够对路基表面进行维持。在实际的施工过程中,路基的排水性能和路基高度都是可以做适当的调整。因此,应该加强检测工作,在施工的过程中对施工质量及施工要求做出明确的规定,让路基的整体密实性得到保障,也让路基的相对密实度能够充分提高,从而达到预防翻浆现象的目的。
图2 路基下设置排水暗沟
公路路面在设计的过程中,相关设计人员要根据施工路段的实际状况,设计与实际相符合的方案,比如针对翻浆问题,就需要设置有一定的路基填土高度[7]。因为当路基填土高度不够时,地下水位本身又较高,在寒冷的冬季,公路路基的冻结将会有更加充足的供水,迁移的水量就会变多,翻浆现象发生的可能性也就更高。在抬高填土高度之后,可以有效地改变路基的迁移距离,也就是一般意义上的距离延长。在这样的作用之下,可以有效确保绝大部分的多余水分在发生迁移的过程中被冻结,冰层的厚度也会进一步被缩小,有效避免冰层融化之后水量增加,是有效降低翻浆发生概率的重要举措,因此应该大加提倡。
更换路基填土层是有效改善和降低翻浆现象的养护方法之一。这一举措的工作原理是通过将原本强度较小或不符合该区域公路路基使用标准的公用土层更换为品质更佳、性能更好的土层,从而有效提升路基的整体强度和实度。但在更换土层的过程中,需要注意选择优质的沙土材质,相较于粉土和部分粘性的土来说强度更好,含水量也更低,这就会促使毛细水的上升高度大大降低,从而有效提高路基的强度,规避翻浆现象。在更换填土层的时候,首先要做的就是找出最容易出现翻浆的区域,工作人员做出预先的工程设计,将公路路基的50m 左右的土层挖开,并将里土移出,同时将预先准备好的沙土加入坑中,运用压实机将土层压实压牢;其次需要做出预先的施工预设,比如在施工过程中,遇到翻浆特别严重的公路区域,要采取怎样的策略与方法来改进。通常而言,采用沙土混合三例材料将该区域进行填充和压实,来预防翻浆现象。
图3 填土层更换实图
在此过程中,不断加强公路路基管理提升公路路基的养护水平。其举措是,首先应该根据以往的相关施工经验,在经验的支撑下,当路基的填土材料压实度达到90%左右时,路基土的冻胀率也将会达到最大。因此,针对这一原理和工作现象,应该加强对公路路基密度的压实作用,在这一过程中不断对公路路基的压实度做定期的检测和数据导出,从而对施工区域做及时的数据分析和策略应对。另外,在对路面路基结构进行施工的过程中,要使用现代化的科学环保施工技术,用强大的技术做支撑,为翻浆现象产生预防提供技术影响。最后,不断提高路基的养护管理效率也显得十分重要,这主要依赖于要不断提高养护人员的专业水平,用严格的管控制度规范养护人员的主体工作行为,切实让人员能够定期的对路基进行全面的检查。在检查的过程中,如若发现路基出现翻浆问题,及时做出数据记载并反馈,不断提高路基质量和公路使用效率。
综上所述,在对公路路基翻浆原因分析的基础之上,切实根据公路路基翻浆的实际状况,提出具体的应对策略。在分析公路翻浆原因的过程中,不仅要考虑到影响的外部因素,同时还要考虑到内部成因。只有如此,才能够对公路路基翻浆策略优化提供强大的后台支持和基础保障。通过不断对影响因素和条件分析,得出需要不断加大公路路基的排水力度,提升工程质量管理的效率,有效提高公路路基的稳定性及安全性,最终促进我国交通运输事业的发展。