公路路基翻浆原因分析及预防方法研究

尹思琪

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东 广州 510000）

0 引言

随着经济的发展，公路交通逐步进入了蓬勃发展的高速阶段。然而，随着交通量和重型车辆的不断增长，公路路基病害问题也日益严重，逐渐成为困扰广大从业人员的心头问题。结合当前公路运营的实际现状，翻浆是公路路基中常见的工程病害之一，当公路翻浆问题出现之后，如果处理不及时，则会缩短公路的使用寿命，同时引发相应的安全隐患等问题。本文系统地论述了公路路基翻浆病害的成因、影响因素及预防措施，以期延长公路路基的使用寿命，为相关从业人员提供实践参考，对今后相关工作开展及提高路基翻浆处理水平具有重要意义。

1 公路路基翻浆的原因分析

翻浆是公路路基的常见病害之一，翻浆不仅会损坏路面，影响驾驶的舒适性，严重时还会造成交通中断，危害国家经济建设和人民财产安全。影响公路路基翻浆的因素主要包括水、土壤质量、水文和气候、行车荷载、设计和施工、路面管理等，其中土质、温度和水是形成翻浆的3 个自然因素，水是公路路基翻浆形成的关键因素。

水主要通过两种途径进入路基，一种是地表水通过路基表面不断渗入，另一种是地下水在路基土质不佳、土壤之间孔隙很小的状态下，通过毛细水上升，在温度差的作用下聚流，提高路基土壤的含水量。当路基的含水量增大时，由于路基土体自重的增加和土体内部摩阻力的减小，公路路面的强度降低。在行车荷载作用下，路基湿软，形成“弹簧”状态，路面逐渐变得不平，在行驶带上形成车辙，路面裂缝上出现湿痕，泥浆被挤压到路面形成翻浆。

结合以往经验，一般来说，根据公路的破坏程度，公路路基翻浆病害可分为轻、中、重三种类型。

2 公路路基翻浆的主要影响因素

根据路基翻浆的相关数据，总结出影响公路路基翻浆的主要因素包括：水、土壤质量、水文和气候、行车荷载、设计和施工、路面管理等因素，如图1所示。

图1 路基翻浆原因分析鱼骨图

2.1 水造成的路基翻浆问题

影响公路路基翻浆的最基本因素是水，翻浆过程就是路基中水分的移动和变化过程。地下水的渗入、地下水位的提高和路基含水量的增加是形成翻浆的前提和影响因素。

其一，受地表水影响。地表水一般指季节性积水，包括路基和路面排水不良引起的路边积水或公路区域积水。如果路基长时间浸水，地表水会逐渐渗入路基土壤，路基填料的含水量过高或饱和，导致路基强度显著降低，甚至形成流塑状，从而导致路基翻浆。

其二，受地下水影响。我国地域辽阔，受地形、地物等因素限制较多，公路部分路段的路基不可避免会修建于低洼地带。公路不同于其他工程，一般需修建于地表外一定高度。受到地下水位较高、上层滞水、层间裂隙水、地下潜水及排水管道漏水等不利因素影响，导致路基的含水量过大，达到饱和状态，造成路基强度降低。在行车荷载的长久影响下，公路逐渐出现弹簧、沉陷、翻浆。

2.2 土质较差造成的路基翻浆问题

不同地区路基施工的土体条件存在差异，根据成分不同土质分为黏性土、粉质土及砂性土三类。然而土壤质量对于公路路基翻浆的影响不尽相同，土壤质量的好坏可以决定是否会发生积水，影响翻浆的严重性。

最容易翻浆的土质是粉质土，虽然粉质土在分布过程中密度比较大，但是在毛细作用的影响之下，会导致地下水位上升，粉质土中的水分逐渐增加。当温度升高时，粉质土中的毛细水就会出现流速加快的情况，导致流动，形成聚流，直接影响路基的土质，使路基本身的强度降低，最终导致翻浆的问题。虽然黏性土的毛细水升得很高，但上升速度很慢。因此，只有当供水充足且土壤基础的冻结速度较慢时，才会形成严重的翻浆。一般情况下，沙质土不会出现翻浆情况，在冻结过程中，水分聚流现象很轻。

2.3 行车荷载造成的路基翻浆问题

近年来，随着我国经济水平的不断提高，物流等运输业发展迅速，交通量大幅度增加，车辆超载的数量也显著增加。结合以往的经验，公路的车流量、车的载重大小，对于公路的影响非常大。除上述因素外，公路交通负荷也是引起路基翻浆的重要因素之一。在同等条件下，公路的交通量越大，车辆负载越大，刹车次数越多，公路路基的压力就越大。水分在毛细与温差的共同作用下，翻浆就越多、越严重。当发现路基翻浆有发展趋势时，要及时控制公路交通，尽量减少交通量，并采取抢修措施。同时，相关部门应进一步加强对公路交通车辆超载的检查，加大处罚力度，以延长公路路基的使用寿命。

2.4 水文气候造成的路基翻浆问题

我国地域辽阔，气候多变，特别是我国北方季节性冻土地区，在地下水位较高或地表排水不畅，路基填料是粉质土的情况下：冬季水分聚集，引起路基冻胀；春融时，昼夜温差较大，土壤解冻在由浅到深的发展过程中，路基的冻融现象交替出现，含水量较大的路基形成水晶水，路基也因含水量偏大而出现湿软、“弹簧”状态。在行驶荷载的作用下，路面不平，在行驶带处形成车辙，泥浆挤到路面，形成路基翻浆。此外，在秋季多雨、冬季温暖、春季多雨等情况下，会促进公路路基翻浆的发生。

2.5 施工不当造成的路基翻浆问题

路基直接承受车辆行驶带来的荷载，因此公路施工质量对路基翻浆问题也是一个重要的影响因素。高质量的施工将打造高标准的公路，在一定程度上可以避免公路路基的翻浆问题。

在施工中，造成路基翻浆的原因：一是施工单位往往由于没有对路基压实度进行有效分析，在压实处理过程中，依据之前的经验进行公路路基施工，导致路基整体的压实度无法满足质量要求；二是施工时填筑大量粉质土、腐殖性黏土等CBR 值不符合规范要求的回填材料，路基质量不满足要求；三是没有有效管理施工排水，导致路基排水能力严重不足，增大了路基翻浆的概率。

2.6 设计不当造成的路基翻浆问题

设计对公路路基翻浆也有很大影响，高质量的设计将打造一条实用、高标准的公路。设计时，对路基翻浆的因素考虑周全，会在最大程度上避免公路路基的翻浆问题。同样，设计不当也会增加翻浆的概率及严重程度。

首先，路面结构材料选择不当会造成路基翻浆问题。受外界车辆荷载、降水和气温变化等因素影响，路面材料必须具有一定的结构强度、温度稳定性和抗渗性。由于各地区交通条件、气候条件、材料价格等差异较大，在实际工程中应充分考虑上述因素和工程预算，综合选择经济性和耐久性合适的材料类型。

其次，设计存在缺陷，如对未来交通量估计不足、路基设计高度不足，以及在特殊水文地质路段没有防止泥浆翻浆的措施，都是造成路基翻浆的重要因素。

2.7 路面管理问题造成的路基翻浆问题

除以上因素外，路面管理、养护工作不到位也是路基翻浆重要因素。一是路面管理和养护工作不到位，导致翻浆病害的发生和不断扩大，最终增加了路基养护的难度。二是路面结构存在差异，公路管理和养护工作没有针对性，因此错过了翻浆病害处理的最佳机会。同时，翻浆病害的处理要求制定科学、合理的措施，提高公路路基的使用寿命。

3 公路路基翻浆病害预防措施研究

根据以上影响路基翻浆的主要因素，总结了路基翻浆的处理和预防措施。而对于具体路段来说，导致翻浆的原因是不同的，只有通过实际调查，正确分析翻浆产生的原因，根据实际情况采取切实可行的措施，才能从根本上解决公路路基翻浆问题。

3.1 做好路基排水

做好路基排水工作是预防和处理路基翻浆的有效措施，具体方法是用渗透性良好的土壤填充路基，提高路基标高，保持路肩平整及边沟畅通，定期清理路面积水等，保持路基上部土层干燥，避免地下水和地表水对路基的侵蚀，以此来减少路基翻浆问题。

3.2 修筑隔温层

隔温层一般应用在北方严重冰冻地区，是指在路基上部或路面底基层处，铺一层炉渣、矿渣、碎砖等材料。这种方法可以防止隔温层下的土层冻结或减少冻结深度，起到防止翻浆的作用。

3.3 铺设隔离层

当地下水位或地面区域的水位较高时，路基处于潮湿或过湿状态，并且不适合升高路基，可以铺设隔离层。根据所用材料的不同，隔离层可分为渗透隔离层和不渗透隔离层。渗透隔离层：用粗集料铺筑，厚度约为0.1～0.2m，从路基到两侧做一个3%的横坡。为了避免被堵塞，在隔离层的上下侧铺设一层草皮或土工布或其他渗透材料。连接路基边坡的部分应铺设大石块，以防止碎落。隔离层上部与路基边缘高差不小于0.5m，底部高出边沟底部0.2～0.3m。不渗透隔离层：可采用沥青土（2.5～3.0cm 厚）、喷洒沥青材料（2～5cm）或油毡、塑料薄膜等制作。

在实际施工应用中，可结合具体情况选择隔离层设置的形式，以阻断毛细水的上升，使路基逐渐干燥，进而有效防止翻浆。

3.4 更换填土层

由于土壤本身引起的翻浆，通常采用土层换填法处理，可以尽快避免不良后果。具有良好的水稳定性和高强度的粗颗粒土可用于替换路基上部的土壤，以提高路基的强度和稳定性。换填土层的厚度可根据区域条件、公路等级、行驶要求、换填材料等因素确定。

更换填土层时，需基于科学的设计方案，采用先进的施工技术，购买优质的材料。应树立整体意识和安全意识，根据当前路基的施工质量要求和施工周期，循序渐进、有方向地开展土层换填工程。

3.5 路面结构层改善

路面结构层改善的方法主要包括砂垫层法、铺设石灰土法和铺设炉渣石灰土法。这三种方法可以有效改善路基结构，防止公路路基翻浆的发生。其一，砂砾垫层采用砂砾、粗砂或中砂铺成，具有孔隙较大、蓄排水能力较强、冻融过程中体积变化小及具有一定强度等特点；其二，在重冰冻地区潮湿路段不宜直接采用铺设石灰土法和铺炉渣石灰土法，须与其他措施配合应用，如在石灰土下铺设砂垫层。

3.6 添加化学外加剂

路基翻浆可以通过添加化学外加剂进行处理，即向土壤中添加一些化学固化材料以吸收土壤中的水分，并通过胶结作用将土壤颗粒紧密胶结，形成具有一定强度和密度的混合物，从而减小公路路基翻浆的概率。一些常用的化学外加剂包括水泥、石灰等。

3.7 优化设计

在公路路线的设计阶段，应详细调查地质、降雨量、主导风向、温度和气候等情况，如可能的话应对公路路线进行设计优化，绕开容易发生翻浆的路段。路线方向应尽可能与冬季当地主导风向平行，避免路基两侧出现风吹雪和降雪堆积。可以通过设置缓边坡的流线型断面来防止翻浆的发生。

3.8 控制车辆荷载

由于车辆荷载是影响路基翻浆的重要因素之一，因此主要从两个方面进行控制：导流和车辆荷载。一方面当超载情况得到控制时，翻浆情况将减少，路基的使用寿命将相应延长。另一方面通过导流措施，可以减少路基承受的荷载，并相应延长路基的排水时间，也是控制路基翻浆的有效措施。

3.9 公路的科学管理

公路的科学管理主要包括两个方面，一是高度重视路基施工管理，二是提高路基养护管理的效率及质量。其一，在公路路基施工过程中，使用科学合理的管理手段，进一步加强对路基质量的管理和试验检测，提高路基成型质量。其二，根据施工规范及相关要求进行定性检查，若发现路面鼓包、裂缝等问题，根据实际情况及时进行合理的维修、养护，维持公路的良好使用功能。通过以上两方面的管理，将有效控制路基翻浆的发生。

4 结语

路基翻浆是公路运营期间常见的问题之一，对公路结构的破坏、公路交通的危害不容忽视，直接影响公路的正常通行，近年来逐渐引起了相关从业者的关注。因此，在公路设计和施工过程中，必须采取科学的方法和适当的措施来防止公路路基翻浆。本文分析了路基翻浆形成的原因及影响因素，并提出了相应的预防措施，对公路设计、施工及养护工作具有借鉴、参考价值。