閆懷宇(鄭州華路興公路科技有限公司,河南鄭州450000)
鹽漬土路基養(yǎng)護(hù)與維修技術(shù)探討
閆懷宇(鄭州華路興公路科技有限公司,河南鄭州450000)
我國(guó)幅員遼闊,鹽漬土分布的比較廣泛,一般主要是在西北地區(qū),華北與東北沿海地區(qū)也有。鹽漬土的一些特征給道路工程帶來(lái)了很多病蟲害,其中主要的病蟲害有:道路路面的開(kāi)裂,路肩與邊坡松散的剝蝕。道路路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性大大降低,進(jìn)而發(fā)生溶陷變形。道路路基凍脹和翻漿,鹽分也加速了瀝青的老化,縮短了瀝青路面的使用周期。本文討論了鹽漬土對(duì)路基的影響方式及其維修與養(yǎng)護(hù)措施。
鹽漬土;路基;病害;養(yǎng)護(hù);維修
道路路基出現(xiàn)病蟲害大大影響了道路的正常使用,其形成的原因也有多種多樣,主要有:地質(zhì)條件、氣候條件、地下水等等,鹽漬土道路在正常使用的過(guò)程中,由于鹽漬土堿性與鹽性的特點(diǎn),會(huì)侵蝕瀝青路面,進(jìn)而使得道路路基更加容易出現(xiàn)病蟲害,對(duì)影響到道路工程的正常使用,并且大大縮減道路工程的使用壽命。因此,我們一定要針對(duì)鹽漬土路基問(wèn)題進(jìn)行研究分析,來(lái)制定出行之有效的預(yù)防解決措施,盡量避免病蟲害發(fā)生時(shí)產(chǎn)生大量的維修成本,同時(shí)還要對(duì)對(duì)出現(xiàn)病蟲害的道路盡快的采取措施處理,確保道路的正常使用,保證人們的出行安全。
在實(shí)際工程中,和常規(guī)土相比而言,在鹽漬土內(nèi)含有易溶鹽與中溶鹽,所以,鹽漬土道路在使用的過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)一些比較特殊的道路病蟲害現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō),鹽漬土道路有三個(gè)比較明顯的特性:
1.1鹽脹性
這是一種硫酸鹽類的鹽漬土,硫酸鹽類的鹽漬土其主要特性是,在結(jié)晶的時(shí)候一定要與水分子相結(jié)合,干燥的硫酸鹽是沒(méi)有吸水性的,但是,自遇到水之后,會(huì)慢慢的稀釋與溶解,最后變成溶液的狀態(tài)。并且從溶液狀態(tài)再度結(jié)晶沉淀的時(shí)候,需要吸收一定的水分子,進(jìn)而形成結(jié)晶的狀態(tài),使得體積慢慢增大,使得土體出現(xiàn)膨脹,但是,硫酸鹽在干燥狀態(tài)的時(shí)候,結(jié)晶水會(huì)釋出,就會(huì)變成無(wú)水狀態(tài),這時(shí)候體積劑會(huì)由縮小,這種可以使得土的體積發(fā)生變化的硫酸鹽,就使得這類的鹽漬土呈現(xiàn)鹽脹性。硫酸鈉的晶體在水分充足的情況下,硫酸鈉的體積就會(huì)出現(xiàn)膨脹,體積會(huì)膨脹為先前的3.14倍??梢允沟昧蛩猁}路基出現(xiàn)膨脹危害,其含鹽量一般2%左右,如果鹽漬土路基不到這個(gè)含量,其膨脹的作用比較小,對(duì)土體的影響不大,還形成不了病蟲害,然而,要是超過(guò)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),那么其膨脹的速度可以達(dá)到肉眼可以看到的程度,道路路基就會(huì)出現(xiàn)病蟲害,嚴(yán)重影響到人們的行車安全。鹽漬土膨脹量會(huì)收到溫度的影響,呈現(xiàn)季節(jié)性變化,在秋后天氣溫度慢慢降低,會(huì)使得深層硫酸鹽吸水結(jié)晶、體積增大,稱之為鹽脹。
1.2溶陷性
鹽漬土含鹽的類型一般是硫酸鹽和碳酸鹽以及氯化物,鈉、鎂以及鉀鹽都是易溶鹽。這類型的鹽類在土層內(nèi)會(huì)成為土顆粒之間的膠結(jié)物,在干燥的狀態(tài)下,其強(qiáng)度會(huì)比較高,壓縮性會(huì)比較小,然而在遇到水之后,可溶性的鹽類就會(huì)溶解,土體由于自重增加而出現(xiàn)下沉。在鹽漬土中,鹽溶液往往會(huì)使得建筑物與地下設(shè)施材料出現(xiàn)腐蝕,其腐蝕的程度由材料性質(zhì)、狀態(tài)與鹽溶液濃度決定的。鹽漬土這些比較特殊的性質(zhì),會(huì)使得道路發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。鹽漬土和巖鹽道路出現(xiàn)的主要病蟲害有:鹽脹、沉陷與裂縫等等。這些病蟲害的出現(xiàn)會(huì)使得道路路面變得坎坷不平,嚴(yán)重影響到人們的行車安全,鹽漬土和巖鹽路面的耐磨性比較差,需要補(bǔ)充大量鹽料和鹽水,其養(yǎng)護(hù)工作不是很容易,勞動(dòng)強(qiáng)度比較大。
1.3腐蝕性
在鹽漬土道路中,鹽漬土對(duì)地下設(shè)施與基礎(chǔ)設(shè)施所形成的腐蝕,一般分為兩類:化學(xué)腐蝕與物理腐蝕。其中物理侵蝕比較容易出現(xiàn)在溫度變化比較大,或者是干濕交替的區(qū)域,主要是由于鹽類的結(jié)晶會(huì)產(chǎn)生比較大的內(nèi)應(yīng)力,使得建筑物從表面到里面慢慢的疏松剝落。
2.1鹽脹
鹽漬土的鹽脹和普通土體膨脹是不一樣的,普通土膨脹其主要原因是因?yàn)樵谕林泻容^強(qiáng)的親水性的粘土礦物,這些粘土礦物在吸水之后,其土體就會(huì)膨脹。然而,鹽漬土膨脹,有些事因?yàn)橥馏w吸收水分而使得土體膨脹,比如:碳酸鹽的鹽漬土。但是,大部分原因是由于土體失水,或者周圍環(huán)境的溫度降低,導(dǎo)致土體里面的鹽類結(jié)晶發(fā)生膨脹,例如:硫酸鹽的鹽漬土。鹽漬土膨脹也可以成為鹽脹,其有著不可逆性的特征。鹽漬土的地基出現(xiàn)鹽脹現(xiàn)象我們可以分為兩類:結(jié)晶的膨脹和非結(jié)晶的膨脹。結(jié)晶膨脹主要指的是鹽漬土由于溫度降低,或者在失去水分之后,土孔隙里面的鹽分濃縮,析出而形成結(jié)晶,使得其體積膨脹。非結(jié)晶的膨脹主要指的是,在鹽漬土里面存在著大量吸附性的陽(yáng)離子,其親水性比較強(qiáng),在遇水之后會(huì)很快的和膠體顆粒作用,會(huì)在膠體顆粒與粘土顆粒周圍形成一層薄膜,使得土顆粒粘聚力大大降低,進(jìn)而引起土體發(fā)生膨脹現(xiàn)象,比如:碳酸鹽的鹽漬土。
2.2溶蝕
鹽漬土中的易溶鹽被流經(jīng)或土體中所含的水分所溶解,造成土體的疏松、崩解、坍塌等現(xiàn)象被稱為鹽漬土的溶蝕。溶蝕是鹽漬土道路一種比較特殊的病蟲害,其形成主要由兩個(gè)方面:①土里面易溶的鹽分。②用各種方法侵入的道路路面土體里面不飽和的溶液。溶蝕形成主要是尤其土中易溶的鹽分被不飽和的溶液帶走了,使得土體里面的空隙率慢慢增大,在土體中甚至還會(huì)形成孔洞,土體的承載能力就會(huì)下降。
2.3翻漿
在鹽漬土中,鹽分存在與鹽漬土里面水、鹽的相互裝,使得鹽漬土道路的翻漿病蟲害更加嚴(yán)重。其主要表現(xiàn)為:
2.3.1翻漿病蟲害更加容易發(fā)生
在鹽漬土中,因?yàn)橐兹茺}得溶蝕會(huì)導(dǎo)致固相減少,其孔隙也會(huì)增大,使得水分比較容易侵入,所以,土體比較容易軟化,其承載的能力大大降低,因而非常容易出現(xiàn)翻漿病蟲害。在春天隨著溫度逐漸升高,鹽溶解度也慢慢提高,鹽漬土就比較容易發(fā)生固體向液的轉(zhuǎn)變,固相減少會(huì)使得道路路基的承載力大大下降,道路路基變得比較容易吸水,因此更加容易出現(xiàn)翻漿病蟲害。鹽漬土道路由于鹽出現(xiàn)溶解,在含水量一樣的條件下,鹽漬土的含液量比普通土的含液量要高,就比較容易出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象。
2.3.2鹽漬土道路的特殊翻漿
在鹽漬土中,由于鹽漬土里面的易溶鹽在非常干燥的地區(qū)與季節(jié)比如秋冬季節(jié)非常容易發(fā)生結(jié)晶膨脹,往往會(huì)使得鹽漬土內(nèi)的粉土顆粒相互之間的距離慢慢增大。然后隨著天氣氣候的變化而發(fā)生轉(zhuǎn)變,溫度的升高,會(huì)使得晶體在非常干燥的狀態(tài)下,水分急速流失,固相的體積就會(huì)急速的縮小,就會(huì)使得粉土土體迅速的粉化,粉化粉土往往會(huì)因?yàn)槿彼兊脽o(wú)粘聚性,或者粘聚性變得非常小,在作用力下沒(méi)有辦法形成穩(wěn)定的團(tuán)聚,還因?yàn)榧?jí)配不好,土體顆粒之間的距離比較大,這些原因就形成了我國(guó)西部地區(qū)鹽漬土比較特有道路病蟲害,也稱干翻漿,其嚴(yán)重影響了道路的行車安全。
2.4腐蝕道路構(gòu)筑物
自鹽漬土得地區(qū),鹽漬土對(duì)混凝土進(jìn)行的腐蝕,使得混凝土的強(qiáng)度受到嚴(yán)重的損失,嚴(yán)重影響到混凝土結(jié)構(gòu)。使得混凝土構(gòu)筑物過(guò)早出現(xiàn)“老化”現(xiàn)象,以至于要花費(fèi)很多的資金來(lái)進(jìn)行道路工程的修復(fù)加固,有些地段甚至需要重建。在混凝土的結(jié)構(gòu)中,最重要的是在混凝土的保護(hù)層被損害之后,那么鋼筋發(fā)生銹蝕的現(xiàn)象就會(huì)大大增加。許多道路鋼筋混凝土柱保護(hù)層往往會(huì)遭到破壞,許多地方的鋼筋裸露在外面,甚至許多“旱橋”與“旱涵洞”基礎(chǔ)設(shè)施被銹蝕,許多橋墩也出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象,公路與鐵路附近的水泥電線桿也遭到了侵蝕破壞。鋼筋在遭到銹蝕之后,會(huì)導(dǎo)致生成物的體積出現(xiàn)膨脹,使得混凝土的順筋出現(xiàn)開(kāi)裂,混凝土的保護(hù)層發(fā)生剝落。銹蝕會(huì)嚴(yán)重?fù)p害鋼筋和混凝土相互之間的粘著力降低,使得鋼筋變脆,進(jìn)而影響混凝土結(jié)構(gòu)安全性,其承載力會(huì)大大降低。鹽漬土道路的鋼橋在受到腐蝕之后,其自身會(huì)受到非常大的破壞,必須要進(jìn)行維修,有些甚至需要報(bào)廢重建。部分鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑物在受到腐蝕之后,往往會(huì)使得鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象,甚至?xí)?dǎo)致倒塌事故出現(xiàn)。
2.5鹽漬土道路邊坡病蟲害
道路邊坡出現(xiàn)土流失現(xiàn)象,主要是因?yàn)辂}堿表聚性,在道路邊坡的表面受到鹽分的侵蝕而形成膨脹松散的粉性土質(zhì),這些土非常容易被風(fēng)吹走,邊坡土就會(huì)流失,也污染了空氣。如果下雨的化,邊坡會(huì)被沖刷,造成大量的土流失,進(jìn)而出現(xiàn)沖毀道路路基的嚴(yán)重事故。因此,每年都要給邊坡補(bǔ)土。
綜上所述,鹽漬土對(duì)道路工程有著比較大的影響,主要是因?yàn)辂}漬土地區(qū)的環(huán)境比較特殊,鹽漬土區(qū)域的道路與構(gòu)筑物經(jīng)常出現(xiàn)只有鹽漬土區(qū)域才會(huì)出現(xiàn)的特殊道路病害,所以,對(duì)鹽漬土區(qū)域的道路工程就需要提出一些特殊要求,因此,在工程實(shí)際中對(duì)鹽漬土路基采取合理有效的養(yǎng)護(hù)維修措施是非常必要的,同時(shí),不同地區(qū)鹽漬土化學(xué)成分有差別,需具體問(wèn)題具體分析,需在各個(gè)地區(qū)推廣典型性研究。
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