浅议高寒阴湿地区路基冰冻翻浆产生原因及其处治

张巧荣

（甘肃省天水公路管理局张家川公路管理段，甘肃 天水 741000）

【摘要】结合S305线翻浆产生原因进行了详细的调查分析和探讨，提出了高寒阴湿地区对路基冰冻翻浆的处置及预防。

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关键词 翻浆；产生原因；预防处治

公路翻浆现象是我国常见的公路典型病害。公路路基在冰冻过程中，土中的水分不断向上移动，使路基上部的含水率大大增加；在季节性冰冻地区的春融期间，由于地下水位高、土基含水过多、路基土质不良，再加上重复行车的作用，路面就发生弹簧、松散、龟裂、鼓包、车辙、裂缝、冒泥浆、行车颠簸、路基发软、破坏路面、妨碍行车，严重的还会中断交通，因此处理好翻浆、养好公路，使之经常处于完好状态，以保证车辆安全、快速、经济、舒适的运行，提高社会运输效益，有着十分重要的意义。要想处理好翻浆，首先要找出翻浆产生原因，这样才能对症下药，彻底根治。下面我以省道305线陇县至北道三级公路为例，浅议高寒阴湿公路翻浆产生原因及处治。

1S305线的自然条件

S305线横穿张家川县城东西，由于该县所处纬度较高，地势高隆，属中温带大陆性季风高原气候，因受地形和海拔高度的影响，气候差异较大，又由于降水量分布显著不均匀，境内的气候又分为寒冷半湿润和寒冷半干旱两种类型。降雨降雪集中，降雨集中在七八月份，降雪集中在二三月份，年极端最高温度26.7℃，年极端最低气温-19.6℃，极端最高地面温度41.9℃，极端最低地面温度-22.4℃，最大冻深度1.49m。S305线均处于寒冷半湿润地区，冬季漫长而严寒，夏季短暂而不热，土质为黑色和黄色亚粘土、粉质亚粘土，表层有腐植土，地表水、地下水较丰富。

2路基冰冻翻浆产生的原因分析

2.1一般翻浆形成原因

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。

2.2冻融翻浆形成原因

冻融翻浆由于春融化冻时期路基上层土壤里的水分太多，一时排不出去形成的。当冻结线较长时期的停留在一定深度，路基土壤暂时不再向下冻结，于是地冻线以下未冻土壤里的水份就会源源不断地向冻结线附近聚流。冻结线停留的时间越长，聚流的水份也就会越多，于是地冻线附近就会聚流大量水份，并冻结成一个相当厚的聚冰层。张家川县地区，大致在地面以下42cm～63cm深度处。有许多地方（如花园、马鹿等路段）在1m多深处还有第二个显著的聚冰层出现。而造成翻浆的则主要是距路面较近的第一个聚冰层的那些水份。化冻时这些聚集来形成冰层的大量水份不能一下子排出去，都积留在路基上层土壤里，于是就形成了翻浆。由上面的分析可以看出，影响S305线公路翻浆的主要因素有以下几个方面：

（1）气候因素，张家川地区冬季漫长，当冬季开始时候，气温寒暖交迭，起初冻结不深，冻结线长期停留在距路面下较近的地方，会有大量水份自未冻区源源不断地聚流到上层距路面很近的冻结线附近，张家川化冻时期为三四月份，然而这时正值降雪比较集中时期，这都会促使翻浆的发生，加重翻浆渐变过程。

（2）土壤因素。张家川段所养公路路面基层大多是在原黑色或黄色粉质亚粘土，有些甚至是在表层腐植土上加铺15cm～25cm的天然砂砾或石灰土组成，路基上层土壤基本上全是粉质土且大多数已超过设计年限。由于这种土壤颗粒细，渗水性差，化冻后水份不易排出，都容易发生严重翻浆。

（3）地面水和地下水的因素，地势低洼导致路基两侧在冻结过程中长期积水。如S305线K9-11路段，由于一侧边沟因山体常年渗水，而这段路基标高又较低，在冻结过程中，水分自路基侧面源源不断地向路基上部冻结区聚流。因而每年化冻时都会形成严重翻浆。

（4）处理翻浆的方法不当也是产生翻浆的一个原因。其一，前几年处理的地方以后不再发生翻浆，而两端原来未翻浆的地方以后又发生翻浆，我们把这种现象叫做翻浆“感染”。其二，翻浆发生后多是填垫砂砾、石块，刨高垫低、维持通车，消极等待自然“收浆”，效果不大且年年重复翻浆，上年已填垫的石块及其他材料，在行车荷载的作用下压碎而与污泥搅混在一起，块卵石则沉到泥浆中或被挤到路肩边沟中，这时又发生新的翻浆，重新再运来新的材料填垫，形成恶性循环。

（5）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。一般地,交通量越大,公路产生翻浆的可能性就越高。

（6）路面结构影响。季节性冰冻地区的路面结构在设计时考虑防冻要求，特别是山区路堑地段，超炸，超挖所形成的大小坑槽等，施工又未作特殊处理的极易发生翻浆。

3防治翻浆的基本途径

（1）调节路基水稳状况，防止各种水分在冰冻前或冰冻过程中进入路基上部。

（2）将积聚在路基上部的水分，在化冻期及时排除或暂时蓄积在透水性好的路面机构中。

（3）改善土基及路面结构。

（4）翻浆的防治措施。

4处治翻浆的具体措施

防治翻浆的根本途径是防止地面水、地下水或其他水体在冻结前或冻结过程中进入路基上部。

（1）在春融翻浆发生阶段，翻浆现象发生发展往往是很快的，在气温转热的情况下，2~3日内就会显得非常严重。这时要加强巡逻制度，每日有专人在路上进行巡察，发现有翻浆症状的路段，立即采取措施，进行防治。

（2）提高路基高度，选择好路面类型。路线因尽量设置在干燥地段，当路线必须经过水文地质不良地段时，就要采取预防措施，搞好地面水及地下水的处理。透气性越好的路面类型及厚度较大的路面结构，相应就能减轻或避免冻胀与翻浆的产生。

（3）由于高寒阴湿地区公路翻浆产生的主要原因是由于粉质土在毛细水、地下水、地表水影响下造成，我们处理的首选方法一般采用“挖换材料法”,即全部挖出路面翻浆。

（4）地下水位较高的地段要加大加深边沟，或设路基盲沟，以此降低路基地下水位。对龟裂严重的路段要用沥青稀浆进行封面或涂刷住裂缝，防止雨雪水渗入路基。

（5）有条件的路段可挖路肩明沟，春融翻浆暴露时，在翻浆路段两侧路肩上每隔4.5～6.5米开挖横向明沟，深度可首先开挖30～40厘米。

（6）搞好排水设施。对于路堑不良地段或挖山严重的路段，要加大排水设施的建设，边沟要深，不能有渗漏，出水要迅速，不可长期堵在排水沟里造成对路基的渗透，排水系统要健全，能够发挥自己的作用。

（7）规范施工。有一部分翻浆发生是由于在施工中没有严格按照规范施工造成的，所以要规范施工，只有在材料含水量在压实试验的界限范围内时，路堤的压实才能进行，超出或不到最佳含水量时不能填筑路基，必须采取相关措施是材料在最佳含水量附近进行填筑，同时做好试验工作。

（8）建立健全翻浆档案。从翻浆一开始，就作系统的观察和记载，详细记录各翻浆路段的土壤、水文等自然情况。

5预防翻浆的措施

（1）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,从而减少翻浆的出现。

（2）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%。

（3）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。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。

（4）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。

（5）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。

（6）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。

6结论与建议

翻浆是道路的主要病害之一，必须查明原因，要针对不同的地区或条件，根据翻浆产生的原因，结合当地实际情况，选择适当的处治措施。如病害范围、发生时间、气候变化、病害表面特征、路面结构、工程地质、水文、气象、平时养护情况等进行详细调查分析，作出记录，本着经济、安全、适用的原则，精心勘察，多方案比选，才能设计出最经济合理的处理方案和防治措施来预防翻浆的发生。才能节约养护成本，取得较好社会效益，公路养护管理水平才能不断得到提高。

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参考文献

［1］张家川回族自治县县志[Z].1998.

［2］JTG F10-2006 公路路基施工技术规范[S].

［责任编辑：刘展］