冻土地区路基分类、病害与防治措施路基病害整治共60页
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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。
内蒙古多年冻土地区主要道路病害与防治措施内蒙古多年冻土位于中国东北部,纬度偏北,冬季严寒,雨量较多。
每年10月上旬开始冻结,次年五月上旬开始融化,一年中有7~8个月是寒季。
它属中、低山丘陵,主要为白垩纪和第三纪地层。
山地丘陵区地表层中的粗亚砂土、轻亚粘土厚仅数十厘米,以下为坡积碎、砾石土。
基岩多为玄武岩、安山岩、火山角砾岩及花岗岩等。
地下水较深,地表干燥。
冻土层上水特别充裕,上限距地表很浅,地表长期过湿,夏季积水,冬季发生冰丘、冰锥等不良地质现象。
沼泽相当发育,广泛分布于洼地、缓坡、其至平坦的分水岭地带。
2主要道路病害调查冻土是一种特殊的土体。
其成分、结构、热物理及物理力学性质均有着不同于一般土的许多特点。
冻土区的活动层每年都要发生季节融化和冻结,并伴随有各种冻土现象。
因此,在多年冻土地区修建的道路每年都要发生一些破坏现象,只有对这些破坏现象给与充分的重视,并加以研究,才能更好的在以后的道路修建中,减少和避免这些现象的发生,保持道路具有良好的路用性,更好的为国民经济服务。
岛状多年冻土地区常见的道路破坏现象有:融沉、冻胀、翻浆、冰丘、冰锥、延溜冰及路面损坏等。
2、1融沉融沉是岛状多年冻土地区路基的主要病害之一。
一般多发生在含冰量大的粘性土地段,当路基基底的多年冻土上部或路堑边坡上分布有较厚的地下冰层时,由于地下冰层埋藏较浅,在施工及运营过程中各种人为因素的影响下,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,造成路基的严重变形。
这种变形表现为路基下沉,路堤向阳侧路肩及边坡开裂、下滑,路堑边坡溜坍等。
2、2冻胀冻胀是冻土区筑路时需要考虑的另一重要病害现象,在多年冻土地区,处于不良地质、水文条件下的路段,路基土冻结过程中会发生水分迁移现象。
水分不仅向冻结锋面迁移,而且在冻结中凝结成冰,由于冰的密度略小于水,故在冻结的过程中伴随着体积的膨胀,从而造成路基土的冻胀。
冻胀的发生是需要两个必要条件的,一是有充足的水分补给源,二是有水分补给的通道。
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。
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。
冻土路基线路的主要病害分析和整治措施【摘要】在寒冷地区路基的冻害情况较为严重,对安全行驶造成了一定的隐患。
本文对冻土路基的病害和设计、整治措施进行分析,以供参考。
【关键词】冻土;路基;病害;设计;防治一、前言我国冻土面积广大,冻土区域的路基冻害较为严重,而且发生在路基的表层。
做好冻土路基的控制,有效降低冻害发生对于保证行车安全意义重大。
二、主要病害分析1、融沉融沉是多年冻土地区线路主要病害之一,一般多发生在含水大的黏性土及湿地含水量较大地带。
当路基基底的多年冻土上部或路堑边坡上分布有较厚的地下冰且埋藏较浅时,在通车运营过程中各种人为因素的影响下,使多年冻土层局部融化不能保持平衡,冻土覆土层在土体自重和外力作用下产生沉陷,造成路基的严重变形。
具体表现为:路基下沉、路堤向阳侧路肩及边坡开裂、滑塌、路堑边坡滑塌等。
融沉的特点是路基道床涨起,线路高低不平。
2、冻胀冻胀是冻土地段线路特有的主要病害之一,冻胀产生的原因主要有几个方面:(1)路基基床表面不平整,未按设计坡率刷坡。
造成积水冻结膨胀形成冻胀病害,其最大量有50mm,一般在30mm~40mm,多在25mm以下。
冻胀形成时间从10月到次年3月末,之后便趋于稳定,冻胀产生厚度在线路道床及基床表面往下2m~3m左右。
(2)道床道碴或混砂道床垫层不洁,污染严重,混入杂物较多,遇积水后产生冻胀。
当含泥量为20%~50%时,冻胀量可达到15mm~25mm左右。
道床冻胀时间从10月到次年3月末,之后基本趋于稳定。
(3)地表水或地下水、浅层水或湿地地段对路基上的不均匀浸湿,造成路基下沉,使线路形成长漫坑。
(4)路堤填土不均匀、压实度不符合标准及路堑基底土质差异,造成了路基土体性质及结构不同及变化,从而形成不同程度的线路冻胀病害。
(5)路基不同朝向形成的不均匀冻胀,如线路走向为东西向时,路基有向阳坡面和背阴坡面,使路基填土的冬季含水量和冻结深度发生差异,其结果是出现单侧冻胀。
浅析多年冻土地区公路病害的等级及防治措施摘要:多年冻土地区公路主要出现在我国的东北和西北地区,这些地区公路的病害主要是由于多年冻土的融化和季节活动层的冻融变化所引起。
多年冻土地区的公路由于经常性的冻融循环,路面病害发生频繁,给公路行车造成严重的隐患。
本文先介绍了多年冻土地区公路病害类型和特征,分析了多年冻土地区公路病害的等级,并提出有效的防治措施。
关键词:冻土区;路面病害;防治措施一、多年冻土地区公路病害类型和特征在那些多年冻土地区,公路病害类型的类型主要有以下几种:一是路基沉陷病害。
路基热融沉陷病害是多年冻土地区最主要的病害类型,是多年冻土地区和季节冻土区、非冻土地区公路病害最根本的差别;二是翻浆和不均匀冻胀。
公路翻浆就是指路面下的高含水量垫层材料泥浆,在行车荷载作用下被从路面挤出的一种现象,是公路病害的一个主要表现形式;三是其它类病害。
在多年冻土地区,由于地形的影响,地表径流和地下径流往往会给公路的稳定性带来可能无法预料的危害。
在这些类型的病害中,涎流冰和冻胀丘是其中发病率较高的二种病害类型。
二、多年冻土区公路病害分级根据多年冻土地区的公路实践,以及未来公路等级不断提高的趋势,下面就分别以沥青路面和水泥混凝土路面来划分多年冻土地区公路病害的等级。
(一)沥青路面沥青路面的破损可以分为裂缝类、松散类、变形类及其它类等四大类。
裂缝类病害包括龟裂、不规则裂缝、纵向裂缝和横向裂缝四种。
多年冻土地区沥青路面长纵向裂缝的合理分级是评价多年冻土对沥青路面裂缝类病害影响的基础。
为了全面评估多年冻土地区沥青路面的裂缝病害,三种主要裂缝的划分指标参见下表。
表1 公路沥青路面裂缝病害分级变形类病害包括沉陷、车辙、搓板、波浪等4种类型的病害。
车辙是由荷载引起的变形,表现为轮迹带上的纵向凹陷。
形成此种类型的病害可能有三种原因:一是行车荷载超过了设计荷载,二是沥青路面面层材料不良或者厚度不足,三是基层或者底基层材料不良或者压实度不足。
路基常见病害及其治理措施以路基常见病害及其治理措施为标题,本文将介绍路基常见病害的种类以及相应的治理措施。
路基是道路的基础部分,它承受着车辆和人流的荷载,因此容易出现各种病害。
了解这些病害及其治理措施对于保障道路的安全和使用寿命至关重要。
一、路基常见病害种类1. 翻浆:翻浆是指路基表面出现的凹凸不平的现象。
主要原因是路基土质过于松散或者受水分侵蚀,导致土壤流失和沉降。
翻浆会严重影响车辆的行驶安全。
2. 塌陷:塌陷是指路基土层由于承载能力不够而发生沉降的现象。
主要原因是路基土质不均匀或者在施工过程中未严格按照规范进行处理。
塌陷会导致路面凹陷,严重影响道路的通行能力。
3. 软弱地基:软弱地基是指路基土层由于土质松软或者含水量过高而导致承载能力不足的情况。
主要原因是土壤的物理性质不稳定或者施工过程中未进行合理的地基处理。
软弱地基会导致路基沉降和变形,影响道路的平稳性和安全性。
4. 路基滑动:路基滑动是指路基土层在受到外力作用下发生滑动的现象。
主要原因是路基土质的稳定性不足,或者在施工过程中没有做好路基的排水和加固工作。
路基滑动会导致路面的断裂和变形,严重影响道路的使用寿命。
二、路基常见病害治理措施1. 加固填筑:对于翻浆和塌陷等病害,可以采取加固填筑的方法。
首先需要清理病害部位,然后进行土壤加固和填筑工作。
加固可以使用各种材料,如石块、混凝土等,以增强路基的承载能力和稳定性。
2. 排水改造:对于软弱地基和路基滑动等病害,需要进行排水改造。
通过修建排水沟、设置护坡和排水管道等措施,将水分迅速排除,以减少土壤的湿度和提高路基的稳定性。
3. 土壤加固:对于软弱地基,可以采用土壤加固的方法。
通过注浆、灌浆、碎石加固等方式,提高土壤的密实度和承载能力,使路基更加稳定。
4. 路基加固:对于路基滑动,可以进行路基加固。
采用加固网格、钢筋混凝土等材料加固路基,增强路基的抗滑能力,预防路基滑动的发生。
5. 定期检查维护:为了保障路基的正常使用,需要定期进行检查和维护。
冻土地区路基的主要病害分析与防治措施兰州交通大学铁道技术学院刘敬旭201120419 摘要:结合青藏铁路的建设,对冻土地区路基的主要病害进行了分析,详细地阐述了冻土地区路基主要病害的防治措主要措施,从而为冻土地区的铁路路基的设计、施工及养护提供帮助。
关键词:冻土,路基,基床,病害引言:建设青藏铁路是西部大开发中的重头戏,而冻土( 冻土是指温度在0 ℃以下含有冰晶的土壤和岩石,冻结状态持续三年以上的土层称为多年冻土) 问题是修建青藏铁路最主要的技术难题。
青藏铁路全长1 118 km ,海拔4 000 m 以上的地段有960 km ,其中多年冻土地段约600 km ,是全球目前穿越高原、高寒、缺氧及连续性永久冻土地区的最长的铁路,将成为世界上最长的高原冻土铁路。
冻土地区路基病害在铁路运营之前很严重,在行车运营后,时隔几年、十几年仍将陆续出现新的冻害,其破坏程度是罕见的,引起路内外工程界人士的关注。
1主要病害分析1. 1 融沉融沉是多年冻土地区主要病害之一,一般多发生在含冰量大的粘性土地带,当路基基底的多年冻土上部或路堑边坡上分布有较厚的地下冰且埋藏较浅时,在施工及通车运营过程中各种人为因素的影响下,使多年冻土层局部融化,上覆土层在土体自重和外力作用下产生沉陷,造成路基的严重变形。
具体表现为路基下沉,路堤向阳侧路肩及边坡开裂、下滑,路堑边坡滑塌等。
融沉的特点有:1) 突然的大量下沉;2) 周期性的持续下降。
1. 2 冻胀冻胀是寒区铁路特有的主要病害之一,在季节冻结深度较大的地区及多年冻土地区均有发生,尤以多年冻土地区最为严重。
由于地基土及填筑土中的水冻结时体积膨胀产生不均匀的冻胀造成了线路超限。
根据铁路部门有关标准,左右两股路轨之间或每股路轨在10 m 以内的变形差不能超过4 mm ,一旦超过这个规定,视为超限,有可能发生火车脱轨、翻车等事故。
路基的冻胀病害是与气温、土质及水源条件密切相关的,主要发生在气候严寒、季节冻结深度较大的地区和多年冻土地区。
多年冻土地区路基主要病害及防治措施一、冻土区公路路面病害发生的原因1.恶劣的自然环境青藏高原海拔高,多年平均气温在零度以下,高原辐射量是内地地区平均的两倍以上。
在恶劣的自然条件下,公路路面沥青老化严重,沥青面层极易变脆变硬,路面开裂、面层裂缝、松散现象严重,在加上高原区域的强烈太阳辐射以及气温急剧变化的影响。
路面病害程度进一步加尉。
2.沥青路面的热吸收率高导致路面下出现融化盘和融化核是导致路面瘸害经过对沥青路面和砂石路面的热吸收的研究分析发现,沥青路面地表反射率要比砂石路面减少15%以上,对太阳辐射的吸收率则高出20%以上,沥青路面温度平均比砂石路面要高出5℃左右,在夏季,沥青路面的温度甚至是砂石路面的五倍以上,正是沥青路面温度要高于公路周边,路面下面的季节性融化层比周边土壤一般会提前20—30天融化,而在冬天,冰冻的时间又会推迟20天左右,路面高温的存在彻底改变了冻土与大气间的热交换条件,打破了地表的热平衡,阻碍了地表面的蒸发过程,形成了路面下面的融化盘。
融化盘内的水分冬季冻结,产生冻胀力,夏季融化,导致地基沉降。
长时间融化盘内水分的汇集会使得融化盘转化为融化不冻核,融化不冻核事实上是路基下面漂浮的一层含水量大,土壤成分较少的夹层,在路基、路面重力作用下会发生移动或迁移,从而导致路基下沉变形,进而引发沥青路面的变形、下沉病害。
二、主要病害1.纵向裂缝在路基的阳坡或者当路基边坡坡脚有积水时,这时路基容易产生纵向裂缝这种病害。
其产生的原因主要是由于气温变化导致路基土的不均匀的冻胀和收缩。
纵向裂缝在冬季时最为严重,随着春季气温升高,裂缝会随着土体的不均匀变形的减少而减少。
但是这种冻融循环性致使路基的稳定性遭到损坏,进而路基边坡会受到车辆荷载应力的作用而发生滑塌。
当环境温度非常低时,相应的冻土温度也会降低,这会导致路基土发生裂缝病害的概率增大。
同时当冻土地区环境温度不稳定时,其发生病害的几率也会大大提高。
季节性冻土地区铁路路基冻害分类及综合整治【摘要】季节性冻土地区铁路路基冻害对铁路安全行车威胁很大。
本文主要介绍季节性冻土地区铁路路基冻害部位分类,不同冻害采用整治方法及达到的效果。
【关键词】路基冻害;冻害分类;冻害整治;整治效果呼和浩特铁路局管内线路所处地区均属于季节性冻土地区,冻结最大深度为1.4~2m,铁路路基冻害对铁路安全行车威胁很大,这里主要介绍路基冻害部位分类,不同冻害采用整治方法及达到的效果。
1 季节性冻土地区铁路路基冻害部位分类1.1 表层冻害表层冻害特点是:一般隆起高度为10mm~40mm;在呼和浩特铁路局管内地区一般从11月上旬开始,最晚到12月中旬停止发展,来年4月中旬~5月上旬回落完。
表层冻害危害主要表现在:可引起路肩纵向高低变形、开裂,造成基床表层土体强度降低,从而引起道碴沉陷,导致轨道纵向高低变形;引起坡面隆起变形、开裂,导致土体强度降低。
表层病害形成的主要原因:(1)基床填料土质不均,致使基床强度不一,在列车荷载作用下,产生不均匀沉降,引起基床面不平整,造成降水不能及时排出,水分渗入到基床土体内,当土层含水量增大且超过了起始冻胀含水量时,基床土体中的水结冰,体积膨胀,同时水分又向冰结封面补给,水分比冻前增加较大,形成冻害。
(2)路基坡面表层为非匀质土。
由于路堤填料来源不同,且在填筑时,土层的厚薄和夯填密实度不同,致使填料的结构、层次等条件的不同,在冻期经水分迁移、聚积,其聚流量也不尽相同,产生的冻胀量也不等,从而形成坡面冻害。
(3)气温对土的冻结有一定的影响。
受地形、地质、日照及植被覆盖的不同,路堤的不同部位(阴坡、阳坡)其热交换不同,对土中冻结率的影响也不同。
在土冻结时,由于表层土温及冻结速率的不同,其水分迁移的聚流量和冻胀量便不相同,产生了冻害。
1.2 深层冻害路基深层冻害产生的时间较晚,在冻期的后半期产生,呼和浩特铁路局管内地区一般在12月中旬以后,直到冻期末冻害才能停止。