路基与小桥涵常见病害及成因分析
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桥涵常见病害的原因桥梁和涵洞作为交通运输和城市建设中的重要组成部分,承担着车辆和行人的承载和通行功能。
然而,由于长期使用、自然环境和人为因素等的影响,桥涵常常出现各种病害。
下面将详细介绍桥涵常见病害的原因。
1. 超载:超载是桥涵常见病害的主要原因之一。
在交通运输中,有些车辆超过了桥梁或涵洞设计荷载的承载能力,长时间的超载运输会导致桥梁构件的损坏和变形,进而引发各种病害。
2. 建造质量问题:桥梁和涵洞在建设过程中,施工单位要严格按照设计要求进行施工,包括材料的选择、施工工艺的控制等。
如果在建造过程中存在质量问题,例如使用了次品材料、施工工艺不当等,就会影响桥涵的质量,导致病害的发生。
3. 环境影响:自然环境因素也是引发桥涵病害的重要原因。
例如,强风、雷电、洪水等恶劣的天气条件对桥梁或涵洞的影响较大,在这些条件下,结构构件易受到力的作用而引发裂缝、倒塌等病害。
4. 设计不合理:桥梁或涵洞的设计应该符合工程技术标准和规范。
设计合理与否直接影响到桥涵的使用寿命和安全性。
如果设计中存在结构上的缺陷、荷载计算偏差等问题,就会导致病害出现。
5. 维护不及时:桥梁和涵洞需要进行定期的检修和维护,如果在维护过程中出现疏忽或延迟,病害就会得不到及时处理,进而加剧病害的发展和扩大。
6. 车辆冲击:交通运输中,车辆冲击是桥涵病害的一大原因。
车辆通过桥梁或涵洞时,速度、质量等因素都会对结构构件产生震动和冲击,频繁的车辆冲击会导致构件疲劳破坏和裂缝的出现,最终引发病害。
7. 环境腐蚀:桥梁和涵洞长期处于恶劣的外界环境下,例如高温、低温、潮湿等,这些环境因素会对结构材料造成腐蚀和损害。
对于金属材料而言,长期的酸雨、盐雾等腐蚀会导致金属构件的腐蚀、减弱和断裂。
8. 地基不稳定:桥梁和涵洞的地基是承载整个结构的基础,地基的稳定性直接影响桥涵的使用寿命和安全性。
如果地基土壤不均匀、软弱、容易沉陷等问题,就会导致桥梁或涵洞的变形和破坏。
公路工程施工中常见的病害及处理措施随着我国经济的快速发展,公路交通建设日益加快,公路工程质量成为人们关注的焦点。
在公路工程施工过程中,常见病害的存在严重影响了工程质量和使用寿命。
本文针对公路工程施工中常见的病害进行分析,并提出相应的处理措施。
一、路基病害1. 路基沉降:路基沉降是公路工程中常见的一种病害,主要表现为路面不平、车辙严重等。
原因包括:地基处理不当、填料质量不符合要求、施工工艺不合理等。
处理措施:加强地基处理,选用优质填料,合理控制填土厚度,采用先进的施工工艺。
2. 边坡病害:边坡病害主要包括滑坡、坍塌、崩塌等,原因有边坡设计不合理、施工质量问题、水文地质条件差等。
处理措施:优化边坡设计,严格施工质量控制,加强排水设施建设,提高边坡稳定性。
3. 路基水毁:路基水毁是由于水分渗透导致路基强度降低,从而引发的路面破坏。
原因有排水设施不完善、路基填料渗透性差等。
处理措施:加强排水设施建设,提高路基填料的渗透性,避免水分对路基的侵蚀。
二、路面病害1. 沥青路面裂缝:裂缝是沥青路面常见的一种病害,主要表现为龟裂、块状裂缝等。
原因有沥青混合料质量问题、施工工艺不合理、路面结构设计不当等。
处理措施:选用优质沥青混合料,优化施工工艺,加强路面结构设计。
2. 水泥混凝土路面裂缝:裂缝是水泥混凝土路面常见的一种病害,原因有混凝土配合比不合理、施工质量问题、混凝土养护不足等。
处理措施:优化混凝土配合比,严格施工质量控制,加强混凝土养护。
3. 路面车辙:车辙是路面常见的一种病害,主要表现为路面凹陷、车辙严重等。
原因有沥青混合料质量问题、施工工艺不合理、路面结构设计不当等。
处理措施:选用优质沥青混合料,优化施工工艺,加强路面结构设计。
三、桥梁病害1. 混凝土裂缝:混凝土裂缝是桥梁工程中常见的一种病害,原因有混凝土配合比不合理、施工质量问题、混凝土养护不足等。
处理措施:优化混凝土配合比,严格施工质量控制,加强混凝土养护。
路基常见病害产生的原因路基常见病害是指在公路、铁路、市区道路等交通基础设施中经常发生的病害,如沉陷、波浪、龟裂等。
这些病害产生的原因非常复杂,主要包括以下几个方面:1. 土质条件:土质的稳定性是路基病害产生的重要因素。
如果路基所处的土质条件较差,如土层较薄、砂土、黏土含水量较高、软土等,容易导致路基的沉陷、流失等病害的产生。
2. 水分条件:水分是路基病害产生的重要因素之一。
如果路基水分状况不稳定,如降雨过多、排水不畅等,容易导致路基的流失、波浪、龟裂等病害。
3. 荷载条件:荷载是指交通运输工具对路基施加的垂直载荷和水平载荷。
如果交通流量大、荷载频繁、超载现象严重等情况下,容易导致路基的变形、断裂等病害的产生。
4. 施工质量:路基施工过程中存在的施工质量问题也是病害产生的原因之一。
如施工不合理、施工工艺不规范、材料质量不过关、工序控制不到位等,都会导致路基的病害产生。
5. 养护管理:路基养护管理的不到位也是病害产生的原因之一。
如路基养护管理措施不完善、养护经费不足、养护人员不到位等,都会导致路基的病害加剧。
6. 环境因素:环境因素也会对路基病害的产生起到重要作用。
如气候变化、地震等自然因素,以及冻融循环、盐碱地、侵蚀等地理因素,都会对路基产生不利影响。
7. 设计因素:路基设计的合理与否也与病害的产生密切相关。
如路基设计不合理、参数选择不当、结构设备不完善等,都会导致路基的病害产生。
8. 使用年限:路基使用年限的长短也会对病害的产生起到一定影响。
随着使用年限的增加,路基的老化程度也会逐渐加重,从而导致病害的产生。
最后需要指出的是,路基病害产生是一个综合性的问题,常常由多个因素共同作用而导致。
因此,在路基建设和养护过程中,需要综合考虑各种因素,采取相应的措施来防止和修复病害,确保路基的稳定和安全。
路基工程质量通病及防治措施路基压实质量问题旳防治一、路基行车带压实度局限性旳原及防治(一)原因分析路基施工中压实度不能满足质量原则规定,甚至局部出现“弹簧”现象,重要原因是:1.压实遍数不合理。
2.压路机质量偏小。
3.填土松浦厚度过大。
4.碾压不均匀,局部有漏压现象。
5.含水量不小于最佳含水量,尤其是超过最佳含水量两个百分点,导致弹簧现象。
6.没有对上一层表面浮土或松软层进行处治。
7.土场土质种类多,出现异类土壤混填;尤其是透水性差旳土壤包裹透水性好旳土壤,形成水囊,导致弹簧现象。
8.填土颗粒过大(>10cm),颗粒之间空隙过大,或采用不符合规定旳填料(天然稠度不不小于1.1,液限不小于40,塑性指数不小于18)。
(二)治理措施1.清晰碾压层下软弱层,换填良性土壤后从新碾压。
2.对生产“弹簧”旳部位,可将其过湿土翻晒,拌和均匀重新碾压,或挖除换填含水量合适旳良性土壤后重新碾压。
3.对生产“弹簧”且急于赶工旳路段,可掺生石灰粉翻拌,待其含水量合适后重新碾压。
二、路基边缘压实度局限性旳原因及防治(一)原因分析1.路基填筑宽度局限性,未按超宽填筑规定施工。
2.压实机具碾压不到边。
3.路基边缘漏压或压实遍数不够。
4.采用三轮压路机碾压时,边缘带(0~75cm)碾压频率低于行车带。
(二)防止措施1.路基施工应按设计旳规定进行超宽填筑。
2.控制碾压工艺,保证机具碾压到边。
3.认证控制碾压次序,保证轨迹重叠宽度和段落搭接超压长度。
4.提高路基边缘带压实遍数,保证边缘带碾压频率高于或不低于行车带。
(三)治理措施1.校正坡脚线位置,路基填筑宽度局限性时,返工至满足设计和规范规定(注意:亏坡补宽时应开蹬填筑,严禁贴坡),控制碾压次序和碾压遍数。
路堤边坡病害旳防治路基边坡旳常见病害有滑坡、塌落、落石、倒塌、表层溜坍、错落、冲沟等。
一、边坡滑坡病害及防治措施(一)原因分析1.设计对地震、洪水和水位变化影响考虑不充足。
2.路基基地存在软土且厚度不均。
路基、桥涵工程常见质量通病与防治第1节路基工程常见质量通病与控制一、质量通病路基工程常见质量缺陷有:路基不均匀沉降,边坡松散、不稳定、冲刷明显,坍肩等。
二、质量通病原因分析路基质量通病产生的原因主要有以下几点:①地基处理不好清表不彻底及清表后对原地面的压实度不够;软土地基处理不当;施工组织安排不合理,池塘、低洼、水沟等地质条件较差地段未先进行处理。
②路基填筑不好地表湿软,填料质量不符合要求,填料粒径超标,级配不佳,粗集料离析,路基压实度不足。
③路基未采取超宽填筑,路基边缘碾压不到位。
三、质量通病预防措施为避免产生质量缺陷,在施工中将根据以下几点进行控制:①重视施工的临时排水,施工排水沟有一定的深度,这个深度确保排水畅通并能起到降低水位的作用。
②彻底清除原地面表土,清表后要严格检查压实度,确保达到设计要求。
③严格控制填料质量,从源头上控制宕渣的强度与粒径,宕渣运到现场前事先破碎,并拌匀,填料最大粒径按设计及规范要求进行控制。
④根据不同路段严格控制填筑速度;分层填筑、分层碾压,不同的材料不混填,全断面(或半幅)同步分层推进,交界处设台阶;分层厚度不得超过规定要求,一般松铺厚度<30cm。
控制填筑层表面平整度,避免横坡不足等而造成路基表面积水。
及时碾压,一次压实到规定密度要求,并及时报检。
⑤合理安排施工顺序,合理划分施工段落,池塘、低洼、水沟等地质条件较差地段,先行处理。
⑥路基填筑适当超宽,确保路基边缘碾压到位,可以避免出现边坡贴补施工、松散、不稳定,避免出现边坡易产生冲刷、滑坡、坍肩等现象。
⑦路基填筑搭接处按要求挖成台阶,做好拼接处的碾压,确保拼接部位稳定密实无拼痕。
第2节桥梁工程常见质量通病的控制一、灌注桩施工常见缺陷和质量控制㈠、常见缺陷及原因分析:1、钢筋笼偏位:灌注水下砼时钢筋笼固定欠稳固。
2、桩头存在软弱混凝土:桩头凿除厚度不够,用多灌外溢代替凿桩头。
3、桩周存在软弱砼:灌注水下砼时后期料斗高度不够。
公路桥涵常见病害与分析 (一)公路桥涵是连接道路交通的重要设施,不仅需要保证通行安全,还需要具有良好的结构、耐久性、承载能力等特性。
然而,由于长期的使用和自然因素等因素的影响,公路桥涵常常会发生各种病害,导致交通秩序受到损害。
下面我们就来了解一下公路桥涵常见病害及其分析。
一、龟裂病害公路桥涵在使用过程中常会出现龟裂病害,这是因为桥梁的结构受到温度、湿度等气候因素的影响,导致桥面或桥墩出现微裂痕,进而扩展成为全面龟裂。
龟裂的严重程度会影响桥梁的承载能力,因此必须及时修复。
二、锈蚀病害公路桥涵的金属结构容易受到风吹雨打的影响,短时间内可能会出现轻微的表面锈蚀,但长时间累积下来就会严重影响桥梁的结构强度和耐久性。
因此,必须对铁路桥梁及时进行防腐处理和补救措施。
三、混凝土松散病害混凝土车站路桥严重落后于工期,很多车站桥梁在使用过程中出现混凝土松散,导致桥墩和桥拱出现掉块现象,对道路交通安全造成威胁。
要避免混凝土松散的发生,必须严格按照施工规范进行建造和维护。
四、桥墩移位病害公路桥涵桥墩部分受到水流的冲击及地震的影响,可能出现移位现象,进而产生裂缝、变形等病害。
这种病害会直接影响桥梁的稳定性和承载能力,必须及时采取修缮措施。
五、桥面漏水病害桥梁运行过程中可能会出现桥面漏水的情况,这种病害会直接影响路面的平整度和使用寿命。
而桥面漏水的根本原因是防水层的破损或结构问题。
修缮时要全面检查桥梁结构,及时更换或修复破损的部位。
综上所述,公路桥涵的病害种类很多,需要我们在日常维护中及时发现并采取措施。
我们应该从预防病害的角度出发,定期检查公路桥涵结构,做好养护工作,加强设施安全性,确保道路交通运输的高效有序。
桥涵常见病害成因分析及处治方法1前言桥涵由于受水文地质条件、当地气候、施工不良、车辆严重超载行驶等不利因素影响,容易引起各种病害。
常见的病害类型有墩台、梁板开裂,墩台基础冲空,锥坡护岸等附属设施水毁以及桥头跳车等。
本文分析了一些常见桥涵病害形成的原因及常见桥涵病害的处治方法,供广大工程技术人员参考。
2桥梁病害的形式及成因2.1裂缝。
混凝土结构的裂缝是由材料内部的初始缺陷、微裂缝的扩展而成。
引起裂缝的原因很多,但可归纳为两大类。
一类是由外荷载引起的裂缝,称为结构性裂缝(又称为受力裂缝)。
其裂缝的分布及宽度与外荷载有关。
这种裂缝的出现,预示结构承载力可能不足或存在其它严重问题。
另一类是由变形引起的裂缝,称为非结构性裂缝。
如温度变化、混凝土收缩等因素引起的结构变形受到限制时,在结构内部产生自应力,当此应力达到混凝土抗拉强度极限值时,引起混凝土开裂。
裂缝一旦出现.变形释放,自应力消失。
两类裂缝有明显的区别,危害也不相同,有时两类裂缝融在一起。
调查资料表明,在两类裂缝中以变形为主导引起的裂缝约占80%,以荷载为主导引起的裂缝约占20%。
对裂缝成因的分析是裂缝危害性评定、确定其加固方案的依据。
混凝土的抗拉强度很低,在正常使用阶段钢筋混凝土结构出现裂缝是不可避免的。
因而,习惯上又将这种裂缝称为正常裂缝。
实践证明,在正常条件下裂缝宽度小于0.3mm时,钢筋不致生锈。
为确保安全,允许裂缝宽度还应小一些。
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)规定:钢筋混凝土构件计算的特征裂缝宽度不应超过下列规定的限值:Ⅰ类及Ⅱ类环境0.2mm,Ⅲ类及Ⅳ类环境0.15mm。
非结构性裂缝根据其形成的时间可分为:混凝土硬化前裂缝、硬化过程裂缝和完全硬化后裂缝。
非结构性裂缝的产生受混凝土材料组成、浇筑方法、养护条件和使用环境等因素影响。
2.2桥头跳车。
引起桥头跳车的主要原因有以下几种。
桥台与台后填土的基础处理形式不一致,在荷载作用下台后填土基础的竖向变形远大于桥台基础,在桥台与台后填土间形成台阶,引起跳车。
第三章路基与小桥涵常见病害及成因分析路基是路面的基础,其强度和稳定性是保证路面结构稳定、路用性能良好的基本条件。
路基的各种病害及破损都是由路基的强度和稳定性不足引起的,而影响路基强度和稳定性的因素有两方面,一方面是自然因素与地质条件,其中最主要的影响因素是温度和湿度;另一方面是人为因素,包括:设计、施工和养护。
而路基建成后,其质量将主要取决于路基的养护水平。
本章主要介绍高填土路基、路堑边坡、防护加固构造物、特殊路基、小桥涵等路基及构造物常见的各种病害及其形成原因。
第一节路基病害及成因分析填土路基常见的病害有路基沉陷、路基侧滑、冻胀翻浆等现象。
(一)路基沉陷产生的原因删掉图片以免版权争议或画出路基病害简单图1、路基沉陷特征路基沉陷是路基施工期和道路建成以后经常出现的一种病害。
高填土路基施工完工后,随着时间的延长与荷载的作用,路基在垂直方向上常会产生较大的变形和沉陷。
沉陷从反映在路面上的状况分为:不均匀下沉、局部沉陷、整体下沉三种类型。
从路基的沉陷的产生部位分为路堤沉陷和地基沉陷两类。
高填土路基在沉陷的同时,常伴随发生路基纵横向开裂或边坡滑动。
高填土路基沉陷不仅与边坡高度有关,而且也与路基填料的性质、边坡坡度、地基土质、水文状况、路基施工方法等有关。
2、路基沉陷的原因(1)设计因素因条件限制公路路线必须通过复杂地区时,设计上应按照《公路路基设计规范》要求认真对高填路基进行特殊设计。
若对软基、溶洞、采空区等特殊地质区勘察不明,易产生路基沉降、塌陷等灾害,对于山区高填方路段若未进行稳定性、变形验算,而按一般路基进行设计,且施工工艺、填料等未作特殊要求时,易产生路基沉陷、侧滑、纵向开裂等路基病害。
(2)施工因素①路基填筑工艺高填方路基的填料在分层填筑时,应按照《公路路基施工规范》要求的厚度进行铺筑。
随意将铺筑厚度加厚,压实机具不按规定的碾压遍数压实时,则压实度达不到《公路路基设计规范》规定的要求,在重复荷载与填料自重作用下将产生累计的沉降变形。
②工程机械与碾压工艺高填方路基施工中,应按要求配备相应的整平和碾压机具,并按规范进行操作。
未按要求的压实工艺进行碾压,路基的压实度不均匀,压实度达不到规定要求,将会导致高填方段路基产生较大的沉降变形。
③施工质量管理工程施工中,工地现场人员的责任心不强、技术管理力度不够、施工现场混乱,使工程质量降低,造成施工过程中的隐患。
④填料与土基结合不良在荷载作用下,填料极易失稳而沿坡面产生滑移。
半填半挖地段的施工,土基未按规定要求挖成台阶,使土基与填料在接合部产生裂缝和沉降。
⑤填土速度过快对路基填土的临界高度认识不足,在接近路基填土的临界高度时没有加强路基沉降观测,导致软土地基强度接近临界状态,稍不注意,路基出现承载力不足,导致基层失稳,出现沉陷或纵向开裂。
(3)工程地质在工程地质不良、泥沼软基地段填筑路堤,由于地表土密度小、压缩变形大、承载能力低,当路堤填料不断增加时,原地面土容易发生压缩沉降和挤压移位,地基的压缩变形致使路堤随之沉降或开裂。
(4)路基填料如果路堤填料土质较差,填料中混进了种植土、腐殖土或泥沼等劣质土,由这类土中有机物含量多、抗水性差、强度低等特性的作用,路堤将出现塑性变形或沉陷破坏。
对于特殊填料土如膨胀土、高塑限粘土等,若不进行特殊处理或压实工艺不合理将存在路基病害隐患。
(5)路基排水路基排水的作用是把路基工作区的土基含水量降低到一定的范围内。
土基含水量过大、排水不良会引起土质松软,强度降低,边坡坍塌,路堤沉陷或滑动,以及产生冻害等。
2、排水不畅路基、路面、中央分隔带若排水不畅,导致路基进水,路基将产生局部沉陷,引起路面结构早期损坏。
对于在少雨、缺水季节修成的高填土路基,压实时难以保证其最佳含水量,压实度达不到要求,土的孔隙大,雨季时如排水不完善,雨水必然浸入路堤,造成路基浸水和软化,使路基下沉塌陷。
3、路堤冲刷损坏高填土路堤,如果防护措施不当易被暴雨冲刷,造成病害。
当路堤被冲刷的较严重时,如果不能彻底处理,会给后期施工留下隐患,易造成边部、边坡局部开裂、局部滑塌等现象发生。
4、缺乏必要观测手段没有进行沉降观测或沉降观测控制不严,仅依赖于沉降计算的数据进行施工控制,若实际的沉降速度、工后沉降量较大,必将导致路基沉降变形较大等病害。
(二)路基侧滑失稳的基本特征及原因分析公路在建设过程中及运营以后,经常会出现不同类型的工程事故,其中路基的侧滑失稳问题最为突出。
此类事故不仅能造成路面的损毁破坏,更由于其常常直接导致路基的沉陷和塌方,对公路建设和运营安全构成了严重威胁。
因此,如何对路基的侧滑失稳问题加以预防与治理,是一项事关公路建设和运营安全的重大技术难题。
去掉1、侧滑失稳类型侧滑失稳的外在形式多种多样,据其诱发原因大致可分为以下几种主要类型:1)单纯侧滑(图3-1-a )此类侧滑是指路基填方部分失稳滑移,多发生于填方高度大于3.5m或半填半挖的路段,是路基侧滑失稳的主要形式。
2)软基诱发侧滑(图3-1-b)此类侧滑一般发生在软土地基路段,其特点是路基随地表以下软土一起下陷并向路基两侧滑移,严重者可导致路基两侧地面隆起,路面受损,影响交通安全。
3)坡间侧滑(图3-1-c)此类侧滑一般发生在单侧开挖或半填半挖的路段,路基随边坡滑移,是边坡滑体的一部分,严重者甚至可能导致整个路基塌陷、交通中断、人员伤亡的严重事故,此为路基侧滑失稳的最危险形式。
(a) 单纯侧滑(b) 软基诱发侧滑(c) 坡间侧滑图3-1 路基侧滑基本类型4)其他形式的侧滑由于填方路基侧面洪水的侵蚀、地表以下采空区活动、地震等影响也可导致路基侧滑失稳。
2、侧滑失稳基本特征经对国内数十处路基侧滑失稳情况综合分析,发现虽然事故发生的时间、地点各不相同,但其发生破坏的外在形式却有着共同的基本特征:一是路面发生纵向开裂,一般有3~5条裂缝,严重者可在路面上沿裂缝断开成横向阶梯状;二是滑移面为弧形,符合土体边坡滑坡的一般特征。
3、失稳原因分析一般来说,只要严格按照规范设计和施工,在设计荷载下不会出现侧滑失稳。
但由于人为和非人为的原因,在实际施工和运营过程中,此类事故却经常发生,主要原因有以下几点:(1) 设计中的遗漏。
设计的主要依据是现场踏勘和地质钻探资料,但往往由于地质情况复杂多变和设计周期太短等原因,得到的有关资料不能反映实际的地质情况,造成在设计中遗漏了应该采取的相应的技术措施,为路基侧滑失稳留下了隐患。
(2) 施工中的缺陷。
尽管规范对路基填方土的质量、压实度都有明确和具体的要求,但在施工过程中,常常由于施工人员的忽视,质量管理不严,加上工期紧、取土场的限制等原因,出现填土压实度不够,超标土代替合格土等情况,在施工或运营过程中易产生路基侧滑失稳问题。
(3) 渗水影响。
虽然公路路基在设计时会考虑防水、排水的问题,但由于设计理念的差距和为了节省资金的因素,往往做的不够或不合理。
公路运营以后,由于地下水位的变化,毛细水不断上升集聚,填方一侧洪水的侵蚀,挖方一侧裂隙水的渗透,加上大量的雨水通过绿化隔离带和路面上的裂缝下渗。
随着时间的推移,原压实土的力学特性逐渐发生变化,填方路基整体承载能力降低,容易诱发路基的侧滑失稳。
(4) 超载因素。
目前我国的干线公路一般设计荷载为汽——20,挂——100或汽——超20,挂120。
但实际运营过程中,汽车超载现象普遍且十分严重(最大单车车货总重超过100吨,且经常出现几列车队并排行使的现象),大大超过了路基的设计承载能力,对路面及路基的稳定性造成了严重影响。
这也是通车以后出现路基侧滑失稳的主要起因。
.(三)冻胀和翻浆产生的原因冻胀与翻浆是季节冻土与多年冻土地区所特有的两种公路病害,主要分布在我国北方寒冷地区和南方高寒山区以及青藏高原,是上述地区内分布较广、危害较大的两种公路病害,因而也是路基路面设计必须考虑的问题。
1、定义使用冻胀性土的路段,当有水分供给时,在冬季负气温作用下,水分连续向上聚流,在路基上部形成冰夹层、冰透镜体,导致路面不均匀隆起,使柔性路面开裂、刚性路面错缝或折断的现象,称为冻胀。
使用冻胀性土的路段,在冬季负气温作用下,水分连续向上聚流、冻结成冰,导致春融期间,土基含水过多、强度急剧降低,在行车作用下路面发生弹簧、裂缝、鼓包、冒泥等现象,称为翻浆。
2、影响冻胀与翻浆的因素公路冻胀与翻浆是多种因素综合作用的结果。
土质、水、温度与路面是影响冻胀的四个主要因素。
翻浆除受这四个因素影响外,还受行车荷载因素的影响。
在上述诸因素中,土质、温度和水是形成冻胀与翻浆的三个基本条件。
1)土质粉性土具有最强的冻胀性,最容易形成翻浆。
这种土的毛细水上升较高且快,在负温度作用下水分易于迁移,如水源供给充足可形成特别严重的冻胀,在春融时承载能力急剧下降易于形成翻浆。
粘性土的毛细水上升虽高,但速度慢,只在水源供给充足且冻结速度缓慢的情况下,才能形成比较严重的冻胀和翻浆。
粉性土和粘性土含有较多腐植质和易溶盐时,则更易形成冻胀和翻浆。
粗粒土在一般情况下不易引起冻胀和翻浆,因其毛细水上升高度小、聚冰少,且在饱水情况下也能保持一定的强度;但当粗粒土中粉粘粒含量超过一定量以后,冻胀性明显增加,也能形成冻胀和翻浆。
2)水冻胀与翻浆的过程,实质上就是水在路基中迁移、相变的过程。
路基附近的地表积水及浅的地下水,能提供充足的水源,是形成冻胀与翻浆的重要条件。
秋雨及灌溉会使路基土的含水量增加,使地下水位升高,从而促成冻胀与翻浆的形成。
3)温度没有一定的冻结深度或冰冻指数(冬季各月每日负气温的总和)是难以形成冻胀和翻浆的,没有更大的冻结深度或冰冻指数是难以形成严重冻胀和翻浆的。
而在同样冻结深度或冰冻指数的条件下,冻结速度和负气温作用的特点对冻胀和翻浆的形成有很大影响。
例如,在初冻时气温较高或冷暖交替变化,温度在0℃~-3℃~-5℃之间停留时间较长,冻结线长时间停留在土基上部,就会使大量水分聚流到距路面很近的地方,形成严重的冻胀和翻浆。
反之,冬季一开始就很冷,冻结线下降很快,水分来不及向上迁移,土基上部聚冰少,那么冻胀和翻浆就较轻或不出现。
以外,春融期间的气温变化及化冻速度对翻浆也有影响。
如春季开始化冻时,天气骤暖,土基急剧融化,则会加重翻浆。
如春融期间冷暖交替并伴有雨、雪,也会使翻浆加重。
4)路面冻胀与翻浆都是通过路面变形破坏而表现出来的,因此,冻胀与翻浆和路面是密切相关的。
路面类型对冻胀与翻浆有影响。
如在比较潮湿的土基上铺筑沥青路面后,由于沥青路面透气性较差,路基中的水分不能通畅地从表面蒸发,可能导致聚冰增加、冻胀量增大,以致出现翻浆。
路面厚度对冻胀与翻浆也有影响,路面厚度大时可减轻冻胀,可减轻或避免翻浆。
5)行车荷载公路翻浆是通过行车荷载的作用形成和暴露出来的。