王 濤
(遷安市通宇公路建筑有限公司,河北 遷安 064400)
公路經過一段時間的使用后,由于受到各方面因素的影響,難免產生翻漿等病害問題,使公路正常行車及行車安全都受到很大影響。因此,針對翻漿病害,需要在掌握其產生原因及危害的前提下,制定有效處理措施,以減小其危害,保證公路正常、安全通行。
水是路基產生翻漿的根本原因之一,同時也是產生翻漿現(xiàn)象的重要前提,由于地下水位相對較高,加之排水不夠及時,將使路基的含水量越來越大,此時受行車作用后,就會產生翻漿。路基范圍內的水有很多種不同的來源,如降雨、地表積水與地下水等。如果這部分水進入到路基當中,將造成土體含水量增加,使土體顆粒間阻力減小,導致流動性增強,最終引起翻漿。
土質是引起翻漿現(xiàn)象的主要內因,由于路基土質不均,所以它對翻漿帶來的影響可能不同,當土質較差時,產生翻漿的幾率將增大;反之,如果路基土質良好,則能避免翻漿的產生。比如,當路基填料為砂礫土時,翻漿發(fā)生率將很小,這主要是因為土壤空隙相對較大,溫差作用很小,砂礫土還具有良好穩(wěn)定性及透水性,因此能有效保證穩(wěn)定性。但粉質土由于溫差聚流作用十分明顯,所以毛細水會大幅上升,導致滲水性變差,土體在大量吸水后處于飽和狀態(tài),此時受行車作用后就會產生翻漿的現(xiàn)象。另外,粘性土與泥炭土等不良土質也會引起翻漿的問題。
氣候因素對翻漿的作用表現(xiàn)為溫度變化,這屬于基本的外部因素。通常情況下翻漿都會發(fā)生于冬季,特別是容易發(fā)生凍結的地區(qū)。初期凍土深度較淺,水從正常區(qū)域流向上層土,導致翻漿現(xiàn)象的產生。另外就是在降雨比較頻繁的季節(jié),使路基聚集很多雨水,此時如果溫度突然降低,水將凍結形成一個封面將路面完全封住,待氣溫回暖后,產生翻漿。
車輛荷載是誘發(fā)翻漿的重要原因,屬于促使條件之一,無論是車流量、載重量還是行車速度,都會對路基造成影響,以行車速度為例,車速越快越容易引起翻漿,或車流量越大,越容易引起翻漿的現(xiàn)象。
如果公路路基產生翻漿,會對路面平整度造成很大影響,產生凹凸不平段及起伏段,對行車舒適度及安全性造成很大影響,嚴重時還有可能引發(fā)交通事故。另外,翻漿發(fā)生后若未能及時有效的處理,將使路面情況不斷惡化,產生一系列新的病害,導致路面使用狀況越來越差,極大的增加了后續(xù)維護和處理難度及投入。因此,針對路基翻漿,應在做好預防的同時嚴格遵循早發(fā)現(xiàn)早處置原則,力求將翻漿可能帶來的危害及影響降至最低程度。
在公路路基翻漿維護施工中,應嚴格遵循以下基本原則:
(1)采取有效措施避免各種來源的水進入到路基范圍內,并在容易產生翻漿現(xiàn)象的段落設計專門的隔離層,切實加強路基排水,保證路基高度符合要求。
(2)在化凍的過程中排除處在聚冰層當中的水,也可暫時蓄積于具有良好滲水性功能的結構層當中,可通過排水設施的施工來有效處理。
(3)盡可能提高路面穩(wěn)定性及強度,對土基結構進行有效改善,比如采用具有良好穩(wěn)定性的材料設置基層結構等。
(2)加強路基排水,合理提高路基的高度
在取土較為便利的段落,建議使用具有較強透水性的材料來填筑路基,以此增加路基邊緣和水之間的距離,使路基上層土始終處在干燥狀態(tài),避免在發(fā)生凍結時由于水分散失或凍結而失去穩(wěn)定性。通過對路基的合理加高也能起到良好作用,也是一種經濟合理且操作簡單的方法。另外,在實際施工中還應切實加強檢測,在施工中提出嚴格的要求,保證土基整體密實性,確保路基土達到相對較高的密實度,起到預防翻漿現(xiàn)象發(fā)生的作用。
(2)抬高一定填土高度
路基設計過程中,需要使路基填土具有足夠的高度,以此使其始終保持在完全干燥或稍濕狀態(tài)中,如果路基填土高度不足,當?shù)叵滤幌鄬^高時,在凍結過程中將有充足的供水,使遷移水量變多,導致翻漿現(xiàn)象的發(fā)生。由此可以看出,抬高填土能有效防止翻漿,并且在抬高填土以后,能使水向路基發(fā)生的遷移距離變長,確保絕大部分的水可以在發(fā)生遷移時被凍結,進而減小冰層厚度,避免在融化以后使水量增加,從而實現(xiàn)降低翻漿發(fā)生幾率的目標。
(3)增鋪隔離層
施工中可在適當深度位置增鋪一道隔離層,這一隔離層既可以是透水的,也可以是不透水的。當采用透水的時,可采用無紡布和碎石等透水材料;當采用不透水的時,可采用瀝青材料。這兩種隔離層都相同的作用,均為組織水體不斷上升,使路基上部一種處在干燥的狀態(tài),避免翻漿現(xiàn)象的發(fā)生。
(4)對路面結構層進行更換
路面結構層同樣對翻漿有很大影響,在容易產生翻漿現(xiàn)象的段落,應采用砂礫材料設置墊層,以此增大空隙率,避免水體發(fā)生上升,在化凍過程中除了可以蓄水,還能提供排水通道,避免在路基范圍內形成積水。除此之外,墊層凍融時體積不會發(fā)生太大的變化,這樣能有效減小應變及應力,降低荷載作用對路基整體造成的破壞。除了對墊層進行改變以外,還可更換新的墊層,比如采用石灰穩(wěn)定土等,這是一種具有良好抗凍性能及水穩(wěn)定性能的基層材料,可以在很大程度上減輕翻漿及凍脹,發(fā)揮類似于防凍層的重要功能。
(5)采用化學外加劑對路基翻漿進行處理
即向路基土中摻加一定量固化材料,吸收填土中多余的水,在交接作用下促使土體顆粒能夠良好膠結,形成密實且具有較高強度的復合式土體,減小翻漿產生幾率,一般可將石灰與水泥作為固化材料。值得一提的是,在材料技術快速發(fā)展的進程中,各類新材料不斷涌現(xiàn),可用于翻漿處理的材料類型越來越多,實際工程中應根據(jù)具體情況選擇適宜的材料。
(6)做好路線設計的優(yōu)化
在施工正式開始前的選線工作中,需要對沿線范圍內的地質情況、水文地質與自然氣候進行全面調查,規(guī)避那些可能產生翻漿問題的地段。同時,路線的走向要注意和冬季時的區(qū)域主導風向保持平行,并在冬季時做好除雪,嚴格控制水向路基范圍內的滲透。
綜上所述,路基翻漿是一種對公路正常使用有很大影響的病害,其產生原因比較復雜,既有土質的內因,又有氣候、車輛荷載等外因,實際情況中,除了要在設計與施工中做好預防,還應通過檢查及時發(fā)現(xiàn)翻漿跡象,并根據(jù)其產生原因制定有效的處理方案,以此將其可能造成的影響降至最低程度,保證公路正常運營,延長整體的使用壽命。