多年冻土地区公路主要病害分析

冻土路基病害分析及应对措施探讨

摘要 针对在高海拔地区进行道路施工时，冻土问题一直是施工难点。鉴于此，本文结合笔者工程实践经验，针对冻土地区的两种公路路基病害（冻胀和翻浆）进行深入探讨，同时就该路基病害提出合理有效的解决措施，旨在能为类似工程施工提供参考借鉴。

关键词 冻土地区；路基施工；冻胀和翻浆；解决措施

中图分类号u416 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）49-0021-02

1冻土地区的路基病害分析

1）冻胀。在有冻胀性土的路段，在冬季负气温作用下，当有水分供给时，水分连续地向上聚流，并在路基的顶部形成冰透镜体和冰夹层，从而引起路面不均匀隆起，致使柔性路面开裂，刚性路面折断或错逢的现象称冻胀。冻胀性土的分类，通常是在土质分类的基础上，按强弱登记可将冻胀性土分为以下4类：轻冻胀、冻胀、重冻胀、特重冻胀。

2）翻浆：在有冻胀性土的路段，在冬季负气温作用下，水分连续向上聚流、冻结成冰，致使在春融期间地基中的土含水过多，路基强度急剧下降，在行车荷载的作用下路面发生裂缝、鼓包、冒泥等现象称为翻浆。翻浆分类，根据水分来源导致的翻浆可将其分为以下5类：地面水类、地下水类、气态水类、土体水类、混合水类。根据翻浆高峰时的路面变形程度，可将翻浆路段分为3级：轻型、

中型、重型。

2冻胀与翻浆影响因素分析

1）土质因素。土质可分为粉质土、粉质粘土、砂质土；其中粉质土具有很强的冻胀性，非常容易形成翻浆。这种类型的土的毛细水上升速度较快且上升水位较高，在负温度的作用下水分容易迁移，若在水源供给充足的情况下能形成特别严重的冻胀，而且在春融时期由于承载能力的急剧下降，也特别容易形成翻浆。

粉质粘土的毛细水上升虽高，但速度慢，在水源供给充足且冻结速度较慢的情况下，才会形成比较严重的冻胀和翻浆。当粉质土和粉质粘土含有较多的易溶盐和较多的腐植质时，更易形成冻胀和翻浆。般情况下砂质土不易形成冻胀和翻浆，因其毛细水聚冰少、上升高度小，且在水分充足时也能保持一定的强度，但若砂质土中粉粘粒含量较多时，也能形成冻胀和翻浆。

公路冻胀产生的原因及防治措施

建国以来，我国的公路运输发展迅速，冻胀问题是我国冻土地区公路主要病害之一。笔者针对公路冻胀，分析冻胀形成的原因及其影响因素，提出了具体的防治措施，以期为此类公路灾害的处治及预防提供参考。

标签 公路冻胀；原因；防治措施

引言:

冻土一般是指温度在0度及0度以下，并含有冰的各种岩类和土壤。通常按土处于冻结状态的持续时间来划分冻土。冻结状态的持续时间从几小时到几昼夜为短期冻土；不到一年为季节性冻土；两年及两年以上为多年冻土。我国是世界上多年冻土分布面积的第三大国。多年冻土及季节冻土区分布面积分别占全国面积的21.5%和53.5%。冻胀作为我国冻土地区公路的主要病害之一，其预防和治理对于公路建设至关重要。

1 公路冻胀产生的原因

公路冻胀是指在冰冻季节大气温度降至负温，路基温度随之降低，当路基温度低于路基水含量的冻结温度时，路基中的自由水首先冻结成冰晶体。在路基自由水冻结的过程中，因路基温度、荷载压力、含水量等平衡态遭到破坏，路基温度较低处的水汽弹性较小，土骨架的吸附力和冰晶的结晶力较大，水膜中的水分子的活动性较低，这样就在沿着冷源方向上出现各种作用力的梯度，促使水分从未冻结区向冻结锋面方向迁移、积聚，并冻结成冰，体积膨胀，从而产生冻胀，造成路面不平或产生裂缝。

2 影响因素

2.1 水

路基中水分含量是形成冻胀的最重要的因素之一，如果只是温度降低而土基中没有合适的水分含量，是不能形成冻胀的。路基中的水有三种形态，即气态、液态和固态。冻胀过程其实质就是随着温度的降低，水在路基中迁移并伴随着气态和液态转化为固态体积膨胀的物理变化过程。大气降水、路基表面积水、地下水及路基内水分的毛细扩张都会增加路基水含量，从而促使冻胀的形成。

2.2 温度

冻胀形成的另一重要因素是温度，如果没有负温作用，只具备水、土质、荷载等其它因素，是不可能形成冻胀的，如在东南湿热区公路路基中水分充足但

高寒地区多年冻土路基冻害成因及防治

1.前言

我国多年冻土分布很广，较集中的地区是东北大小兴安岭和青藏高原。前者是古代冰川沉积残留物，目前处于退化阶段，具有不稳定的特点。后者是高海拔的近代大陆性气候的产物，至今仍在发展，具有不稳定的特点。在铁路工程中，常常会遇到多年冻土区路基施工，例如汤林线、鹤岗线，地处小兴安岭地区，是我国多年冻土分布地区之一。

路基冻害是严寒地区，特别是多年冻土地区铁路线路上分布很广和常见的病害。它与寒冷的气候有关，冰冻线能达到相当深度；又涉及到土的特性，所以有的土类对冰冻作用很敏感。

2.路基冻害的成因及主要影响因素

冻害，是土体在冻结过程中因冻胀所引起的病害。由于土中的水在冻结过程中能向冷冻峰面迁移、并不断冻结析出冰层，水结成冰，体积增大9%，使土颗粒相对位移而发生冻胀，路基就被抬起，即造成土体的冻胀。土冻结时，还发生水分向冻结面转移，更使土的冻胀量增大，融化后则使土剧烈沉陷。

路基产生冻胀、下沉等冻害的影响因素是很复杂的，但主要可以归结为温度、土、水和压力四个要素。四个要素中温度和压力的变化是外因，而土和水是内因。这四个要素在建筑物的冻害过程中都是存在的。其中值得提出的是水这个要素，路基土体中的水分是形成路基冻害的决定性因素。水分迁移是冻土中主要的物理力学过程，是路基产生冻害的基本原因。冻水结成冰，强度剧增；冰融成水，承载力几乎等于零。水的这一特性决定了冻土有很高的承载力，而融土的承载力则大为降低。

3.路基冻害的整治

在路基工程中除要做好排水系统外，常利用粗颗粒土作为填料或换填材料，来消除冻胀和融沉。但从土的保温性能来说，土中小孔隙愈多，保温性能愈好，从这一点来考虑，粗颗粒则远不如细颗粒土好。故在设计中要保持上限位置不变，防止冻害发生，拟利用天然土作为保温材料时，常利用细颗粒土，以减少工程量。

3.1路基冻害的调查

冻害的调查工作应包括两大部分：一是从外貌方面调查研究冻害的发生发展过程，即冻害发生的部位、形状、长度、起落时间及发展过程；二是通过钻探、挖探等方法，观察土层的土质种类、厚度、水文地质、冻土结构等。所有这些调查项目都是为分析冻害产生原因，确定整治方案，为做出具体设计，提供可靠资料。

冻土路基病害成因及处理

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冻土路基病害成因及处理

摘要：随着我国公路建设事业的不断推进，寒地冻土区域的公路建设事业也取得了蓬勃的发展。从已建成的公路、铁路等交通基础设施运营效果看，多年冻土工程建设面临着许多新的问题。尤其在高温冻土区，如何在解决冻土路基热稳定性的前提下，保持路基工程的长期稳定性问题，是目前冻土区道路工程研究的重要课题之一。本文首先分析了冻土路基病害的形成机理和冻土工程地质特性，然后重点探讨了冻土路基病害的主要类型及成因，最后详细阐述了冻土路基病害的治理措施。

关键词：冻土；路基；病害；冻胀翻浆；排水

abstract: as china’s highway construction business, the

continuous progress of the cold permafrost area highway

construction business has made rapid development. from the

completed highway, railway and other transportation

infrastructure operation effect look, permafrost engineering

construction is faced with many new problems. especially in the

high temperature permafrost region, and how to solve the frozen

soil subgrade under the premise of thermal stability, maintain the

long-term stability of the subgrade engineering, is the