29冰冻盐渍土地区公路盐胀和冻胀综合病害
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浅议青海盐渍土地区道路病害及防治作者:郝英玲来源:《装饰装修天地》2016年第03期摘要:盐渍土作为路基填料稍有处理不当就会出现路面翻浆、盐胀、溶蚀以及路基次生盐渍化等特殊的工程病害。
本文分析了盐渍土的工程特性,介绍了青海盐渍土地区盐渍土对公路路基的危害,提出了盐渍土地区道路病害主要防治措施,可为今后青海地区盐渍土公路建设提供参考依据。
关键词:公路;盐渍土;灾害;防治措施我国西部广泛分布有盐渍土地层,新疆、青海及内蒙等地深居内陆,地形封闭,气候干旱,盐渍土分布范围广,面积大。
盐渍士和土壤盐渍化是公路路基失效、破坏的主要原因,对公路工程的建设危害性很大 [1]。
盐胀、冻胀使公路路基、路面每年都随季节产生不同程度的破坏,造成很大的经济损失[2]。
盐渍土在青海省海西地区分布广泛,在公路工程施工中存在许多特殊问题,许多公路受盐渍化影响,形成严重病害。
因此,深入开展盐渍土工程灾害产生机理及其防治措施的研究,避免或减少盐渍土造成的损害,对保证工程建设的安全运行有着十分重要的意义。
一、盐渍土的特性盐渍土是不同程度盐化土、碱化土的总称。
根据《公路路基施工技术规范》[3](JTJ033-95)9.4.1的规定,当1m内的地表土层的土易溶盐含量大于0.5%时,土的性质开始受到盐分的影响而发生改变,称为盐渍土[4]。
从盐渍土的盐分化学组成来看,有氯化物盐渍土、硫酸盐盐渍土、碳酸盐盐渍土等。
盐溃土对公路工程常用的钢筋、混凝土和石料等建筑材料均具有不同程度的侵蚀和腐蚀作用。
氯盐具有强烈的吸湿性和保湿性。
用氯盐渍土填筑的路基,易吸水软化,降低路基土体强度。
碱性盐渍土具有膨胀。
碱性盐渍土往往含有大量的吸附性阳离子,遇水胶体颗粒和吸附性阳离子相互作用,在胶体颗粒与粘土颗粒周围形成结合水膜,减少颗粒间的凝聚力,使其相互分离,而引起土体膨胀。
硫酸盐渍土的主要盐质为硫酸钠。
当温度达到32℃以上时,开始脱水,体积缩小;当温度低于32.4℃时,便吸水结晶,体积开始增大。
盐渍土地区道路病害及防治摘要:研究盐渍土地区的道路病害和防治措施,以新疆某公路为例,讲解了盐渍土地公路病害的主要形式,并对公路病害的防治措施进行了研究,为其它盐渍地区的公路病害防治工作的开展提供实践经验。
关键词:盐渍土地;道路病害;防止盐渍土地区的公路路面病害主要有路面的纵向裂缝、波浪和路面网状裂纹等。
盐渍土是一种特殊的土,有着和普通土质不同的含盐类型和地下水深和气候环境,盐渍土的盐胀、盐溶是盐渍土地区道路主要的工程特性,进行盐渍土地区的公路建设需要对盐渍土的情况进行充分了解,才能在此基础上制定合理经济的防治措施,对盐渍土地区的公路病害进行有效控制。
一、盐渍土地区公路病害主要形式我国的盐渍土病害主要有盐胀、翻浆和腐蚀等。
根据相关研究发现,高含盐量会导致地下水位较高的地区发生路面强度下降和对封层作用的削弱,容易造成公路路面破坏。
公路路面破坏主要类型:不规则变形。
沥青面起皮,脱落和网裂。
基层材料高盐量,面层盐胀破坏。
通常情况下因为盐量高造成的路面破坏在乡村公路中发生率较高。
1.盐胀。
土体内硫酸钠迁移集聚,气候条件发生变化导致硫酸钠吸水结晶体积膨胀是盐胀的主要形成机理。
在对新疆盐渍地区的公路进行调查之后发现盐渍土盐胀是这些地区公路的主要病害形式【1】。
盐胀会导致路面的不均匀变形,影响公路的使用性能,同时在盐胀的反复作用下容易造成路基的结构性破坏,诱发不均匀沉降,这种因为盐胀导致的不均匀沉降在一些盐碱度较大的地区公路破坏中占有很大的比例,在造成路面开裂之后进行行车碾压,进一步加速了公路的破坏,最终导致很严重的公路病害,甚至完全丧失交通功能。
2.翻浆。
翻浆原指寒冷地区转暖时节路面下层冻土融化导致路基饱水软化,行车作用造成路面开裂,并且裂缝中冒出泥浆的现象,这是因为冻融造成的翻浆,非寒冷地区因为雨水、地下水等影响,排水不良造成路基饱水,也会造成和冻融翻浆一样的路面破坏。
两种翻浆的原因大致相同,都是因为基础中含水量过大导致【2】。
摘要:在我国,大面积的盐渍土主要存在于新疆、青海以及甘肃等西北地区。
土中易溶盐受温度、含盐量、含水量的影响。
本文通过分析硫酸盐渍土盐胀率的变化规律指出了含盐量、含水量、初始密度之间的交互作用,对硫酸盐渍土地区的基础处理提供参考,它们对盐胀影响程度都有不同。
对防治建筑工程的盐胀危害有重要指导意义。
关键词:硫酸盐渍土盐胀率影响因素我国西北地区分布着大面积的盐渍土。
盐渍土在四季气温周期性变化过程中,土的物理力学性质发生剧烈的变化,盐渍土中盐分的迁移和聚集,反复结晶与溶解,给这些地区的交通、工业与民用建筑带来严重的危害。
随着西部大开发的深入,在盐渍土上修筑的工程进一步增多,土体盐胀和冻胀造成工程破坏的例子屡见不鲜,它主要是由于硫酸渍土中硫酸钠结晶引起的,为保证工程建筑安全运行,我们需要深入展开硫酸盐渍土盐胀及抑制技术研究。
1硫酸盐类盐渍土的盐胀影响因素硫酸盐渍土盐胀随含水量、硫酸钠含量、初始干容重和温度等因素的改变而变化,且有一定规律性。
1.1含水量对盐胀的影响实验研究表明[1],最佳含水量是硫酸盐渍土最大膨胀值的界限。
由于土壤在最佳含水量时容易达到最佳夯实密度,即此时土的空隙率较小,但是如果发生盐胀,土壤也会跟着变形。
当土壤中的含水量大约或小于最佳含水量时,土壤不易达到最佳密度,此时土壤的空隙率相对较大,使得盐胀变形受到限制。
因此,在不包括吸附水的情况下,当土中的含水量大于或小于最佳含水量时,膨胀量都会呈现不同程度的降低。
1.2含盐量对盐胀的影响由于硫酸钠吸水结晶而导致土体的盐胀。
土体的盐胀程度会随着土体中盐分的增加逐渐变大,而多余的盐分则不直接参与盐胀,只有当盐分增加到不能被土中水分完全溶解时才会发生盐胀现象。
因此,含盐量增加的最初,盐胀率显著增大,但是随后趋势逐渐变缓[2]。
1.3初始干密度对盐胀的影响当初始干密度达到最小值以后,最终盐胀率起初随初始干密度的变大而增大,在相同含水量、含盐量和降温速率的条件下,最终盐胀率起初随初始干密度的变大而降低,存在一个最低盐胀值区间,初始干密度与其最终盐胀率的关系大致为倒二次抛物线型[3]。
交通规划与工程区域治理新疆位于我国西北,地域面积约占国土面积的六分之一,盐渍土分布广泛,随着近年来公路网的不断延伸、公路等级的改造提高,盐渍土对公路路基路面产生的危害成为急需解决的问题。
文章通过对新疆范围内公路盐渍土病害调查,分析盐渍土地区公路路基路面病害的产生机理,从而为采取合理措施治理盐渍土病害提供依据。
一、新疆盐渍土分布及特点1 新疆盐渍土的总体分布新疆属于内陆盐渍土区,地层和土壤富含盐分,含盐种类、性质及盐渍化程度在各地差异很大,盐类以硫酸盐和氯盐为主,集中分布在南北疆两大盆地的平原地区。
在地势低平地区分布有盐碱荒漠土和结皮盐土,沿天山南北两侧冲积扇边缘的泉水带、河流两岸分布着盐化草甸土、盐化沼泽荒漠土;天山东部、南部和北部的盐土以氯化物、硫酸盐为主,各盆地洪积扇边缘的盐土以硫酸盐为主,南疆个别区域盐土中含有碳酸盐。
2 新疆盐渍土的主要特点新疆山区的岩石和成土母质普遍含有易溶性盐类,盐分随水不断移动到平原地区,由于新疆气候干旱,土壤很少受淋溶,以致易溶性盐分不能完全从土体中排出,土壤中盐分几乎都保存下来而积累于地表土壤一定深度内。
土壤中积累的易溶盐的数量,通常随气候干旱程度的增加而增加,出现的层位也随之升高。
由于新疆盆地地形闭塞,水和盐没有出路,在地形低洼部位,是地面水和地下水的汇集区,易溶盐的积累更多。
当土壤中盐分积累达到一定数量后,引起了质变,形成大面积的盐渍土区域。
3 盐胀形成的条件盐渍土的盐胀,是由于土中液态或粉末状的硫酸钠在外界条件变化时吸水结晶而产生体积膨胀所造成的。
而促使硫酸钠结晶的这个外界条件主要是温度的变化,由于硫酸钠的溶解度对温度的变化非常敏感,并随温度的升高而增大,硫酸钠在温度为32.4℃时,溶解度达到峰值,高于或低于这个数值,溶解度都将降低。
当低于32.4℃时,不论溶解的硫酸钠,还是以粉末状存在的硫酸钠,都将吸收10个水分子而变成芒硝晶体,其分子式为:Na2SO4·10H2O,此时体积增大,硬度下降,比重由原来的2.68下降到1.48;当高于32.4℃时,晶体硫酸钠又很快溶解于水或恢复到原来的粉末状态,体积相对缩小。
浅谈盐渍土地区路基施工的质量控制措施【摘要】随着国家西部大开发的逐步深入,我国公路事业在广大西部地区得到了极大发展 ,同时由于我国西北地区是盐渍土主要分布区 ,在上述地区公路施工过程中常遇到如何预防公路盐渍化的问题。
本人先后从事的沙雅—阿拉尔公路建设项目,国道315线民丰—于田公路改建项目都有盐渍土路段,在施工过程中也遇到一些实际问题,本文根据盐渍土的物理特性及其对公路危害形式,对在盐渍土地区路基施工中的选料及路基填筑,路基防护等方面提出一些针对性质量控制措施,权当抛砖引玉。
【关键词】盐渍土路基施工质量控制措施一、盐渍土地区的地质概况和物理特性1.盐渍土的地表特征一般地表有石膏,蓬松土,盐霜,盐壳,盐盖等。
盐霜之下松软,浮土较厚多为硫酸盐渍土;地面较密实结硬壳者多为氯盐渍土或碳酸盐渍土。
盐渍土生长有耐盐碱性指示植物。
如盐角草生长于沼泽盐渍土地带,地下水位接近地表,土层盐分较轻,硫酸盐多余氯化物,碳酸根含量较低。
盐琐琐生于潮湿的盐土,地下水位1-2米。
土层盐分较重;盐穗木生长于盐分重,地表结皮的地带;碱蓬生长于土层干燥硬结,盐分较轻,碱分较大的地带,芦苇生长于地下水位较浅的地带,胡杨生长于地下水位较深的弱盐渍土地带。
如在沙雅—阿拉尔公路建设中,我们就可从项目沿线的成片胡杨林粗略知道其所处地段是什么类型的特殊地段。
2.盐渍土的形成机理现代盐渍土的积盐过程以水流作用为主,在干旱的戈壁沙漠地区风力也起一定作用。
盐渍土的形成取决于盐土母质,盐水径流条件和盐分迁移聚积能力,并与地形,地质,水文气候等自然因素密切相关。
内陆盆地受地势封闭,气候干旱,降水量少,蒸发量大等自然因素制约,如国道315线民丰—于田公路改建项目地处昆仑山北麓边缘的山区与塔克拉玛干大沙漠南缘的过渡地带,沿线为山前冲洪积平原区,风积沙区。
其盐渍土路段的积盐途径一般为矿化地下水升腾蒸发作用或地表洪积坡积影响所致,积盐条件随地带而异,盐分复杂。
·112·NO.10 2019( Cumulativety NO.46 )中国高新科技China High-tech 2019年第10期(总第46期)1 工程概况新疆哈密东南部200万风电项目进场道路工程施工地点在哈密地区,哈密地区位于新疆东部,是新疆通往内地的要道,也是新疆与蒙古国发展边贸的重要开放口岸之一。
由于哈密位于高海拔地区,新疆哈密东南部200万风电项目进场道路工程在施工过程中,环境并不优越,昼夜温差大,施工具有极不稳定的因素。
当地环境具有少雨干燥、晴天较多等特点。
夏季酷热、蒸发强,给施工环境造成一定的影响。
常年这样的气候容易产生盐渍土,造成施工危害。
新疆哈密东南部200万风电项目进场道路工程施工面临着施工压力大、材料运距较远、施工条件相对较差等困难。
2 盐渍土的形成原因2.1 气候原因除了靠海地区外,盐渍土主要的生成地区以干旱气候环境为主,因为其降水量比较小,蒸发量却很大,年降水量和土壤盐分生成不成正比。
受到气候季风的相互影响,盐渍土的盐分会根据当地季节气候的影响发生变动。
夏季普遍降水量多,土壤中发生了季节性的脱盐状态,而在春季或者秋季这种干旱的季节,土壤蒸发掉大量的水分,又缺乏降水量,从而引起盐分积累。
冬季气温较低,低温低冰冻在土壤中,让温度和水分都有一定的差距,也能引起土壤内的盐分积累。
2.2 地形原因在我国西部地区中,主要地形多以高原平地、高原盆地、局部洼地为主。
盐渍土的形成是因为盐分会随着地面由高到底的汇聚。
高原地区洼地较多,让洼地成为盐地聚集地,而积水地区边缘和高处蒸发的又比较快,加速了聚集的速度。
2.3 母质原因通常来讲,盐渍土的母质生成原因是近代的沉积物或者是古代的沉积物,它们原本的成分不包含盐分,在特定的气候或者地形条件,才产生了盐分。
虽然盐渍土形成的母质原因不一定要具备上述两种条件,但是母质原因也直接影响着土壤的盐渍化程度。
2.4 植被原因由于该地区深根类植物体系或者盐生类植物体系,能够自行从土层深处运用根部吸取水分或者盐分,并且能储存在植物本身体内,而且高原地域植物往往生命力都比较顽强,植物死亡后,残存的水分和盐分就会自行分解,回归土壤。
论盐渍土地区公路养护技术——盐胀养护作者:张静来源:《中国房地产业》 2015年第11期文/张静新疆交通职业技术学院新疆乌鲁木齐831401【摘要】盐渍土遍布于新疆自治区大部分地区,盐渍土会使得道路产生多种病害,随着公路工程施工技术的发展及技术标准的要求的提高,盐渍土地区的公路养护就显得极为重要。
本文主要以盐渍土地区公路的盐胀破坏养护为例进行论述。
【关键词】盐渍土;病害;养护水平管理;概念规划建筑方案新疆地处我国西部,面积大,因气候环境和地质原因,同时也是我国盐碱地面积最多,分布范围最广的地区,除大部分山区和沙漠区,其它所有地区都分布有盐渍土,据统计,新疆境内的盐渍土大约有9.6万平方公里,约占自治区总面积的6%。
主要集中分布在南疆的塔里木盆地、焉耆盆地、吐鲁番盆地及北疆的准噶尔盆地和艾比湖边缘地区、伊犁州地区也有少量分布。
据统计,兵团垦区土地总面积7.43万平方公里(占自治区总面积的4.13%),其中宜农荒地1.53万平方公里。
而在宜农荒地中,盐土和盐碱化土壤共有1.14万平方公里,约占宜农荒地总面积的74.45%。
由于盐渍土地区的公路工程项目土质特殊的物理力学性质及路用特性,导致其出现了与常规公路不同的病害,主要表现为盐胀、溶蚀、翻浆、腐蚀,并由此会引起一系列公路路面及边坡的病害,所以针对以上病害,我们对公路的养护就显得尤为重要。
本文主要讨论盐胀病害的养护。
一、病害及表现盐渍土的盐胀破坏对公路工程表现在以下两方面:一是对路基的破坏,盐胀会引起路基隆起、疏松、开裂,导致路基的整体稳定性减弱;二是会引起路面的不均匀变形,使道路的使用性能降低;通过路况调查分析,盐胀对道路破坏的形式主要表现在以下方面:1.因为盐渍土路基所产生的侧向盐胀,产生大量积盐,故而导致土方路基及路基边坡在短时间内的含盐量有大幅度提高,随后会由反复的膨胀作用产生一层松胀层。
松胀层具有含盐量高的特点,土质的疏松与高盐土的混合,使得土质的结构性变差,如遇降雨气候,很容易产生塌陷或滑坡现象,进而会影响到交通以及行车的安全。
RMCM意黧懋~&ti血州t就I删一嘶。
啊冰冻盐渍土地区公路盐胀和冻胀综合病害SaltandFrostHeavingCompositeDiseasesofFrozenSalineSoilArea李世芳LIShi-fang新疆建通工程建设监理有限公司.新疆鸟鲁木齐830002XinjiangJIANTONGEngineeringConstructionSupervisingCo.Ltd..Urumqi830002.Xinjiang,China【擅一】依据兵团垦区的特殊地理环境,分析研究了冰冻盐渍土地区盐胀和冻胀综合病害的温度区间、划分土体变形阶段。
并结合兵团垦区公路建设环境,分析研究了影响冰冻盐渍土地区土体变形影响因素,初步提出了防治该病害的措施。
【Abstract】Accordingtothespecialgeologicalenvironmentofarmyreclamationregion,temperatureintervalanddeformationstagesdivisionofsoilmassofsaltandfrostheavingdiseasesinfrozensalinesoilareaareana—lyzed.Factorsthatimpactthedeformationofsoilmassarestudiedincombinationwiththehighwayconstructionconditionofthearmyreclamationregion,preliminarymeasurefordiseasepreventionispresented,【关t词】盐胀;冻胀;温度区间;变形阶段【Keywords】saltheaving;frostheaving;temperatureinterval;deformationstage中图分类号:U418.5文献标志码:B文章编号:1000--.033X(2009)02-0060--040引言新疆兵团垦区干旱寒冷,且低温持续时间长。
除为数不多的几条河流外其余均是内陆河流和季节性河流,这种现象直接造成了新疆易溶盐只能在境内重新分布,致使两大盆地周边以及山前冲积平原上的盐渍土大量聚积,形成了新疆特有的冰冻盐渍土环境。
国内外对于季节性冰冻盐渍土地区公路的冻胀和盐胀综合病害及其防治技术研究较少。
基本上只是简单地研究盐胀和冻胀的区别和独立防治。
本文试图通过试验路以及垦区路况调查,从冻胀和盐胀综合病害的温度区间、阶段划分、影响因素和防治等方面进行探讨。
以期对该综合病害的防治有所帮助。
1盐胀和冻胀温度区间的确定一般而言.土体产生冻胀的温度应在0℃以下。
根据高江平等的相关室内试验研究结论…:在氯化钠含量较小的硫酸钠盐渍±申,盐胀的屠lj烈增长温度区间为5℃一25℃。
5℃以下时盐胀终止或趋于缓慢增长;在氯化钠含量较大的硫酸钠盐渍土中,起胀温度为10℃,盐胀温度区间为一10℃~10℃,其中5℃~lO℃为Na2,S04・10H20(芒硝)盐胀引起的,0℃一5℃之间芒硝的形成已很少,在此期间不形成盐胀;在一10℃一O℃之间因氯化钠的大量存在而产生NaC!・2H20晶体,致使盐胀剧烈,到一10℃时盐胀终止或缓慢增长。
在自然界中,单纯的硫酸盐或氯盐盐胀很少,基本上均属于复合盐。
而试槽试验研究中曾发现这种复合盐的盐胀剧烈活动区间为0℃一15℃,这中间有些差异是由于高江平等试验研究的盐渍土土体较为均匀,受到的外界边界影响因素少,而试槽所用盐渍土以及观测、运行基本上是模拟现实路况的。
因此.冰冻地区盐渍土在0℃以上基本以硫酸盐盐胀为主,在一10℃加℃之间基本以冻胀和氯盐盐胀为主,在一10℃以下时,土体的变形基本以冻胀为主。
2冰冻盐溃土地区公路土体变形的阶段划分冰冻盐渍土地区盐渍土土体在温度降低到一定程度,水分供给、土质盐分含量和土质适宜的情况下.盐溃土中不但会产生芒硝、NaCI・2H:0,而且会有部分水分冻结产生冰屑。
因此盐渍土的变形可以划分为两部分:一部万方数据分是降温条件下由于水分结冰而产生的冻胀;另一部分是随着温度的降低土中盐分析出并结晶产生芒硝和Na-CI・2H,O等而引起的盐胀。
因此,冰冻盐渍土地区在水分供给充分的前提下。
一定深度的土体在温度降低时。
其体积膨胀变形可以认为经过以下3个阶段。
2.1纯盐胀阶段此阶段的体积变形主要是硫酸钠结晶产生芒硝的过程。
随着温度的降低,Na2SO。
溶液在土体温度低于32.4℃后停止溶解,溶液中I§<'jNa,SO。
开始形成结晶,这一过程的体积综合反映黄3Na,S04结晶形成芒硝体积膨胀和水体积减少2个过程。
而此时I--A:lNa2SO。
结晶膨胀所产生的盐胀力可通过水体积的减少以及土体颗粒之间的黏结力、路面覆盖的重力得以克服。
在这一过程中,随着温度的进一步降低,当土体中Na,SO。
结晶所形成的体积增大至远远大于土体空隙中的自由水和弱结合水所占体积时,其盐胀力将迅速增长.如果此时路基土体的黏结力和上覆荷载不能将其抵制、消耗掉(土体颗粒必须处于受力平衡状态),则首先会在路基或路面的薄弱部位或盐胀力大的部位突破,产生隆起或裂缝等现象。
本阶段的特征为外界温度显著降低。
土体内部温度也相应降低.土体表层温度明显低于土体内部和下部温度,形成了土体温度差;Na,SO。
开始大量结晶,芒硝大量析出.在比较严重的路段出现了胀起变形和裂缝现象:开挖路基断面会出现明显的芒硝晶体。
2.2盐胀和冻胀共同变形阶段当温度降到氯盐特别是NaCI结晶胀起温度时.NaCI结晶形成NaCI・2H,O晶体。
体积增大30%c21;而此时温度已经降低到自由水的冰点,多余的水分来不及结晶就发生结冰现象,形成冰屑,体积增大。
这一过程存在土体盐胀和冻胀2个部分的体积变化,在第l阶段没有形成路面破坏的情况下。
在第2阶段。
当土体冻.|}长力矩和盐胀力矩之和大于材料力矩及自身力矩之和时,路面开裂或隆起;如果在第1阶段已经产生了破坏,那么在第2阶段由于冻胀力和盐胀力的共同作用.会使破坏更加严重。
本阶段的特征为外界温度持续降低。
温度梯度进一步增大。
土体冻深进一步发展,在土体毛细水力的作用下.土体底层的水分向冰冻线附近移动:部分芒硝晶体和大量NaCI・2H,o晶体析出,自由水从冰点起开始结冰形成冰屑,并持续增大。
本阶段外观表现为路面胀起变形剧烈、裂缝宽度增大,开挖路基后有冰屑和芒硝、NaCl・2}I,o晶体。
2.3纯冻胀阶段当温度继续降低到盐胀终止温度时。
土体中的盐分来不及从溶液中析出,盐胀停止,此时只有冻胀发生,直Maintc,naac。
Machine养ry艺C机on械struc&tion施Te工chn技olo术gyRMCM&■●■■一—一●■■到土体中没有自由水为止。
这一过程主要表现为土体冻胀所产生的变形,这种冻胀力和变形会进一步加剧路基、路面的破坏。
本阶段特征为外界温度进一步降低.并且持续保持低温。
在一定深度范围内土体变形缓慢,主要以冻胀冰屑为主,如果温度降低速度较快.未能结晶的盐分也冻结在冰屑中,形成携盐冰屑,土体变形不剧烈,但是路面变形状况加剧.隆起变形缓慢增长,裂缝进一步开展[”。
3土体变形的影响因素3.1温度温度是造成路基盐胀和冻胀变形的关键因素之一。
通常来说,随着外界温度的变化.地面温度也产生相应的变化趋势。
如果是一个大平面,则温度应该在整个平面上均匀变化.但是对于公路这种线形工程,温度变化有着不同的特征。
对于沥青路面来说,黑色面层相对于其他面层的导热性能好于一般的土质.而路面结构层中砂砾石料的传热性也好于路肩填土。
例如,路面结构层为3cm沥青面层+15cm级配砂砾+20cm天然砂砾的路面部分,其综合传热系数为1.442.路肩部分为1.100.即路面部分比路肩部分的传热性大31%。
因此.在其他外界因素相同的前提下.公路这种线形工程在温度变化时路基内部的温度变化速率不一致.从而造成路基中产生冻胀和盐胀的速率不同。
一般路基横断面中部较两侧产生的冻胀力和盐胀力都大.而此处的盐胀力和冻胀力必须消除,达到路基土体内的受力平衡.致使路面中所受的膨胀力最大。
这时会从路面中部或靠近路面中部的薄弱环节处开裂或胀起.这种现象从垦区多条公路路面裂缝破坏在路面中心黄线处可以得到验证[4]。
3.2水一般而言,当盐胀路基含水量大于瓢,且在温度适宜的情况下才可能产生盐胀变形。
当含水量大于盐胀峰值含水Ii(-I-体最佳含水量与塑限含水量之间)时,盐胀反而减小。
而施工中为了保证路基的压实度。
~般均洒水至最佳含水量后进行压实。
因此施工中土体自由的含水量较多,不需要外界水量的补充就足够产生盐胀;冻胀产生的含水量一般在小于最佳含水量2㈣与液限之间。
在正常的施工条件下.一般土质中的含水量也会产生冻胀。
但是在冰冻盐渍土地区。
通常先产生盐胀,后发生冻胀。
经过盐胀产生结晶吸收±中的水分,使得土中的自由水很少,在无外来水分供给的条件下,发生冻胀的可能性会大幅度降低。
但因垦区盐渍土地区地下水位较高以及林带灌水、田间灌溉等人为因素的影响。
为路基冻胀和盐胀所需水分提供了万方数据RM口Ⅵ葱涨忠躲燃一∞~。
嘟源源不断的来源,致使蒸腾作用、浸润和温度梯度的毛缅水作用持续不断,为持续盐胀和冻胀创造了条件。
33盐分盐渍土中盐分含量的多少,特别是Na,so。
和N8cl的含量决定了土体盐胀性质.也就是规范所划分的土的盐胀性。
对于新疆兵团垦区特殊的冰冻盐渍土地区。
路基土体盐分的积聚主要由土质的盐碱化和次生盐碱化产生。
(1)原路基土中含有大量的盐分。
兵团垦区道路基本上都是在原土路基上改建或新建而成,这些土路基都是在垦区开垦过程中为了运输作物和种植需要在盐碱地上将土壤改良后的不良土质堆填而成。
路基土未经过改良处理,致使原路基中的盐碱含量普遍超标。
虽说在有些路段开挖了排碱渠,路基中盐分略有减少.但是在蒸腾作用和毛细水作用下,减少并不明显。
(2)路基土次生盐碱化。
在新疆这种干旱少雨的大陆性气候条件下.一般北疆的蒸发量是降雨量的10一20倍,南疆地区为20~3嘴,东疆地区则更大。
如此悬殊的蒸发和降雨量构成新疆盐渍土地区路基盐分形成的特殊性——路基土质的次生盐碱化主要因夏季的蒸腾作用和冬季降温时的毛细水管上升携盐而成。
34土质盐渍土地区在水分充分的条件下均会产生盐胀和冻胀。
而对于防治盐渍土采用的合格筑路材料.如黏性土、粉土、砂性土、砾石土。
其在强烈的蒸腾作用和毛细水作用下.均会产生次生盐渍化,这种现象的持久发展和累积会产生盐胀.并在水分供给充足的情况下也会产生冻胀变形破坏。
3.5上覆荷载无论是路基盐胀还是冻胀变形破坏。
上覆荷载都起抑制作用。
在冰冻盐渍土地区,当上覆荷载的重力大于路基产生的盐胀力和冻胀力之和时,路面不会产生冻胀及盐胀变形破坏。