摘要:針對在路基加寬時，原有路基的水溫狀態(tài)發(fā)生了較大的變化，如果不能改變原有路基的水溫狀態(tài)，在新舊連接部會出現(xiàn)各種路基路面病害。提出改善加寬路基水溫狀態(tài)的措施，為加寬路基的設(shè)計提供一定的技術(shù)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞:公路改建;加寬路基;水溫狀態(tài);措施

中圖分類號:U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1000-8136(2009)27-0068-02

1前言

在公路改擴(kuò)建中，原有路基因已經(jīng)使用多年，在自身重力及汽車荷載的長期作用下，路基填方土的自身壓縮變形及其下地基的沉降變形基本完成;而新修部分的路基填方土的自身壓縮變形及其下地基的沉降變形才剛剛開始，在路基工程完工后的l～2年的時間內(nèi)會發(fā)生較大的沉降變形，容易造成路面損壞，影響公路的正常使用。在路基加寬時，原有路基的水溫狀態(tài)發(fā)生了較大的變化，如果對原有路基的水溫狀態(tài)調(diào)查和勘探不足，很可能在新舊連接部出現(xiàn)各種病害的發(fā)生，縮短改建后道路的使用壽命。若設(shè)置排水層，大部分水量從排水層排出，不至于對路基的干濕程度有較大的影響，從而預(yù)防不良路基路面病害的發(fā)生。

2路基水溫狀態(tài)病害原因分析

進(jìn)入冬季，氣溫下降，路基上部的土開始凍結(jié)，此時，土孔隙內(nèi)的自由水在0 ℃時首先凍結(jié)，形成冰晶體。當(dāng)溫度繼續(xù)下降時，與冰晶體接觸的土顆粒表面的薄膜水(弱結(jié)合水在-0.1 ℃～-10 ℃時凍結(jié))受冰的結(jié)晶力的作用，移動到冰晶體上面凍結(jié)。因此，該部分土粒表面的水膜變薄，破壞了原來的吸附平衡狀態(tài)，產(chǎn)生剩余分子引力，將吸取鄰近上粒的薄膜水。當(dāng)水膜變薄時，薄膜水內(nèi)的離子濃度增加，產(chǎn)生滲透壓力差。在土粒分子引力和滲透壓力差的共同作用下，薄膜水就從水膜較厚處向水膜較薄處移動，并逐層向下傳遞。在溫度為0 ℃～-3 ℃(-5 ℃)的條件下，當(dāng)未凍區(qū)有充足的水源供給時，水分發(fā)生連續(xù)移動，使路基上部大量聚冰。在凍土地區(qū)，受填土含水量沿深度的變化、地下水位的高低與變化、外來水的補(bǔ)給及排水條件等因素影響。隨著填土的含水量深度的增加，凍結(jié)深度加深，凍脹也增大，并達(dá)到最大值。隨著氣溫的升高，冰凍部分土開始融凍，土中水分急劇增加，凍脹減少，土的彈性模量開始降低。由路基滲出的過剩游離水在重車作用下通過土中裂縫和孔隙被擠向路槽。

3路基水溫狀態(tài)改善措施

3.1一般措施

在舊路改建時，在改建時要改善路基的水溫狀態(tài)。先分析路基不良水溫狀態(tài)的形成原因，能否采用加高路基的方法進(jìn)行處治，再通過上述公式計算路基過剩水量，依據(jù)過剩水總量的大小，確定保持路基一定干燥程度的處治措施。

用滲透系數(shù)符合要求的砂礫替換填土層，并設(shè)置隔溫層或隔水層、隔氣層。在公路改建中使用隔離層是很有效的，增加的工程數(shù)量不大，路面標(biāo)高不會有較大的變動。為達(dá)到隔水、隔氣的目的，可在整平和壓實的路槽上放置事先用瀝青處理過的玻璃纖維、玻璃布和其他合成纖維。這一薄層可以調(diào)節(jié)路基的水溫狀態(tài)，阻止水分從下面和側(cè)面進(jìn)入路基上層。當(dāng)路基土壤含水量超過最佳值時，其使用效果更為顯著。使用時，路基表面應(yīng)平整、密實，保持4 ‰～5 ‰的橫坡，然后攤鋪玻璃纖維。

對于舊路基過剩水量較大的路段，冬季產(chǎn)生移動而使路面強(qiáng)度不夠，最好設(shè)置隔溫層。隔溫層采用導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料，例如硬泡沫塑料、各種膨脹樹脂和摻苯乙烯海綿塑料的土壤混合料。隔溫層應(yīng)伸出行車道外緣并埋進(jìn)加固路肩內(nèi)0.5 m。隔溫層的厚度，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件和路面的結(jié)構(gòu)計算確定。有了隔溫層，路基上層土壤就不會結(jié)凍，含水量保持在一定的范圍內(nèi)，減緩各種路面病害的發(fā)生。利用海綿塑料混凝土做隔溫層效果更好，按l m3混合料摻入300 kg～500 kg水泥的比例，拌合細(xì)粒膨脹苯乙烯海綿塑料，按行車道全寬攤鋪，并振搗壓實。海綿塑料混凝土層的厚度根據(jù)計算確定。試驗資料表明，海綿塑料混凝土隔溫層的厚度可控制在18 cm。

在酸性尤其是堿性土壤中不能使用石棉水泥管或過濾管，因為它們會被損壞而使盲溝失去作用。在國外，近年來使用聚合材料的波紋管較為廣泛，使用經(jīng)驗表明，由于凍脹和局部沉陷，使用波紋管做的盲溝無很大的影響，且接頭少，不易被土堵塞，使用壽命為20年以上。

如果采用碎石層和瀝青混凝土面層對現(xiàn)有路面進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，而不設(shè)盲溝和隔溫層，就得鋪設(shè)較厚的路面結(jié)構(gòu)層，這種方法適用于在石料便宜的地區(qū)。但用加厚辦法補(bǔ)強(qiáng)的路面，其使用壽命要低于規(guī)定的維修周期，因為路基的水溫狀態(tài)沒有發(fā)生改變，其彈性模量沒有得到提高。

3.2特殊措施

路基翻漿的根治方法，除了在修筑路基時要在最佳含水量條件下，進(jìn)行夯實或碾壓保證達(dá)到設(shè)計要求的密實度外，根據(jù)具體情況還可采用下述辦法:

(1)提高路基，根據(jù)實際情況加高路基。

(2)降低地下水位。①修滲溝:在路基兩邊的邊溝底上，向下挖一道深溝，比現(xiàn)有的地下水位再深一些。先在最下面放上四周帶孔的瓦管，管上填滿碎石、碎磚和小礫石，最上面用20 cm厚的黏土夯實封口，黏土碎石等粒料連接的地方可以鋪一層3 cm厚的草皮。路基下部土層里的水分就可以從兩邊滲進(jìn)瓦管排走，從而降低地下水位。②修盲溝:這種方法與修滲溝基本相同，只是溝底用較大的石塊壘起來代替瓦管。

(3)修隔溫層。該法是在路面下鋪一層爐渣、礦渣、碎磚等材料。隔溫層的鋪筑要比路面每邊再寬出30 cm～50 cm，鋪筑厚度一般為20 cm～50 cm。

(4)修透水隔離層。該法就是在路面以下45 cm～55 cm處，用碎(礫)石、碎磚等粗粒料在路基整個寬度上鋪7 cm～15 cm厚的一層，作為透水隔離層。

(5)加固路面結(jié)構(gòu)。在采用其他方法都不適宜時，還可采用加固路面結(jié)構(gòu)的方法，鋪筑較大厚度的路面，以提高路面承載能力。也可以在路基上或路面上鋪一層厚20 cm～22 cm、寬度和路面一樣的石灰土。采用此法，路面必須在不翻漿時鋪筑。

4結(jié) 論

在公路加寬改建過程中，由于沒有采取一定的措施改變新舊路基連接部的水溫狀態(tài)，致使連接部產(chǎn)生各種路基和路面病害，影響公路的正常使用。分析改建公路路基的水溫狀態(tài)，提出在一般和特殊條件下的改進(jìn)措施。

參考文獻(xiàn)

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9 程興新、唐 嫻.公路改擴(kuò)建工程實用技術(shù)[M].北京:人民交通出版社，2007

Reconstruction Roadbed’s Water Temperature

Condition Improvement Measure

Zhang Wuping，Tang Yi

Abstract: In view of when roadbed broaden， the original roadbed’s water temperature condition has had the big change， if cannot change the original roadbed the water temperature condition， will present each kind of roadbed road surface plant disease in the new old connection department. Proposed that the improvement broaden roadbed water temperature condition's measure， to widen the roadbed the design to provide certain technical guidance.

Key words: road reconstruction; broaden roadbed; water temperature condition; measure