道路的冻胀机理
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严寒地区沥青路面裂缝的产生机理及防治措施在严寒地区,气温下降时,路面中的水分会凝结成冰,导致路面松散层无法承受荷载,从而产生裂缝。
这种冻胀机理是严寒地区沥青路面裂缝的主要因素之一、为了防止冻胀裂缝的产生,可以采取以下措施:1.改善路面结构:在路面设计时,可以在松散层之下设置一层冻胀阻止层,这样可以有效地防止冻胀引起的裂缝。
2.合理设计施工工艺:在施工过程中,可以采用冻胀指数较小的沥青混合料,或者在拌和过程中添加适量的抗冻剂,从而提高路面的抗冻能力。
除了冻胀,温度变化也是导致严寒地区沥青路面裂缝的重要因素。
在极低温度下,沥青会发生变形,从而引起裂缝的产生。
为了防止温度变化引起的裂缝,可以采取以下措施:1.合理选择路面材料:可以使用高粘度沥青,因为高粘度沥青可以提高路面的抗温变形能力。
2.合理控制施工温度:在施工过程中,应该控制沥青混合料的温度,避免高温或者低温对路面材料造成不利影响。
此外,交通车辆荷载也是导致严寒地区沥青路面裂缝的一个重要因素。
在严寒地区,车辆的轮胎和路面之间会产生较大的压力,由此引起裂缝。
为了防治车辆荷载引起的裂缝,可以采取以下措施:1.合理设计路面厚度:应该根据车辆的负荷情况,合理控制路面的厚度,以增加路面的承载能力。
2.定期维护路面:在使用过程中,应该定期检查路面的状况,及时修补裂缝,保持路面的平整度和密实性。
总之,严寒地区沥青路面裂缝的产生机理包括冻胀、温度变化和交通车辆荷载等因素。
为了防治这些裂缝,可以从改善路面结构、合理设计施工工艺和选用特殊材料等方面入手,采取相应的防治措施。
这样可以提高沥青路面的抗裂性能,延长路面的使用寿命,保障交通运输的安全和便利。
浅谈路基冻胀与翻浆的关系及防治措施摘要:本文笔者剖析冻胀与翻浆的形成机理及相互关系和影响因素,提出防治措施的原则并列举实践中常用的工程措施。
关键词:冻胀与翻浆、防治措施、机理一、冻胀与翻浆的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,迁移到冰晶体峰面冻结,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,土粒剩余的分子引力,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,并向下传递。
在合适的冻结温度下,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而形成的冰夹层、冰透镜体等冻结体,在冻结体体积膨胀过程中,相对于底部及侧部而言,只有顶层为较薄的沥青面层为自由边界,体积膨胀只有向路面隆升形成冻胀。
路面的不均匀隆起,促使柔性路面开裂、刚性路面错缝或断板。
在冬季形成的冻结体,在春季气温升高的条件下融化,使土基含水过多、如果细粒土排水能力差,土层就处于饱和状态,强度急剧降低,以至失去承载能力,在行车作用下路面发生弹簧、裂缝、鼓包、冒泥等现象,形成翻浆。
路基内土体的冻、融变化以及由于地表温度升高导致路基土体中向上运动的毛细作用是形成道路翻浆的主要机理。
影响道路翻浆的主要因素有土性、水体、气温及动力作用,其中,土性和水体是形成道路翻浆的内因,物质条件,气温及动力作用则是形成道路翻浆的外因,诱发条件。
二、冻胀与翻浆的相互关系冻胀与翻浆是统一过程的两个阶段。
冻胀发生在冬季,是路基上层显著聚冰的直接反映;翻浆虽发生在春季,也是在冬季路基冻胀的基础上,气温升高冻胀体融化时,路基水分过多,强度下降,经行车作用而形成。
冻胀与翻浆具有一致性的同时又有差异性。
一般情况下,冻胀大的路段,路基聚冰多,春融期水分多,容易翻浆或翻浆较重;反之,冻胀小或不冻胀的路段,土基聚冰少,春融期水分少,不易翻浆或不翻浆,这是冻胀与翻浆的一致性。
道路冻害的形成原因及防治措施【摘要】为了防止冻胀现象所引起的道路破坏,首先需要了解冻胀发生的机理。
对引起道路冻害的因素主要为土质、冰冻温度、水源等要进行研究,提出相应的防止措施。
【关键词】道路冻害;原因;防治所谓的道路冻胀,主要是冬季在路基土中沿着温度的降低方向生成了冰晶体形状的霜柱,使路面产生隆起的一种现象。
1.道路冻害形成的原因路面冻胀是由于冻胀作用造成的路面破坏,主要由于路面产生了冻胀变形,如果路面受到均匀冻胀,则冻胀的本身不能引起多大的害处,可是由于土的密实度和含水量的不同,及其它原因引起的冻胀,常常是不均匀的。
在不均匀的冻胀力作用下,路面遭受到的破坏可能性是最大的。
冻胀初期路面和基础遭到严重的冰冻,因而产生了不同程度的冻胀抬高,使得路面产生裂缝,如果是混凝土路面还会产生错台。
通常在路面中央冻胀变形量最大,因而在道路中线上出现较大裂缝。
春融期,路基土中由霜柱构成的冰层从上部向下开始融化,其附近的土层处于饱和状态。
特别是融解的水被未解冻的土层阻挡停留在保持冻结的土层上,很难向下渗透,土的密实度减小,因而这部分土基的承载能力明显降低。
这种现象称为融沉。
如果道路处于这种状态,当大量的重车通过时,沥青混凝土面层或者水泥混凝土板下表面的拉应力增大,土基表面的垂直变形也要增加,当超过其极限值时,在轮迹处产生网状裂缝,随之路面下沉,遭到破坏。
特别是由冰冻敏感材料组成的土基,在行车荷载的反复作用下,路面下的土基饱水,形成稀泥状态,并从路面的边缘和裂缝中挤出,即所谓的翻浆现象。
2.防治措施2.1改善路基土体的陛质2.1.1换土采用水稳定性好、冰冻稳定性好、强度高的粗颗粒土换填路基上部,可以提高土基的强度和稳定睦。
换土层的厚度的确定—般可根据地区隋况、公路等级、行车要求以及换填材料等因素确定换土厚度。
—些地区的经验认为,在路基上部换填60~80cm厚的粗粒土,路基可以基本稳定。
换土厚度也可以根据强度要求,按路面结构层的厚度的计算方法计算确定。
季冻区高速铁路路基基床表层冻胀机理及冻胀控制研究季冻区高速铁路路基基床表层冻胀机理及冻胀控制研究随着现代交通运输的快速发展,季冻区高速铁路的建设成为各国政府和企业的重点关注领域之一。
然而,在季冻区高速铁路的建设过程中,路基基床表层冻胀问题成为制约工程稳定性和安全性的重要因素。
冻胀是指高含水量土层在低温季节内由于水分的冻结膨胀引起的变形现象。
在季冻区高速铁路建设中,路基基床表层是最容易受到冻胀影响的部位。
因此,研究路基基床表层的冻胀机理及冻胀控制具有重要的工程意义。
首先,了解季冻区高速铁路路基基床表层的冻胀机理是有效控制冻胀的前提。
而冻胀机理主要涉及土壤自身的物理性质和水分的变化。
季冻区高速铁路路基基床表层中的土质通常具有较高的含水量,当水分遇到低温时,就会发生冻结,从而引起土质的膨胀。
膨胀引起的应力和变形会对基床表层造成不可逆损伤,进而影响铁路的稳定性和使用寿命。
因此,准确理解土质的物理性质以及不同含水量和温度条件下的膨胀规律是冻胀控制的关键。
其次,针对季冻区高速铁路路基基床表层冻胀问题,需要进行有效的冻胀控制研究。
其中,可以采取一系列措施来降低冻胀带来的影响。
例如,可以在路基基床表层增加排水系统,以提高土壤的排水性能,减少含水量,并通过预处理措施,如混合填料等,改善土壤的抗冻胀性能。
另外,通过合理设计路基基床的厚度和施工工艺,使得路基基床在受到冻胀作用时能够承受较大的应力,并通过合理的预压措施来减小冻胀带来的变形。
此外,科学监测和预测季冻区高速铁路路基基床表层的冻胀情况也是十分重要的。
可以通过在工程实践中布设监测系统,对路基基床表层的温度和含水量等参数进行实时监测,并通过数学模型和数据分析技术,预测冻胀行为的变化趋势,以便及时采取相应的控制措施。
总之,季冻区高速铁路路基基床表层冻胀机理及冻胀控制研究是一项复杂而重要的工作,对于确保工程的稳定性和安全性具有重要的指导意义。
通过深入研究土质的物理性质和冻胀机理,结合有效的控制措施和科学的监测预测手段,可以有效地降低冻胀带来的不利影响,并为季冻区高速铁路的建设提供技术支持和保障综上所述,冻胀控制是季冻区高速铁路路基基床表层设计与施工中的关键问题。
公路路基受季节性冻胀影响因素及采取措施摘要:随着我国高速公路的不断发展,高速公路发展规模已经由原来的主要发展平原地区逐渐向全国各地区发展。
本文在马其顿MS公路施工实践中通过对土的冻胀机理及影响冻胀主要因素的研究,提出了防治路基冻胀的处置措施。
关键词:公路路基;季节性;影响因素;措施引言冻土是一种性质非常特殊的土类,这种土类的温度在通常的情况下为负温度或是在零度,同时土壤中还含有一定的冰。
可以按照冻土状态持续的时间对冻土进行分类,(1)短时冻土主要是指冰冻时间在几个小时到十五天左右的冻土;(2)季节冻土主要是指半个月以上到几个月之间的冻土;(3)多年冻土主要是指两年及两年以上的冻土。
1项目简介MS高速公路位于马其顿境内,该公路位于首都东南方向,全长46km。
新建段26km,地处丘陵地区;改扩建段19km,地势平坦。
途中最高海拔567m,平均海拔371m。
马其顿为东欧内陆国家,以温带大陆性气候为主,大部分地区夏季最高气温达40℃,冬季最低气温达-20℃,冬季时段为12月至次年2月。
2路基土冻胀的形成机理土是由固体颗粒、液体水和气体组成的三相体。
固体土粒是土的最主要的物质成分,由无数大小不等、形状不同的矿物颗粒按照各种不同的排列方式组合在一起,构成土的骨架主体,称为“土粒”。
在土颗粒之间的空隙中,通常有液体的水溶液和气体(主要为空气)充填。
土在冻结过程中,不仅是土层中原有的水分的冻结,还有未冻结土层中水向冻结土层迁移而冻结。
所以,土的冻胀不仅仅是水结冰时体积增加的结果,更主要是水分在冻结过程中由下向上部迁移聚集再冻结的结果。
重力水和毛细水在0℃或稍低于0℃时就冻结,冻结后不再迁移;而结合水以薄膜形式存在于土粒表面,由于吸附的关系,结合水外层一般要到-1℃左右才冻结,内层甚至在-10℃也不会完全冻结。
所以当气温稍低于0℃时,重力水和毛细水都先后冻结,而结合水仍不冻结,依然从水膜厚处向薄处移动。
当含盐浓度不同时,结合水由浓度低处向高处移动,水分移动虽然缓慢,数量也不大,但是如有不断补给来源,一定时间的移动水量还是很可观的。
路基土粗颗粒冻胀规律解析路基土粗颗粒冻胀规律解析冻胀是指在地面结冰过程中,土壤由于吸水膨胀而发生膨胀现象。
路基土粗颗粒的冻胀规律与土壤的物理性质、颗粒组成和温度变化等因素密切相关。
下面我将逐步思考,解析路基土粗颗粒的冻胀规律:第一步:了解土壤的物理性质路基土的物理性质包括颗粒大小、颗粒形状、颗粒间隙等。
粗颗粒土以其颗粒较大,间隙较大的特点而被称为粗颗粒土。
由于颗粒间隙较大,粗颗粒土容易吸收水分并发生膨胀。
第二步:了解土壤的颗粒组成粗颗粒土主要由砂、砾石等颗粒组成,这些颗粒的尺寸较大,因此具有较大的比表面积。
较大的比表面积意味着更多的水分可以附着在颗粒表面,加剧了土壤的膨胀。
第三步:了解温度变化对土壤的影响冻胀主要是由于土壤在低温下吸水膨胀引起的。
温度的变化会影响土壤中水分的状态,当温度降低到冰点以下时,土壤中的水分会结冰并发生膨胀。
第四步:分析粗颗粒土的冻胀规律由于粗颗粒土的颗粒较大、颗粒间隙较大,其吸水膨胀的能力较强。
当温度降低到冰点以下时,土壤中的水分会结冰并引起土壤体积的增大,进而导致路基土的膨胀。
粗颗粒土的冻胀程度可能比细颗粒土更大。
第五步:考虑其他因素除了土壤的物理性质、颗粒组成和温度变化外,还有其他因素也会影响路基土粗颗粒的冻胀规律。
例如,土壤含水量、土壤结构、土壤中的气孔等因素也会对冻胀程度产生影响。
综上所述,粗颗粒土在冻胀过程中具有较强的膨胀能力。
通过了解土壤的物理性质、颗粒组成和温度变化等因素,我们可以更好地理解和解析粗颗粒土的冻胀规律。
这对于道路工程的设计和施工具有重要的指导意义,可以帮助我们更好地预防和应对冻胀带来的不利影响。
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。
预防道路冻融破坏的措施四季分明地区道路出现了不同程度的冻融病害,下面我就个人经验谈谈冻融的机理和预防措施。
一、冻融机理四季分明地区土中的水随着温度的变化伴发生冻结和融化。
随着大气温度的下降,土体温度降到土中孔隙水结晶点时,土体便发生冻结,出现冰晶体,导致土体体积膨胀,引起变形,这就是冻胀现象。
随着气温的上升,冻结后的土体从上层开始融化,但冻土层的下层尚未开化,水无法下渗,使土体含水量增大,强度降低。
一旦融化的水未能完全排出,就会使上部结构发生沉陷、变形及翻浆等现象。
路基产生不均匀冻胀,就会引起路基变形开裂,反射到路面,导致路面裂缝、破碎、拱起(鼓包)、沉陷等病害,影响行车安全,甚至无法通行。
无论是冻胀还是融化,都将造成路面平整度的降低甚至破坏,严重地威胁着道路的安全与稳定,给道路正常运行造成了安全隐患,也额外增大了公路养护费用,给公路工程建设带来巨大危害,给国民经济造成了重大的损失。
二、处理措施⑴做好路基排水良好的路基排水可防止地面水或地下水侵入路基,使土基保持干燥,减少冻结过程中水分聚流的来源。
路基范围内的地面水、地下水都应通过顺畅的途径迅速引离路基,以防水分停滞浸湿路基。
为此应重视排水沟渠的设计,注意沟渠排水纵坡和出水口的设计,在一个路段内重视排水系统的设计,使排水沟渠与桥涵组成一个完整而通畅的排水系统。
⑵提高路基填土高度提高路基填土高度是一种简便易行、效果显著且比较经济的常用措施。
提高路基填土高度,增大了路基边缘至地下水或地面水位间的距离,从而减小了冻结过程中水向路基上部迁移的数量,使冻胀减弱、翻浆的程度和可能性变小。
路线通过农田地区,为了少占农田,应与路面设计综合考虑,以确定合理的填土高度。
在潮湿的重冻区内的粉性土地段,不能单靠提高路基填土高度来保证路基路面的稳定性,要和其他措施,如砂垫层、二灰砂基层等配合使用。
⑶设置隔离层隔离层设在路基中一定深度处,其目的在于防止水分进入路基上部,从而保持土基干燥,起防治冻胀与翻浆的作用。
严寒地区路堑边坡冻融破坏机理与防治措施严寒地区的路堑边坡常常受到冻融破坏的影响,这是由于气温的周期性波动导致土壤中水分的冻结和融化所引起的。
冻融作用会导致土体的体积变化,引起岩土体积的膨胀和收缩,从而使路堑边坡产生不稳定或破坏。
冻融破坏机理冻融破坏主要有两个机理:冻胀破坏和冻胀剥蚀。
1.冻胀破坏:在冬季,路堑边坡中土壤中的水分逐渐凝结成冰。
由于冰的体积比水大,当水分凝结成冰时,会引起土体的膨胀。
这种膨胀会产生巨大的应力,从而使路堑边坡发生裂缝和破坏。
2.冻胀剥蚀:在冬季,路堑边坡中土壤中的水分凝结成冰时,会通过冰晶的生长和运动引起土壤的变形和位移。
当冰晶运动到路堑边坡的近表面时,会给土体带来剥蚀作用,从而导致路堑边坡表面的土壤被剥离,形成凹陷和坑洼。
防治措施为了减少冻融破坏对路堑边坡的影响,需要采取相应的防治措施。
以下是一些常见的防治措施:1.强化路堑边坡的排水系统:为了避免路堑边坡土壤中水分的积聚和冻结,需要对路堑边坡进行排水处理,确保路堑边坡内部的土壤处于干燥状态。
可以采用排水沟、排水管等方式进行排水,提高路堑边坡的排水能力。
2.加强路堑边坡的护坡结构:为了增加路堑边坡的稳定性,可以加固路堑边坡的护坡结构,如增加防护网、加装护坡砖等。
这些结构能够提供额外的支撑和保护,减少冻融作用对路堑边坡的破坏。
3.提高路堑边坡的抗冻性能:可以通过改良土壤的方式来提高路堑边坡的抗冻性能。
常用的方式包括加入稳定剂、改良剂等,通过改变土壤的结构和组成,减少土壤中水分的冻结膨胀,并提高土壤的抗冻性能。
4.进行定期检查和维护:严寒地区的路堑边坡容易受到冻融破坏的影响,因此需要定期进行检查和维护。
定期检查可以及时发现冻融破坏迹象,采取相应的补救措施,维护可以修补或加固已经受损的路堑边坡。
总结起来,严寒地区的路堑边坡冻融破坏机理主要包括冻胀破坏和冻胀剥蚀两种形式。
为了减少冻融破坏的影响,需要采取一系列的防治措施,包括强化排水系统、加强护坡结构、提高土壤的抗冻性能以及定期检查和维护等。
技术创新45基于水分迁移的路基冻胀及防治措施◊陕西铁路工程职业技术学院王铁权本文在分析季节性冻土地区水分迁移原理基础之上,进一步分析了季冻区賂基冻胀原理、影响因素及防治措施。
结果表明:季冻区賂基内水分在土水势梯度作用下向冻结层迁移,冻结层冰晶体积不断增大,导致路基路面鼓包开裂;针对影响路基冻胀的因素,可采取加强路基排水设施、设置隔水离层、提高路基土压实度、铺设保温板等措施防治路基冻胀。
冻胀是季节性冻土路基特有的冻害现象,会引发路面开裂、鼓包等病害,严重影响道路寿命和稳定性。
水是产生冻胀最重要的因素之一,研究季冻区路基内水分礎对于预防治理哒冻胀有轄意义。
近年来,在水分迁移研究方面,毛雪松皿等在建立水分迁移有限元控制方程的基础上提出水-热-力耦合模型;张树光呦建立了道路水分迁移过程中的水热耦合动力学模型,并对非等温条件下的水分迁移现象进行数值模拟;许健网等建立了二维水分迁移控制方程,应用有限元法对等温开放系统下非饱和土体水分迁移变化进行数值模拟。
本站于季冻分迁移的研究,进一步探讨季冻区路基冻胀原理、影响因素及防治措施。
1路基内部水分迁移简析由土水势理论可知,路基土体内的水在土水势作用下发生迁移重分布。
季节性冻土区路基在冻结过程中,打破了路基内原有的热平衡和土水势平衡,路基下部温度高,未冻水含量高,土体水分所具有的±zK势大,上部温度低处刚好相反。
自然界中物体普遍的趋势是自发地从能量高的状态向能量低的状态运动或转化,因此路基内水分会从土水势高的下部向上部土水势低的冻结锋面迁移,从而重新分布。
2季冻区路基冻胀机理及影响因素2.1冻胀机理路基冻胀不仅是水结冰时体积增大的结果,更空赵分在冻结MS中在雌内迁移聚集再冻结的结果。
季冻土路基土属于非饱和土,土中发生迁移并产生冻结的主要是液态水,液态水有毛细水、重力水、结合水等。
当气温降低时,重力水和毛细水先冻结,结合林冻结。
fch水势梯度下,结合水畑膜帧向为了保持结合水迁移后土颗粒水膜吸压力的平衡,路基未冻土中的水分向结合水迁移后的他运动,从而形成向冻结面运动的水分流%在水源补给充足时,水分不断就致使雌上部生成体积较大的冰土层,导致路基冻胀,基顶凹凸不平,从而诱发路面臟2.2影响因素影响季冻区路基冻胀主要因素如下所zKo(1)土质:路基填料的分散性可用其粒径和级配综合表征。
土的冻胀原理土的冻胀是指土壤在遇冷时由于水的结冰而引起的膨胀现象。
这种现象在寒冷地区特别常见,但也会在其他地区出现。
土的冻胀对建筑物、道路和其他基础设施构成了严重的威胁,因此了解土的冻胀原理对于工程建设和土地利用至关重要。
土的冻胀原理可以简单地解释为土壤中的水在遇冷后结冰,由于水的密度比液态水小,因此冰的体积会比原来的水大。
这导致土壤颗粒之间的间隙被填满,土壤体积增大,从而产生膨胀现象。
当土壤中的水结冰时,土壤颗粒之间的连接变得更加紧密,土壤的强度和硬度也会增加。
土的冻胀主要受到土壤类型、含水量、温度变化和季节变化等因素的影响。
不同类型的土壤对冻胀的敏感程度不同,通常来说,粘土和壤土更容易发生冻胀,而砂土和砾石则相对不太容易。
土壤中的含水量也是影响冻胀的重要因素,含水量越高,土壤发生冻胀的可能性就越大。
此外,温度的变化也会对土的冻胀产生影响,通常来说,温度越低,土壤发生冻胀的可能性就越大。
季节变化也是影响土的冻胀的重要因素,特别是在春季和秋季,气温的快速变化会导致土壤的冻胀现象。
土的冻胀对建筑物和基础设施构成了严重的威胁。
在寒冷地区,建筑物的地基和道路的基础往往会受到土的冻胀的影响,导致建筑物和道路出现裂缝、变形甚至倒塌。
因此,在工程建设中需要充分考虑土的冻胀因素,采取相应的防护措施,以确保建筑物和基础设施的安全稳定。
为了减轻土的冻胀对建筑物和基础设施的影响,可以采取一些相应的措施。
例如,在建筑物的地基和道路的基础中加入排水系统,以防止土壤中的水分积聚;在地基和基础中使用合适的材料,以增强其抗冻性能;在设计和施工过程中充分考虑当地的气候和土壤条件,以减少土的冻胀对建筑物和基础设施的影响。
总之,了解土的冻胀原理对于工程建设和土地利用至关重要。
土的冻胀是一种普遍存在的现象,对建筑物和基础设施构成了严重的威胁。
因此,在工程建设中需要充分考虑土的冻胀因素,采取相应的措施,以确保建筑物和基础设施的安全稳定。
浅谈如何防止道路翻浆\冻胀的发生摘要详细的分析引发道路发生冻胀、翻浆的原因,并提出一些合理的处治方法。
关键词道路;翻浆;冻胀;防止翻浆是公路养护中常见的病害之一,它多发生于我国北方季节性冻胀地区。
由于道路积水排除不畅,在温度的连续变化中温差变化较大,就要引起路基的冻融,进而导致道路的冻胀和翻浆,破坏路面,严重时还会中断交通,对道路的正常使用产生了极大的影响。
1影响冻胀和翻浆的主要因素引起道路冻胀和翻浆破坏主要有以下几个原因:水、温度、土质、外载。
1.1水和温度水和温度是引起冻胀、翻浆的主要因素,正是由于水分的迁移和温度的变化,才引起了道路的冻胀和翻浆。
冻胀和翻浆多发生于我国北方地区的入冬和春融季节。
由于道路表面的排水设施不完善或地下水位高,有充足的外部水源供给,使得土壤中的自由水在温差的变化作用下,由路基内温度高的地方向温度低的地方不断的移动,在路基的某一层面形成了聚冰层,由于外部水源充足,使得聚冰层加厚,导致体积膨胀,就要引起路基冻胀,严重时会造成路面的隆起开裂。
待到来年温度回升后,路面及路基中的冰冻层开始融化,由于路面结构层的吸热和导热性较强,使结构层自身及其下路基土融化较快,因而,在化冻开始一段时间内,路基中的水份不能迅速向下或向两侧排除。
路基上部处于过温状态。
由于路基处于过温状态使得路基强度显著下降。
这样在行车荷载的反复作用下就发生了弹簧开裂、鼓包,严重时泥外冒,路面大量破坏,就形成了翻浆。
1.2土质在多水地区的路基填土的土质选择上,一定要选用砂性土质,砂性土在一般情况下都不会发生翻浆,由于孔隙较大的原因,它在冻结过程中水分聚流的现象很轻,不易产生冻胀、翻浆现象。
相反,粉性土和粘性土的土质一般存在着毛细现象。
在水源充足的情况下,随着土基的冻结,有可能形成较严重的聚冰。
尤其是粉性土,该土的毛细水上升较高、较快,在0℃以下水分聚流严重,且当土中水分增多时,强度降低很快,容易失稳。
1.3行车荷载在春季冻融期间,由于路面的承载能力降低,在行车荷载反复作用下,就容易形成翻浆。
市政道路冻胀及翻浆病害成因分析及主要处理措施发布时间:2022-05-20T05:28:07.054Z 来源:《中国建设信息化》2022年2月3期作者:傅俊[导读] 我国市政道路作为市政工程中的重要组成部分,由于长时间的道路运输,道路难免会出现破坏,甚至是道路冻胀、翻浆等病害。
傅俊江苏八达路桥有限公司 213000 江苏常州摘要:我国市政道路作为市政工程中的重要组成部分,由于长时间的道路运输,道路难免会出现破坏,甚至是道路冻胀、翻浆等病害。
从本质上来看,产生道路冻胀翻浆的主要原因是水在路基土中的迁移和相变的过程,尤其在冻土地区,冻胀翻浆是其特有的两种道路病害,且多由于自然灾害所造成。
该文通过对市政道路冻胀及翻浆病害的成因分析,提出有效地防治措施及处理方案,减少道路冻胀及翻浆等病害的发生,进一步延长市政道路的使用寿命。
关键词:市政道路;冻胀翻浆;病害成因;处理措施前言:冻胀与翻浆是季节冻土与多年冻土地区所特有的两种道路病害,主要分布在我国北方寒冷地区和南方高寒山区。
本文阐述了路基产生翻浆、冻胀现象的原因,并提出了相应的预防措施和具体的处治办法,从而延长道路使用寿命。
1市政道路冻胀翻浆现象的发生原理1.1冻胀现象的产生原理产生道路冻胀的实质原因,与路基下方的土壤和水分有很大的关系。
其实就是冻土中发生了水分迁移,即在低温的情况下,路基下方的土壤水分集中向冻结区迁移,粉性土的冻胀性是最强的,这种土里的水受到路基表面张力的作用,会沿着比较细的孔隙方向上移,故称之为“毛细水”,而且毛细水在低温情况下的动态速度较高且快,因此最容易造成冻胀现象。
1.2翻浆现象的产生原理道路翻浆现象的实质原理,主要就是水在路基土层中发生转移的过程,因此影响翻浆现象的重要因素来源于水的作用。
受到地区气候和雨水的影响,道路的路基在还未发生冻胀之前,就已经蓄积了大量的水分,当冻胀现象产生,土壤里的水分向上移动,再受到外界地表积水、河流灌溉水等水分渗入,无形中增加了地下水的水位,导致冻胀过程中出现大量的水分转移,继而加快了翻浆现象的发生。
兰州交通大学工程硕士学位论文摘要甘肃省地处西北,处于冬季季风性气候区、西北干旱区及青藏高寒气候区的交汇地带,冬季严寒,道路冻胀翻浆病害普遍,严重影响了我省的道路工程建设与发展。
甘肃省春融期间大量的道路工程会发生季节性翻浆病害,影响行车安全及产生道路畅通问题,在甘南、合作、临夏、陇南、定西及乌鞘岭等地尤其严重,即使是新修的道路工程也经常有路基冻胀翻浆病害发生。
甘肃省每年都要投入大量的人力、物力和财力到道路翻浆病害整治中去。
在季节冻土地区,伴随着土中水的冻结和融化,发生着一系列奇异而独特的冻土现象,如随着大气温度的下降,土体温度降到土中孔隙水结晶点时,土体便发生冻结,出现冰晶体,导致土体发生冻胀。
到了春季,随着气温的上升,冻结后的土体从上层开始融化,但冻土层的下层尚未消融,水分无法下渗,使土体含水量增大,导致强度降低。
一旦土体中冰侵入体消融成水,而土体又未能完全排水固结,在上部荷载作用下产生的孔隙水压力大到足以使路基土体发生流动时,就会以泥浆形式向上部粗颗粒运动及从路面裂缝中冒出,使上部结构发生沉陷变形及道路翻浆冒泥等现象。
翻浆的出现极大地降低了路基的稳定性和增加了道路变形。
现在防治路基冻胀翻浆较为常用的措施是换填冻胀性较小的粗颗粒土。
但是,现有室内外试验和实际工程均已证明:通过换填粗颗粒土的方法只能减少冻胀,不能消除水分迁移。
在反复冻融的情况下,路基中发生竖向及侧向水分迁移和积聚,路基中仍然会有较大的含水量,在冻融作用及上部荷载作用下仍有翻浆现象的发生。
现在普遍使用的路基结构不能从根本上消除路基冻胀翻浆病害的发生,迫切需要寻求新的路基结构型式,改变路基中的水分迁移条件,防止路基冻胀翻浆的发生。
本文通过理论分析及室内试验,研究季节冻土区道路翻浆破坏机理及影响因素,通过室内模型试验研究季节冻土区路基内的水分迁移规律及路基变形规律,提出防止道路翻浆破坏的新型双向防隔水路基结构型式。
对季节冻土区道路工程的建设、运营及维护有着重要的现实意义。