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翻浆

科学词语

翻浆是指春融时期由于土基强度急剧降低，在行车作用下，路面表面出现不均匀起伏、弹簧或破裂冒浆等现象，主要原因是地下水排除不好或水位发生变化。

发生过程
秋季，由于降水或灌溉的影响，地面水下渗、地下水位升高，使路基水分增多，为冬季水分积聚提供了必要条件。
进入冬季，气温下降，路基上部的土开始冻结，此时，土孔隙内的自由水在0℃时首先冻结，形成冰晶体。当温度继续下降时，与冰晶体接触的土颗粒表面的薄膜水（弱结合水在-0.1 ℃～-10℃时冻结）受冰的结晶力的作用，移动到冰晶体上面冻结。因此，该部分土粒表面的水膜变薄，破坏了原来的吸附平衡状态，产生剩余分子引力，将吸取邻近土粒的薄膜水。同时，当水膜变薄时，薄膜水内的离子浓度增加，产生渗透压力差。在土粒分子引力和渗透压力差的共同作用下，薄膜水就从水膜较厚处向水膜较薄处移动，并逐层向下传递。在温度为0℃～-3℃（-5 ℃）的条件下，当未冻区有充足的水源供给时，水分发生连续移动，使路基上部大量聚冰。
如果冻结线在某一深度停留时间较长，水分有充分的聚积时间，当水源供给充足时，便在冻结线附近形成聚冰层。它通常只出现在路基上部的某一深度范围内，一般有5～30 cm厚。聚冰层可能有一层或多层。凡聚冰层所在之处即是路基土含水率最大之处。
在有路面尤其是沥青路面的道路上，由于路面材料的导热系数远大于路肩土，所以路面下的土首先冻结，于是不单是路基下部水分，而且路肩、边坡下尚未冻结的土巾的水分都向路面下已冻结区土中聚集。因而路面下聚集水分特别多，加重了聚冰层的形成。
春季化冻时，由于路面结构层的吸热和导温性较强，路面下的路基土先于路肩下的融化，于是路基下残余未化的冻土形成凹槽，化冻后的水分难以排出，路基上部处于过湿状态。当融化至聚冰层时，路基湿度更大，有时甚至超过液限。这样，路基在化冻过程中强度显著降低，以至丧失承载能力，在行车荷载作用下发生弹簧、开裂、鼓包、车辙，严重时泥浆外冒，路面大面积破坏，就形成了翻浆。
影响因素
影响公路翻浆的主要因素有土质、温度、水、路面、行车荷载、人为因素等，其中土质、温度、水3者的共同作用是形成翻浆的3个自然因素。
(1)土质。粉性土是最容易翻浆的土，这种土的毛细水上升较高，在负温度作用下水分聚流严重，而且土中的水分增多时强度降低幅度大而快，容易丧失稳定。粉性土的毛细水上升虽高，但上升速度慢，因此只有在水源供给充足，并且在土基冻结速度缓慢的情况下，才能形成比较严重的翻浆。粉性土和黏性土含有大量腐殖质和易溶盐时，则更易形成翻浆。砂土在一般情况下不会发生翻浆，这种土毛细水上升高度小，在冻结过程中水分聚流现象很轻，同时这种土即使含有大量水分，也能保持一定的强度。
(2)温度。一定的冻结深度和一定的冷量（冬季各月负气温的总和）是形成翻浆的重要条件。在同样的冻结深度和冷量的条件下，冬季负气温作用的特点和冻结速度的大小对形成翻浆的影响也是很大的。例如，当初冻的时候气温较高或冷暖交替出现，温度在0℃～-3℃（-5℃）之间停留时间较长，冻结线长期停留在路面下较浅处，就会使大量水分聚流到距路面很近的地方，产生严重翻浆。反之，如冬季一开始就很冷，冻结线很快下降到距路面较深的地方，则土基上部聚冰少就不易出现翻浆。除此之外，春天气温的特点和化冻速度对翻浆也是有影响的，如春季化冻时，天气骤暖，土基急速融化，则会加重翻浆的程度。
(3)水。翻浆的过程，就是水在路基士中转移、变化的过程。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，将会加剧翻浆的程度。
(4)路面。路面结构与类型对翻浆也有一定的影响，如在比较潮湿的土基上铺筑沥青路面后，由于沥青面层透气性较差，路基土中的水分不能通畅地从表面蒸发，使水分滞积于土基顶部与基层，导致路面失稳变形，以至出现翻浆。
(5)行车荷载。公路翻浆是通过行车荷载的作用，最后形成和暴露出来的，当其他条件相同时，在翻浆季节，交通量越大，车辆轴载越重，则翻浆越为严重。
(6)人为因素。下列情况下，都将加剧翻浆的形成。
①设计时对翻浆的因素考虑不周。路基设计高度不够，特别是低洼地带，路线没有避开不利的水文地质地带，缺乏防治翻浆的措施，以及路面结构不当、厚度偏薄等。
②施工质量有问题。填筑方案不合理，不同土质填料混杂填筑，或采用大量的粉质土、腐殖土、盐渍土、大块冻土等劣质填料，或分层填筑时压实度不足。
③养护不当。排水设施堵塞；路拱有反向坡，路面、路肩积水，对翻浆估计不足，且无适当的抢防措施。
分类
根据导致翻浆的水类来源的不同，可将翻浆分为以下5个类型
1．地下水类：受地下水的影响，土基经常潮湿，导致翻浆。地下水包括上层滞水、潜水、层间水、裂隙水、泉水、管道漏水等。潜水多见于平原区，层间水、裂隙水、泉水多见于山区。
2．地表水类：受地表水的影响，使土基潮湿一导致翻浆。地表水主要指季节性积水，也包括路基、路面排水不良而造成的路旁积水和路面积水。
3．土体水类：因施工遇雨或用过湿的土填筑路堤，造成土基原始含水量过大，在负温度作用下使上部含水量显著增加导致翻浆。
4．气体水类：在冬季强烈的温差作用下，土中水主要以气态形式向上运动，聚积于土基顶部和路面结构层内，导致翻浆。
5．混合水类：受地下水、地表水、土体水或气态水等两种以上水类综合作用产生的翻浆。此类翻浆需根据水源主次定名。
防治
1．防治翻浆的基本途径
(1)防止地面水、地下水或其他水分在冻结前或冻结过程中进入路基上下。例如，在路基中设置隔离层，做好路基排水，提高路基等。
(2)在化冻时期，可以将聚冰层中的水分及时排除或暂FI寸蓄积在渗水性好的路面结构层中，如设置排水或蓄水砂(砾)垫层等。
(3)加强路面，改善土基，如采用石灰土、煤渣石灰土结合层或路基换土等措施、
(4)在有些情况下，用一种处理措施，往往不能收到预想效果或不够经济合理，可采用两种或两种以上综合措施。
2．防止翻浆的工程措施
(1)做好路基排水、提高路基。施工前应根据设计文件对翻浆地段进行现场详细调查，按水文、地质情况，做好场地排水工作。施工中要切实做好排水设施，防止地面水或地下水浸入路基，使路基土体保持干燥，从而减轻冻结时水分聚流的来源，这是预防和处理地面水类和地下水类翻浆的首要措施。
(2)铺设隔离层。隔离层设在路基中一定深度(一般设在土基深80~12cm左右)处，其目的在于防止水分进入上部路基，从而保持上部土基干燥，防止翻浆发生。
(3)设路基商沟。横向盲沟，公路总坡大于3%的坡腰翻浆路段，当中级路基(岔道、铺道等)基层采用透水材料时，为了及时排出透水层内的纵向水流和春融期土基化冻时的多余水分，可在路槽下设置横向肓沟。横向肓沟可设成人字形，纵向间距10 m左右，深度20～40 rm，易淤塞，使用中应予注意。
(4)换土处理。采用水稳性好、冰冻稳定性好、强度高的粗颗粒土换填路基上部，可以提高土基的强度和稳定性，这是高等级公路中常用的处理方法。
(5)改善路面结构层。
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