風積沙和淋膜編織布的路基加固技術
風積沙和淋膜編織布的路基加固技術
摘要：本文通過現(xiàn)場試驗分析了新疆巴楚縣光明大道工程風積沙和淋膜編織布的路基加固的主要性能和工藝，并提出了相應路面的施工工藝，試驗結果表明路基加固技術是可行且有效的。
關鍵詞：風積沙；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)強烈(巴楚縣氣象資料詳見表1)。
1、地區(qū)地質特點
1)地下水位和水的礦化度普遍偏高、總硬度指標嚴重超標；
2)路基土以粉性土為主。從表2的試驗資料可知，沿線鹽漬土的土質多屬粉質低液限粉土，這類土不僅結構強度差，而且毛細水的強烈上升高度高、運動速度快，屬強鹽漲性土；
3)多數(shù)鹽漬土均為氯化物硫酸鹽強鹽漬土(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，鹽分可以通過毛細水上升從地下水中獲得源源補給，使地面淺層上的積鹽過程進行得十分強烈，地表普遍為較厚的鹽殼所覆蓋。
2、新疆塔里術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，嚴重路段可達20cm以上：
3)因鹽脹的反復作用，促使路基土體的結構遭到破壞，引起路基土體強度和穩(wěn)定性下降，產(chǎn)生嚴重的不均勻沉陷；
4)由于強烈的積鹽作用，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)反復鹽漲而形成一層松脹層，致使路肩土強度和承載力大大降低，使路肩失去了其應有的作用，并進一步加大了路面的損壞程度，陷車現(xiàn)象比比皆是，嚴重影響行車安全。
3、濕陷性鹽漬土路基處理技術
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重的鹽漲隱患；
2)鋪設淋膜編織布與土工布，設置封閉隔水層。濕陷性鹽潰土地區(qū)地下水位高，鹽份會毛細水上升而大量滲透到路基及路面各結構層中。鋪設淋膜編織布隔水層，阻隔毛細水及鹽分的上升路徑；
3)填筑50cm風積沙，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行路面結構層驗算，50cm壓實風積沙的承載力既可滿足設計規(guī)范的要求，又可達到就地取材、經(jīng)濟實用的目的；
4)沙基頂鋪設一層土工布。土工布與淋膜編織布形成一個完整的防水層，增強路面結構層及沙基的穩(wěn)定性和整體性。
4、風積沙、淋膜編織布與土工布組合結構路基的作用與功能
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落后有關。
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)毛細水受蒸發(fā)作用的影響會強烈上升，快速向路面移
動，導致氯化物硫酸鹽顆粒不斷向上聚積、膨漲，逐漸侵蝕路面，對路面構成嚴重危害；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，推土機穩(wěn)壓并粗平、平地機細平；然后，在路基基底鋪設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水的上升而上升，叉可以與沙基頂鋪設的土工布搭接，使風積沙、淋膜編織布與土工布組合結構路基形成一個完整的防水層，增強路面各結構層及沙基的穩(wěn)定性和沙基整體性；利用土工布較高的縱向梯形撕破強力和頂破強力防止路面結構層的翻砂現(xiàn)象，確保路面結構的整體穩(wěn)定性，有利于路面墊層的施工。
由于風積沙泥土含量很小、顆料成分主要由細沙組成、粗砂和粉砂的含量都很低而且粒徑比較集中，顆粒強度和空隙率較大，當有鹽漬水侵蝕時不會出現(xiàn)嚴重的翻漿、彈簧等現(xiàn)象，水穩(wěn)性能好；當有鹽漬水蒸發(fā)或流失后，吸附于風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積沙顆粒問的孔隙，故雖有鹽脹過程產(chǎn)生但不會造成風積沙顆粒問出現(xiàn)較大的相對位移，從而不會對路基整體產(chǎn)生鹽漲危害。我們設置風積沙路基的主要目的就在于充分利用風積沙良好的透水性、水穩(wěn)性、較高的強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、風積沙、淋膜編織布與土工布組合結構路基施工技術
5.1 風積沙篩分與標準擊實試驗
1)風積沙篩分試驗：通過在風積沙料場取樣進行篩分試驗發(fā)現(xiàn)(篩分試驗結果見表4)：風積沙的顆料成分主要由細沙組成而且粒徑比較集中。粗砂和粉砂的含量都很低。風積沙的顆料的組成結構確保了風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人造成對路基和路面的危害。
2)風積沙路基標準擊實試驗：按交通部《公路土工試驗規(guī)程》標準要求進行風積沙路基標準擊實試驗，采用小擊實筒、分5層擊實、每層擊27次，發(fā)現(xiàn)風積沙在擊實時很容易因振動而松動、無法成型并愈擊愈松；在進行多次的平行試驗時，擊實試驗結果的離散性較大。為得到穩(wěn)定有效的擊實數(shù)據(jù)(最大干密度)，防止擊實中沙的松散，我們加工制作了將導向棒和擊實錘連成整體的擊實板，由此很好的保證了擊實數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠性(風積沙千密度試驗結果見表5)。
5.2 清表及鋪設淋膜編織布
沙基施工前必須進行徹底清表，清除原地面上的紅柳、蘆葦?shù)戎脖�，挖除草根和樹根；推除表層的鹽堿殼及40em左右厚度的粉質淤積土；因為表層的鹽堿殼和粉質淤積土遇水濕陷性強、路用性能差而且強度低。為阻擋毛細水上升而發(fā)生鹽漲和凍漲，推除表層的鹽堿殼及40cm左右厚度的粉質淤積土后，用推土機粗平并穩(wěn)壓、平地機精平，然后，在路床上鋪設淋膜編織布一道，其上填筑50cm厚風積沙作為路基。
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；淋膜編織布的鋪設須平展，并用風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應寬出風積沙填筑
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