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摘 要：在季节性冻土地区，由于冻土融化导致路基冻胀与翻浆现象的出现，从而使得路基出现不均匀沉降或路面开裂，为车辆的正常行驶带来了安全隐患。文章介绍了公路路基冻胀与翻浆的现象产生的原因，对其影响因素进行了重点分析，最后提出了相应发防治措施，同时，结合工程实际，对其采取了有效的防治措施，效果明显，收到了良好经济效益和社会效益。
关键词：公路路基，冻胀，翻浆，成因，防治措施
一、公路路基冻胀与翻浆成因
在季节性冻土地区低温作用下，水泥道路的路基路面中所饱含的水分因为毛细作用从下部向上凝聚，在路基的顶部发生结晶作用，结晶完成后在低温的作用下开始产生冻结现象，此时，因为在低温区存在自由水，自由水也向冻结区域定向移动，导致结晶体加速生长。在形成的结晶体的四周，土壤颗粒为了平衡四周压力和冰晶体水膜的吸附力，便从周围为发生冻结的土壤中吸引水分子向其靠拢，在此作用下，冰晶体再次得以生长，冻结形成大的冰透镜体。因为在路基土的冻结过程中形成的冰晶体排斥其他溶质，其中包括路基土中的极小土颗粒，这就导致土壤颗粒在冻结过程中，产生向冻结面前缘的移动现象，加上行车荷载的作用，从而导致翻浆现象的出现。
二、路基冻胀和翻浆的影响因素
冻胀和翻浆的影响因素基本一致，基本都是温度、水、土、路面和行车载荷的共同作用。而在翻浆的影响因素中，行车荷载的作用性至关重要，道路翻浆是通过行车荷载的作用最后形成和暴露出来的，在其它条件相同时，交通量越大，车辆越重，翻浆也会越多，越严重。
1、路基的含水率
路基中的自由水是路基产生融沉病害和冻胀病害的关键因素。冻胀、融沉的本质是路基土中的自由水在路基中变化、迁移的过程。冻胀量的基础是路基土中自由水的含量以及土壤中自由水的补给量。当路基土中的含水量较高时，春季回暖产生的融沉现象就越明显，对路基路面的破坏作用也就越明显，造成对公路的破坏也就越严重，路面功能正常发挥受阻。当路基中的土壤处于干燥状态时，路基土中的水分也会发生迁移，但是发生迁移的方式得以改变，主要是水汽扩散的形式进行迁移。当路基土处于干燥状态时，水汽的移动不会造成路基土中的毛细现象，从而不会发生毛细水积累现象，对公路工程施工产生的危害程度有限。在秋季，是在多雨的时间，因为路基土在发生融沉，冻胀现象前，湿度都比较大，这个时间段内自由水主要以液态水的形式进行移动。在温度较高的区域，自由水发生移动的原因是毛细水变成薄的冰层，使产生的水柱向冻结区迁移。因为水分在路基上部分聚集，使路基土过于潮湿，冻胀发生前含水率较高，自由水进一步发生迁移现象，冻速虽然较慢，但冻胀程度会处于一个较高的水平。
2、路基土性质
根据国内外相关研究结果，在公路工程中，如果筑路材料多为粉土和粘质土时，因为这样的土壤当中含有的盐分以及腐殖质较多，就很容易发生融沉和冻胀现象。根据相关试验数据，路基土中，粗粒土中粘粒的含量对于路基土冻胀有显著的影响作用，根据长安大学的试验结果数据显示，当粉粘粒的含量高于12%，路基土中的冻胀率就明显增加，路基土的冻胀系数会发生突变，当粗粒土中的粉粘粒的含量超过50% 时。当粉粘粒的含量很小，小于12% 的时候，即使路基土中的含水率很高，在充分饱水的条件下，路基土的冻胀率也不会大于2%。
影响路基土发生融沉和冻胀的另一个影响因素为土体密度，当土体密度为常数，土体的饱和度会土体的冻结速度增加而减少。即为，当路基土的饱和度较大时，路基土的冻结速率将会逐渐走低。这是由于土壤中自由水的含量不断增加，自由水随着冻结过程的深入，冻结速率会逐渐减小。在路基路面压实时，良好的压实作业不仅可以保证路基土空隙率较小，还能保证土体水分含量在合理水平，保证路面强度和正常的路用性能。
三、公路路基冻胀与翻浆的防治措施
根据我国多年的工程建设经验，对于公路建设过程中的病害应以防为主，以治为辅，在有条件时，一般以绕避为主，而自然条件均等的条件下，则需尽量绕避影响程度较大的区域，但不可避免需对冻胀与翻浆进行相应处理。在处理公路路基胀浆与翻浆时，最为有效的途径即为处理好水，防止地下水位的上升，有效的排除地表水，控制填料的含水量，做好路基及基底的保温措施等。一般有以下几种措施：做好防水措施、抬高路基、填料及压实控制、换土或改良土、设置隔离层、强化路槽排水、加强路面结构及加设防冻层、设置隔温层以上措施组合综合处治。
四、工程实例中的防治措施
内蒙古自治区呼伦贝尔市某省级公路为一级公路，对路基防冻提出了较高的要求，为了有效提高路基冻胀的能力，具体采用了如下措施：
（一）加强路基的排水，提高路基的标高
良好的路面、路基排水，可防止地表水或地下水侵入路基；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。提高路基高度是一种效果显著、简便易行、比较经济的常用措施。增大路基的填土高度，使得路基上部土层保持干燥，在冻结过程中不致于因过分聚冻而失稳。
（二）设置防水垫层
冻胀通常与地下水分迁移影响有关，当地下水埋深较浅，一般小于 2.5m多数在不足 2m 的范围内，地下水量充沛，由于土体毛细力的作用，地下水上升的高度可高达 1.0～1.5m，使得路基常常处于潮湿状态。尤其在冬季，水分向上部的冻结冰锋面源源不断地迁移，致使路基局部含水率增加，冬季冻胀强烈；防水垫层通常由碎砾石、粗砂、砂砾等透水性颗粒组成，毛细水上升的高度与土的粒径有关，土的粒径越大，毛细水上升的高度越小，较大粒径的粗粒料可以隔断毛细水上升。防水垫层能够隔断毛细水上升，使得路基保持干燥和中湿的状态，使路基具有足够的强度稳定性，在冬季对路基冻胀可起到缓冲作用，从而减少路面冻胀。
（三）设置保温板抑制冻胀翻浆
在季节性冻土区，采用铺设高效隔温层的方法，能够增大路堤热阻，减少传入路基冷量，从而减小路基冻结深度或使路基不冻结，以防治冻胀翻浆。保温板采用导温性能差的材料，铺设在路基内、路基顶面。保温板采用泡沫塑料、苯乙烯海绵塑料混凝土、含有多孔填充料的轻混凝土等高效隔温材料。
（四）设置护坡道抑制冻胀翻浆
外界冷量对路基的影响可以从路堤边坡传入，从而对路堤下部土体季节冻结深度也有较大影响。因此，在路堤两侧设置护坡道，就是为了增大热阻，减小由路堤两侧传入冷量对下部土体季节冻结深度影响，同时可减少因人为活动对路基坡脚及附近天然地表的破坏，阻止路基侧向地表积水渗入基底，而且护坡道的设置对路基边坡产生反压，防止路肩滑塌。此外，对于地表水丰富以及高水位的地段可以采取换填路基土的方式来解决，换填透水性较好的砂性土用作路基，达到一定的厚度也能起到隔水的效果。
五、总结
道路冻坏是多种因素的共同结果，当路基中冻胀土含量较高，含水率较高，温度符合一定条件时，在行车荷载的一定作用下就很容易产生路面病害。因此，需要从多方面做好预防措施，才能有效减少各种病害的出现。
参考文献：
[1] 田永全.冻土地区路基翻浆的原因及防治措施[J].交通標准化.2013（19）：95-97.
[2] 陶耀华，李素珍，梁旭源. 浅谈路基冻胀与翻浆的防治[J].黑龙江交通科技.2004（09）：40-42.
关键词：公路路基，冻胀，翻浆，成因，防治措施
一、公路路基冻胀与翻浆成因
在季节性冻土地区低温作用下，水泥道路的路基路面中所饱含的水分因为毛细作用从下部向上凝聚，在路基的顶部发生结晶作用，结晶完成后在低温的作用下开始产生冻结现象，此时，因为在低温区存在自由水，自由水也向冻结区域定向移动，导致结晶体加速生长。在形成的结晶体的四周，土壤颗粒为了平衡四周压力和冰晶体水膜的吸附力，便从周围为发生冻结的土壤中吸引水分子向其靠拢，在此作用下，冰晶体再次得以生长，冻结形成大的冰透镜体。因为在路基土的冻结过程中形成的冰晶体排斥其他溶质，其中包括路基土中的极小土颗粒，这就导致土壤颗粒在冻结过程中，产生向冻结面前缘的移动现象，加上行车荷载的作用，从而导致翻浆现象的出现。
二、路基冻胀和翻浆的影响因素
冻胀和翻浆的影响因素基本一致，基本都是温度、水、土、路面和行车载荷的共同作用。而在翻浆的影响因素中，行车荷载的作用性至关重要，道路翻浆是通过行车荷载的作用最后形成和暴露出来的，在其它条件相同时，交通量越大，车辆越重，翻浆也会越多，越严重。
1、路基的含水率
路基中的自由水是路基产生融沉病害和冻胀病害的关键因素。冻胀、融沉的本质是路基土中的自由水在路基中变化、迁移的过程。冻胀量的基础是路基土中自由水的含量以及土壤中自由水的补给量。当路基土中的含水量较高时，春季回暖产生的融沉现象就越明显，对路基路面的破坏作用也就越明显，造成对公路的破坏也就越严重，路面功能正常发挥受阻。当路基中的土壤处于干燥状态时，路基土中的水分也会发生迁移，但是发生迁移的方式得以改变，主要是水汽扩散的形式进行迁移。当路基土处于干燥状态时，水汽的移动不会造成路基土中的毛细现象，从而不会发生毛细水积累现象，对公路工程施工产生的危害程度有限。在秋季，是在多雨的时间，因为路基土在发生融沉，冻胀现象前，湿度都比较大，这个时间段内自由水主要以液态水的形式进行移动。在温度较高的区域，自由水发生移动的原因是毛细水变成薄的冰层，使产生的水柱向冻结区迁移。因为水分在路基上部分聚集，使路基土过于潮湿，冻胀发生前含水率较高，自由水进一步发生迁移现象，冻速虽然较慢，但冻胀程度会处于一个较高的水平。
2、路基土性质
根据国内外相关研究结果，在公路工程中，如果筑路材料多为粉土和粘质土时，因为这样的土壤当中含有的盐分以及腐殖质较多，就很容易发生融沉和冻胀现象。根据相关试验数据，路基土中，粗粒土中粘粒的含量对于路基土冻胀有显著的影响作用，根据长安大学的试验结果数据显示，当粉粘粒的含量高于12%，路基土中的冻胀率就明显增加，路基土的冻胀系数会发生突变，当粗粒土中的粉粘粒的含量超过50% 时。当粉粘粒的含量很小，小于12% 的时候，即使路基土中的含水率很高，在充分饱水的条件下，路基土的冻胀率也不会大于2%。
影响路基土发生融沉和冻胀的另一个影响因素为土体密度，当土体密度为常数，土体的饱和度会土体的冻结速度增加而减少。即为，当路基土的饱和度较大时，路基土的冻结速率将会逐渐走低。这是由于土壤中自由水的含量不断增加，自由水随着冻结过程的深入，冻结速率会逐渐减小。在路基路面压实时，良好的压实作业不仅可以保证路基土空隙率较小，还能保证土体水分含量在合理水平，保证路面强度和正常的路用性能。
三、公路路基冻胀与翻浆的防治措施
根据我国多年的工程建设经验，对于公路建设过程中的病害应以防为主，以治为辅，在有条件时，一般以绕避为主，而自然条件均等的条件下，则需尽量绕避影响程度较大的区域，但不可避免需对冻胀与翻浆进行相应处理。在处理公路路基胀浆与翻浆时，最为有效的途径即为处理好水，防止地下水位的上升，有效的排除地表水，控制填料的含水量，做好路基及基底的保温措施等。一般有以下几种措施：做好防水措施、抬高路基、填料及压实控制、换土或改良土、设置隔离层、强化路槽排水、加强路面结构及加设防冻层、设置隔温层以上措施组合综合处治。
四、工程实例中的防治措施
内蒙古自治区呼伦贝尔市某省级公路为一级公路，对路基防冻提出了较高的要求，为了有效提高路基冻胀的能力，具体采用了如下措施：
（一）加强路基的排水，提高路基的标高
良好的路面、路基排水，可防止地表水或地下水侵入路基；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。提高路基高度是一种效果显著、简便易行、比较经济的常用措施。增大路基的填土高度，使得路基上部土层保持干燥，在冻结过程中不致于因过分聚冻而失稳。
（二）设置防水垫层
冻胀通常与地下水分迁移影响有关，当地下水埋深较浅，一般小于 2.5m多数在不足 2m 的范围内，地下水量充沛，由于土体毛细力的作用，地下水上升的高度可高达 1.0～1.5m，使得路基常常处于潮湿状态。尤其在冬季，水分向上部的冻结冰锋面源源不断地迁移，致使路基局部含水率增加，冬季冻胀强烈；防水垫层通常由碎砾石、粗砂、砂砾等透水性颗粒组成，毛细水上升的高度与土的粒径有关，土的粒径越大，毛细水上升的高度越小，较大粒径的粗粒料可以隔断毛细水上升。防水垫层能够隔断毛细水上升，使得路基保持干燥和中湿的状态，使路基具有足够的强度稳定性，在冬季对路基冻胀可起到缓冲作用，从而减少路面冻胀。
（三）设置保温板抑制冻胀翻浆
在季节性冻土区，采用铺设高效隔温层的方法，能够增大路堤热阻，减少传入路基冷量，从而减小路基冻结深度或使路基不冻结，以防治冻胀翻浆。保温板采用导温性能差的材料，铺设在路基内、路基顶面。保温板采用泡沫塑料、苯乙烯海绵塑料混凝土、含有多孔填充料的轻混凝土等高效隔温材料。
（四）设置护坡道抑制冻胀翻浆
外界冷量对路基的影响可以从路堤边坡传入，从而对路堤下部土体季节冻结深度也有较大影响。因此，在路堤两侧设置护坡道，就是为了增大热阻，减小由路堤两侧传入冷量对下部土体季节冻结深度影响，同时可减少因人为活动对路基坡脚及附近天然地表的破坏，阻止路基侧向地表积水渗入基底，而且护坡道的设置对路基边坡产生反压，防止路肩滑塌。此外，对于地表水丰富以及高水位的地段可以采取换填路基土的方式来解决，换填透水性较好的砂性土用作路基，达到一定的厚度也能起到隔水的效果。
五、总结
道路冻坏是多种因素的共同结果，当路基中冻胀土含量较高，含水率较高，温度符合一定条件时，在行车荷载的一定作用下就很容易产生路面病害。因此，需要从多方面做好预防措施，才能有效减少各种病害的出现。
参考文献：
[1] 田永全.冻土地区路基翻浆的原因及防治措施[J].交通標准化.2013（19）：95-97.
[2] 陶耀华，李素珍，梁旭源. 浅谈路基冻胀与翻浆的防治[J].黑龙江交通科技.2004（09）：40-42.