试论公路路基病害的处理
2016-04-18
新疆盐渍土主要是氯盐渍土和硫酸盐渍土。由于各类盐渍土的工程特性不同，因而产生路基病害的特点不同。氯盐渍土的病害特点是路堤内有大小不一的空洞，溶蚀、板结现象较普遍，路肩松软，路基沉陷，边坡多有塌垮等现象。硫酸盐渍土路基病害特点为路基表层0.3m范围内土层松胀及疏松，路肩出现云朵状凸起的松软层，其松软厚度一般为2～3 cm，最厚可达5～10 cm，足踩下陷。由于路肩及边坡塌垮，路肩变窄，路基下沉现象比较突出。
新疆盐渍土公路路基危害及机理盐渍土的组成与常规土不同，由气、水盐溶液、难溶结晶盐、易溶结晶盐和土颗粒组成。在温度变化和有足够的水浸入盐渍土时，土中的易溶结晶盐将会被溶解变成液体，同时气体孔隙也被充填。此时，盐渍土由固、液、气的三相体转变为固、液两相体，在其转变过程中，通常伴随土的结构破坏和土体变形。相反，当环境条件发生变化时，盐渍土的两相体也会转化为三相体，此时土体也会发生体积变化。因此，盐渍土的相态变化对工程带来严重危害。
一、新疆盐渍土公路对路基产生的病害
（1）溶陷。溶陷是氯化物盐渍土地区道路的主要病害之一。它是由于道路盐渍土路基或结构层在淡水作用下，盐分溶解并被水分带走，导致土体强度逐渐丧失。在荷载或自重作用下，盐渍土路基或结构层出现沉陷、孔洞等破坏，并逐渐反映至面层，有的盐渍土地区路面由于湿陷会产生溶洞，给行车带来隐患。
（2）翻浆。翻浆主要是由于盐渍土中所含易溶盐晶体聚冰、脱水及吸湿潮化，使得土基饱水及承载能力下降，在外荷载反复作用下形成翻浆，使道路表面泥泞、湿滑，影响车辆正常运营，这类病害以氯盐渍土地区较为多见；翻浆是由于土质、高温度和水三个自然因素和荷载的共同作用形成的。
（3）盐胀。盐胀是指含有硫酸盐的盐渍土，降温时硫酸盐吸水结晶、体积增大、促使土体膨胀；温度升高时，硫酸盐又脱水，体积变小，致使土体疏松。盐胀主要随温度变化而发生体积变化，引起地表松胀或公路路基路面局部不平、鼓起开裂。
（4）腐蚀。腐蚀主要由于盐渍土中所含易溶盐与道路工程中所使用的金属材料、非金属制成品发生化学反应，致使这些材料或制成品的工程性能发生劣化，最终导致道路的破坏。这类病害在道路工程中的表现为钢筋锈蚀、混凝土或粘土制成品粉化开裂，高等级路面结构层损坏。
二、新疆盐渍土公路路基病害的处理措施
盐渍土路基病害的处理原则一般为路堤设计高度应满足不再盐渍化的最小高度，或者在路基中设置毛细水隔断层等。
（1）提高路基高度法。提高路基填筑高度，可以减少进入路基上部的水分和盐分，使上部路床受盐渍影响较小，有效防止盐胀。在排水不良或过湿的地带，一般采用该方法。有些盐渍土地区地下水位较高，为了使路基不受冻害和再盐渍化的影响，应控制路堤高度至不再盐渍化的最小高度。
（2）换填法。换填法一般应用在路基含盐量超过规定的要求、路床过湿压实度达不到压实要求或路基标高受限制的低填浅挖地段采用，换填一般采用就近砂砾或风积砂，换填厚度应根据地质勘探资料以及填料的试验结果确定。
（3）浸水预溶法。浸水预溶法即对路基预先浸水，在渗透过程中土中易溶盐溶解，并渗流到较深的土层中，易溶盐的溶解破坏了土颗粒之间的原有结构，在土自重应力下产生压密。浸水预溶可使路基土盐胶结构改变，并在一定程度上降低路基土含盐量，可提前消除盐渍土溶陷等病害。浸水完成后即进入晾晒期，晾晒的目的主要是调整路基土含水率，达到满足下一步施工条件。在现场浸水及晾晒完成后，进行表面高程观测、浸水后土的常规物理力学指标试验等测试，对预溶的效果进行检验，并重新评价预溶后的场地土。浸水预溶法一般适用于厚度较大，渗透性较好的砂、砾石土、粉土和粘性盐渍土。
（4）强夯法。路基土在浸水后，强度会大幅降低，为了提高路基土强度，消除或降低路基土的溶陷性，对浸水后的路基土体采用强夯法加固处理。该方法工艺简单、效果好、施工速度快、费用低、适合土层范围广。强夯处理的主要目的是：① 提高路基土的干密度，减少孔隙比，以达到消除和减少溶陷沉降量；②满足规范的压实度要求；③ 提高路基土的均匀性及整体性，消除或减少差异沉降量及剩余沉降量。新疆国道201线克拉玛依至榆树沟段公路改建工程，路基由盐渍化的粉土、低液限粘性土堆筑形成，经强夯法处理后，极大地改善了原路基土的强度与均匀性，满足新建公路要求。强夯法一般和浸水预溶法配合使用，浸水后强夯效果最佳。
（5）其它方法。路基洒水，可增加路基强度。砂砾培筑路肩，可减少路肩培土的盐胀。盐渍土层较厚，含盐量较高时，可采用桩基处理。改良法改良盐渍土路基填料等。另外，还有设置隔断层法、化学处理盐渍土法、降低地下水位法等处理措施，根据不同情况，合理选择。
三、结论
路基提高法施工简便，当附近满足要求的填料较丰富时，可应用于弱中非硫酸盐渍土段，但有时为了满足防止发生次生盐渍化的最小填筑高度时，会使路基临空面增大，造成行车安全受到影响；换填法可改善路基土的特性，但是挖（弃）方量、借方量大处理困难，处理不当易发生次生盐渍化，填料需严格控制，因多数情况下需远运，成本较高；强夯法工艺简单、效果好，施工速度快，费用低，适合土层范围广，易于保护环境，但强夯法一般配合浸水预溶法使用，在过干旱缺水地区使用有限制；隔断层法可隔断毛细水上升，保证路床上部的稳定，施工中应严格选用隔断层材料，该法较经济，已普遍应用。
上述方法各有优缺点，有自己的适用条件，在工程复杂地区，为了得到较好的处理效果，往往配合使用。新疆奎赛公路在扇缘地带地下水位普遍较高，表面土层过湿，盐渍化程度高的地区，采用了换填加隔断层法，双管齐下，效果明显。
