南疆地區(qū)瀝青混凝土路面質(zhì)量問題成因與預(yù)防措施

馬春雷（塔里木油田塔西南勘探開發(fā)公司工程項目管理部，新疆塔里木844804）

南疆地區(qū)瀝青混凝土路面質(zhì)量問題成因與預(yù)防措施

馬春雷
（塔里木油田塔西南勘探開發(fā)公司工程項目管理部，新疆塔里木844804）

南疆地區(qū)的道路路基因為受到了鹽漬土凍脹變形的影響，出現(xiàn)了不同程度的損壞及變形，最為明顯的表現(xiàn)是有很多道路工程都出現(xiàn)了不同程度的質(zhì)量問題。論文對南疆寒冬地區(qū)鹽漬土路基凍脹工程災(zāi)害形成的原因和預(yù)防措施進(jìn)行分析探討。

鹽漬土路基;凍脹變形;防治技術(shù)

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.134

1 南疆地區(qū)鹽漬土的分布及其成因

新疆是我國鹽漬土分布面積最大的省份,南疆分布面積最廣。在南疆地區(qū)分布較大面積的是鹽漬土和強(qiáng)鹽漬土，區(qū)分鹽漬土公路和一般公路的最有效方法是看在路基土當(dāng)中，是不是含有鹽的成分。只有準(zhǔn)確掌握路基土中鹽是由哪些成分組成以及它的移動規(guī)律，這樣才能夠有效預(yù)防和解決鹽漬土地區(qū)路面出現(xiàn)過早損壞的現(xiàn)象。經(jīng)過調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，盡管在施工的過程中，硫酸鈉含量和總鹽含量在路基或路堤填土中的所占比例在規(guī)范的范圍內(nèi)，可是經(jīng)過對道路的實際鹽脹變形的檢測我們可以得知，道路在修筑完成后不久，路面便會漸漸出現(xiàn)鹽脹變形，也就是所謂的結(jié)晶變形。通過對檢測分析可以初步認(rèn)定，路基外部鹽的成分，可能是因為自身移動漸漸集中在路基，最終形成鹽脹變形和次生鹽漬化。而鹽成分的遷移通常會有5種途徑：（1）隨著地下水位的降低而下滲；（2）隨著毛細(xì)水上升；（3）隨著聚流而上升；（4）大路兩側(cè)的差異積鹽；（5）地表水沿著路面、路肩及邊坡深入到地下。在冬季凍深范圍內(nèi)含水超過一定的范圍，也極易形成凍脹，并進(jìn)一步破壞了半剛性水泥穩(wěn)定層，進(jìn)而破壞瀝青混凝土面層，加劇結(jié)構(gòu)層的整體破壞[1]。

2 預(yù)防鹽漬土路基凍脹災(zāi)害的基本原則

經(jīng)實地調(diào)查可知，道路起鼓及開裂處的水泥穩(wěn)定層已基本破壞，硫酸鹽結(jié)晶體較多。對南疆地區(qū)鹽漬土工程性質(zhì)及變形特性進(jìn)行調(diào)研，并結(jié)合這些地區(qū)遇到的實際問題,以及在本地區(qū)新建道路類似環(huán)境的成功做法，提出該地區(qū)預(yù)防鹽漬土路基凍脹工程災(zāi)害的原則。

1）勘察設(shè)計階段，根據(jù)鹽漬土類型不同，制定出相應(yīng)的方案。對于之前就有的病害路段，我們要針對路基結(jié)構(gòu)層來觀察鹽漬化病害的類型、天氣、特征、地質(zhì)環(huán)境、受到鹽漬化的構(gòu)筑物和建筑物。對于之前道路要選擇凍脹病害或典型鹽脹的路段，進(jìn)行冬季路面鹽脹變形過程的實時檢測，并對鹽脹凍脹性作出評價。對于沿線中鹽漬土的類型和含鹽量，以及分布情況等一系列因素進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，總結(jié)分析出鹽脹、凍脹、溶蝕及翻漿等可能產(chǎn)生的危害，并根據(jù)這些危害制定出相應(yīng)的預(yù)防措施。

2）在施工階段，對路基填料的鹽分和含鹽量要嚴(yán)格控制，并確定路堤填料是否可用。提前對路用砂礫和取土的料場進(jìn)行調(diào)查，并進(jìn)行試驗分析。因為路基的穩(wěn)定性收到路基填土的含鹽量及含鹽性質(zhì)決定，所以在氣候區(qū)域和水文地質(zhì)有差異的情況下，鹽漬土作為路基填料的可用性質(zhì)也不完全相同。因此，我們對于路基填料有下面幾點(diǎn)要求：（1）路床范圍內(nèi)填料的可用性受到了含鹽量及鹽分的影響；（2）要對填料進(jìn)行嚴(yán)格的控制和把關(guān)；（3）嚴(yán)格控制硫酸鹽及亞硫酸鹽漬土。

3）在嚴(yán)格控制路基填土的前提下，對于路基外部的鹽和水要進(jìn)行隔斷設(shè)計，并且要預(yù)防路基土中鹽分的積聚和遷移。

4）對于路基的排水及防水進(jìn)行設(shè)計，防止路基不受外部水的侵蝕。

5）有些地下水位比較高的超鹽漬土和強(qiáng)鹽漬土的路段，我們可以設(shè)置雙側(cè)明溝排水，利用這種方法，最終達(dá)到將地下水位的目的，起到排鹽效果。

3 鹽漬土路基鹽凍脹工程災(zāi)害的預(yù)防措施

我們在運(yùn)用這些原則的同時，也要考慮到鹽漬土路基所處地區(qū)的天氣、地質(zhì)、以及鹽漬土工程的特征進(jìn)行綜合考慮。在這5項原則的基礎(chǔ)上，要按照下列4項措施進(jìn)行控制。

3.1 路基填料中的鹽成分和含鹽量要控制在規(guī)定范圍內(nèi)

阿峰給我們推薦了一家當(dāng)?shù)靥厣牟宛^，就在老市場那邊，那條街有許多酒吧餐廳還有賣當(dāng)?shù)匚锲泛鸵恍┞糜渭o(jì)念品的商店。那家餐館生意很好，等著吃飯的人在街邊排隊。阿峰說回去的時候你只要叫輛突突，兩塊錢就可以把你們送回酒店。這里通用美金。阿峰覺得我們除了看古跡也應(yīng)該去逛逛這條街，因為這是暹?，F(xiàn)在最繁華和熱鬧的地方了。

根據(jù)實際情況控制鹽和除鹽措施，確保路基和水泥穩(wěn)定材料能夠最終實現(xiàn)無鹽化。在我們的實際工作和操作中，控制以及去除路基填料中鹽成分的方法有3種，即浸水預(yù)溶法、化學(xué)法及換填法。而換填法一般用在路基為低填少挖，以及浸水預(yù)溶法受到限制的時候。

3.2 對隔斷水分及鹽分的運(yùn)移

設(shè)置隔斷層，可有效地阻止了下部以及側(cè)部的鹽分流入路基結(jié)構(gòu)層，確保了路基無鹽化。這項措施就是預(yù)防路基出現(xiàn)凍脹變形和鹽脹的一種方法。在進(jìn)行現(xiàn)在的工程過程之中，一般采用2種方式進(jìn)行水鹽隔離：把路基和鋪設(shè)隔離層的高度整體提升。如果要阻止地下水鹽移動和地表水從側(cè)向深入到路基，必須設(shè)置基地水平方向隔斷及路基兩側(cè)垂直方向的隔斷，這樣就會有效預(yù)防路基結(jié)構(gòu)層以及填筑土體水鹽環(huán)境的不同，杜絕出現(xiàn)路基的鹽脹以及凍脹變形的現(xiàn)象。根據(jù)透水性能不一樣，隔斷層的材料可以分為：風(fēng)積砂、河沙、碎石等透水性隔斷層；同時，還有復(fù)合土工膜、瀝青砂和土工膜等不透水的隔斷層。

3.3 加固路基的結(jié)構(gòu)層

加固路基的結(jié)構(gòu)層，讓路基可以滿足荷載及強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性的要求，從而抵抗變形。我們可以從兩方面來加強(qiáng)路基的結(jié)構(gòu)層：設(shè)置變形緩沖層及半剛性基層。設(shè)置變形緩沖層的目的是緩沖鹽脹及凍脹變形；設(shè)置半剛性基層的目的是提高基層的強(qiáng)度以及剛度，提升路面的整體性。

3.3.1 變形緩沖層

所謂變形緩沖層，就是指在鹽脹和凍脹災(zāi)害非常嚴(yán)重的地區(qū)，為了起到預(yù)防路基鹽、凍脹變形作用，設(shè)置的一層或者多層卵石層，也可以用礫（碎）石隔斷層當(dāng)做變形緩沖層，起到的作用是相同的[2]。

3.3.2 半剛性基層

所謂半剛性基層，就是指路面的彎曲力矩，其作用是通過路面結(jié)構(gòu)層原有的抗彎力矩，以及材料的自重來抵抗路基結(jié)構(gòu)層因為受到了不同程度的凍脹力、鹽脹力，這樣就可以防止路面結(jié)構(gòu)發(fā)生變形損壞，所以要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)層整體的強(qiáng)度和剛度，這就是半剛性基層。半剛性基層的材料具有整體性好的特點(diǎn)，可以加強(qiáng)路面的抗變形能力，尤其是交通流量大、大型貨車較多的鹽漬土地區(qū)，更適合采用這種措施。一般情況下，半剛性基層就是級配礫石（碎石）摻入水泥或者石灰。水泥穩(wěn)定層和石灰穩(wěn)定層中的石灰和水泥，也會和硫酸鹽、氯化物鹽起化學(xué)反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化成為水化物，以及鈣礬石。因此，半剛性穩(wěn)定基層就會變得疏松膨脹，擺脫掉凍脹作用力的約束，路面也會受到嚴(yán)重破壞。如果要預(yù)防半剛性基層效果失效，我們必須嚴(yán)格控制半剛性基層材料中的硫酸鹽和氯化物鹽的含量。

3.4 做好路基防水及排水工作

1）加固路肩：以此確保路面雨水和降雨對于路基的影響，根據(jù)道路等級不同，可以采用封閉或硬化措施；

2）增設(shè)護(hù)坡：通過用特殊材料制成的護(hù)坡，覆蓋了整個路基邊坡，起到了預(yù)防邊坡松脹，以及免受雨水沖刷的效果，同時，也保持了土溫；

3）設(shè)置雙排水溝：當(dāng)?shù)叵滤惠^高的強(qiáng)鹽土地區(qū)，或者地面積水不能自行排出的情況下，為了防止路基底部及路基坡腳不被水鹽侵蝕，要在距離路基坡腳2m的地方挖排水溝，從而實現(xiàn)雙側(cè)降水排鹽。

【1】陳再.硫酸鹽漬土路基鹽脹防治機(jī)理研究[D].長沙：中南大學(xué)，2014.

【2】王龍.單因素條件下典型粗粒鹽漬土鹽脹率預(yù)測模型研究[D].西安：長安大學(xué)，2014.

Causes and Preventive Measures for Quality Problems in Southern Xinjiang Area of Asphalt Concrete Pavement

MA Chun-lei
(Engineering Project Management Department of Southwest Exploration and Development Company，Tarim 844804，China)

Road foundation in the area of southern Xinjiang as influenced by saline soil frost heave deformation, appeared different degree ofdamage and deformation, and most obvious performance is there are a lot of road engineering have appeared different degree of quality problems.This article in view of winter southern Xinjiang saline soil subgrade frost heaving engineering disaster formation analysis to explore the causes andpreventive measures.

saline soil subgrade;frost heave deformation;control technique

U416.217

A

1007-9467（2016）12-0080-02

2016-10-26

馬春雷（1980～），男，新疆沙灣人，工程師，從事建設(shè)工程項目管理研究。