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季冻区道路冻胀和翻浆机理及防治研究 　　摘 要：在季节性冻土地区，由于冻土融化导致路基冻胀与翻浆现象的出现，从而使得路基出现不均匀沉降或路面开裂，为车辆的正常行驶带来了安全隐患。文章介绍了公路路基冻胀与翻浆的现象产生的原因，对其影响因素进行了重点分析，最后提出了相应发防治措施，同时，结合工程实际，对其采取了有效的防治措施，效果明显，收到了良好经济效益和社会效益。 　　关键词：公路路基，冻胀，翻浆，成因，防治措施 　　一、公路路基冻胀与翻浆成因 　　在季节性冻土地区低温作用下，水泥道路的路基路面中所饱含的水分因为毛细作用从下部向上凝聚，在路基的顶部发生结晶作用，结晶完成后在低温的作用下开始产生冻结现象，此时，因为在低温区存在自由水，自由水也向冻结区域定向移动，导致结晶体加速生长。在形成的结晶体的四周，土壤颗粒为了平衡四周压力和冰晶体水膜的吸附力，便从周围为发生冻结的土壤中吸引水分子向其靠拢，在此作用下，冰晶体再次得以生长，冻结形成大的冰透镜体。因为在路基土的冻结过程中形成的冰晶体排斥其他溶质，其中包括路基土中的极小土颗粒，这就导致土壤颗粒在冻结过程中，产生向冻结面前缘的移动现象，加上行车荷载的作用，从而导致翻浆现象的出现。 　　二、路基冻胀和翻浆的影响因素 　　冻胀和翻浆的影响因素基本一致，基本都是温度、水、土、路面和行车载荷的共同作用。而在翻浆的影响因素中，行车荷载的作用性至关重要，道路翻浆是通过行车荷载的作用最后形成和暴露出来的，在其它条件相同时，交通量越大，车辆越重，翻浆也会越多，越严重。 　　1、路基的含水率 　　路基中的自由水是路基产生融沉病害和冻胀病害的关键因素。冻胀、融沉的本质是路基土中的自由水在路基中变化、迁移的过程。冻胀量的基础是路基土中自由水的含量以及土壤中自由水的补给量。当路基土中的含水量较高时，春季回暖产生的融沉现象就越明显，对路基路面的破坏作用也就越明显，造成对公路的破坏也就越严重，路面功能正常发挥受阻。当路基中的土壤处于干燥状态时，路基土中的水分也会发生迁移，但是发生迁移的方式得以改变，主要是水汽扩散的形式进行迁移。当路基土处于干燥状态时，水汽的移动不会造成路基土中的毛细现象，从而不会发生毛细水积累现象，对公路工程施工产生的危害程度有限。在秋季，是在多雨的时间，因为路基土在发生融沉，冻胀现象前，湿度都比较大，这个时间段内自由水主要以液态水的形式进行移动。在温度较高的区域，自由水发生移动的原因是毛细水变成薄的冰层，使产生的水柱向冻结区迁移。因为水分在路基上部分聚集，使路基土过于潮湿，冻胀发生前含水率较高，自由水进一步发生迁移现象，冻速虽然较慢，但冻胀程度会处于一个较高的水平。 　　2、路基土性质 　　根据国内外相关研究结果，在公路工程中，如果筑路材料多为粉土和粘质土时，因为这样的土壤当中含有的盐分以及腐殖质较多，就很容易发生融沉和冻胀现象。根据相关试验数据，路基土中，粗粒土中粘粒的含量对于路基土冻胀有显著的影响作用，根据长安大学的试验结果数据显示，当粉粘粒的含量高于12%，路基土中的冻胀率就明显增加，路基土的冻胀系数会发生突变，当粗粒土中的粉粘粒的含量超过50% 时。当粉粘粒的含量很小，小于12% 的时候，即使路基土中的含水率很高，在充分饱水的条件下，路基土的冻胀率也不会大于2%。 　　影响路基土发生融沉和冻胀的另一个影响因素为土体密度，当土体密度为常数，土体的饱和度会土体的冻结速度增加而减少。即为，当路基土的饱和度较大时，路基土的冻结速率将会逐渐走低。这是由于土壤中自由水的含量不断增加，自由水随着冻结过程的深入，冻结速率会逐渐减小。在路基路面压实时，良好的压实作业不仅可以保证路基土空隙率较小，还能保证土体水分含量在合理水平，保证路面强度和正常的路用性能。 　　三、公路路基冻胀与翻浆的防治措施 　　根据我国多年的工程建设经验，对于公路建设过程中的病害应以防为主，以治为辅，在有条件时，一般以绕避为主，而自然条件均等的条件下，则需尽量绕避影响程度较大的区域，但不可避免需对冻胀与翻浆进行相应处理。在处理公路路基胀浆与翻浆时，最为有效的途径即为处理好水，防止地下水位的上升，有效的排除地表水，控制填料的含水量，做好路基及基底的保温措施等。一般有以下几种措施：做好防水措施、抬高路基、填料及压实控制、换土或改良土、设置隔离层、强化路槽排水、加强路面结构及加设防冻层、设置隔温层以上措施组合综合处治。 　　四、工程实例中的防治措施 　　内蒙古自治区呼伦贝尔市某省级公路为一级公路，对路基防冻提出了较高的要求，为了有效提高路基冻胀的能力，具体采用了如下措施： 　　（一）加强路基的排水，提高路基的标高 　　良好的路面、路基排水，可防止地表水或地下水侵入路基；使路基土体保持干燥，从而减轻冻结时