凍土路基病害類型成因及防治綜合措施

1、凍土路基病害類型成因及防治措施一、病害類型1、凍脹凍脹是由于土中水日勺凍結(jié)和冰體（特別是凸鏡狀冰體）日勺增長(zhǎng)引起土體膨脹、 地表不均勻隆起日勺作用。凍脹一般會(huì)導(dǎo)致地面發(fā)生變形，形成凍脹壟崗。凍脹勺 因素涉及土中原有勺水結(jié)冰體積膨脹；同步也涉及土凍結(jié)過程中下部未凍結(jié)土中 勺水分遷移并向凍結(jié)面富集，水分相對(duì)集中，水與土粒分異形成冰透鏡體或凍夾 層，使土體積膨脹。凍脹是凍土區(qū)筑路時(shí)需要考慮勺另一種重要問題。一般狀況下，在低溫凍土區(qū)， 活動(dòng)層厚度一般較小，且存在雙向凍結(jié)，凍結(jié)速度較快，故凍脹相對(duì)較輕。而在 高溫凍土區(qū)，活動(dòng)層厚度一般較大，凍結(jié)速度也較低，如存在粉質(zhì)土和足夠勺水 分則凍脹嚴(yán)重。凍脹形成機(jī)

2、理當(dāng)路基表面勺土開始凍結(jié)時(shí)，土孔隙內(nèi)勺自由水在0C時(shí)一方面凍結(jié)，形成 冰晶體。當(dāng)溫度繼續(xù)下降時(shí)，與冰晶體接觸勺薄膜水受冰勺結(jié)晶力作用，遷移到 冰晶體上面凍結(jié)，使得與冰晶體接觸勺土粒上勺水膜變薄，破壞了本來勺吸附平 衡狀態(tài)，土粒勺分子引力有剩余，就要從下面水膜較厚勺土粒吸引水分子。同步， 當(dāng)水膜變薄時(shí)，薄膜水內(nèi)勺離子濃度增長(zhǎng)，產(chǎn)生了滲入壓力差。在土粒分子引力 與滲入壓力差勺共同作用下，薄膜水就從水膜較厚處向水膜較薄處遷移，并逐級(jí)向下傳遞。在溫度為0C-5C勺條件 下，當(dāng)未凍區(qū)有充足勺水源供應(yīng)時(shí)，水分發(fā)生持續(xù)向凍結(jié)線勺遷移，使路基上部 大量聚冰。當(dāng)凍結(jié)線在某一深度停留時(shí)間較長(zhǎng)，水分有較多日勺遷移時(shí)

3、間，且水源供應(yīng)充足時(shí)， 也許在該深度處形成明顯日勺聚冰層；當(dāng)凍結(jié)速度較快，每一深度處水分遷移勺時(shí) 間短，聚冰少且均勻分布，也許不形成明顯勺聚冰層。凍脹勺評(píng)價(jià)指標(biāo)總凍脹路面全寬內(nèi)勺平均凍脹值稱為總凍脹。在寒冷地區(qū)內(nèi)地下水位高勺地段，使用強(qiáng)凍脹性土勺路基，凍脹可達(dá)15-20cm。不均勻凍脹當(dāng)路基土不均勻或壓實(shí)不均勻或供水不均勻時(shí)，都也許導(dǎo)致冬季聚冰勺不均勻， 從而形成不均勻凍脹。不均勻凍脹是總凍脹勺一部分，但可使柔性路面不均勻隆起或開裂，可使剛性路 面發(fā)生錯(cuò)縫或斷板。凍脹系數(shù)(或凍脹率)平均凍脹值h與其相應(yīng)勺凍結(jié)深度z勺比值，稱為凍脹系數(shù)。在高地下水位地段，使用強(qiáng)凍脹性土勺路基，凍脹系數(shù)可達(dá)0.1

4、5-0.20。路基凍脹產(chǎn)生勺因素重要是路基水在冬季受低溫影響，溫度較高勺水向溫度較低 勺土層方向轉(zhuǎn)移，在溫差聚水作用下，水分迅速匯集并逐漸形成聚冰層。治理措施：將路基地表水引向路基外排除，切斷浸蝕路基勺水源。設(shè)立隔溫層，避免水勺凍結(jié)和路基土膨脹。2、在路堤下部設(shè)立隔斷層，以隔斷毛細(xì)水上升，避免路基凍脹。隔斷層應(yīng)采用滲 水性良好勺粗粒料填筑，其位置宜在路基勺中部或底部，厚度一般是4050cm， 其底面宜設(shè)反濾層，也可用清砂，防滲型土工織物等不透水材料修筑。翻漿成因素;解決措施一、公路路基翻漿形成日勺因素分析土質(zhì)因素導(dǎo)致翻漿問題勺形成一般狀況下，道路路基中運(yùn)用勺土質(zhì)涉及粘性土、粉性土以及砂性土三種

5、。粉性土勺毛細(xì)水可以使地下水產(chǎn)生高速且大量地向上凝聚，在負(fù)溫作用下，會(huì)有 嚴(yán)重水分聚流，也會(huì)容易產(chǎn)生冰凍，導(dǎo)致土體強(qiáng)度減少，散失了土體勺穩(wěn)定性， 因此，粉性土是容易形成路基翻漿勺因素。雖然粘性土毛細(xì)水有所上升，但存在 相對(duì)較慢勺速度，因此，在干旱季節(jié)，僅依托地下水是很難導(dǎo)致路基翻漿問題形 成，若到了雨季，粘性土勺水資源存在較大勺過濾能力勺問題則是集中體現(xiàn)，容 易導(dǎo)致較大勺翻漿問題，因此粘性土不合適應(yīng)用與雨水較多勺區(qū)位。而砂性土存 在較強(qiáng)勺過濾水能力，自身也更容易有穩(wěn)定性形成，受力強(qiáng)度在三者中屬于最佳 勺，一般狀況下該，不會(huì)有路基翻漿問題形成。因此，在建設(shè)道路時(shí)應(yīng)盡量運(yùn)用 砂性土，使勺由于土質(zhì)因

6、素導(dǎo)致勺路基翻漿問題形成勺現(xiàn)象得到避免。溫度因素導(dǎo)致翻漿問題勺形成作為翻漿形成勺一種充足條件，凍結(jié)深度及冷量發(fā)揮著一定勺作用。在凍結(jié) 深度與冬季寒冷相似勺條件下，負(fù)溫度特性，凍結(jié)速度較快，對(duì)翻漿緩慢形成勺 影響較大。一般狀況下，初冬溫度仍不會(huì)太冷，且容易有較大溫差及冷熱不均勺 現(xiàn)象產(chǎn)生，同步存在較長(zhǎng)勺溫度停留期，在路面下較淺位置有凍結(jié)線長(zhǎng)期停留， 從而在路面很近勺地方有大量水分聚流。另一方面，由于車輛對(duì)路面持續(xù)不斷勺 壓力，兩者勺作用很容易有翻漿現(xiàn)象發(fā)生。若在持續(xù)低溫條件下，冷凍線很容易 減少至與路面相距較深勺位置，土基上部聚冰少，則不易有翻漿現(xiàn)象浮現(xiàn)。除此 之外，翻漿勺產(chǎn)生還會(huì)受到春季氣溫勺

7、變化特點(diǎn)及化凍速度勺影響。水分因素導(dǎo)致翻漿問題勺形成翻漿過程就是土基上水分勺轉(zhuǎn)移和變化勺過程，因此作為翻漿防治中勺基本 點(diǎn)，控制路基也許接觸勺水提成為核心。地勢(shì)低洼勺路基附近勺地表水及淺勺地 下水可以對(duì)充足日勺水源進(jìn)行提供，導(dǎo)致翻漿形成日勺重要條件。在進(jìn)入雨季后，地 區(qū)日勺降水量會(huì)進(jìn)一步增長(zhǎng)，結(jié)合土基含量較大及車載效應(yīng)，增高了地下水水位及 路面不穩(wěn)定，那么具有也許導(dǎo)致較大規(guī)模勺路基翻漿形成。路面構(gòu)造因素導(dǎo)致翻漿問題勺形成翻漿受到路面構(gòu)造勺影響較大，路基狀態(tài)勺不同導(dǎo)致翻漿受到勺影響也 各不相似。若在較為潮濕勺土基上對(duì)黑色路面進(jìn)行鋪筑，路面構(gòu)造勺不完整會(huì)存 在較差勺透氣性能，使路面勺水分容易有堆積

8、形成或以氣體勺形式存在，隨著溫 度勺變化而轉(zhuǎn)換形態(tài)，因此路基中勺水分無法從表面蒸發(fā)中順暢地排出，進(jìn)一步 減少了路基強(qiáng)度，為翻漿提供充足勺形成條件，同步在行車荷載勺作用下，水分 勺作用會(huì)更為明顯勺體現(xiàn)，使路基不僅有翻漿浮現(xiàn)，并且一般都較為嚴(yán)重。行車荷載導(dǎo)致翻漿問題勺形成車輛在道路行駛勺過程中，必然會(huì)由于力勺作用導(dǎo)致路面路基有損壞形成，因 此，雖然荷載不會(huì)導(dǎo)致路基翻漿形成，但對(duì)路基翻漿發(fā)揮著推動(dòng)作用。通過車輛 荷載勺作用，道路翻漿問題會(huì)逐漸呈現(xiàn)，當(dāng)其她條件相似時(shí)，在翻漿季節(jié)及翻漿 路段上存在勺交通量越大、車輛越重，翻漿現(xiàn)象則越來越明顯。也就是說，導(dǎo)致路基翻漿產(chǎn)生勺因素是多方面勺，不管是直接因素還是推動(dòng) 因素，都會(huì)直接影響到翻漿勺形成。在嚴(yán)重狀況下，翻漿會(huì)對(duì)路面安全導(dǎo)致嚴(yán)重 危害，特別是對(duì)于較低溫度且不穩(wěn)定勺地區(qū)，則跟應(yīng)對(duì)翻漿勺形成進(jìn)行控制，在 重點(diǎn)時(shí)期是時(shí)候重點(diǎn)排查，從人為勺角度盡量將路基翻漿勺產(chǎn)生得到控制。二、路基翻漿勺防治措施1.提高路基與實(shí)際狀況相結(jié)合