路基鹽脹的分析與防治

王燕輝

（新疆塔里木建筑安裝工程（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，新疆 阿克蘇 843000）

1 前言

由于路基鹽脹引起的路面結(jié)構(gòu)的破壞造成性車(chē)不適，越來(lái)越引起人們的關(guān)注，西北地區(qū)氣候寒冷，一般認(rèn)為當(dāng)年修筑的公路在去年冬季就造成破壞和變形，起主要原因是由于凍脹和基層的壓實(shí)度不足引起的，但是近幾年通過(guò)對(duì)S207 線和玉阿新公路的調(diào)查研究表明，道路的破壞和變形主要是由于路基土的含鹽量超標(biāo)產(chǎn)生的鹽脹造成的。

2 鹽漬土對(duì)道路損壞表現(xiàn)形式及發(fā)生時(shí)間

2.1 路面局部向上拱起，隆起高度幾毫米至上百毫米不等，導(dǎo)致路面不平整、開(kāi)裂損壞，開(kāi)裂最寬處可達(dá)30-40mm。

2.2 一般入冬路面開(kāi)始隆起，1-2月達(dá)到極限，隨著氣溫變暖，逐漸恢復(fù)原狀。

3 病害突出發(fā)生的部位概況

路面早期損壞的原因是多方面的，由于這兩年出現(xiàn)這種狀況較嚴(yán)重，路的位置都分布在水庫(kù)周?chē)允刮覀儾坏貌簧钍∷畮?kù)給周?chē)寥赖男再|(zhì)帶來(lái)的變化。

S207 線K74+000-K80+200 和玉阿新公路K0+000-K3+000 段都坐落在水庫(kù)周遍的沼澤地里，其中S207 線K74+000-K76+000 段和玉阿新公路K0+000-K1+155 段離水庫(kù)只有100m 左右。

S207 線K74+000-K75+200 段及K76+900-K76+900-K80+200 段由于路面損壞嚴(yán)重，于2000年進(jìn)行大修，設(shè)計(jì)方案是在路面的基礎(chǔ)上下挖30cm，回填30cm 砂礫石可利用原路基砂礫石做墊層，當(dāng)路面開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)K76+900-K80+200 段出現(xiàn)軟基，經(jīng)設(shè)計(jì)院進(jìn)行地基調(diào)查，決定更改設(shè)計(jì)：在原路面的基礎(chǔ)上下挖90cm，鋪設(shè)0.2mm 塑膜作防滲體，在塑膜上回填60cm 風(fēng)積沙，然后在回填30cm的基層上作瀝青表處，而K74+000-K75+200 段按原設(shè)計(jì)方案施工，該段工程完工后一切符合驗(yàn)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)入冬季，隨著氣溫上午下降，K74+000-K75+200 段，路面隆起的地方越加嚴(yán)重，最大隆起10cm 之后，路面被撕裂。而K76+900-K80+200 段，沒(méi)有發(fā)生這種現(xiàn)象。

玉阿新公路K0+000-K3+000 段原設(shè)計(jì)K0+000-K0+155 段利用原老路基平整，覆膜后上回填40cm 厚風(fēng)積沙加25cm 砂礫墊層加15cm 砂礫基層然后進(jìn)行3.5cm 瀝青表處。K1+150-K3+000 段原是沼澤地地勢(shì)低洼，清表后，用風(fēng)積沙填高2.6 米后鋪膜上回填80cm 土基。

K0+000-K3+000 段是2000年8月竣工到11月沒(méi)有任何變化，進(jìn)入冬季后K0+000-K0+800 段路面開(kāi)始隆起，隨著氣溫的降低，鹽脹造成的破壞越來(lái)越大，到第二年1月達(dá)到極點(diǎn)最高處隆起十幾厘米，瀝青面層被撕開(kāi)，路肩土顏色明顯發(fā)白，隨著溫度的升高，路面有恢復(fù)平整，路肩顏色也減退，而K1+115-KI3+000 段路面路肩沒(méi)有任何變化。

4 原因分析

通過(guò)對(duì)S207 線和玉阿新公路施工方案的大量觀察分析比較，可以認(rèn)定造成K74+000-K75+200 段K0+000-K0+115 段道路早期損壞的原因是填筑公路路基土中含有超標(biāo)的鹽份造成的，水庫(kù)周遍的鹽漬是由于水庫(kù)多年反復(fù)蓄水，周遍的地下水反復(fù)升降，造成鹽類(lèi)遷移和聚集而致。

4.1 鹽的分類(lèi)

鹽漬土從含鹽的性質(zhì)來(lái)看有三種類(lèi)型，硫酸鹽氯化鹽和碳酸鹽含氯化鹽或氯化鈉鹽的土壤呈白色含氯化鎂的鹽漬土呈黑色，，從兩邊路肩的顏色和道路早期損壞的情況可以判定S207 線K74+000-K75+200 和玉阿新公路K0+000-K0+115 段路基土中含有超標(biāo)的硫酸鹽和氯化物，鹽漬土對(duì)道路破壞有兩大方式，一是溶陷性二是鹽脹性，由于鹽對(duì)道路破壞較大，我們主要討論眼脹的破壞。

4.2 鹽漬土的三相組成及性質(zhì)

非鹽漬土有氣相-氣、液相-水、固相-土顆粒所構(gòu)成，但鹽漬土的三相與非非鹽漬土不同，它的三相組成雖然也可以氣相、液相、固相來(lái)表示，但其液相不是水，也是一種鹽溶液，其固相除除土固體顆粒外，還有不穩(wěn)定的結(jié)晶鹽，膨脹土的膨脹方式有良種，一種是由于土體吸水產(chǎn)生膨脹，如碳酸鹽土，另一種方式是因?yàn)槭驕囟冉档蛯?dǎo)致鹽類(lèi)結(jié)晶膨脹，如硫酸鹽鹽漬土，有關(guān)資料表明，碳酸鹽漬土吸水后體積膨脹為原體積的0.1 倍，硫酸鹽含量超過(guò)2%時(shí)，在低溫或土中含水量降低的條件下，硫酸鈉就結(jié)晶產(chǎn)生體積膨脹，膨脹后的體積為原體積的3 倍，對(duì)于無(wú)覆蓋壓力的地面或路基來(lái)說(shuō)，膨脹高度一般可達(dá)10mm 以上，對(duì)照S207 線K74+000-K75+200 和玉阿新公路K0+000-K0+115 段路面，該段的路基土質(zhì)無(wú)疑含有超標(biāo)的硫酸鈉，由此可以看出，這是含硫酸鹽的鹽漬土地基的一個(gè)突出的工程問(wèn)題。

4.3 影響硫酸鹽漬土膨脹的主要因素有三個(gè)：溫度、含水量、含鹽量

①溫度：當(dāng)含水量含鹽量等具備使土產(chǎn)生膨脹的條件，則溫度是促使硫酸鹽土膨脹的決定因素。

②含水量從無(wú)水或過(guò)飽和的硫酸鈉結(jié)晶膨脹的機(jī)理可以看出，硫酸鈉的結(jié)晶必須吸收10 個(gè)水分子，因此，水是硫酸鹽膨脹的必要條件。

③含鹽量：大量的研究結(jié)果證明，鹽漬土中硫酸鈉含量的多少是決定膨脹程度的主要因素，當(dāng)硫酸鈉濃度超過(guò)0.2g/cc 時(shí)，膨脹量就顯著增大。

4.4 硫酸鹽漬土膨脹影響深度

對(duì)于一定的含硫酸鹽低級(jí)土，其膨脹量主要受溫度變化的控制，顯然，硫酸鹽漬土地基的膨脹影響深度取決于地基中溫度變化的深度。

S207 線K74+000-K75+200 和玉阿新公路玉阿新公路K0+000-K3+000 段雖然都采取了鋪設(shè)塑膜防滲，防止地下毛細(xì)水上升來(lái)阻礙鹽的遷移，但忽視了膜下鹽漬土，由于地 溫的變化，產(chǎn)生鹽脹損壞路基，S207 線由于換填深度不夠，當(dāng)路基雖然沒(méi)有被鹽脹破壞，但也產(chǎn)生了路面隆起，行車(chē)顛簸，通過(guò)原因分析，引起鹽漬土產(chǎn)生鹽脹深度是1m-3m 之間。道路早期損壞的原因是膜下老路基鹽漬土中含有超標(biāo)硫酸鹽所引起的。

5 防治措施

5.1 施工時(shí)間選定

在鹽漬土地區(qū)筑路時(shí)，應(yīng)考慮鹽漬土的水溫度狀態(tài)特點(diǎn)，在地下水高的粘性土地區(qū)以夏季施工為宜。砂性鹽土地區(qū)，以春季和夏初施工為宜，強(qiáng)鹽漬土地區(qū)在表層含鹽量較低的春季施工為宜。

5.2 路基填料要求

鹽漬土地區(qū)施工時(shí)路基填料應(yīng)嚴(yán)格控制土質(zhì)含鹽量、含水量和有機(jī)質(zhì)含量，路基填料的含鹽量，應(yīng)根據(jù)路面登記，不得超過(guò)規(guī)定值。不得夾有鹽塊和其他雜務(wù)，路基填土含水量應(yīng)掌握在最佳含水量左右，液限大于50%，塑限指數(shù)大于26的土，有機(jī)質(zhì)含量不大于1%。

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5.3 設(shè)防滲隔水層

地表有鹽結(jié)皮應(yīng)將其鏟除，如地表鹽漬土過(guò)厚，可鏟除一部分，并設(shè)置防滲隔水層，隔水層設(shè)置深度宜在路基頂以下80cm深度。

5.4 施工排水

施工中應(yīng)即使合理的布置排水系統(tǒng)，不應(yīng)使路基及其附近有積水現(xiàn)象，路基施工范圍內(nèi)不得隨便棄土及堆積雜物，在地下水位較高地段，除指導(dǎo)表面水外，應(yīng)加深邊溝或排水溝。

5.5 施工組織與管理

鹽漬土路基施工，應(yīng)采取分段進(jìn)度的施工方式，段落不宜太長(zhǎng)，力求一次施工到路基設(shè)計(jì)標(biāo)高，并當(dāng)年鋪筑路面，不可間斷，如在當(dāng)年不能鋪筑路面時(shí)，應(yīng)采取防止雨雪水滲入路基的設(shè)施。

[1]王勝來(lái).鹽漬土地區(qū)道路病害與防治研究[J].市政技術(shù),2007,4⑹:312-314.

[2]黃立度,席元偉,李俊超.硫酸鹽漬土道路鹽脹病害的基本特征及防治 [J].中國(guó)公路學(xué)報(bào),1997,(6):39-47.