風(fēng)積沙和淋膜編織布的路基加固技術(shù)

摘要：本文通過現(xiàn)場試驗(yàn)分析了新疆巴楚縣光明大道工程風(fēng)積沙和淋膜編織布的路基加固的主要性能和工藝，并提出了相應(yīng)路面的施工工藝，試驗(yàn)結(jié)果表明路基加固技術(shù)是可行且有效的。

關(guān)鍵詞：風(fēng)積沙；淋膜編織布；路基加固

新疆巴楚縣光明大道位于塔里木盆地西緣，屬山前沖洪積平原，為濕陷性鹽漬土，地勢平坦，分布有灌溉水網(wǎng)及古河床，形成連片的鹽堿地，地表長有大量紅柳、甘草、駱駝刺和鹿角草等耐鹽堿植物，局部地區(qū)地下堿水滲出。該地區(qū)屬暖溫帶大陸性干旱氣候，夏季炎熱干燥，降雨稀少，多沙塵暴蒸發(fā)強(qiáng)烈(巴楚縣氣象資料詳見表1)。

1、地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)

1)地下水位和水的礦化度普遍偏高、總硬度指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)；

2)路基土以粉性土為主。從表2的試驗(yàn)資料可知，沿線鹽漬土的土質(zhì)多屬粉質(zhì)低液限粉土，這類土不僅結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差，而且毛細(xì)水的強(qiáng)烈上升高度高、運(yùn)動速度快，屬強(qiáng)鹽漲性土；

3)多數(shù)鹽漬土均為氯化物硫酸鹽強(qiáng)鹽漬土(見表3)；

4)土壤鹽漬化范圍廣、程度高。由于降水量很小，而蒸發(fā)量特大，鹽分可以通過毛細(xì)水上升從地下水中獲得源源補(bǔ)給，使地面淺層上的積鹽過程進(jìn)行得十分強(qiáng)烈，地表普遍為較厚的鹽殼所覆蓋。

2、新疆塔里術(shù)盆地邊緣濕陷性鹽漬土地區(qū)現(xiàn)有道路的主要病害

1)路面大面積網(wǎng)狀龜裂，嚴(yán)重的路段路面破碎剝落。在地下水位高的路段地下水沿裂縫滲出，滲出的地下水蒸發(fā)后，路面上呈現(xiàn)大面積白色網(wǎng)狀，進(jìn)一步加大了路面網(wǎng)狀龜裂面積；

2)路面基層產(chǎn)生不均勻變形，使路面形成波浪、鼓包、擁包等病害，峰谷高差一般為5cm-150m，嚴(yán)重路段可達(dá)20cm以上：

3)因鹽脹的反復(fù)作用，促使路基土體的結(jié)構(gòu)遭到破壞，引起路基土體強(qiáng)度和穩(wěn)定性下降，產(chǎn)生嚴(yán)重的不均勻沉陷；

4)由于強(qiáng)烈的積鹽作用，使得土路肩和邊坡表層在較短的時間內(nèi)含鹽量迅速增高，經(jīng)反復(fù)鹽漲而形成一層松脹層，致使路肩土強(qiáng)度和承載力大大降低，使路肩失去了其應(yīng)有的作用，并進(jìn)一步加大了路面的損壞程度，陷車現(xiàn)象比比皆是，嚴(yán)重影響行車安全。

3、濕陷性鹽漬土路基處理技術(shù)

1)清除表面鹽殼，消除鹽漲病害隱患。表層鹽漬土由于鹽漲作用其承載力低而且鹽份含量高，如果直接在其上修筑路基將留下嚴(yán)重的鹽漲隱患；

2)鋪設(shè)淋膜編織布與土工布，設(shè)置封閉隔水層。濕陷性鹽潰土地區(qū)地下水位高，鹽份會毛細(xì)水上升而大量滲透到路基及路面各結(jié)構(gòu)層中。鋪設(shè)淋膜編織布隔水層，阻隔毛細(xì)水及鹽分的上升路徑；

3)填筑50cm風(fēng)積沙，一次性擊振干壓。按路基土回彈模量20MPa、單車道在使用年限內(nèi)40萬軸次的車流量進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)層驗(yàn)算，50cm壓實(shí)風(fēng)積沙的承載力既可滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，又可達(dá)到就地取材、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的；

4)沙基頂鋪設(shè)一層土工布。土工布與淋膜編織布形成一個完整的防水層，增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)層及沙基的穩(wěn)定性和整體性。

4、風(fēng)積沙、淋膜編織布與土工布組合結(jié)構(gòu)路基的作用與功能

塔里木盆地邊緣鹽漬土地區(qū)原有大部分公路發(fā)生路基不均勻沉陷、鹽漲和路面龜裂等現(xiàn)象，均與路基防鹽處理技術(shù)落后有關(guān)。

該地區(qū)原有大部分公路采用提高路基高度的辦法來防治鹽堿對路基的危害。該技術(shù)雖然在短期內(nèi)保證路基的穩(wěn)定性，減少鹽堿對路面的危害，但是隨著時間的推移，路基基底鹽漬土內(nèi)毛細(xì)水受蒸發(fā)作用的影響會強(qiáng)烈上升，快速向路面移

動，導(dǎo)致氯化物硫酸鹽顆粒不斷向上聚積、膨漲，逐漸侵蝕路面，對路面構(gòu)成嚴(yán)重危害；另一方面，提高路基高度會大大增加筑路成本；第三，采用塔里木盆地邊緣鹽漬土地區(qū)附近的天然砂礫填筑路基，其鹽堿成分含量較高，隨地下毛細(xì)水的上升也會不斷向上聚積。

清除表層植被并推除至少40cm厚的粉土淤積層后，推土機(jī)穩(wěn)壓并粗平、平地機(jī)細(xì)平；然后，在路基基底鋪設(shè)一層淋膜編織布既可以有效阻隔地下水，防止溶于地下水中的鹽分隨毛細(xì)水的上升而上升，叉可以與沙基頂鋪設(shè)的土工布搭接，使風(fēng)積沙、淋膜編織布與土工布組合結(jié)構(gòu)路基形成一個完整的防水層，增強(qiáng)路面各結(jié)構(gòu)層及沙基的穩(wěn)定性和沙基整體性；利用土工布較高的縱向梯形撕破強(qiáng)力和頂破強(qiáng)力防止路面結(jié)構(gòu)層的翻砂現(xiàn)象，確保路面結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，有利于路面墊層的施工。

由于風(fēng)積沙泥土含量很小、顆料成分主要由細(xì)沙組成、粗砂和粉砂的含量都很低而且粒徑比較集中，顆粒強(qiáng)度和空隙率較大，當(dāng)有鹽漬水侵蝕時不會出現(xiàn)嚴(yán)重的翻漿、彈簧等現(xiàn)象，水穩(wěn)性能好；當(dāng)有鹽漬水蒸發(fā)或流失后，吸附于風(fēng)積沙顆粒表面的鹽分干燥后會膨脹，但其膨脹的體積小于風(fēng)積沙顆粒問的孔隙，故雖有鹽脹過程產(chǎn)生但不會造成風(fēng)積沙顆粒問出現(xiàn)較大的相對位移，從而不會對路基整體產(chǎn)生鹽漲危害。我們設(shè)置風(fēng)積沙路基的主要目的就在于充分利用風(fēng)積沙良好的透水性、水穩(wěn)性、較高的強(qiáng)度以及良好的抗鹽漲性，來防止由于淋膜編織布破損、地表水下滲或地下水水位迅猛上升等環(huán)境原因，使鹽漬水上升造成對路基和路面的危害。

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5、風(fēng)積沙、淋膜編織布與土工布組合結(jié)構(gòu)路基施工技術(shù)

5.1 風(fēng)積沙篩分與標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)

1)風(fēng)積沙篩分試驗(yàn)：通過在風(fēng)積沙料場取樣進(jìn)行篩分試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)(篩分試驗(yàn)結(jié)果見表4)：風(fēng)積沙的顆料成分主要由細(xì)沙組成而且粒徑比較集中。粗砂和粉砂的含量都很低。風(fēng)積沙的顆料的組成結(jié)構(gòu)確保了風(fēng)積沙顆粒間的孔隙能滿足路基必須具有的良好透水性、水穩(wěn)性、較高強(qiáng)度的要求，完全可以防止由于淋膜編織布破損或地下水水位迅猛上升、地表水下滲等原因使鹽漬水進(jìn)人造成對路基和路面的危害。

2)風(fēng)積沙路基標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)：按交通部《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行風(fēng)積沙路基標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，采用小擊實(shí)筒、分5層擊實(shí)、每層擊27次，發(fā)現(xiàn)風(fēng)積沙在擊實(shí)時很容易因振動而松動、無法成型并愈擊愈松；在進(jìn)行多次的平行試驗(yàn)時，擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果的離散性較大。為得到穩(wěn)定有效的擊實(shí)數(shù)據(jù)(最大干密度)，防止擊實(shí)中沙的松散，我們加工制作了將導(dǎo)向棒和擊實(shí)錘連成整體的擊實(shí)板，由此很好的保證了擊實(shí)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠性(風(fēng)積沙千密度試驗(yàn)結(jié)果見表5)。

5.2 清表及鋪設(shè)淋膜編織布

沙基施工前必須進(jìn)行徹底清表，清除原地面上的紅柳、蘆葦?shù)戎脖唬�挖除草根和樹根；推除表層的鹽堿殼及40em左右厚度的粉質(zhì)淤積土；因?yàn)楸韺拥柠}堿殼和粉質(zhì)淤積土遇水濕陷性強(qiáng)、路用性能差而且強(qiáng)度低。為阻擋毛細(xì)水上升而發(fā)生鹽漲和凍漲，推除表層的鹽堿殼及40cm左右厚度的粉質(zhì)淤積土后，用推土機(jī)粗平并穩(wěn)壓、平地機(jī)精平，然后，在路床上鋪設(shè)淋膜編織布一道，其上填筑50cm厚風(fēng)積沙作為路基。

淋膜編織布的接縫須采用燙接縫，以確保接縫處不會出現(xiàn)水分滲透現(xiàn)象；淋膜編織布的鋪設(shè)須平展，并用風(fēng)積沙沙條和小沙堆均勻堆放予以穩(wěn)壓；淋膜編織布的寬度每側(cè)應(yīng)寬出風(fēng)積沙填筑