高速公路盐渍土路基危害与处理方法.doc

新疆库阿高速公路盐渍土路基危害与处理方法

摘要:新疆高速公路库阿段是连接南疆各主要城市的通道,此段公路盐渍土路基病害较为严重。根据新疆高速公路库阿段盐渍土路基病害的实际资料,分析了南疆地区盐渍土的工程特性;探讨了影响盐渍土路基病害产生的因素,主要是气候条件、地形地貌、地层岩性、水文地质、植被和人为因素;最后结合新疆高速公路库阿段工程实际,分析研究了具体的工程治理措施。

关键词:盐渍土;路基病害;治理措施;高速公路

1引言
新疆库车－阿克苏段高等级公路，位于新疆维吾尔自治区南疆的阿克苏地区境内。起点与已经开工的G314线库尔勒－库车段高速公路相接，终点为阿克苏市建化厂，沿线经库车、新和、温宿、阿克苏市。路线全长258.645千米。该公路自建成后,盐渍土病害的作用较为明显,严重影响了行车安全。所以查明库阿高速公路段盐渍土路基病害,研究工程治理措施,对保证公路正常运营和南疆地区经济顺利发展有着非常重要的意义。
2新疆高速公路库阿段盐渍土路基病害
新疆高速公路库阿段内盐渍土路基病害较为明显,盐渍土病害严重地段,路基下沉、道路变形,严重影响了行车安全。
2．1硫酸盐渍土的松胀和膨胀性影响路基稳定
硫酸盐的溶解度随温度而变化,温度降低时,盐溶解达到饱和状态,盐分即从溶液中结晶析出,体积增大。温度升高时结晶又溶解于溶液中,体积缩小。在含水量较小的土体中所含的固体硫酸盐在低温时吸水结晶,体积增大,温度升高时又脱水变成粉末状固体,体积缩小。从而使主体结构破坏、变松的现象,即为硫酸盐渍土的松胀性。这一现象多发生在地表土层,往往引起路肩及边坡土体变松,影响路基稳定。由于季节性的温度变化,即秋后温度降低,引起较深部分土层中硫酸盐吸水结晶,体积增大,促使土体体积增大,即为硫酸盐渍土的膨胀性。春季温度回升时硫酸盐脱水体积变小,土体体积缩小。硫酸盐渍土的膨胀影响深度及膨胀量都相当大。引起路基季节性的隆起和下沉,造成路基不稳定,增大了养护工作量。
2．2碳酸盐对土膨胀性的影响往往造成路基塌陷
当盐渍土中含有大量的吸附性阳离子并遇水时,由于胶体颗粒和吸附性阳离子互相作用,在胶体颗粒和粘土颗粒周围形成结合水薄膜,减少了各颗粒间的粘着力,使其相互分离,引起土体膨胀。试验证明,当土中Na2CO3含量超过0.5%时,其膨胀量即有显著增大。由于碳酸盐的膨胀作用,在路基遇水时,往往造成边坡坍塌,路基泥泞。
2．3盐渍度对土的塑性的影响往往造成路基失稳
同一类土当含盐量增加时其液塑限相应减小,塑性指数也有所降低,这种性质对路基的稳定性十分不利。因为遇水后,当含水量相同时,盐渍土比非盐渍土较早地达到塑限或流塑状态,即较早地达到不太稳定的状态。
3盐渍土的主要工程特性
从表1可以看出:富集硫酸盐渍土和亚硫酸盐渍土的地段,路基松胀现象比较严重;而富集氯盐渍土和亚氯盐渍土的地段,溶蚀现象比较严重。这种差别是由于盐渍土的工程性质决定的。从本工程实际情况来看,盐渍土的工程特性主要表现在三方面:溶陷性,盐胀性,腐蚀性[12]。
4影响新疆高速公路库阿段盐渍土形成的因素
4．1地形、地质条件
新疆高速公路库阿段大都经过在天山南簏山前冲、洪积倾斜平原区和冲、洪积平原区的中上部。由北向南的地形横断面看,南疆铁路库喀段经过的地区是从山前到平原,地形由陡变缓,土层组成由粗变细,地下水埋藏由深变浅,矿化度由小变大,地表盐渍化程度由轻变重。地形、地质条件是盐渍土路基病害生成的主要因素之一。
4．2气候条件
工程段位于欧亚大陆深处范围内，远离海洋，属暖温带干旱型气候，具有大陆性气候特点：气候干燥、降水偏少、日照气温高、年季变化大、气候变化剧烈、冬寒酷暑、昼夜温差大、蒸发量远远大于降雨量(本地区年降水量均在200mm以下,各站年平均蒸发量为189515～3185mm)、最大风速23m/s并且多风,使土壤中盐份大量沉积和向表层积聚,形成大范围的土壤盐渍化。气候条件是盐渍土病害形成与发展的促进因素。
沿线气象要素表
序号项目单位库车新和温宿阿克苏市11月平均气温℃-5.1-4.4-4.7-5.42极端最高气温℃41.540。137.640.73极端最低气温℃-27.4-29.9-27.4-27.64降雨量mm64.853.849.662.05蒸发量mm1949.52788.22050.12082.06最大冻结深度cm959394917最大积雪深度cm151211148最大风速m/s242220239主要风向NWENENENENE4．3水文地质条件
水文地质条件也是影响土壤盐渍化的重要因素。盐分的积聚,与地下水水位、矿化度和矿化类型有密切关系,地下水水位越高,蒸发越强,土壤的积盐也越快。同时,地下水矿化度愈高,地下水向土壤输送的盐分越多,土壤的积盐也越重。新疆高速公路库阿段强烈蒸发的气候条