【关键词】新疆盐渍土；盐胀特性；病害防治措施
我国许多地方都对盐渍土特性进行了广泛的研究，但不同地区的盐渍土具有不同的特性，对于公路工程的破坏也不尽相同，准东经济技术开发区五彩湾环城北路位于新疆昌吉回族自治州境内，地理坐标为：东经90°15′19"北纬44°42′46"，距离乌鲁木齐市中心约200km,公路地处古尔班通古特沙漠东缘与阿尔泰山脉的分支卡拉麦里山山前冲洪积平原的交汇地带，沿线地貌以片流-风蚀地貌为主，非常缺乏淡水资源，沿线工程建设地质条件复杂，地势封闭，气候干燥，尤其是全线地层土壤出现盐渍化，局部地方盐渍化严重，全年不同季节气候温差较大，因此，如何结合当地的气候条件和土地盐渍化状况，确保地基具有稳定性和耐久性，是需要立即解决的问题。
1新疆盐渍土的盐胀形成概述
新疆昌吉地区通常在11月份至次年3月份温度较低，尤其在1月份左右，夜间温度能降低到-30℃以下，而且昼夜温差较大，温度较低时候，盐渍土中的芒硝（Na2SO4·10H2O）发生结晶现象，使得盐渍土土壤产生膨胀，当温度降低时，硫酸钠的溶解度降低，并且在吸水之后，晶体形成并且体积增大，硫酸钠结晶方式不同，膨胀量也不同。温度变化对硫酸钠的溶解度非常敏感，因此随着温度的下降，Na2SO4·10H2O晶体的体积增加。在低温（低于-5℃）下，土壤中会出现大量硫酸钠晶体，在20°C -5°C，盐的膨胀很大，但最剧烈的范围是+ 15°C -5°C。结晶后，填充孔隙，或者挤压土粒产生位移，达到温度+ 15°C时，土体实际上发生膨胀。当温度下降到某个负温度时，土体中形成冰晶，会导致约9％的体积膨胀和溶液浓度的增加，一些硫酸钠晶体开始形成，由于冰晶的数量非常少，由冰晶的析出而导致的硫酸钠晶体的析出量也很小，不同含水率和压实度条件下干密度不同，盐的膨胀量取决于初始干密度变化:
（1）随着初始干密度的增加，土粒之间水逐渐被挤向颗粒之间的接触边缘，而土粒之间的水逐渐减少，因此土粒之间的盐膨胀量越来越少 。由于水分基本上在土粒之间，因此在土粒之间会发生结晶。晶体的析出增加了土粒之间的间隙，土粒的间距也迅速加大，宏观表现为土体剧烈膨胀。
（2）如果干密度继续增加，温度将下降，因此晶体首先在自由溶液中析出，如果孔中的溶液没有填满，则立即用结晶析出填满，此后结晶进一步析出，晶体的数量正在增加。此时，孔中充满了溶液，这时，体积增加会增加土粒的孔隙体积，土体表现为盐胀。
（3）晶体在孔隙溶液中结晶后，与土粒的结合力弱的水溶液和硫酸钠溶液（土粒之间的间距扩大）随温度降低进一步开始结晶。土粒之间结晶的原因是土体发生膨胀的原理，上面提到过。土体孔隙的结晶成分在较低温度下在土体干密度很大，值得注意的是，土粒间的相互限制较多，这种限制无法与土体中的盐胀力相抗衡。如果溶液充满了孔，因此盐胀的规则与上述相同，但缺乏结晶析出而填充孔的过程。
2盐渍土盐胀特性在工程施工中表现
盐渍土盐胀病害贯穿施工的全过程，从路基基地处理、路基填筑、土工织物敷设、路面结构层水泥稳定砂砾施工等环节，任何一个环节处理不好都可能出现盐胀病害，直接表现为路面分段鼓包、裂缝，影响公路美观和使用，甚至出现隐患，危及行车安全。
（1）路基盐胀率与土体Na2SO4含量具有一定关系， Na 2 SO 4越多，盐的膨胀越大。在相同条件下，如果土体处于最佳水质条件下，盐的破坏甚至会更加严重。此外，每年的9月下旬开始起胀，次年的一月趋于最大，而当温度上升时，这个过程会反复发生。此过程每年发生一次。
（2）根据相关文献资料中显示盐渍土在降温过程中，膨胀率与土体含水量之间存在较大的关系。根据分析，提出了盐胀含盐量，盐胀含水量分别为0.5％和6％。另外，详细描述了盐胀机制。土体盐胀有研究表明，土体盐胀生成的机理可能包括盐的移动和结晶膨胀。土壤中的硫酸溶液聚集在土壤颗粒的接触点之间并发生结晶析出。在此过程中，有10个水分子结合在一起，从而增加了其体积，使土粒膨胀，从而导致土体膨胀。硫酸盐结晶后改变溶液的剩余浓度，并由于在负温度下产生冷胀。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3新疆盐渍土的盐胀病害防治措施
3.1隔断法的盐胀病害的防治措施
采用复合土工材料进行隔断，防治毛细水上升是比较常用的方法，隔断方法是确定某一层位置的一定厚度的隔断层，阻止水分和盐分向路基土体中上升，以及防止损坏路基和路面，根据采用材料可以将其划分为土工布（膜）隔断层，风积砂或河砂隔断层，以及沥青砂，油毛毡隔断层，砾石和风积砂是可以防止毛细水上升的隔断层，在公路设计等级不高时，可用于防治盐分上升，经济性较好；土工膜，沥青砂，油毛毡属于不透水性隔断层，可隔断下层中的少量毛细水和水蒸气上升，准东五彩湾环城北路采用的就是使用复合土工膜进行隔断的方法。
一般在公路工程中使用600g/m2以上的复合土工膜，在新疆维吾尔自治区目前正在推广使用18丝厚的高压聚乙烯防渗透薄膜，它是用于隔水的有力材料。施工及材料选用时遵从以下原则：
（1）幅面宽度5.5m?12.0m，可以设计定做。覆盖路基的全宽塔接少，并且结构合理（2）根据施工工艺需要，选择搭接或者焊接的方式，选择焊接工艺施工的，在厂家产定做时，在边缘预留焊接部分。 （3）在道路顶部以下80至100厘米。它的柔韧性好，拉伸率高达300％，它还具有抗老化和抗腐蚀的性能。（4））尽量采用本地生产，价格低廉，降低处治成本。
3.2化学方法的盐胀病害的防治措施
使用灌入氯盐的方法来防止硫酸盐渍土的盐胀，当土中Cl / SO24比值增加到6倍以上时，抑制效果是最明显的。将氯盐添加到硫酸盐土壤中的原因是，硫酸钠在氯盐溶液中的溶解度随着氯盐浓度的增加而降低，这可以减少盐胀发生。该方法对硫酸盐渍土路基的处理非常有效。在实践中，盐酸钙进行人工灌溉显示出最大的经济效益，在工程施工中，受到设计文件的限制，在出现因路基填筑中因土体材料中存在盐渍土而发生盐胀时候，可以使用此方法进行病害处置。
3.3换土垫层法的盐胀病害的防治措施
盐渍土表面的盐壳以及盐壳下的松土都不能满足路基承载力的要求。如果盐壳被掩埋，则它会被上升的毛细管水覆盖，盐壳的含盐成分会在非常疏松的土壤中缓慢融解，通常会导致路基塌陷，路面遭到破坏，因此，应去除地表盐壳和超过允许含盐量的土，在许多情况下，都是把有效盐胀深度范围内的盐渍土挖掉，采用一定厚度的非盐渍土，石灰，一定厚度的砾石回填，因此可以从根本上解决土体盐渍化的问题以及其他病害问题，从试验数据可以看出，该段盐渍土壤表层盐度很高，低于1m的盐度在逐渐减小，此段工程采用换填法，基本清除盐渍土部分。
3.4提高法的盐胀病害的防治措施
提高方法是增加路基的建筑高度，确保上部的道路受盐分的影响降低。此方法通常用于绿洲地区和排水不足的潮湿地区。优点是结构简单实用。缺点是填土很高，以至于行车不安全。如果填料没有受严格控制，则很容易再次发生盐渍化。 新疆准东开发区五彩湾环城北路K0 + 50- K3 + 750部分路段，原地基盐渍化程度低，表面含量0.954,20厘米处为0.556，50厘米处为0.256。设计采用了抬高路基的方法，路基填高的高度平均超过4m。用于填充的是就近取用的砾石，效果很明显。
3.5缓冲层法的盐胀病害的防治措施
缓冲层方法是缓冲盐膨胀和变形，以设置一层一定厚度的不含砂的大粒径卵石，从而将对路面的损害最小化。一个缓冲层的设计必须满足两个基本要求。一是强度应满足上部载荷的要求，另一种缓冲层将排除盐膨胀。
3.6增设护坡的盐胀病害的防治措施
增加保护坡度的方法是使用坚固的材料来创建保护坡度，覆盖郊路基边坡，防止膨胀或者降雨时冲刷，并保持土壤温度。 防护层的厚度取决于所选择的材料和该区域的气候条件，这种方法比较经济，效果显著。
4结语
随着新疆的高速发展，每年在盐渍土地区需要修建许多公路。过去，许多建在盐渍地带的道路设计标准，其建筑设计和处理过程有很多不准确，很多道路路基发生倒塌，路面变形，开裂等，道路被损坏，损失重大。此外，盐渍区具有需要维护或改造的许多修建年代比较早的公路，在新疆，仅修建或是改造的公路达到数百公里。新疆维吾尔自治区盐渍土的处理要根据土体工程地质条件，建立适当的处理原则，结合土体工程特点，选择有效的治理手段。在发生病害时也要科学分析，根据病害出现结构层和原因，进行科学处置，避免病害反复发生。
【参考文献】
[1] 王文君,王慧觉,杨运娥,等.湖北省公路路面水毁因子降雨因子关系分析.武汉理工大学学报:交通科学与工程版,2019,28(5):740-743.
[2]杨丽英,李斌.氯与硫酸根比值对硫酸盐渍土工程性质的影响[J].冰川冻土,2017(1):84-89.
[3]刘建民.盐渍土地区公路路基的处理与施工技术研究.公路运输文摘,2017(12):49-50.
[4]费雪,良李斌.硫酸盐渍土压实特性及盐胀机理研究.中国公路学报,2018(1):47-48.
论文作者:蔡生财
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第5期
论文发表时间:2020/4/30
标签：盐渍论文; 病害论文; 路基论文; 结晶论文; 新疆论文; 温度论文; 硫酸钠论文; 《工程管理前沿》2020年第5期论文;