鮑薪竹 梁 城

（長安大學(xué) 公路學(xué)院，陜西 西安 710064）

由于我國部分地區(qū)處于北寒帶如東北地區(qū)、大小興安嶺地區(qū)以及寒冷的青藏高原地區(qū)，導(dǎo)致了這些地區(qū)會出現(xiàn)的多年的凍土。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重心由東部向西部的轉(zhuǎn)移，這些地區(qū)的道路建設(shè)顯得異常的重要與緊迫。但是多年凍土將對道路的修筑帶來很大的困難，特別是對道路的路基帶來各種各樣的病害，如融沉、裂縫等，這些病害不僅會對破壞道路結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，還會對行車安全產(chǎn)生一定的影響?；诖耍疚奶岢隽寺坊『ο鄳?yīng)的處置措施，為凍土地區(qū)道路的建設(shè)和養(yǎng)護(hù)提供參考。

1 主要病害

1.1 縱向裂縫

在路基的陽坡或者當(dāng)路基邊坡坡腳有積水時(shí)，這時(shí)路基容易產(chǎn)生縱向裂縫這種病害。其產(chǎn)生的原因主要是由于氣溫變化導(dǎo)致路基土的不均勻的凍脹和收縮?？v向裂縫在冬季時(shí)最為嚴(yán)重，隨著春季氣溫升高，裂縫會隨著土體的不均勻變形的減少而減少。但是這種凍融循環(huán)性致使路基的穩(wěn)定性遭到損壞，進(jìn)而路基邊坡會受到車輛荷載應(yīng)力的作用而發(fā)生滑塌。當(dāng)環(huán)境溫度非常低時(shí)，相應(yīng)的凍土溫度也會降低，這會導(dǎo)致路基土發(fā)生裂縫病害的概率增大。同時(shí)當(dāng)凍土地區(qū)環(huán)境溫度不穩(wěn)定時(shí)，其發(fā)生病害的幾率也會大大提高。

1.2 路基融沉

路基融沉也是凍土地區(qū)路基的主要病害，其產(chǎn)生的原因主要是因?yàn)樵诮邓?、光照、路基路面的材料類型、破壞形式等的影響下，?dǎo)致路基下伏凍土上限下降，使新舊上限間軟弱夾層的承載能力降低，在荷載應(yīng)力的作用下形成路基融沉。當(dāng)多年凍土含冰量較高、路基填土不均勻的條件下、路面為黑色面層時(shí)，路基土更容易產(chǎn)生不均勻變形，進(jìn)而產(chǎn)生融沉。這種路基病害會導(dǎo)致路面的不平整，不僅導(dǎo)致了通行能力的下降，更給行車的安全和舒適帶來了一定程度的影響。

1.3 邊坡凍融疏松

路基邊坡病害中最常見的一種病害是邊坡凍融疏松，他在邊坡中出現(xiàn)的頻率非差之多。這種常見的病害是由于大氣溫度大幅度的升降，導(dǎo)致了含水量較高的邊坡表面的孔隙率增加，進(jìn)而致使路基遭受了降雨的浸刷和凍融循環(huán)破壞，最終使路基產(chǎn)生了邊坡凍融疏松破壞。

1.4 邊坡滲水和坡腳積水

當(dāng)凍土地區(qū)進(jìn)行路基修筑時(shí)，由于路基地形地勢較低以及取土?xí)r致使邊坡坡腳的地勢降低，同時(shí)降雨量和地表積水較多，水分很容易匯集與邊坡坡腳處，路基邊坡就長時(shí)間的浸泡于水之中，水就會滲入路基邊坡之中，同時(shí)路基邊坡凍融疏松破壞加速了水分的滲入，進(jìn)而導(dǎo)致路基發(fā)生水穩(wěn)定性破壞。

2 路基病害防治

2.1 縱向裂縫

縱向裂縫按其形成方式可以分為反射縫和沉降縫，對于縱向裂縫的防治，主要分為直接防治和間接防治，通過向裂縫內(nèi)灌漿或增加土工隔柵結(jié)構(gòu)層的等處治措施稱為直接處治措施；通過遮陽板等結(jié)構(gòu)防治裂縫的進(jìn)一步發(fā)展的措施成為間接處治措施。

灌漿處治措施主要是通過將熱瀝青灌入裂縫中來填合縫隙，適用于裂縫寬度叫較小的縱向裂縫。通過熱瀝青填合裂縫，可以防止水分進(jìn)入路面層內(nèi)部，沖刷路面基層。有效的減輕了路面凍脹的形成，遏制了裂縫的進(jìn)一步發(fā)展擴(kuò)大。土工隔柵處治措施是通過將面層開挖，露出路面基層，在裂縫的開裂范圍內(nèi)鋪筑土工隔柵，然后按照原有路面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行回填碾壓，從而形成土工隔柵抗裂層。土工隔柵由于其較高的抗拉強(qiáng)度，可以有效的防止裂縫從基層底部向上的擴(kuò)展，對于防治反射型裂縫具有良好的效果。對于沉降縫，由于土工隔柵的防水作用不明顯，不能有效的阻止從上而下的水分侵入，因此對于沉降性裂縫的防治效果欠佳。

間接防治主要適用于高海拔地區(qū)。由于高海拔地區(qū)的太陽輻射大，導(dǎo)致路面的向陽和背陽處的溫度差異明顯，路面容易在向陽和背陽的分界面處產(chǎn)生溫差，導(dǎo)致向陽面的路基內(nèi)部凍土融化，路面產(chǎn)生不均勻沉降，繼而發(fā)生開裂。因此在路面向陽面設(shè)置遮陽板能夠有效的控制路面的溫差，保證了路基和路面的穩(wěn)定性，減少了路面因凍融循環(huán)產(chǎn)生的開裂。

2.2 邊坡凍融

由于邊坡內(nèi)部也含有凍土層，因此在氣溫升高時(shí)，也可能引起邊坡內(nèi)凍土層的融化，致使邊坡內(nèi)部的含水量增高，隨著自由水的轉(zhuǎn)移，路基含水量會明顯升高，繼而引發(fā)路面病害。對于邊坡凍融的防治主要通過加寬路肩來延長水分的滲流通道，從而減少邊坡內(nèi)水分向路基內(nèi)部的遷移。對于已經(jīng)產(chǎn)生病害的路段，可以通過向邊坡噴灑固化劑的方法進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

2.3 路基融沉

多年凍土地區(qū)路基融沉病害會導(dǎo)致路面的不平整，它對路基結(jié)構(gòu)的損壞也是不可忽略的。針對這種路基病害，主要的處治措施主要有換填法技術(shù)和熱棒技術(shù)這兩種，其中換填法技術(shù)涵蓋了碎石片、碎石樁和通風(fēng)管等換填材料。這兩種技術(shù)都存在著一定的局限性：熱棒技術(shù)是一種非常常見的主動(dòng)調(diào)溫技術(shù)，但是它不能非常有效的遏制住融沉病害的進(jìn)一步發(fā)展；通風(fēng)管路基對客觀條件的要求較高，如風(fēng)向和路基的走向，同時(shí)這種技術(shù)還不夠成熟，它的處治效果也不盡如人意；而碎石樁路基之所以能夠廣泛的應(yīng)用于多年凍土地區(qū)，是因?yàn)樗軌蛴行У姆乐谷诔敛『Γ⑶胰菀资┕?，?jīng)濟(jì)適用。

2.4 邊坡滲水

邊坡內(nèi)自由水的含水量過高會導(dǎo)致水分進(jìn)入路基內(nèi)部，影響路基穩(wěn)定性。一般而言，邊坡內(nèi)部的水分會通過地表徑流和路肩來進(jìn)入路基，因此切斷水分的運(yùn)輸通道是防治邊坡滲水的主要理念。防治措施主要有以下幾點(diǎn)：對邊坡進(jìn)行土工隔柵或漿砌石加固，阻斷水分的滲出；對邊溝進(jìn)行加固，增加邊溝的排水能力；加寬路肩，延長水分的滲入路徑；同時(shí)還應(yīng)注意及時(shí)疏導(dǎo)排水設(shè)施。

3 小結(jié)

本文系統(tǒng)的分析了多年凍土地區(qū)的一些普遍存在的路基病害，如裂縫、融沉、凍融疏松、邊坡水損壞等，同時(shí)為這些病害優(yōu)選出了較為合理的處治方案，對此地區(qū)路基和道路的設(shè)計(jì)、施工與養(yǎng)護(hù)維修具有重要的參考價(jià)值和借鑒意義。

[1]田樂.多年凍土地區(qū)路基病害處治新技術(shù)探索與實(shí)踐[D].2012.

[2]孟慶猛,樊宇朔.多年凍土地區(qū)路基主要病害及其防治措施[J].黑龍江科技信息，2012，12：283.