土工合成材料防治路基翻浆的设计与应用.pdf

第24卷第8期武汉理工大学学报Vol.24No.8
2002年8月JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYAug.2002

文章编号:167124431(2002)0820046204

土工合成材料防治路基翻浆的设计与应用3
张季如
邢沛霖
(武汉理工大学)(武汉市建筑设计院)

摘要:对某公路翻浆路段进行现场调查,测定土工格栅的力学指标,分析土工合成材料防治路基翻浆的基本原理,提
出具体的设计和施工方法。结果表明:土工织物可防止粗粒料陷入路基软土层,阻止翻浆形成。而土工格栅的加筋作用可
扩散交通荷载、限制路基变形以减小车辙深度,提高路基承载力和延长使用寿命。工程实践证明土工合成材料用于防治
路基翻浆的效果显著。
关键词:土工合成材料;土工织物;土工格栅;防治;软土路基;翻浆;设计;应用
中图分类号:U41815+3文献标识码:A

通常的道路就其结构而言可分为路面和路基两大部分。当路基地层为软土层并在其上填筑粗粒材料时,
由于自重和交通荷载的作用,粗粒材料可能陷入软土层中,从而破坏软土表层结构;此外,土中孔隙水压力可
能逐步升高到足以引起液化的状态,导致土的强度降低,软土挤入粗粒材料,严重时可在粗粒材料的表面冒
出,即为“翻浆现象”,翻浆的出现极大地降低了路基的稳定性和增加道路变形。
土工合成材料因具有良好的排水、渗滤、加筋补强、隔离、防渗和防护作用,多年来在国外被广泛应用于
路工实践[1]。过去多采用加强路基排水,提高路基填土高度和换土,用碎石、砾石或粗砂材料作隔离层,采用
砂砾、矿渣、煤渣等粒料作防冻保温层,以及加强路面结构等传统方法[2],防治效果不十分明显。随着我国经
济的发展和技术条件的日臻成熟,土工合成材料在我国的工程应用也日趋广泛。鉴于此,对某公路翻浆路段
进行现场调查,介绍了测定土工格栅力学指标的方法和结果,提出利用其防治路基翻浆的设计和施工方法并
应用于工程实践。

1现场调查

在湖北省恩施自治州境内总长约8000km公路中,约3000km路段的海拔高度处于季节性冰冻地带,
翻浆路段里程达400km以上。该地区每年在3～5月的春融期间,路基土冰夹层完全融化而导致含水量增
大,这时期正逢多雨和山洪季节,由水力坡降产生的渗流压力也会导致路基土体中孔隙水压力骤增,使公路
翻浆具有明显的区域性特点。
1996年4～5月,318国道恩施境内利川至苏拉口段发生翻浆百余处,使车辆蜗牛般缓行。在翻浆严重地
段,慢行车轮溅起的泥浆高达1.0m。钎探表明形成的水坑直径约2.0m,深达0.9m,并阻断交通。在路基
下0.8m处(接近受侵蚀影响的最大深度),坑探取得的原状土样为褐色粉质粘土,并夹杂灰白色粉砂。室内
土工试验获得的土样物理性质指标见表1。结果表明,路基土的粉粒含量接近50%,冻胀前含水量为25.4%,
液性指数为0.06,呈硬塑状态。冻融后路基土含水量高达87.7%,为冻胀前的3.45倍,液性指数为4.01,呈
流塑状态。依据细粒土的塑性图分类为低液限粉土(ML)[3]。路基土的渗透系数较小,而毛细水上升高度较
大,超过地下水位与路基底面之间的距离,毛细水可不断向冰冻区补给。因此,冻融和排水不畅造成路基土长
期处于饱水状态,在交通荷载下,路基土孔隙水压力上升与有效应力下降,导致土体强度降低而形成翻浆。

收稿日期:2002202225.
作者简介:张季如(19642),男,副教授;武汉,武汉理工大学土木工程与建筑学院(430070).
3教育部高等学校骨干教师资助计划资助1

©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.
第24卷第8期张季如等:土工合成材料防治路基翻浆的设计与应用74

表1土的物理性质指标
2土工合成材料试验
颗粒分析ö%砂粒(D=0.05～2mm)26.6
路基隔离材料采用以涤纶为原料的合成纤维机粉粒(D=0.05～0.005mm)49.8
纺宽幅土工织物,单宽极限拉伸力为20kNöm。交粘粒(D<0.005mm)23.5
通荷载除在土工织物表面产生垂直压力外,还产生冻胀前含水量wbö%25.4
水平推拉作用,促使粗颗粒的碎石在土工织物表面冻融后含水量waö%87.7
产生磨蚀作用,最终会撕破土工织物。但这种危险性塑限,wpö%24.4
[4]液限
只发生在无路面路基,且厚度小于25cm的场合。,wLö%41.2
设计采取了在土工织物表面铺一层厚度不大砂层的塑性指数,Ip15.8
冻胀前液性指数,bL
防护措施,因而可避免施工中碎石块冲击对土工织I0.06
冻胀后液性指数
物造成的刺破危害。,IaL4.01
渗透系数(·-1)×-7
设计采用江苏某塑料厂生产的聚丙烯双向土工,