关于沥青路基翻浆原因及治理

所属栏目：交通运输论文
发布时间：2013-02-01 10:54:07  更新时间：2013-02-01 10:52:06

摘要:在城市道路病害中发生较为严重的是春季翻浆。在季节性冰冻地区及水文不良地段,路基在冰冻过程中,土中水份不断向上移动,使路基含水量大大增加。春融期间,由于路基上层含水量过高,强度急剧降低,在行车荷载作用下路面发生鼓包,弹簧等翻浆现象。在北方寒冷地区,路基翻浆是公路极易出现的病害。它不仅给公路造成了严重破坏,而且也对正常的公路运输构成威胁。因此,如何正确预防和处治这一病害,就成为公路养护部门面临的重要课题。

关键词:路基翻浆;影响;防治措施

翻浆的发生过程,主要是季节性冰冻地区雨季集中在夏秋之交或秋季。由于降水下渗使地下水位升高,进入冬季,当路基表面开始结冰时,土孔隙内的自由水在首先开始结冻,形成冰晶体,当温度继续下降时,与冰晶体接触的弱结合水被吸引至冰晶体上冻结,于是与冰晶体接触处土粒上的水膜变薄,由于水分子的吸引作用,路基下温度高处的水份不断向上移动,当水源供给充足时,发生连续移动,就使路基上大量聚冰,形成聚冰层,如果聚冰层过厚,路基中水份冻结后体积膨胀,如超过孔隙所能容纳的数量,就要引起路基冰胀,严重时造成路面隆起开裂。春季气温回升,路面结构层及路基开始化冻,由于路面结构层的吸热和导温性较强,使结构层本身及路基上面的土层融化,因而冰冻层上即融化水份不能向下或两侧排出,使路基上部处于过湿状态,当温度继续升高,融化至聚冰层时,路基温度更大,有时甚至超过液限,这样路基化冻过程中的强度显着降低,以至丧失承重能力,在行车作用下依次发生鼓包,弹,开裂,车撤冒浆,路面大量破坏,形成翻浆。

翻浆按照对路面的破坏程度,分为轻型、中型和重型三种类型。根据导致翻浆的水类来源的不同,可将翻浆分为五个类型地下水类、地面水类、土体水类、气体水类、混合水类。

1.翻浆发生的过程及其影响因素

1.1翻浆发生的过程

秋季(聚水)——冬季(冻结)——春融(含水量增加)——强度降低行车荷载翻浆

1.2翻浆的影响因素

1.2.1地下水、地表水和汽化水是影响路基翻浆的内在因素。

当公路穿过湿地时,由于长期受到地下水影响,通过土壤的毛细作用,土基含水量偏高,土质潮湿,从而引起翻浆;另外,进入雨季,公路边沟往往存有大量地表水,在路基排水不畅的地段形成积水泡,由于水压的作用,路基含水量增高,也会导致翻浆。

1.2.2公路施工和交通量等是影响路基翻浆的外在因素。

公路施工时遇到降雨,路基土层的含水量由于雨水的渗透而增高。尽管会有蒸发,但其含水量应会高于路基施工时的含水量指标,引起路基翻浆。此外,交通量增大也是产生公路翻浆不可忽视的因素。一般地,交通量越大,公路产生翻浆的可能性就越高。

1.2.3土质:粉性土是最容易翻浆的土。

1.2.4温度:一定的冻结深度和一定的冷量(冬季各月负气温的总和)是形成翻浆的重要条件。

1.2.5人为因素:①设计不当;②施工质量有问题;③养护不当。

总之,翻浆的产生是一个复杂的过程,是路基含水量、公路交通量和公路建筑材料等诸多因素共同影响的结果。

2.翻浆的防治措施

基本途径是:防止地面水、地下水或其他水分在冻结前或冻结过程中进入路基上部,可将聚冰层中的水分及时排除或暂时蓄积在透水性好的路面结构层中;改善土基及路面结构;采用综合措施防治。

2.1路基翻浆的预防

预防路基翻浆的方法比较多,最常见和有效的办法是采用深挖和扩挖边沟,保证排水畅通。

深挖边沟,可以相对降低地下水位,同时也降低了水的渗透压力,控制了路基上的含水量,保持路基土质处于相对干燥状态。通过及时疏通边沟,保证雨季边沟也不存在大量积水使路基土的含水量不能升高或略有升高,也可保持路基土处于相对干燥状态,从而减少翻浆的出现。此处,设置盲沟和及时清除沥青路面积水、积雪等方法,可减少翻浆的出现。

2.2基本防治措施

2.2.1换填土法:采用水稳性、冻融性好、强度高的粗粒土换填路基上部;换填选料原则,冻胀时路面不致产生有害变形,冻融时路床承载力不致下降,换填厚度应控制在最大冻深的70%～100%。

2.2.2隔离层法:深度应设在聚冰层以下和地下水以上适当处;隔离层宜高出地表水位25cm,有效厚度一般为20cm。为防淤塞,上下面宜设防淤层,亦可在上下面反铺草上或土工织物防淤。隔离层材料可用碎石、砾石、粗砂、土工布等,上下面宜设3%～4%拱度。采用何种防淤层,应视道路等级而定。

不透水隔离层可选3cm厚含沥青8%～10%的沥青土或6%～8%的沥青砂,或沥青油毡、塑膜等。

2.2.3隔温层法:设置在路基上部或路面底基层处,以延缓和减小负气温的强度;材料可选择炉渣、矿渣、碎砖,厚度一般为20～50cm。

2.2.4降低水位法:在低于现有地下水位的两侧边沟底部位设置管沟或渗沟。

2.2.5土工布排水法:将过滤型土工布(也可用塑偏布)直接铺在土基上,上面铺填30～40cm砂砾层。

2.2.6改善路面结构法:如设置石灰底基层、二灰砂砾基层、水泥稳定基层、砂砾垫层等,厚度可根据计算确定。

3.翻浆路段的养护

3.1秋季养护

秋季养护的主要工作是排水,尽量防止水分进入路基。

3.2冬季养护

冬季养护的主要工作,是清除积雪。

3.3春季养护

养护的主要工作是抢防。

3.4夏季养护

养护的主要工作是修复翻浆破坏的路基、路面,采取根治翻浆的措施。

4.路基翻浆的处治

路基翻浆处治,一般采用“挖换材料法”,即全部挖出路面翻浆。一般下挖75 cm,只有这样,才能从根本上彻底解除翻浆,杜绝该段再次翻浆。

4.1具体步骤。挖路槽(75cm)———铺垫层(30cm)———铺基层(36cm)———铺面层(9cm)。

4.2施工中注意的几点要求。

挖路槽时,要注意槽壁垂直向下,槽底平整。几何尺寸按上级部门设计要求执行。深度可根据实验段可少挖1～3 cm。基底碾压完毕后,基底压实度达到规范要求的压实度,特别是边角附近的压实度。严格挖制每层的材料及配比试验工作,每层自检、报验工作。

4.2.1石方堑超挖回填部位应选用符合要求的石渣,压实度不得低于95%;禁止使用劣质开山料或覆盖土回填或找平;超挖部分不规则或不超过8cm时,可用混凝土修补找平;整平层宜采用级配碎石水泥稳定碎石、二灰稳定碎石类等半刚性材料。

4.2.2土质路堑或遇水崩解软化的风化泥质页岩等类路堑的路床压实度如不符合7.5.1条的规定时,应翻松压实或根据土质情况,换填路床强度并满足压实度要求的足够厚度的好土,并予以压实,然后加强排水措施,如封闭路肩、浆砌边沟等。

4.2.3有裂隙水、层间水、潜水层、泉眼等路段,应分别采取切断、拦截、降低等措施,如加深边沟,设置渗沟、渗管、渗井等。

沥青路面的主要类型有沥青表面处治、沥青贯入式、热拌沥青混合料和乳化沥青混合料路面等,因其具有造价相对较低、行车舒适、修复方便,能够利用石化企业副产品等优点而被广泛应用于公路和城市道路、机场等基础设施的面层处理。

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