冻土路基病害类型成因及防治措施概述
- 格式:docx
- 大小:25.04 KB
- 文档页数:6
高原冻土地区路基病害防治措施研究高原冻土地区是指海拔较高且气温较低的地区,地下土壤中的水分会在冬季结冰,形成冻土。
在这样的地区修建公路时,冻土地区路基病害成为了一个严重的问题。
本文将对高原冻土地区路基病害的防治措施进行研究和探讨。
一、高原冻土地区路基病害的特点高原冻土地区的路基病害主要包括冻胀、冻融、冻结深度增加等问题。
冻胀是指冻土在结冰过程中由于冰的体积膨胀而对路基产生的破坏作用;冻融是指冻土在季节性变化中由于冰的融化而对路基产生的破坏作用;冻结深度增加是指冻土在寒冷季节中冻结深度逐渐增加,从而对路基产生的破坏作用。
二、冻胀防治措施1.选用合适的路基材料:在高原冻土地区修建公路时,应选择具有较好抗冻胀性能的路基材料,如粗砂、砾石等。
这些材料具有较好的排水性能和较低的含水率,能够减少冻胀破坏。
2.提高路基排水性能:通过增加排水设施,如排水沟、排水管等,提高路基的排水性能,减少冻胀破坏。
同时,还可以采用排水加热的方法,通过加热排水系统来加速冻土的融化,减少冻胀的发生。
3.采用加筋土工法:在高原冻土地区修建公路时,可以采用加筋土工法来增强路基的抗冻胀能力。
加筋土工法是在路基土中加入钢筋网或合成纤维材料,通过增加土体的抗拉强度和抗冻胀性能,来减少冻胀破坏。
三、冻融防治措施1.加强路面养护:在高原冻土地区,路面的冻融破坏是一个常见的问题。
为了减少冻融破坏,需要加强对路面的养护工作,及时修补路面裂缝和坑洞,保持路面的平整和密实。
2.改善路面材料:选用具有较好抗冻融性能的路面材料,如沥青混凝土等。
这些材料具有较好的柔性和弹性,能够在冻融循环中减少路面的开裂和破坏。
3.加强排水设施的维护:在高原冻土地区,冻融破坏的一个重要原因是路面下的水分无法及时排走,导致冻融循环的发生。
因此,需要加强对排水设施的维护,确保排水通畅,减少冻融破坏的发生。
四、冻结深度增加防治措施1.加强路基维修:在高原冻土地区,冻结深度增加会导致路基的沉降和变形,进而对路面产生破坏。
冻土路基病害类型成因及防治措施一、病害类型1、冻胀冻胀是由于土中水旳冻结和冰体(特别是凸镜状冰体)旳增长引起土体膨胀、地表不均匀隆起旳作用。
冻胀一般会导致地面发生变形,形成冻胀垄岗。
冻胀旳因素涉及土中原有旳水结冰体积膨胀;同步也涉及土冻结过程中下部未冻结土中旳水分迁移并向冻结面富集,水分相对集中,水与土粒分异形成冰透镜体或冻夹层,使土体积膨胀。
冻胀是冻土区筑路时需要考虑旳另一种重要问题。
一般状况下,在低温冻土区,活动层厚度一般较小,且存在双向冻结,冻结速度较快,故冻胀相对较轻。
而在高温冻土区,活动层厚度一般较大,冻结速度也较低,如存在粉质土和足够旳水分则冻胀严重。
冻胀形成机理当路基表面旳土开始冻结时,土孔隙内旳自由水在0℃时一方面冻结,形成冰晶体。
当温度继续下降时,与冰晶体接触旳薄膜水受冰旳结晶力作用,迁移到冰晶体上面冻结,使得与冰晶体接触旳土粒上旳水膜变薄,破坏了本来旳吸附平衡状态,土粒旳分子引力有剩余,就要从下面水膜较厚旳土粒吸引水分子。
同步,当水膜变薄时,薄膜水内旳离子浓度增长,产生了渗入压力差。
在土粒分子引力与渗入压力差旳共同作用下,薄膜水就从水膜较厚处向水膜较薄处迁移,并逐级向下传递。
在温度为0℃--5℃旳条件下,当未冻区有充足旳水源供应时,水分发生持续向冻结线旳迁移,使路基上部大量聚冰。
当冻结线在某一深度停留时间较长,水分有较多旳迁移时间,且水源供应充足时,也许在该深度处形成明显旳聚冰层;当冻结速度较快,每一深度处水分迁移旳时间短,聚冰少且均匀分布,也许不形成明显旳聚冰层。
冻胀旳评价指标(1)总冻胀路面全宽内旳平均冻胀值称为总冻胀。
在寒冷地区内地下水位高旳地段,使用强冻胀性土旳路基,冻胀可达15-20cm。
(2)不均匀冻胀当路基土不均匀或压实不均匀或供水不均匀时,都也许导致冬季聚冰旳不均匀,从而形成不均匀冻胀。
不均匀冻胀是总冻胀旳一部分,但可使柔性路面不均匀隆起或开裂,可使刚性路面发生错缝或断板。
季节性冻土地基病害与整治策略分析路基是道路的重要组成部分,它是公路的基础,其强度和稳定性直接影响到整条道路的使用效果。
因此。
提高路基的强度和稳定性是控制整个道路施工质量的关键。
这就决定了当道路穿过季节性冻土地段时,必须对路基进行必要的处理,以防止季节性冻土对路基造成危害。
一、季冻区路基病害1. 冻胀引起的破坏当冬季赴温传入地下,路基中水分(包括通过路基土中毛细管上升到路基内部的地下水及孔隙中原有的部分水分)冻结成冰,并形成冰夹层、多晶体冰晶等形式的冰侵入体,水分冰冻后体积将增加5%~10%,引起土颗粒的相对移动,使土体体积产生不同程度的扩张现象。
如果冻胀力大于基底上的荷载,路基就可能被抬起,形成冻胀丘及隆岗等一些地形外貌。
2. 融沉翻浆在季节性冻土地区水文地质条件不良地段,冬季路基土体由于冰冻作用,使其含水量增大,春季化冻时路基中水分不能及时排除,形成潮湿软弱状态(翻浆),并且土体在融化固结过程中会产生局部地面的向下运动,使路基承载能力严重下降,危害道路的使用性能,不利于道路安全、正常、舒适运行。
二、成因分析路基的病害是与气温、土质及水源条件密切相关的,主要发生在气候严寒、具有季节冻结深度的地区,其土质以细颗粒的粘性土为主,往往富含水分。
分析季节性冻土区路基病害产生的原因主要有以下几个方面1. 气温秋末初冬,形成较大的温差梯度。
由于土中薄膜水具有自高温向低温转移的特性,较大的地温差,将使深部的土中水向基床上聚集,结成扁冰体。
初冬气候温和,降温缓慢,使冻结线在基床上层滞留时间较长,造成水分向上聚集的有利条件。
春寒较长,晚春气温急剧回升,基床上部土融化较快,大量的融冻水分无法排出,又来不及蒸发,形成流塑状泥浆。
2. 水源秋末多雨,冻结前土基原始含水量大。
土层冻结具“开系统”条件,地下水位在冻层附近。
地表排水系统不畅,积水较多,或路基有道碴槽积水,向基床渗透聚集。
路基内部毛细水密布,不能及时排出。
冬季侧沟积雪较多,春融期又遇降水,造成融冻层湿度恶化。
高原冻土地区路基病害防治措施研究高原冻土地区路基病害防治措施研究高原冻土地区作为特殊的工程环境,路基病害防治工作面临着诸多挑战。
而有效地防治路基病害对于保障交通运输安全以及推动区域经济发展具有重要意义。
本文将从病害类型、成因分析以及防治措施三个方面,对高原冻土地区路基病害的防治进行全面探讨,以期为相关工程提供指导和参考。
一、病害类型在高原冻土地区,路基病害主要表现为冻融破坏、塌陷沉降和冻胀破坏三种类型。
1. 冻融破坏:冬季,路基中的冻土会融化并形成水分。
当水分遇到气温下降后再次凝结时,会引起路基的冻融破坏。
2. 塌陷沉降:由于高原冻土区具有较大的融冻指数,路基中的冻土容易因为压实度不高、土结构变化等原因而发生塌陷和沉降。
3. 冻胀破坏:在高原冻土地区,冻土地质的冻胀性是造成路基破坏的主要原因之一。
当土壤中的冻结水遇到气温升高时,会膨胀并对路基产生较大压力。
二、成因分析高原冻土地区路基病害的成因主要有以下几个方面:1. 水分变化:冻土地质的特点是含有大量的冻结水,而水分的变化是引发路基病害的重要原因之一。
2. 温度变化:高原冻土地区的气温变化较大,冬季极冷,夏季较热,这种温度变化也会对路基造成不利影响。
3. 工程施工:不合理的施工方法和强度不足的路基设计也是引发病害的原因之一。
三、防治措施为了有效地防治高原冻土地区路基病害,需要采取以下一些措施:1. 路基加固:选用适宜的材料,采用适当的施工方法,提高路基的强度和稳定性,减少塌陷和沉降的发生。
2. 排水系统:在路基设计时,合理设置排水系统,保证冻融水及时排除,减少冻融破坏。
3. 热稳定措施:针对高原冻土地区的冻胀破坏,可以采用热稳定措施,如加温、加热、覆冰等方法来减少冻胀破坏。
4. 生态保护:在工程施工过程中,要重视生态环境保护,合理利用当地资源,减少对冻土地质的破坏。
总之,高原冻土地区路基病害的防治是一个复杂而重要的问题,需要综合考虑病害类型、成因分析以及相应的防治措施。
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Abstra ct: 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 permafrost region road engineering research one of the important issues. This paper first analyzes the permafrost roadbed disease formation mechanism and frozen soil engineering geological characteristics, and then probes into the frozen soil roadbed disease of the main types and causes, and finally elaborated on frozen soil roadbed disease control measures.Keywords: frozen soil; Subgrade; Disease; Frost heave pumping; drainage一、冻土路基病害的形成机理冻土是一种特殊土类,其特殊性主要表现在它的性质与温度密切相关。
寒冷地区路基冻害原因分析和整治方法福前线位于三江平原腹地,西起福利屯站,东至前进镇站,全长226.3KM。
路基土质不良,大部分为砂粘土、膨胀土、质泥土,渗透土差,地下水丰富,加之全年平均气温在零下3℃,属寒冷地区。
路基土质为冬季冻结、春季开始融化、夏季全部融化的季节性冻土,每年冬季冻害发生频繁。
所谓冻害,为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锋锋面迁移,并不断冻结排出冰层,且体积增大9%,即造成土体的冻胀,在融化时又会造成土体的沉陷,由于路基土体在融化过程中存在下卧隔水层还会产生翻浆冒泥等病害。
因此,路基冻害是严寒地区分布很广的线路病害之一,路基冻害的存在,不仅给线路养护工作带来一定的难度,而且制约了列车安全、提速、重载目标的实现,抑制了铁路跨越式发展战略的实施。
1前言冻害是我段以及哈尔滨铁路局管内分布很广,表现非常明显的季节性病害。
就我公司气候特点,冻害期一般为每年的10月份至次年5月份(见图1),从冻害的发展,可以将其分为三个阶段,即发生期(10月15日~12月15日),平稳期(12月30日)。
图1冻害发展变化图发生期,即冻害产生的阶段,这一阶段冻起高度很大,冻高呈正值快速增长,随着气温的降低冻高速度不断加剧,一般以11月15日~12月15日前后为变化迅速阶段,这一阶段对行车安全构成的威胁较大,但其是一个上涨过程,检查人员容易发现,可以及时进行处理。
平稳期,这一阶段气温相对较为稳定,冻害发展变化缓慢,其冻起高度相对稳定,对行车安全的危害较小,但需经常检查线路,以防天气的突然变化。
回落期,亦称冻融期。
这个阶段随着天气的转暖,冻害的变化呈负增长趋势,一般每年4月5日~5月30日左右为冻融速度最快阶段,因这一阶段轨道几何尺寸的变化不是很大,检查人员不易发现,因此这一阶段对行车安全的影响最大。
2路基冻害的分类2.1按纵向外部形态分⑴冻峰:路基面在短距离内的冻胀高度大于相邻两地段的冻胀高度所形成的凸起部分(图2)。
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。
2)温度。
冻土地区公路的病害特征及防治措施冻土地区公路的病害特征及防治措施是非常重要的,只有了解每个细节才能更好的解决实际问题,在处理的时候要注重结合实际。
本店铺本店铺就冻土地区公路的病害特征及防治措施和大家说明一下。
1、冻土地区公路的病害特征及原因分析1.1翻浆在高寒冻土地区,由于在土壤冻结过程中汇聚了过多的水分,且土质状态不好,到春暖化冻时水分不能及时排出,从而造成土基软弱,强度降低。
在车辆荷载的作用下,路面发生弹簧、裂纹、鼓包、车辙、唧泥等现象,称为翻浆。
1.2冻胀高寒不良土质中所含的水分在负温下结晶,生成各种形状的冰侵人体而导致土体积的增大。
其主要表现是土层表面不均匀的升高。
冻胀土与结构物基础之间主要产生冻结力和冻胀力(分为切向冻胀力、法向冻胀力、冻胀反力)。
冻胀本身不仅引起道路破坏,还可引起桥梁、涵洞基础的冻害,特别对早期所修建的尤为突出。
主要表现为桥梁墩、往基础冻胀隆起,融化下沉,台身在切向冻胀力和法向冻胀力共同作用下出现裂缝,甚至墩(台)基础整体上抬或倾斜。
涵洞冻害主要表现为洞身的冻胀隆起和融化下沉,端墙及八字翼墙圬工开裂及涵洞管节的错位和脱离。
1.3融沉在多年冻土地区,由于地下冰层埋藏较浅,在施工及运营过程中各种因素使多年冻土局部融化,上覆土层在土体自重和外力作用下产生沉陷,从而造成路基严重变形。
主要表现为路基下沉,路堤向阳侧路肩及边坡开裂、下滑,路堑边坡溜塌等。
融沉病害多发生在低路堤地段。
1.4其他病害除了以上几种常见冻害外,还有冰丘、冰锥、延流冰等,也容易使路面产生纵向裂缝、横向裂缝网裂等。
2、试验路铺筑及观测情况为了限制公路各类冻害的发生,并了解不同性质的路面路基填料、路基高度对基底多年冻土温度变化规律的影响,从而取得冻土温度及筑路材料的热物性和路基形状、气候条件等因素之间的内在规律,确保冻土地区筑路的稳定,在两个冻土研究项目上都做了一定长度的试验路段。
2.1301国道甘一博段的试验路在交通部科研“八五”行业联合攻关项目“30l国道沿线岛状冻土地区路基路面稳定性研究”中,其在30l国道甘一博段的施工桩号k140十400~k140十800、k158十900~kl59十400,kl80十400~k18l十300三个段落上铺设试验路。
季节性冻土地区铁路路基冻害及其防治措施摘要:在寒冷地区,在铁路路基中经常见到的一种问题就是冻害,特别是在北方区域的铁路路基只要到天气寒冷的时候就会出现冻害的情况,要紧的将对交通安全造成影响。
通常出现的是因为土壤特性的差异而导致的不平均,在道路上出现凹凸不平的形状各异冻包、双股异向冻起、单股侧向冻起等冻害状况,最后因为土壤融冻降低, 水份在土壤中从头分拨,导致路基翻浆冒泥、坡面塌陷、道碴陷槽以及路基沉没等路基问题,削弱了线路水平以及线路上部设备使用寿命,提高了许多的修理资金。
对于不同的冻害现象,经过认真探讨,运用完善的治理方法,保证交通的安全同行。
关键词:季节性冻土;路基冻害;措施引言我国国土辽阔,季节性冻土区占总面积的55%左右,而铁路路基遭受冻土区路基冻胀的破坏,严重威胁了铁路运营的安全。
无碴轨道在寒冷地区的高速铁路路基冻胀难题是一个世界性的问题,现阶段我国铁路行业没有丰富的经验可以借鉴,也没有精确的规范。
根据议事规则维护方式与沉降控制,高铁路基工后沉降要小于15mm,横向结构物交界处如路基、桥梁等工后沉降要小于5mm。
所以说高速铁路极为严格的管控路基变形,路基最大冻胀变形量要小于5mm,这极大的增加了设计和施工难度,同时要保证防冻技术对策的有效性。
1.季节性冻土地区铁路路基冻害部位分类(一)、表层冻害1、路基基床面平整度差,容易积水路基基床面凹凸不平,非常容易导致基床面出现积水的情况,由于基床表面有积水的浸入,土层含水量过大,超出了起始冻胀含水量,水分在表层中结冰,造成体积胀大,冻结锋面又有水分补充,水含量较冻前增加很多,导致发生冻害。
由路基机床面平整性差而造成的冻害,通常在50mm以内,基本在30-50mm之间。
道碴囊和道碴陷槽的深度决定了冻害的深度。
在我国东北一些铁路局管内,通常在路基机床30-50mm的深度范围内。
2、不是匀质特性的表层路基土体因为路堤自身的土质问题来路不一样,还有就是在进行填筑的时候压实的密实程度以及土层中厚与薄也是不一样的;路堑的土体因为是天然的,可是土的掩盖堆放层次以及厚度也完全不一样。
冻土路基病害类型成因及防治措施一、病害类型1、冻胀冻胀是由于土中水的冻结和冰体(特别是凸镜状冰体)的增长引起土体膨胀、地表不均匀隆起的作用。
冻胀一般会导致地面发生变形,形成冻胀垄岗。
冻胀的原因包括土中原有的水结冰体积膨胀;同时也包括土冻结过程中下部未冻结土中的水分迁移并向冻结面富集,水分相对集中,水与土粒分异形成冰透镜体或冻夹层,使土体积膨胀。
冻胀是冻土区筑路时需要考虑的另一个重要问题。
一般情况下,在低温冻土区,活动层厚度一般较小,且存在双向冻结,冻结速度较快,故冻胀相对较轻。
而在高温冻土区,活动层厚度一般较大,冻结速度也较低,如存在粉质土和足够的水分则冻胀严重。
冻胀形成机理当路基表面的土开始冻结时,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,与冰晶体接触的薄膜水受冰的结晶力作用,迁移到冰晶体上面冻结,使得与冰晶体接触的土粒上的水膜变薄,破坏了原来的吸附平衡状态,土粒的分子引力有剩余,就要从下面水膜较厚的土粒吸引水分子。
同时,当水膜变薄时,薄膜水内的离子浓度增加,产生了渗透压力差。
在土粒分子引力与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迁移,并逐层向下传递。
在温度为0℃--5℃的条件下,当未冻区有充分的水源供给时,水分发生连续向冻结线的迁移,使路基上部大量聚冰。
当冻结线在某一深度停留时间较长,水分有较多的迁移时间,且水源供给充分时,可能在该深度处形成明显的聚冰层;当冻结速度较快,每一深度处水分迁移的时间短,聚冰少且均匀分布,可能不形成明显的聚冰层。
冻胀的评价指标(1)总冻胀路面全宽内的平均冻胀值称为总冻胀。
在寒冷地区内地下水位高的地段,使用强冻胀性土的路基,冻胀可达15-20cm。
(2)不均匀冻胀当路基土不均匀或压实不均匀或供水不均匀时,都可能导致冬季聚冰的不均匀,从而形成不均匀冻胀。
不均匀冻胀是总冻胀的一部分,但可使柔性路面不均匀隆起或开裂,可使刚性路面发生错缝或断板。
(3)冻胀系数(或冻胀率)平均冻胀值h与其相应的冻结深度z的比值,称为冻胀系数。
在高地下水位地段,使用强冻胀性土的路基,冻胀系数可达0.15-0.20。
路基冻胀产生的原因主要是路基水在冬季受低温影响,温度较高的水向温度较低的土层方向转移,在温差聚水作用下,水分迅速聚集并逐渐形成聚冰层。
(4)治理方法:1)将路基地表水引向路基外排除,切断浸蚀路基的水源。
2)设置隔温层,防止水的冻结和路基土膨胀。
3)在路堤下部设置隔断层,以隔断毛细水上升,防止路基冻胀。
隔断层应采用渗水性良好的粗粒料填筑,其位置宜在路基的中部或底部,厚度一般是40~50cm,其底面宜设反滤层,也可用清砂,防渗型土工织物等不透水材料修筑。
2、翻浆成原因;处理方法一、公路路基翻浆形成的原因分析1.土质因素导致翻浆问题的形成通常情况下,道路路基中运用的土质包括粘性土、粉性土以及砂性土三种。
粉性土的毛细水能够使地下水产生高速且大量地向上凝聚,在负温作用下,会有严重水分聚流,也会容易产生冰冻,导致土体强度降低,散失了土体的稳定性,因此,粉性土是容易形成路基翻浆的因素。
虽然粘性土毛细水有所上升,但存在相对较慢的速度,因此,在干旱季节,仅依靠地下水是很难导致路基翻浆问题形成,若到了雨季,粘性土的水资源存在较大的过滤能力的问题则是集中体现,容易导致较大的翻浆问题,因此粘性土不适宜应用与雨水较多的区位。
而砂性土存在较强的过滤水能力,自身也更容易有稳定性形成,受力强度在三者中属于最好的,通常情况下该,不会有路基翻浆问题形成。
因此,在建设道路时应尽可能运用砂性土,使的由于土质因素导致的路基翻浆问题形成的现象得到避免。
2.温度因素导致翻浆问题的形成作为翻浆形成的一个充分条件,冻结深度及冷量发挥着一定的作用。
在冻结深度与冬季寒冷相同的条件下,负温度特性,冻结速度较快,对翻浆缓慢形成的影响较大。
通常情况下,初冬温度仍不会太冷,且容易有较大温差及冷热不均的现象产生,同时存在较长的温度停留期,在路面下较浅位置有冻结线长期停留,从而在路面很近的地方有大量水分聚流。
其次,由于车辆对路面持续不断的压力,两者的作用很容易有翻浆现象发生。
若在持续低温条件下,冷冻线很容易降低至与路面相距较深的位置,土基上部聚冰少,则不易有翻浆现象出现。
除此之外,翻浆的产生还会受到春季气温的变化特点及化冻速度的影响。
3.水分因素导致翻浆问题的形成翻浆过程就是土基上水分的转移和变化的过程,因此作为翻浆防治中的基本点,控制路基可能接触的水分成为关键。
地势低洼的路基附近的地表水及浅的地下水能够对充足的水源进行提供,导致翻浆形成的重要条件。
在进入雨季后,地区的降水量会进一步增加,结合土基含量较大及车载效应,增高了地下水水位及路面不稳定,那么含有可能导致较大规模的路基翻浆形成。
4.路面结构因素导致翻浆问题的形成翻浆受到路面结构的影响较大,路基状态的不同导致翻浆受到的影响也各不相同。
若在较为潮湿的土基上对黑色路面进行铺筑,路面结构的不完整会存在较差的透气性能,使路面的水分容易有堆积形成或以气体的形式存在,随着温度的变化而转换形态,因此路基中的水分无法从表面蒸发中顺畅地排出,进一步降低了路基强度,为翻浆提供充分的形成条件,同时在行车荷载的作用下,水分的作用会更为显著的体现,使路基不仅有翻浆出现,而且一般都较为严重。
5.行车荷载导致翻浆问题的形成车辆在道路行驶的过程中,必定会由于力的作用导致路面路基有损坏形成,因此,虽然荷载不会导致路基翻浆形成,但对路基翻浆发挥着推动作用。
通过车辆荷载的作用,道路翻浆问题会逐渐展现,当其他条件相同时,在翻浆季节及翻浆路段上存在的交通量越大、车辆越重,翻浆现象则越来越显著。
也就是说,导致路基翻浆产生的原因是多方面的,不论是直接原因还是推动原因,都会直接影响到翻浆的形成。
在严重情况下,翻浆会对路面安全造成严重危害,特别是对于较低温度且不稳定的地区,则跟应对翻浆的形成进行控制,在重点时期是时候重点排查,从人为的角度尽可能将路基翻浆的产生得到控制。
二、路基翻浆的防治措施1.提高路基与实际情况相结合,对路基进行加高,使路基上部土层与地下或地表水面远离,结合当地冻土深度、水文情况以及路基土质对路基加高的数值,将路基最小填土高度及临界高度的方法实施确定。
通常情况下,应确保路基处于干燥状态。
该方法在平原区的土路和其他地区容易取土的路段中得到适用。
若当地只能对粉砂土进行填筑使用时,由于毛细水上升较高,仅依靠路基无法彻底将翻浆根治,此时,除了对路基进行提升以外,还应运用砂垫层实施综合治理。
不得在交叉口或城镇街道对提高路基的方法进行运用。
2.路基地上水、地下水处理的加强(1)对路基排水做好,运用边沟深度扩大1,1.5m的方法,使宽底处于1m左右,该方法无法在平原洼地内得到适用,设置截水沟对山坡流向路基的水流实施拦截,并通过对节水暗沟进行设置的方式,促使地下含水层的水分得到截除。
(2)为了避免地下水大量向路基上部土层进行提升,可采用降低地下水的方法进行操作。
(3)管渗沟的修筑。
在路基两侧的边沟底上,向下对一道深沟进行开挖,与现有的地下水位再深一些,现在沟底对四周带孔的瓦管进行安放,在管上对碎石、砾石或碎砖进行填满,运用厚度为20cm的粘土在最上层进行夯实封口,在粘土和碎石等颗粒之间对一层厚度为3cm的草皮进行铺设,促使地下水通过瓦管得到排出,实现地下水位的降低。
(4)通过在沟底对较大石块进行垒起的方法是好奇发挥瓦管的作用,运用盲沟使地下水位得到降低。
3、融沉冻土融化时的下沉现象。
包括与外荷载无关的融化沉降和与外荷载直接有关的压密沉降。
冻土融化时发生着两个相反的过程:压密和膨胀。
①冻土中的各种冰融化后体积缩小,使土因自重下沉;冰变成水后通过孔隙逐渐排出,使土压密而进一步下沉。
②土粒及其集合体在融化时由于水化作用而膨胀。
通常情况下,冻土融化时的压密大于膨胀,故产生融化下沉。
当整体冷生构造的冻土融化时,其融沉量一般不大。
但层状和网状冷生构造的冻土融化时,常有明显的沉降,有时会发生突陷。
当冻土的融化速度很快时,会出现冰变成水的速率大于水能从土中排出的速率,从而使土中的孔隙压力增加,常造成斜坡和各种建造物的不稳定。
融沉是多年冻土区建造物破坏的主要原因。
在天然情况下,冻土的融沉会形成各种热喀斯特现象4、融冻泥流和滑塌融冻泥流又叫冻融泥流、泥流、土溜、土滑、冰滑等冻融泥流指冻结的饱水松散土层和风化层解冻后,在重力作用下沿斜坡发生缓慢流动或蠕动的现象。
冻融泥流指冻结的饱水松散土层和风化层解冻后,在重力作用下沿斜坡发生缓慢流动或蠕动的现象。
其堆积物称冻融泥流堆积。
主要由粘性土和砂砾组成,是一种没有层理和分选性的杂乱尤章的堆积物,成分与坡地的岩性一致,常有泥炭、古土壤夹层。
在滑移过程中遇阻,常出现小型褶皱、断裂或形成台阶状的泥流堆积体,称泥流阶地。
性质描述发生在消融季节者为块体运动,年流动速度一般<1米。
其产生和运动速度的大小,除气候条件外,主要取决于地表物质组成和坡度。
若地表物质粗大,没有粘性土,水分可自由下渗,融冻泥流即不会产生;坡度>30°的山坡,细沙土不易聚集,含水性差,不利于融冻泥流的形成。
故在坡度为5~20°、地表物质以细沙土为主、含水量较多的坡地,最适于形成融冻泥流。
分类融冻泥流的地貌形态包括泥流坡坎、泥流舌、泥流阶地及石川等。
泥流坡坎和泥流舌呈鱼鳞状顺坡分布,前缘弧形突起。
泥流阶地沿等高线分布,呈倾斜平台,长数十至数百米,高数米,宽数米至数十米。
石川是顺坡地沟谷分布的由石块组成的舌状体,长可达数百米至1~2公里,末端流速可达1~1.5米/年。
危害冻融作用引发泥流对工程建筑造成的危害。
冻融泥流的危害主要表现在两个方面:在滑移、堆积过程中,对‘房屋、铁路、公路以及农田等产生破坏,造成工程设施变形位移;泥流堆积物具有特殊的工程地质条件,如作为建筑工程地基,容易产生沉陷、滑移。
冻融泥流和冰雪融化形成的冰川泥石流是两种小同的现象:冻融泥流是冻结层融化后自身发生小规模蠕动、滑移的现象;冰川泥石流是冰雪融化后的水流挟裹大量泥砂石块形成的具有一定流速的特殊洪流。
5、冰锥、冻胀丘冰锥是由于天气寒冷,地下水或河水流出封冻地表而形成的锥状冰体冻胀丘(又称冰堆丘)是由于地下水受冻结地面和下部多年冻土层的遏阻,在薄弱地带冻结膨胀,使地表变形隆起,称冻胀丘。
冰锥是在寒冷季节流出封冻地表和冰面的地下水或河水冻结后形成丘状隆起的冰体。
冻胀丘(frost mound)是由于土中水分冻结所造成的地表局部隆起现象。
根据生长期长短,分为季节性冻胀丘和多年生冻胀丘。
季节性冻胀丘冬季隆起夏季消失,既可以发生于季节冻土区,也既可以发生于多年(永久)冻土区。
多年生冻胀丘也常被称为冰皋,是指具有一个冰核的多年生冷丘体。