盐渍土地区公路养护维修

'盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究报告简本绪论1.1项目研究的目的意义随着我国西部建设的发展，公路建设也逐渐向边远和贫穷地区扩展，盐渍土地区经过的公路里程日益增长、等级不断提高，但是由于盐渍土工程性质的特殊性，在这些地区修筑的公路经常发生盐胀、翻浆、淋溶、湿陷、腐蚀等病害，这些病害的存在严重影响着道路设施的服务水平以及使用寿命。以内蒙古巴彦淖尔市为例，该市公路养护里程总长4502公里；盐渍土路段占70%以上。盐渍土公路病害处理是巴盟公路养护的主要任务，每年需投入大量资金用于这些病害的处理。大量由于盐渍土病害造成的路基、路面、边坡、桥梁问题给巴彦淖尔市的公路建设、管理与养护带来了相当的难度。为此，交通部与内蒙古巴彦淖尔市公路管理局决定专门立项，集中力量，对盐渍土地区公路的养护维修进行专门的研究。本研究项目旨在通过调查，了解国内盐渍土的分布情况及目前国内外对盐渍土地区公路病害的处治技术；深入研究造成盐渍土公路路基路面及相关构筑物损坏的机理；研究各种损坏的处治方式及效能，从而为不同类型的公路病害提供养护维修的建议。1.2研究目标和技术路线本文的主要研究内容如下：27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本（1）盐渍土地区公路病害原因研讨（2）盐渍土地区道路病害评价（3）盐渍土地区道路的养护维修技术（4）已建桥涵的养护维修技术（5）环境技术27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本本研究的技术路线如下图1-1所示。图1-1技术路线图27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本2盐渍土地区公路路基路面的病害及原因分析研渍土地区公路路基路面因盐渍土的特殊性能而导致了一些特殊病害，经研究，主要有盐胀、溶蚀、翻浆、腐蚀以及因此而引起的公路边坡的病害，其原因分述如下：2.1盐胀盐渍土盐胀主要是因为土体失水或环境温度降低导致土体内盐类结晶膨胀盐胀具有不可逆性。盐渍土地基的盐胀一般可分结晶膨胀与非结晶膨胀。结晶膨胀是指盐渍土因温度降低或失去水分后，溶于土孔隙中的盐分浓缩并析出而结晶所产生的体积膨胀。硫酸钠结晶过程中体积膨胀311%。非结晶膨胀是指由于盐渍土中存在大量的吸附性阳离子，具有较强的亲水性，遇水后很快地与胶体颗粒相互作用，在胶体颗粒和粘土颗粒的周围形成稳固的结合水薄膜，从而减少了颗粒的粘聚力，相互分离，引起土体膨胀，具有代表性的是碳酸盐渍土。影响盐胀的因素一般有：盐含量、含水量、密实度、温度、土的颗粒成分和上覆荷载等。盐胀对公路工程的破坏主要有三个方面：一是对地基的破坏，盐胀会使地基出现疏松、裂缝、变形等，从而影响路基的承载能力及公路工程的整体的稳定性；二是对路面的破坏，盐胀会使路面出现不均匀变形、隆起、开裂等病害，从而影响公路工程的使用性能；三是对道路边坡的破坏，盐胀会使道路边坡失稳，严重时会造成坡面开裂、碎落，甚至造成流水不畅、路面结构层悬空等病害。27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本2.2溶蚀盐渍土中的易溶盐被流经或土体中所含的水分所溶解，造成土体的疏松、崩解、坍塌等现象被称为盐渍土的溶蚀。溶蚀是属于盐渍土地区公路的一种特殊病害，它的形成主要关系到两个方面：一是土中的易溶盐分，当其含量较高时才会引起溶蚀；二是以各种方式侵入路面土体中的不饱和溶液。溶蚀的形成正是由于土体中的易溶盐分被侵入的不饱和溶液带走，造成土体空隙率增大，甚至直接在土体中形成孔洞，使得土体承载能力下降。盐渍土路基受雨水冲洗后，盐分被溶解而随雨水下渗，造成路基顶部层次的退盐作用，孔隙增大、颗粒疏松，结果使路基变松，承载能力与稳定性均下降。降水量小的地区，路肩出现许多细小的冲沟，降雨量大的地区，路基结构体内形成空洞，同时这些孔洞一般以“暗洞”的型式藏于路基中，呈口小肚大之态，等到出露之时，往往孔洞已经较大了，这些空洞会导致路基局部塌陷，危及行车舒适性与安全。2.3翻浆公路翻浆是指路床中的土体与水在车辆荷载作用下形成泥浆并向上翻冒的一种路基病害现象。由于盐渍土中易溶盐的存在，在自然状况下其三相组成都是不稳定的，从而盐渍土地区更易翻浆，而且翻浆更严重、翻浆期更长。其主要影响因素是水，水以各种方式（毛细上升、聚流等）入侵导致固态的易溶盐溶解于水而变成液态，导致液相的增加大于水分的增加，而且固相减少，从而造成翻浆。27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本盐渍土翻浆对公路的破坏主要表现在翻浆更容易发生、翻浆严重且时间长、存在干翻浆现象。干翻浆是由于盐渍土中的易溶盐在极端干旱的粉土地区的秋、冬季节结晶膨胀，导致粉土颗粒之间距离的增大，而后随着天气转变，温度升高，晶体在极端干燥的环境下急速失水，造成粉土土体的迅速粉化，粉化的粉土由于缺水而无粘聚性或粘聚性极小，在外荷载作用下无法稳定地团聚，又由于级配不良、颗粒间距较大，从而形成干翻浆。2.4公路构筑物的腐蚀盐渍土中易溶盐对构筑物的腐蚀主要分为两类：氯化物的侵蚀、硫酸盐的侵蚀。氯化物的侵蚀是由于其中的Cl与水泥中的化合物发生一系列反应最后产生碳酸钙的复合盐产生结晶压力，导致水泥砂浆破坏。氯化物对钢筋的腐蚀是因为氯离子的存在产生电化学反应，此形式占主导。硫酸盐的腐蚀主要是由于化学反应产生高膨胀物质，从而造成混凝土的胀裂甚至结构物的彻底崩毁。氯盐和硫酸盐同时存在的盐渍土具有更强的腐蚀性。调查发现的腐蚀现象有：混凝土构筑物石子外露，表面剥落，轻敲即溃，严重的会导致混凝土整体酥脆，使混凝土材料强度受到损失，构筑物过早老化；保护层厚度不够的钢筋被腐蚀，体积膨胀使保护层胀裂，扩大易溶盐侵入的程度，直到当外露的钢筋被严重保护层脱落，钢筋锈蚀，结构失去应有强度，从而影响结构的安全性（承载力降低）与适用性（裂缝、表面锈迹等）27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本；盐渍土地区砖头受腐蚀后，一般表面剥落，严重的酥松变脆，碎裂成块，同时在其构筑物表面可能有盐类晶体的析出。2.5盐渍土地区特有的边坡病害因为盐渍土特殊的物理力学性质，使得盐渍土地区的公路边坡存在更大的隐患，边坡的稳定在盐渍土地区尤其显得重要。盐渍土地区特有的边坡病害主要有：(1)边坡松胀。裸露的土面（边沟，土路肩等处）会因盐在土中的迁移、结晶、脱水、集聚等作用而疏松、起皮、脱落，从而对道路结构造成损害。其本质在于盐渍土的膨胀性。松胀时路肩及边坡失稳，常会危及路面的质量，且易被风吹蚀；路肩上脚踏下陷，行走不便，给养路工作带来困难。(2)边坡溶蚀。由于边坡直接出露在地表，受水蚀较严重。当低矿化度的水流集中流过高含易溶盐的硬路肩和边坡时，土体中的易溶盐随水流失，造成该处土体内更大的孔隙，从而吸引更大的水流通过，久而久之，该处即会被冲刷成一空洞；在水流作用下，空洞底下的盐及土体被冲刷，形成暗沟，暗沟顶部坍塌后就形成冲刷沟。本章围绕盐渍土地区公路的养护维修中出现的特殊问题，研究出针对盐渍土地区的防腐涂料、自密实防腐水泥混凝土；探讨了表面覆盐石料与沥青的粘附性问题；研究了沥青在盐环境中的抗剪强度规律，同时比较了基质沥青与改性沥青在盐环境中的性能差异，提出了针对盐渍土地区的灌缝方案。3室内试验研究3.1自密实防腐水泥混凝土室内试验研究3.1.1试验目的27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本盐渍土地区土体或者水中的硫酸盐是导致混凝土受腐蚀的重要原因。本室内试验研究就是为了研究出适合盐渍土地区的抗硫酸盐侵蚀的自密实防腐水泥混凝土,同时试验中还检测了混凝土的抗氯离子侵蚀能力。3.1.2试验方法首先比较了普通振捣成型混凝土（VC：VibratingConcrete）与自密实防腐水泥混凝土（SCC：Self-CompactingConcrete）的抗硫酸盐性能；之后考察了3种矿物掺合料（矿渣微粉、粉煤灰和硅灰）的单掺，双掺及三掺对自密实防腐水泥混凝土抗硫酸盐性能的影响；最后考察了聚合物改性自密实防腐水泥混凝土的抗硫酸盐性能。测定混凝土氯离子扩散系数，以考察混凝土抗氯盐侵蚀性能。3.1.3试验结论1．当硅灰的掺量在5%～10%时，自密实防腐水泥混凝土获得较好的抗硫酸盐性能；粉煤灰掺量为30%～50%可以获得较好的抗硫酸盐性能；矿渣微粉在更50%以下掺量时，都对混凝土的抗硫酸盐性能起负面的作用。2．粉煤灰与硅灰双掺自密实防腐水泥混凝土比粉煤灰自密实防腐水泥混凝土的抗硫酸盐性能更好，粉煤灰掺量为30%，硅灰掺量为5%时的抗硫酸盐性能最佳；矿渣微粉与硅灰双掺自密实防腐水泥混凝土比矿渣微粉自密实防腐水泥混凝土的抗硫酸盐性能更好；粉煤灰与矿渣微粉以等掺量掺入混凝土中时，掺量越大，对混凝土抗硫酸盐性能的改善效果越明显。27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本3．三掺自密实防腐水泥混凝土的抗硫酸盐性能优于粉煤灰与矿渣微粉双掺自密实防腐水泥混凝土，最佳掺量为粉煤灰30%、矿渣微粉30%、硅灰5%。4．聚合物改性的自密实防腐混凝土具有优良的抗硫酸盐性能，为比较SBR、SAE、及两者的共混乳液的改性效果，则需更长时间的试验。5．随着硅灰掺量的不断增加，自密实防腐水泥混凝土的氯离子扩散系数不断下降，当硅灰掺量达到10%时，氯离子扩散系数为普通自密实混凝土的65%。随粉煤灰掺量的增加，氯离子渗透系数先是不断减小，后又不断增加，适宜的掺量为30%，氯离子扩散系数为普通自密实混凝土的80%。随着矿渣微粉掺量的不断增加，自密实防腐水泥混凝土的氯离子扩散系数不断下降，当矿渣微粉掺量达到50%时，氯离子扩散系数下降到普通自密实混凝土扩散系数的75%。6．在粉煤灰自密实混凝土中掺入硅灰，会减小粉煤灰自密实混凝土的氯离子扩散系数，在硅灰掺量为5%不变时，随着粉煤灰掺量的增加，双掺粉煤灰与硅灰自密实防腐水泥混凝土的氯离子扩散系数也呈现出先减小后增大的趋势。在矿渣微粉自密实混凝土中掺入硅灰，会减小混凝土的氯离子扩散系数，改善混凝土抵御氯盐侵蚀的能力。同时，在硅灰掺量为5%不变时，随着矿渣微粉掺量的增加，双掺矿渣微粉与硅灰的自密实混凝土的氯离子扩散系数呈现不断减小的趋势。27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本7．丁苯乳液的掺入会微微增加混凝土的氯离子扩散系数，苯丙乳液的掺入会使混凝土的氯离子扩散系数减小，共混乳液的掺入也会使混凝土的氯离子扩散系数减小，共混乳液的改性效果要好于苯丙乳液。3.2防腐涂料室内试验研究3.2.1试验目的通过对盐渍土地区公路构筑物的腐蚀机理研究，我们发现盐分缓慢渗入混凝土结构体是盐分导致结构体被腐蚀的重要途径。为了有效的隔断盐渍土环境中的盐分与混凝土的接触途径，本室内试验中课题组研制出盐渍土地区专用防腐涂料。3.2.2试验方法本次室内试验设计了一种多层复合式混凝土防腐蚀涂层结构。同时在项目研究过程中，对市场上几种防腐蚀涂料进行了对比测试，同时，试制了聚合物改性水泥防腐蚀涂料，并对这种涂料的物料力学性能和防腐蚀性能进行了试验。3.2.3试验结论1.用聚合物改性混凝土作为基材，比较了溶剂型涂料的耐硫酸钠溶液作用。在比较的2种溶剂型防腐涂料中，双组分环氧树脂改性沥青的效果明显好于聚氨酯涂料，442d浸泡以后试样的增重仅仅为0.03%，而对比试样和聚氨酯涂料试样的增重分别为0.72%和0.34%。在试验的时间范围内，试样外观没有明显变化。2.用普通混凝土基材，比较了水性涂料的耐硫酸钠溶液作用。在50℃27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本条件下，试样只有增重，没有出现试样的剥落。在随后的室温条件下，至400天左右时，对比基材开始出现明显的剥落现象，质量开始明显下降；单组分水性涂料也出现图料的剥落现象，但尚未出现混凝土的剥落；双组分聚合物水泥涂料试样仍然没有出现质量下降，说明这种涂料具有较好的保护效果。3.关于本次室内试验的成果，已申请专利，具体可参考专利：《一种混凝土用养护保护一体化涂料及其制备使用方法》。3.3表面覆盐石料与沥青的粘结性能试验研究3.3.1试验目的本次试验做了一系列裹盐石料黏附性试验，对覆盐石料与沥青的粘结性能进行研究。3.3.2试验方法本次试验采用水煮法检测沥青粘附性，按照JTJ052－2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T0616－1993的方法进行沥青与粗集料的粘附性研究。3.3.3试验结果集料表面裹覆有盐后，各种集料与沥青间的粘附性等级都明显降低，且随盐溶液浓度的增加有递减趋势。集料本身的性质及表面状况对集料与沥青的粘附性有很大影响，尤其是集料表面裹覆盐后会使粗集料与沥青的粘附性明显降低，且随着含盐量的增加有递减的趋势；粗集料与沥青的粘附性不仅与粗集料本身SiO227 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本含量有关，还与其表面状况有关，如石灰岩由于表面粗糙、多孔而粘附性较好，但是表面裹覆一层盐后，其与沥青的粘附性则会降低，沥青更容易脱落。3.4不同养护条件下沥青的抗剪强度规律的试验研究3.4.1试验目的本室内试验综合考虑沥青强度的影响因素，研究了改性沥青的抗盐性能。3.4.2试验方法试验方法采用了自行设计的沥青抗剪性能试验方法。随着龄期进行剪切试验来测定每个试块的连接强度，剪切过程参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规范》，剪切加载速率为50mm/min。使用的为上海自动化仪表股份有限公司的BLR－1拉压力传感器，规格为0.7T。3.4.3试验结果分析1）室内试验所采用的改性沥青耐盐性能比普通沥青要好，可在盐渍土地区公路灌缝养护中推广。2）无论是普通沥青还是改性沥青，和龄期为0天的相比较，在龄期为90天时，可以发现有明显的下降，说明氯盐和硫酸盐对沥青材料有很大影响随着盐溶液浓度的增加，沥青粘结性能总体上有下降的趋势。3）表面覆盖有盐分的试块与没有盐分覆盖的试块相比，强度有明显的下降。这就指导工程中，对于道路裂缝的进行灌缝修补时，一定要对裂缝的表面进行除盐，否则修补后的裂缝会因为修补后的初始粘结强度不够而很快再次开裂。27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本4盐渍土地区公路养护维修技术盐渍土地区的公路工程由于盐渍土特殊的物理力学性质及路用特性，因此存在与常规公路不同的病害，主要为盐胀、溶蚀、翻浆、腐蚀，由其引起的特殊路面病害以及公路边坡，本研究围绕上述病害展开，旨在有针对性地研究其养护维修技术。4.1盐胀的养护维修技术4.1.1病害及表现盐胀对公路工程的破坏主要有两方面：一方面是对地基的破坏，盐胀会使地基出现裂缝，从而影响公路工程的整体的稳定性；另一方面是对路面的破坏，盐胀会使路面出现不均匀变形等病害，从而影响公路工程的使用性能。4.1.2养护措施4.1.2.1结构加固处治方法（1）土工合成材料加固采用土工格栅、土工织物等土工合成材料对路基路面进行加固。土工格栅材料应具有较高的拉伸强度和非常低的伸长率。在加固土体的同时，还有必须采取必要的隔水措施，以进一步保证结构的稳定性。土工材料不能铺设太深，否则不能充分发挥土工网的强度。（2）半刚性基层在治理盐渍土病害的诸多措施中，采用半刚性基层是一种有效的方法。半刚性基层形式一般为级配砾石（碎石）掺灰或水泥稳定砂砾（碎石）层。27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本新疆地区对半刚性基层曾作过详细的试验研究，并修筑了阳霞、轮台和焉耆等试验路。观察表明半刚性基层的板体性对抑制盐胀的明显作用，可以减少裂缝等的发生，从而减少水对盐渍土地区道路病害发生的可能。（1）石灰、水泥稳定土在缺少砂砾材料的地方，可用石灰（水泥）改造盐渍土的本性。石灰（水泥）稳定土具有一定的板体性，可使行车荷载传至路基上的应力均匀并逐渐的扩散、减小。掺灰（水泥）量可按化学方程计算。在施工中要挖弃含盐量大的地表层土，灰（水泥）土应仔细拌和以求均匀，有足够的闷灰时间，含水量比正常的最佳含水量高出3%～4%，加强压实保证灰（水泥）土的密实度以及足够的洒水养生时间。新疆地区在焉耆地区国道314线K389+350处的试验路研究表明，随石灰土层厚度的增大，路基表面胀量减小，说明石灰加固对盐胀有较好的抑制作用。4.1.2.2换填处理清除地表盐壳及其上超过允许含盐量的土，用一定厚度的非盐渍土、灰土或砂砾料回填，可从根本上消除由于盐渍土造成的盐胀、塌陷等病害。内蒙古巴彦淖尔盟在杭锦前旗－新安线的道路维护中采取了换填当地的明砂（风积砂）的措施，取得了良好的效果。4.1.2.3提高路基填筑高度提高路基填筑高度，27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本以使上部路床受盐渍影响变弱。在绿洲境内排水不良过湿地带，一般采用该法。新疆奎赛高等级公路第六合同段K367+450－K369+750，K371+050－K373+500段设计采用了提高路基法，路基填高为4.1m。清表后就近取用砾石土填筑，效果明显。4.1.2.4设置缓冲层缓冲层法主要是用来应对盐胀病害的，该法是设一层一定厚度的不含砂的大粒径卵石，使盐胀变形得到缓冲，从而减小对路面的破坏作用。缓冲层的设计应满足两个基本要求，一是其强度要满足上部荷载的要求，二是缓冲层能基本消除盐胀变形。4.1.2.5化学处治法对含盐量较高、盐渍土层较厚的地基可以采用化学处治的方法，使氯化钙与易溶硫酸盐作用生成中溶性硫酸钙，削弱硫酸盐的影响。灌入氯盐也可以抑制硫酸盐渍土的盐胀。4.1.2.6路基压实标准目前公路工程界所广泛使用的常规的压实度概念不可直接用在盐渍土的压实中，需要进行修正。研究中发展了本课题组所提出的盐渍土中固、液相之间相平衡理论，将其应用在盐渍土的压实及承载力分析中，用于指导维修养护中回填土的选择及其压实系数的确定。4.2溶蚀的养护维修技术4.2.1病害及表现盐渍土路基受雨水冲洗后，盐分被溶解而随雨水下渗，退盐作用使路基土空隙率增大，降低路基的稳定性。在降雨量大且面层有缝隙27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本的地区，则可能在路基体内形成孔洞，可能导致路面下沉，危及行车安全。4.2.2养护措施溶蚀的防治最重要的是做好防水工作，防止雨水滞留并侵入路面造成溶蚀。4.2.2.1面层防水面层防水主要就是排水和阻渗两点。对于面层排水，重点在于保证路面排水的顺畅以及地面排水设施的合理设置。对于等级较低的比如用纯盐铺筑的道路，需要保持路面的密实度以及合适的路拱度，并在养护过程中消除可能积水的地点、保持密实及横坡，以保证排水顺畅。对于等级较高的路面，主要是保证路面排水与边坡排水的紧密衔接，防止水从接缝处下渗而溶蚀边坡。对于阻渗，在较高等级路面中则可选用阻渗性能较好的路面材料，具体路面结构见万丈盐桥试验路介绍；对于水泥路面，则需要对接缝处进行处理，选择合适的灌缝料灌入；在低等级纯盐路面中，如此次试验路中吉兰泰纯盐道路的铺筑中，采用对面层击实并保持适当路拱横坡的方式来保证面层排水及阻渗，并采用洒饱和卤水的方式对道路进行养护。4.2.2.2压密在盐渍化程度较低的地区，对路基土进行适当高出正常压实标准的压实，也可以防治溶蚀。但在采用这种措施之前必须分析其可行性。4.2.3维修措施27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本对已经发生的溶蚀，应将溶蚀部分全部挖除，换填以好土，并重新做好前文介绍的防水措施。4.3翻浆的养护维修技术4.3.1翻浆的养护技术翻浆是一个四季都可能发生的道路病害，其发生、发展与变化无不与水分在土体中的分布有关。因此在各个季节内，应根据水分在土体中各自不同的分布特点，采取适当的办法进行道路养护与病害防治，应以防为主，防治结合，积极根治。养护的重点为：⑴修整路面、路肩和边坡，保持地表和地下排水设施的完好。⑵及时清除积雪和其他堆积物。⑶春季时根据防治翻浆的经验做好翻浆预防工作。及时检查和修复路面。4.3.2低等级盐壳路面养护须增加盐路的粗糙度可防止打滑：在盐料中掺入1∶4的熟石灰末，可在一定程度上解决路面泥泞和车辆打滑问题。低等级盐渍土路面的日常养护比较简单，只要不断洒盐水（尽可能选用浓盐水为好）以补充路面受蒸发失去的水分，使其不发生龟裂即可。有时路面受淡水侵蚀发生坑槽，可挖取盐渍土修补，还可考虑在盐水中掺入适量的石灰或有机结合料作封层等办法进行养护。27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本低等级砂石路面的路面破坏形式主要是搓板、坑槽。对于搓板路面的处理方式使用铲路机铲掉路面的突出部分，然后，用级配良好的砂石平铺在上面，使其趋于平整，砂石路面上粒径相对较小的砂石易在车辆的碾压和风的作用下聚集在路的两边，养护的时候应把这些细砂石平铺均匀。4.3.3翻浆道路的维修技术4.3.3.1翻浆道路的维修综合上述分析，翻浆病害处治方法可以归纳为水分隔断、结构加固和去除盐分三大类。（1）隔断层的处治方法在西北盐渍土地区，特别是在含盐量高、地下水位高的地区，长日照时间、高蒸发量使得毛细上升现象极为普遍，由此导致了盐分在路面、路肩、边坡的集聚，以及水分在路面下部的积聚。可见，毛细上升现象及其导致的一系列病害阻碍了道路工程建设的顺利进行。①土工布隔断层采用土工布隔断毛细水和下渗水的影响是一种施工工艺简单的有效方法。选择土工布时应对渗透系数、顶破系数、耐冻性和耐老化性等提出具体要求。盐渍土地区用土工布还应具有长期对硫酸盐、氯盐等盐类的耐腐蚀性。②砂石材料隔断层在填料较少地区，如不宜采用提高路堤方法，则可采用设置砂石材料隔离层隔断毛细水上升通。也可用沥青砂隔断层等隔断毛细水形式。③抬高路基和降低地下水位，也可减少盐分在路表的积聚。（2）结构加固处治方法和化学处治方法同盐胀部分。4.3.3.2翻浆的抢修27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本如翻浆程度十分严重，出现车辙冒泥浆等现象，严重阻车，尤其在交通繁忙的路段，不能中断交通，那就要采取临时性的抢防措施，保证通车。临时抢修方法有临时补强、铺柴排法、爆破法、草袋填筑法，具体技术见总报告。4.4盐渍土地区公路构筑物腐蚀的维修技术4.4.1公路构筑物的防腐机理通过盐渍土地区公路构筑物的腐蚀机理研究，根据工程中的经验，课题组归纳出了盐渍土地区公路构筑物防腐技术的三字方针——“隔、阻、缓”，即主要归纳为以下几个途径：第一，隔。即隔断盐分与混凝土以及钢筋直接接触的途径；第二，阻。即阻止盐分向混凝土内渗透；第三，缓。即减缓混凝土和钢筋锈蚀使得结构体报废的速度。课题组通过室内试验研究了特殊配方的防腐涂料、防腐砂浆涂在混凝土表面后，能有效地隔断或阻止盐分向混凝土内部的扩散速度，大大减缓混凝土的腐蚀。4.4.2公路构筑物的维修技术（1）受腐蚀混凝土的鉴别混凝土受腐蚀与否的鉴别方法主要靠表观、颜色、锤击等来鉴别。新鲜的水泥砼颜色呈灰、白色，致密，坚硬。受腐蚀的水泥砼颜色异常，疏松，用小锤敲击时剥落比较严重。在无法用肉眼判断混凝土的腐蚀情况时，可以借助仪器来探测混凝土的受蚀情况，对于水泥，可用碳化深度测量仪进行测定。（2）腐蚀混凝土的凿除27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本对于已腐蚀的混凝土，用小锤或者其他工具进行凿除。凿除过程中，对于一般的腐蚀，要求混凝土的凿除面露出新鲜的混凝土；对受腐蚀的桥柱的露筋部位，要求凿至钢筋以下2cm处。同时用小锤敲击桥柱仔细辨别声音，看在是否存在原施工中留下的混凝土空洞。如果有空洞的存在，应该用小锤凿开直至露出新鲜的混凝土。清理后的表面应该洁净，无腐渣残留，露出新鲜的混凝土。也可以采用专门的混凝土除锈设备来进行。（1）钢筋除锈对于已受腐蚀的已经露出的钢筋，首先用砂纸打磨受腐蚀的钢筋表面，将钢筋表面的锈斑除尽；用铁刷除去附着在钢筋表面的旧混凝土的颗粒，保证钢筋表面清洁，钢筋的表面应该没有锈斑和油迹。（2）自密实防腐水泥混凝土及其施工技术对于腐蚀部分比较严重需要大量修补材料的的桥柱通过特制的自密实防腐水泥混凝土修复。特制的自密实防腐水泥混凝土中添加了粉煤灰，使得混凝土的密实性得到了提高，可以有效阻止水中和土壤中盐分进入混凝土，进而有效的阻止盐分对混凝土和钢筋的腐蚀。在混凝土凿除以及钢筋除锈处理后，进行自密实防腐水泥混凝土的修补施工。在需要修补的桥柱外套一定制的钢模，然后将自密实防腐水泥混凝土倒入。脱模后混凝土表面相当的平整和光滑，表面气孔很少，无大的气孔出现。成型密实、均匀、硬化后无原始裂缝，混凝土密实性高，因此其耐久性也好。27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本拆模后的表面机油需用洗涤剂清洗，保持表面的清洁无油污；用洗涤剂清洗后，再用清水清洗。然后自然晾干。（1）防腐砂浆及其施工技术对于腐蚀略为严重的部位，采用特制的防腐砂浆修补。在涂抹砂浆前，采用小榔头、钢丝刷等工具清除桩柱腐渣，局部凿毛，要求清理后的桩柱应洁净，无腐渣残留，凿除面露出新鲜混凝土。施工前要求控制防腐沙浆的配合比，修补后的桩柱表面应圆滑光洁，砂浆与桩柱结合紧密，不脱落。对于涂抹厚度比较大的部位可以分多次薄层涂抹，防止由于厚度过大，防腐砂浆自重过大而导致表面出现拉伸裂缝和砂浆坠落的现象。（2）防腐涂料及其施工技术在防腐砂浆和自密实防腐水泥混凝土的修复以后，在修复好的桥柱表面涂抹特制的防腐涂料，可有效抵御氯盐、硫酸盐等有害物介质的侵蚀，并有耐紫外线耐气候老化的特性。防腐涂料用喷涂设备进行喷涂直至达到规定的厚度要求，使得涂抹的表面形成致密、封闭、平整的曲面。（3）维修方案表4-1桥梁桩柱受蚀程度评定及修复方案选择表修复材料修复方式受冲蚀程度受蚀情况评定标准修复质量要求防腐涂料刷子涂抹表层受蚀桩柱无明显剥落涂抹均匀，表面封闭，气孔用涂料填平防腐砂浆+防腐涂料抹灰板抹浆浅层受蚀桩柱有冲蚀、剥落，面积小于10%，进行浅层修补凿除部分松动混凝土，防腐砂浆与原混凝土结合紧密，剥落层被填平。之后涂抹防腐涂料，要求不变。27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本自密实防腐水泥混凝土+防腐涂料设钢护筒灌浆深层受蚀桩柱冲蚀、剥落，面积超过10%，钢筋锈蚀严重，砼脱落桩柱缩颈。凿除部分松动混凝土，钢筋除锈，添加必要的钢筋立模浇筑修复，外光内实。之后涂抹防腐涂料，要求不变。4.4.3公路构筑物腐蚀的处治试验4.4.3.1试验路设置目标本次防腐试验一共选取了两个试验点，一个是大排干桥，另一个是三排干桥，其中大排干桥是新建桥，腐蚀程度浅，代表了浅层修补的案例，三排干桥腐蚀得较为严重，代表了深层修补的案例。4.4.3.2后期检测与效益分析（1）后期检测大排干、三排干防腐竣工后30天、90天、180天、360天的观测资料显示，经过一年排干水的浸泡，所修补的桩柱除表面挂盐之外，桩身涂料粘结牢固，无剥落、坚硬。（2）效益分析通过试验路工程分析，采用以上三种防腐材料维修处理已被腐蚀的桥梁及构筑物，至少可延长使用寿命5─10年，按5年计算，按照以往的维修措施，维修以上桥梁桩柱及系梁等需资金5693元。可节约资金6307元。根据课题组调研结果，巴彦淖尔市境内95%以上的桥梁均被腐蚀的情况，通过计算，每年至少可节约维修资金几百万元以上。4.5路面病害的养护维修技术4.5.1病害及表现27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本盐渍土地区的病害主要有裂缝、坑槽、龟裂以及车辙破坏等形式。由于盐渍土特有的性质（盐胀），路面裂缝较常规路面多且发生的早，若未及时修补，低矿化度的降水会顺裂缝下渗，带走路基中的易融盐，使路基土孔隙率增大、密度下降、承载能力降低，经行车碾压，从而造成路面病害的进一步加剧。坑槽、龟裂以及车辙破坏等形式出现在承载能力弱和耐水性差的局部较薄弱地方，以及车流量较大或重载、超载车辆较多的路段。随着车轮的进一步碾压，破坏逐渐严重，进而影响道路行车安全。4.5.2养护与维修针对各种路面损坏形式，维修的主要方法有灌缝、稀浆封层和路面修补。灌缝是针对路面以裂缝为主要破坏形式的维修方法，课题组通过调研选择在巴彦淖尔市杭锦后境内S213临陕线一级公路K81—K83盐渍土比较严重的路段内进行了该项试验。具体的施工工艺见总报告。稀浆封层主要针对的是盐渍土地区面层轻度失平的路面的表面复平，且施工机具简单，操作方便，同非盐渍土地区只需增加界面除盐这一步。课题组亦在内蒙选取了试验段进行了试验研究。具体施工工艺见总报告。试验发现，封层前路面透水性极大，封层后较好解决了路面渗水问题，路面平整度也较好。路面修补是指及时地修补路面的破损处（松散、坑洞、剥落等病害），阻止路面病害的进一步发生。维修通过采用与原路面相同的混合料，使维修路块与原路面能更好的联结。27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本课题组在内蒙也试验段研究。本修补试验拟采取不同的修补材料进行路面修补，从以下路面修补材料中做出选择：常规热拌沥青混合料修补、纤维沥青混合料修补和冷铺沥青混合料修补。施工主要通过了以下几个步骤：开槽──清扫──拌料──摊铺──碾压──整修──溜边4.5.3低等级纯盐路面的养护维修本试验路的设置就是在原有理论的基础上，验证是否可以通过较低的养护维修成本将纯盐道路的现状水平提高一个层次。该试验路段为内蒙古西部阿拉善盟吉兰泰盐湖场区路段。针对纯盐路面的特性，课题组提出两个关键技术：盐渍土地区低等级公路防止水分冲刷溶蚀技术和为防止融蚀及淋融而采取的地面水引导技术。此处不赘述。4.6边坡的养护维修技术边坡的病害主要是松胀和溶蚀，在本篇第二章已经有所阐述。此处主要介绍两者的维修技术。具体护坡方式见总报告。主要研究结论如下：1）盐渍土地区边坡的特有病害为松胀与溶蚀，两者均间接影响路面的服务能力。2）松胀使原本压实的土松软，掉落的土粒易堵塞边沟，且松胀的边坡土更易被水冲刷，同时也影响养护工作的进行。3）边坡的溶蚀可直接造成边坡的局部掏空，影响路面的正常使用。4）在盐渍土边坡防护中，苦豆子与红柳都被证明了能起到较好防护作用的植物。27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本5）在植物不易生长的重盐碱地区，宜采用工程护坡的形式，但在重盐碱地区不宜采用混凝土构筑物的护坡方式，文中所介绍的四种工程护坡形式均值得在盐渍土地区推广使用。4.7盐渍土地区的环境保护1．公路与环境的相互影响盐渍土环境与公路工程彼此相互影响。一方面由于盐渍土环境的特殊性，修筑于盐渍土地区的公路及其构筑物常常发生盐渍土地区才有的特殊病害，因此盐渍土这一特殊的环境对盐渍土地区的公路工程提出了特殊的要求；另一方面，盐渍土地区的公路工程改变了周边的环境，使环境发生了变化。2．树种的选择与培育（1）公路绿化应根据‘因地制宜，因路制宜，适路适树’的原则，在公路绿化实施前，对绿化路段进行现状和自然情况的调查，进行路段绿化总设计，使之具有目的性，整体性，稳定性和艺术性，充分满足公路绿化功能要求。（2）课题组提出了一整套适合不同盐渍化程度的盐渍地区的绿化物种选择，具体内容可参考出版的《盐渍土地区公路养护与环境技术》（2006年9月人民交通出版社，作者：薛明姚洪林）。5结论5.1项目创新点●研发了盐渍土地区用的防腐自密实水泥混凝土，混凝土养护保护一体化涂料及水泥混凝土防腐涂层结构。27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本●提出了盐渍化地区公路植物（乔本，草本，灌木）物种，为盐渍土地区公路绿化与植物防护的物种选择提供了参考。●提出了“泛盐指数”、“植物覆盖率”、“水土流失侵蚀量”等概念，并将其应用于盐渍土地区公路建设环境的影响评价指标中。●试验分析了公路破坏处含盐界面对修补材料粘附性能的影响，盐渍环境对修补界面的侵入及其影响，提出了相应的处置措施。●在盐渍土地区公路路面评价中提出了与盐渍土公路评价等级及对应的维修处理的规定。为盐渍土地区公路养护维修标准的选取提供了选择依据。●编写了《盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术的技术指南》，对盐渍土地区公路养护维修和环境保护提供了指导。5.2存在的问题与建议1、盐渍土地区公路养护与维修技术是一项研究面十分宽的项目，受盐的类型、自然条件、公路类型、结构组成等多方面的影响。为了完成本课题，同时验证室内试验的相关成果，选择了六类（表处、阻盐、防腐等）共八处试验路段来进行，并对试验路处治效果进行了为期一年的长期跟踪观测。在此首先必须要指出的是，试验路尽管具有典型性，但是这些试验路并不能涵盖所有的盐渍土地区公路损坏处治方式，应用与推广本项目的成果需具体问题具体分析，不可生搬硬套。建议可在各个典型地区开展推广性的研究。2、由于公路工程是一项需多年运营的构筑物，其设计年限在10～50年不等，因此，对公路工程中使用的材料均应有时效要求，如自密实防腐水泥混凝土及涂料、土工布隔水等，对这些材料的有效使用年限还不能把握，还需要进行更长时间的观测，建议开展这方面的研究。27 盐渍土地区公路养护维修及环境保护技术研究——报告简本3、如今，公路建设越来越注重环境保护、与环境协调，因此在本研究中也包括了部分与盐渍土相关的环境保护技术，但由于环境保护是一个很宽泛的概念，它绝不仅仅是本研究中所涉及到的环境技术。同时，盐渍土地区由于其本身环境的恶劣性，这些地方的生态要更加脆弱，因此在环境保护方面公路工程需要做出比常规地区更多的工作，这一问题的解决也需要开展专门的研究。4、本项研究的时间仅为2—3年，研究中的试验路从修筑完成到项目鉴定，也仅经历了1—2年时间的考验，而公路工程的设计年限通常都要超过15年，虽然在试验工程建设过程中取得了较为完整的实验数据，但试验工程竣工后观测时间较短，影响了对试验工程使用的效果评价，建议对试验工程进行长期观测。27'