毕业论文：道路翻浆形成机理与防治技术研究

道路翻浆既严重破坏了路基及路面结构，又限制了公路交通的正常进行。

翻浆对道路造成了严重的安全隐患，会降低车速，消耗更多的燃料，增加了道路的养护费用，更严重的是会发生车毁人亡的交通事故，对国民经济国防战备都具有定的危害。

国内外对道路翻浆已经有了各方面研究成果。

从事冻土地区公路修筑技术与实践的科技工作者，在工程实践与吸收国外先进技术的基础上，通过艰苦的努力，在公路工程治理措施的科研中，取得了丰硕的成果。

路基工程设计从传统的以提高路基高度为主的保护冻土工程措施，发展到以提高路基高度设置工业材料隔热层和路基侧设置防水保温护道的综合防治冻害保冻土的工程措施。

翻浆现象是道路的主要病害，并且发生地频率范围很大，只有掌握了翻浆的原因，考虑路线经过地段的土质水文及地质等情况，考虑该地区的气候温度地质地理等情况，科学施工，这样翻浆现象才能够根除，从而减少道路病害，以利发挥公路的有效作用，延长公路的使用年限，加速我国道路建设的发展。

道路翻浆研究综述影响道路翻浆的基本因素有岩性水体气温及动力作用。

其中，岩性和水体是形成道路翻浆的内因物质条件，气温及动力作用则是形成道路翻浆的外因诱发条件。

当路基岩土体含粘土矿物较多时，其渗水性能差，储水性能较好。

土体内的岩土矿物吸水，并在其周围形成水化膜孔膜充水后压缩空气水化膜的楔入作用都将致使粘土膨胀。

在含水量低于最大吸水度时，如果颗粒之间的距离不超过定向水层厚度的两倍，水化膜的楔入作用仅产生晶体内部的膨胀。

土体处于塑性湿度和液限湿度之间时，发生显著膨胀。

高山地区高粘土含量的路基岩土体中含水量较大时，伴随着水体的冻结融化变化中，促使粘土矿物体积不断冻结而增大，因融化而减少。

砂质含量较多的路基发生道路翻浆的概率下降。

水体对道路翻浆的形成具有控制性作用，无水则无道路翻浆灾害发育的可能。

水体最易随着气温的冷暖变化而发生体积方面的变化。

当地气温在度以下便开始凝结成冰，水体成冰以后体积略有膨胀况且，液态水的渗透流动性能非常显著。

土体的物理及力学参数趋于恒定时，路基土的变形随着时间变化也会非线性关系的变化，属于典型的几何非线性。

所以，翻浆路基土提在水体作用下，吸水渗透，产生强度衰减的非线性变化物理非线性和路基变形随时间的非线性变化几何非线性，路基的稳定状态实力啊中非线性关系的总和作用的显现。

根据形成原因，可以把道路翻浆分为气候翻浆和动力翻浆两大类型。

道路翻浆的主要原因是气温的变化，体现在冻结核融化两个方面，构成个道路翻浆周期，发生此类道路翻浆的前提条件必须是路基岩土体中粘土含量多地下水含量高般趋于饱和。

粘土矿物通常可以分为型的高岭土类和水云母类以及型的蒙脱石类。

在气候寒冷地区通常以蒙脱石类粘土矿物为主。

进入粘土矿物层间的自由水体随着温度的降低，其自由活动性降低，在水温降到度时，层间水体凝结固化，体积略有增大，使粘土含量多的路基硬化，承载力提高。

处于冻结状态的固态水逐渐融化，体积略有减小，并处于自由流动状态。

进而，导致冻结路基体积减少，路面沉降。

由于组成路基的岩土体中矿物含量分布的非均质性，必然致使路基冻结过程的差异隆升及融化过程的差异沉降。

因此，道路路基在强烈的气候冻结于融化周期作用下膨胀与收缩再膨胀再收缩的累积性过程发育，况且膨胀过程与收缩过程呈现典型的非均质性和各项异性，路基岩土体的强度随着冻结过程的发育而增大，又随着熔化过程的发育而衰减。

动力作用主要针对饱和路基岩土体，在周期性动了荷载的作用下，超静孔隙水压力的周期性变化，致使土体流变而强度失效，形成动力翻浆。

处于冻结状态作用阶段的路基在周期性动力荷载作用下机械能转化为热能，而非均质性地融化固体水处于融化阶段的路基在周期性动力荷载作用下使具有流动性的融水在超静孔隙水压力的作用下发生渗透作用，促进了热量在路基土中的传递，并在冻结区与融化区交界部位形成明显的剪切作用带，使路基岩土及路面发生更为明显的差异沉降。

本文研究内容本文基于国内外冻土研究现状和道路翻浆已有成果的分析，道路出现的弹簧裂缝从而引起鼓包冒泥，通过现场的调查分析从翻浆土体特性，对道路翻浆机理与防止技术进行了深入研究，主要研究的内容是道路翻浆的形成条件和影响因素，道路翻浆的形成过程以及道路翻浆的防治和养护措施等等。

第二章道路翻浆的形成机理道路翻浆的主要发生地翻浆主要发生在我国北方各省及南方的季节性冰冻地区，由于路面排水不畅雨水下渗，使路基潮湿，地下水位升高，进入冬季，当路基土表面开始冻结，土孔隙内的自由水在时首先冻结，形成冰晶体。

当温度继续下降时，与冰晶体接触的弱结合水被吸引到冰晶体上冻结。

于是与冰晶体接触处土粒上的结合水膜变薄，就要从结合水膜较厚处吸收水分。

则路基内温度高处的水分便向温度低处不断移动。

路基上部土体温度降低到。

换土采用水稳性好冰冻稳定性好强度高的粗颗粒土换填路基上部，可以提高土基的强度和稳定性。

换土的厚度般可根据地区的情况公路等级行车要求以及换填材料等因素确定换土厚度。

些地区的经验认为，在路基上部换填厚的粗粒土，路基可以基本稳定。

换土厚度也可以根据强度要求，按路面结构层厚度的计算方法计算确定。

使用条件是因路基高度限制，不允许提高路基，且附近有粗粒土可用时原有路基土质不良，需铺设高级路面时。

加强路面结构铺设砂砾垫层以隔断毛细水上升，增进融冰期蓄水排水作用，减小冻结或融化时水的体积变化，减轻路面冻胀和融沉作用。

砂垫层的铺设厚度见表。

砂垫层的材料可选用砂砾粗砂或中砂，要求砂中不含杂质泥土等。

铺设水泥稳定类石灰稳定类石灰工业废渣类等路面基层结构层以曾增强路面的板体性水稳定性和冻稳定性，提高路面的力学强度。

表砂砾垫层的经验厚度土基潮湿类型砂垫层厚度土基潮湿类型砂垫层厚度中湿潮湿道路翻浆的养护措施针对秋季的养护主要是通过排水的处理，尽可能防止水分进入路基，保持路基处于干燥状态，以减少冬季冻结过程中由于温差作用向路面下土层聚流的水分，这是项最根本的措施。

所以秋季养护工作要做好下列工作随时整修路面路肩边坡。

路面应维护好路拱和平整度，如有裂纹松散车辙坑槽搓板等病害，都应及时处理，避免积水。

路肩应保持规定的排水横坡，边坡要保持规定坡度，要拍压密实，防止冲刷和坍塌阻塞边沟，造成积水。

修整地面排水设施，保证地面排水通畅。

检查地下排水设施，保证地下水能及时排出。

而冬季的养护主要是采取措施减轻路基水分在温差作用下向路基上层聚积的程度，同时要防止水分渗入路基。

所以冬季养护工作是应及时清除翻浆路段的积雪。

雪层导温性能差，因而具有保温作用，将减缓路基土壤冻结速度，使冻结线长期停留在路面下很近地方，路基下层水分有机会大量聚积到路上层，致使翻浆加重。

所以应十分注意除雪工作。

经常上路检查，发现路面出现裂缝坑槽等要及时修补，融化雪水要及时排除。

在往年发现有翻浆而尚未根治的路段以及发现翻浆苗头的路段，应在翻浆前做好准备工作，包括准备好抢防的用料。

春季是翻浆的暴露时期，在天气转暖的情况下，翻浆发展很快，所以春季的养护工作中心内容是抢防。

当路面出现潮湿斑点松散龟裂，表明翻浆已开始露头，对鼓包车辙或大片裂缝，行车颠簸，路基发软等现象，应采取以下抢防措施路面坑洼严重的路段，除横向外，还应顺路面边缘加修纵向小盲沟，或渗水井。

井的大小以不超过为宜，井与井的间距应根据实际情况确定，沟或渗水井的深度应至路面底层以下。

而夏季是翻浆的恢复期，所以这时夏季的养护工作主要是修复翻浆破坏的路基路面，采取根治翻浆的措施。

首先要查明翻浆的原因，对损坏路段的长度起讫时间气温变化表面特征养护情况等进行调查分析，作出记录，确定治理方法和措施。

第四章新藏公路界山至红土达坡段的整治工程概括国道线新藏公路界山至红土达坂段约，是新藏公路的卡脖子路段，平均海拔以上，其中最高处界山达坂海拔为，主要公路病害为路基冻融翻浆。

冻融翻浆地带达以上，过往车辆往往被困于此，给司机的生命健康带来了极大的威胁。

由于该段海拔极高，气温低，冬季路基开始冻结，不断向深处发张，上下层形成了温度坡差，土中温度高处水分向上移动，从而造成大量水分积在土基上层逐渐形成聚冰层。

随着气候的变化，零度等温线不断向下移，形成多次聚冰层，土基中水分冻结，土体膨胀。

夏季气温逐渐回升，土基开始解冻，路中水分溶解速度较两侧快，不易向下或两侧流出。

路基上层含水很快达到饱和，土基承载力低，在行车荷载的作用下就形成了翻浆冒泥。

管辖区部于年接养新藏公路后，坚持以建养结合以养为主，保障畅通逐步改善为原则，对该段公路进行了大规模的整治，逐步提高了养护质量，实现了全年通车。

该段路基翻浆的主要原因是由于气候土质水车辆超载和养护不良等情况所致。

气候该段海拔极高，属典型的寒带高原季风气候。

冬长夏短。

冬季平均气温为负度，夏季月月平均气温在度度。

由于气候的反复变化，使冬季冻土聚集，春夏积雪融化，这是造成公路翻浆的重要因素之。

土质该段土质基本上是粘土，且含有大量的易溶盐，毛细水上升高，在冻结过程中水分聚流现象严重。

春融后土壤吸水能力强，吸水膨胀，土基承载力下降，这也是造成公路翻浆的原因。

水本段路线主要从两山开阔地带的中部地势最低处穿过，沿线大部分区段为汽车碾压形成的自然便道，有路无基面与原地面平齐排水设施少，路基排水困难，路线经过处由于多年冻土聚集，融雪水容易侵蚀路基，使道路整体抗灾能力差。

车辆超载由于历史原因，新藏公路投资少，设计标准荷载等级都较低，而阿里地区及沿途边防哨所所需物资基本上是从新疆叶城远运运距为以上，为降低运输成本，运输车辆基本上是大型车且严重超载实际载重约为。

在重车荷载的反复作用下，公路翻浆更加严重。

养护情况由于路线多穿越人迹罕至的雪山戈壁，沿线车流量少，道路等级低，地方重视程度差，养护投人少，路基积水不能及时排除，积雪不能及时清除，翻浆雪害等公害不能及时处理，也加剧了翻浆的严重程度。

翻浆的整治新藏公路界山至红土达坡段的翻浆冒泥整治主要是增设排水设施。

设置排水设施时，综合考虑近处的地质情况和较远处的地形地貌，在不同地段设置排水设施。

除增设排水设施外还将路堑边坡放缓至∶，将路肩变坡成流线形或在边坡下设置储雪场，及时清理积雪，防止冻融时软化路基引起翻浆。

总的来说就是加强预防性的养护，完善排水设施，防止地表积水，冬季及时清