东北地区道路冻胀翻浆的防治与养护措施

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东北地区道路冻胀翻浆的防治与养护措施

盛春生

黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司

道路建设与经济发展之间的联系不断深化,逐步扩大的高等级公路建设数量,是顺应时代发展与需求的直观体现,并满足快速发展的经济对高等级公路建设提出的多样化需求。社会各界逐步提高对高等级公路建设工作的重视程度,对其质量与性能提出越来越高的要求。冻胀与翻浆问题长期存在于高等级公路建设中,需要再提升重视程度的基础上,利用恰当措施对其进行彻底消除。通过改善上述病害的方式,提升道路整体性能与效果。

一、如何防治冻胀与翻浆

在东北地区,对冻胀和翻浆已经引起了足够的重视。为了减少这两种病害的发生,我们应依据科学,做好防治工作,合理设计,科学施工,防患于未然,保证道路的畅通。

1.提高路基排水工作的重视程度

路基在使用过程中会受到来自多方面的侵害,例如地面水或者地下水。设置良好的路基排水是改善上述问题的唯一途径,在保持土体现有状态的同时提升其干燥性。水分汇聚以及气温较低,是东北地区出现冻结问题的源头。通过良好的路基排水,可以将水分汇集的问题控制在最小范围。利用恰当的途径,将路基范围内涉及的水巧妙引离路基,是防止水分浸湿路基的重要方式,地面水以及地下水都可通过该种方法被顺利排除。在排走路基范围内的水分时可利用多种方法,一般需要结合实际恰当选择管渗沟或者截水掺沟两种方式。

2.恰当提高路基填土高度

无论是在简便性方面,还是在经济性方面,该种方法所占据的优势都相当明显。不断提升的路基填土高度是改善路面强度的重要方式。路基路面的稳定性也会伴随着路基填土高度的提升而改变。路基边缘与地下水或者地面水之间都保有一定的距离,可通过提升其高度的方式增加二者之间的距离。在冻结过程中大量水分会不断迁移,迁移时呈现出向上部延伸的状态。因此,提升路基填土高度可将迁移问题控制在理想范围,改善冻胀。真正降低翻将出现的可能性。

3.隔离层的设置

隔离层设在路基中一定深度处,其目的在于防止水分进入路基上部,从而保持土体干燥,起到防治冻胀与翻浆的作用。隔离层主要有以下两类:

(1)透水性隔离层

用碎石、砾石或粗砂等做成,其厚度一般为10~20cm;隔离层底部应高出地面水20cm以上,并向路基两侧做成3%的横坡。

(2)不透水隔离层

所用材料:8%~10%的沥青土或6%~8%的沥青砂,厚度2.5~3.0cm;沥青或柏油可直接喷撒,厚2~5mm;油毡纸、不透水土工布、塑料薄膜等不透水材料。

4.科学换土

采用水稳性好、冰冻稳定性好、强度高的粗颗粒土换填路基上部,可以提高土基的强度和稳定性。

5.高度重视路槽排水

在冻胀与翻浆严重地段,应注意做好路槽排水。通常采用以下两种方式:

(1)铺设砂垫层

用砂垫层汇集春融期从路基化冻土层中析出的全部多余水量,再利用暗管或路肩盲沟等排水设施将垫层中汇集的水排出去。

(2)加设横向盲沟

道路纵坡大于3%的坡腰翻浆路段,当路面基层采用透水性材料时,为了及时排出水流和春融期土基化冻时的多余水分,可在路槽下设置横向盲沟。

6.防冻层铺设

在中、重季节冻结区和多年冻土区的高级、次高级路面,在有可能冻胀的路段,为防止不均匀冻胀,按强度计算的路面总厚度小于设计时,应采用冰冻稳定性良好的材料加设防冻层补足。

7.加设隔温层

在重冻区,有条件时也可采用铺设高效隔温层的方法,减小土基冻结深度或土基部冻结,以防治冻胀,从而可防治翻浆。隔温层采用导温性能差的材料,铺在土基内、土基顶面或路面结构层内。现在多采用泡沫塑料、苯乙烯海绵塑料混凝土、含有多孔填充料的轻混凝土等高效隔温材料。

二、如何养护翻浆路段

1.秋季

秋季养护主要工作是排水,尽量防止水分进入路基。路面经常处于潮湿状态,使路基发软开始翻浆,应及时在路肩上开挖横沟,排除表面积水,沟宽30~40cm,间距5m左右,沟深至路面基层以下,高于边沟底。路面坑洼严重地段,除设置横沟外,还应顺路面边缘修纵向小盲沟或渗水井。

2.冬季

冬季养护主要工作是及时清除积雪。经常上路检查,发现路面出现裂缝、坑槽等要及时修补,融化雪水要及时排除。

3.春季

春季养护主要工作是抢防。在交通量较小,重车通过不多的公路上,可用木料、树枝等维持通车。等翻浆停止,路基渐趋稳定后,应及时恢复路基原状。在翻浆严重路段,应控制重型车辆通过或令车辆绕道行驶。

4.夏季

夏季养护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:

(1)彻底挖出路基

将路基翻浆的土和稀泥挖出,换填40-60cm厚的砂性土或碎(砾)石,分层压实后重铺路面。严重翻浆部分,软土全部挖除,填入水稳性良好的砂砾料,并分层压实。

(2)路表积水的排出

及时修补路面沟槽和路肩坑洼,使其平整、无堆积物、无积雪等,尽快排除表面积水。

(3)铺粒料置换

挖除翻浆路段的稀泥,换填碎石、砖块或炉渣等粒料,整平后通车碾压。或挖除稀泥后填入水稳性较好的干土,再铺粒料垫平后通车碾压。

(4)合理设置砂桩

当路基翻浆时,可在行车道部位开挖圆形或矩形的渗水井,一般直径或边长为30-50cm,将井内的水掏出,边掏水边加深,直至冰冻层以下。当渗水停止后,即可填入粗砂或碎(砾)石,以形成砂桩,其桩距和根数可根据翻浆的轻重程度而定,通常一个砂桩的影响面积为6-10m2。

结语:任何地区在开展道路建设时都会面临相应病害,而制约东北地区道路发展的病害则为冻胀与翻浆。这要求施工单位结合区域发展情况以及施工需求,利用有效方法控制上述病害出现的频率与范围,促使道路实现对自身效果与性能的最大限度发挥。在制定道路冻胀翻浆防治与养护措施时,需遵循因地制宜这一原则,充分考虑到区域内的气候、地理情况以及温度等多方面因素。真正做到统筹管理,逐步解决存在于东北地区道路当中的冻胀与翻浆病害。

参考文献:

[1]宋鹏程,陈钊.季冻区道路冻胀翻浆产生的原因及防治措施[J].辽宁省交通高等专科学校学报,2013,15(1).

[2]杨成.西北寒冷地区道路冻胀翻浆防治技术研究[D].2015.