公路翻浆机理浅析及其治理方案初探.doc

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1、公路翻浆机理浅析及其治理方案初探关键词：公路翻浆、冻胀、解冻、粉质粘土地基、水理性质、排泄、砾砂桩排水、渗透系数，影响半径。摘要：公路翻浆致使路基破坏，道路车辆不能正常行驶。年年需耍维修，耗资耗资不菲。公路翻浆与地基土岩性及其地基土的水理性质紧密相关。冬季土质地基结冻，春季解冻地基土从上、下同吋融化，完全融化前，中间总有一层没融化，就是这一层起到隔水层作用,地基土中地下水排泄不畅，滞留地基土中，造成该层地基土呈饱和~过饱和状态，承载力大大降低，经车辆碾压造成路基翻浆。在北方，大约北纬42。以北，冻结深度大于1.1m以上的粘性土路基（尤其是2级

2、公路的），每当开春冻层融化吋，总有部分路段出现道路翻浆现象，该段路基遭到碰坏，使道路不能正常使用。年年需要维修治理，耗资不菲也不能根治。笔者在此浅析公路翻浆机理，并提出初浅的治理方案，望各位专家、同行批评指正。一、公路翻浆机理浅析：公路翻浆的内因是地基土岩性特征及其水理性质；外因是冬季地基土冻结，并产生冻胀，春季解冻后，由于冻胀地基土孔隙比増大，地基土的地下水在低洼路段得以富集，使地基土达到饱和~过饱和状态，地基承载力降低，经车辆碾压作用而造成翻浆。1、翻浆路段地基土岩性及其水理性质特征：翻浆路段地基土岩性多为粘性土类，即粉土、粉质粘土、粘土

3、质粉砂，的粉粒组，粒径0・05~0.005mm,含水量大于50%,其孔隙比大于砂性土。粉质土类的水理性质特征是：容水性、持水性大于给水性和透水性，亦即其所含的水不易流失，所以路基土的饱和度大些。2、路基翻浆路段的地形地貌及水文地质条件：翻浆路段多位于相对低洼或丘陵地区缓坡地带，这些地带的地基土内的地下水水位埋藏相对较浅，易接受上游地下水迳流在此汇聚而富集，使地基土中的含水量增大。地基土变软。3、冻胀对地基土的破坏作用：冬季地基土冻结，-般则产生冻胀，使地基土的孔隙比扩大，开春冻土融化后，土的结构破坏了，成为高压缩性土，呈软塑~流塑状态，亦称橡

4、皮土。同时，由于地基土冻胀后，孔隙扩大，土的透水性增大，融化之初，地基土尚未被压缩之吋，地基土中的重力水由于重力作用则向地下水位低的地带迳流排泄，在相对低洼或丘陵地区缓坡地带，汇聚而富集，使地基土中的含水量增大。地基土变软。呈软塑~流塑状态，地基承载力降低。4、冻土层解冻机制及翻浆机理在北方（北纬42。以北），冬季冻结深度以上地基土被冻结，一般随着纬度的提高（高寒地区除外），冻结深度加大，辽宁营口为吉林为1.31m（通化）~2.09m（扶余）。到一定深度，如0・9m时，中间埋深0・9m以下总留有一层，那怕其厚仅有2cm,则该未融化的冻结层便成

5、了隔水层，阻隔了其上层地基土孔隙中的水向下渗透排泄，仅能由于重力作用地下水沿着尚未融化的冻低洼处结层顶板向相对低洼处迳流排泄，并在低洼地带富集，使该处地基土达到饱和~过饱和状态，又由于冻账对地基土孔隙比扩大，结构的破坏，地基土承载力大大降低，承受不了路面重载车辆的碾压，将稀泥挤出而造成翻浆。三、路基翻浆治理方案治理公路翻浆路段的关键是能顺利排泄地基土上部冻结层融化后地基土中的孔隙水，使之不能富集，保持地基土的原结构基本不变,路基承载力基本不变，就可根治路基翻浆。1＞砾石砂桩法(1)、砾石砂桩结构%1沥青路面厚5cm%1路基%1透水砂垫层%1地

6、基土：粉质粘土融化后上层%1起隔水作用的尚未融化的冻层%1地基土：粉质粘土融化后下层%1砾石砂桩：起导水作用，结构：4)15O~3OOmrn,冲填砾石砂,砾石砂规格视地基土岩性而定，一般砾石砂d=2mm~20mm,磨圆度、粉选好，不均匀系数＜5,孔隙比＜0.6。(2)、砾石砂桩的长度及其桩间距耍求桩长应根据地基土冻层天然含水量、液限含水量、塑限含水量,砾石砂桩的孔隙度及冻层顶板埋深、地基土的渗透系数、地下水位埋深等相关。计算：a）、地基土融化上部排泄的水量VpVpmax=（Wsy-Wp）xvyVpmax融化后最大排水量（立方）Wsy饱和含水量

7、（％）Wp天然塑限含水量（%）b）、地基土内地下水影响半径RR决定砾石砂桩中心间距，依据粉土渗透系数K经验值，K=6XIO-5cm/sim=0.052m/dR=1O.S.K05设S=3mR=10X3X0.052o#5=6.84mC）、砾石砂桩中心间距L=R/2=3.42md）、应进行现场渗水试验实测地基土的地基土内地下水影响半径R确定砾石砂桩中心间距。e）＞结论通过计算可以初步确定砾石砂桩中心间距L=2.5m,桩径e=0・l~0・25m为宜。这仅是初步估算，若耍具体实施，必须通过地基土冻层融化时取原状土进行土工试验，测试饱和含水量、压缩试验求

8、得单位排水量和现场渗水试验实测地基土的地基土内地下水影响半径R及其渗透系数K,才能最后确定砾石砂桩的桩径及其中心间距与桩长。F）、砾石砂桩法适应条件1）、地基土冻结