国道318线公路改建季节性冻土路基的施工技术 国道318线公路改建季节性冻土路基的施工技术 关键词：公路工程;软土路基;施工技术 【摘要】国道318线是四川通往西藏的主要通道，在西部大开发战略中具有重要地位。本路段处于高海拔地区，由于季节性冻土的原因使得公路改建较为困难，本文就国道318线公路改建季节性冻土路基的施工进行了简要论述。 【关键词】高海拔地区；季节性冻土；路基施工 一、工程概况 国道318线是四川和西藏间的省际干线公路，是国家实施西部大开发战略8条干线公路之一，四川东俄洛至海子山段公路是西部大开发省际公路通道成都至樟木口岸的重要组成部分，是四川通往西藏的主要通道。本路段处于高海拨地区地形地质复杂，公路病害多，整体路况差，通行能力弱。加快实施改建，在政治、经济、军事等方面均具有十分重要的意义。D10合同段位于四川省甘孜州雅江县境内，处于海拔4200～4600m高程，受气候影响较大，年、日温差大，无霜期短，虽总体降水量小，但降雨集中。冬季冰雪覆盖无法施工，有效施工期短。有季节性冻土路基183段，处治长度24000m。其路基施工有两个重点：一是要保证通风路堤填筑密实有效，高边坡路堑开挖、换填处理良好；二是要尽量控制季节性冻土路基施工质量，防止引起冻胀、融陷、滑坍等病害[1]。 二、季节性冻土及成土条件 季节性冻土指的是冬季冻结春季融化的土层。自地表面至冻结层底面的厚度称冻结深度。 形成的主要条件是气候，最显而易见的是气温。此外，维度、地形地貌（即海拔高度）、土壤湿度、地层岩性、地表覆盖条件等对季节性冻土的形成均产生影响[2]。 三、季节性冻土对路基的危害 冻土的危害主要分为冻胀和融陷两种，冻土是指土冻结时由于所
公路路基常见病害分析与处理措施 摘要：要避免路基病害的产生对路面造成的早期破坏，必须采取相应的措施，提前治理和预防路基病害的产生。本文就如何针对路基常见病害的处理进行了探讨。 关键词：路基病害分析处理 在公路运营中出现的各种病害中，路基病害是最常见，治理难度也比较大，在增加养护费用的同时还使公路的寿命大大缩减。由于路基在承受土体自重、行车荷载和各种自然因素的作用下，导致各个部位产生变形，变形又引起路基标高和边坡坡度、形状的改变，严重时造成土体位移，危及路基的整体性和稳定性，造成路基的各种破坏。 1路基常见病害分析1.1 路基沉陷路基沉陷是指路基 表面在垂直方向产生较大的沉落,而这种沉落是不可恢复的。它是路基最常见的病害之一。路基沉陷产生的原因很多,但主要是有路基本身引起的压缩沉陷和由于地基原因引起的沉 陷两种。(1) 路基本身引起的沉陷是因路基填料选择不当、填筑方法不合理、压实度不足、在路基堤身内部形成过湿夹层等因素,在荷载等的综合作用下,引起路基的竖向位移和变形。(2) 地基的沉陷是由于原天然地面有软土、泥沼或不密实的松土存在,土基的承载能力极低,填筑路基前未对原天然
地面进行处理,在路基自重的作用下,地基下沉或向两侧挤出,引起的路基下沉。(3) 边坡滑塌路基边坡滑塌也是路基最常见的病害之一,根据边坡土质类别、破坏原因和规模的不同,可分为溜方与滑坡两种。①溜方:由于少量土体沿土质边坡向下移动所形成。②滑坡:滑坡主要是由于土体的稳定性不足引起的。路堤边坡坡度过陡,或边坡坡脚被冲刷淘空,或填土层次安排不当是路堤边坡发生滑坡的主要原因。1.2 路基沿山坡滑动在较陡的山坡填筑路基,若路基底部被水浸湿,形成滑动面,坡脚又未进行必要的加固处理,在路基自重的各行车荷载的作用下,整个路基倾斜的原地面向下滑动,路基整体失去稳定。1.3碎落和崩塌碎落和剥落是指路堑边坡风化岩层的表面,在大气温度与湿度的交替作用之下,表层岩石从坡面上剥落下来,向下滚落。大块岩石脱离坡面称为崩塌。碎落和剥落物堆集在路堑边沟里,影响边沟排水,路堑地段如果排水不畅,又将引发其它路基路面的病害。1.4不良地质和水文条件造成的路基破坏公路通过不良地质地段时(如泥石流、冻土、盐渍土、溶洞) 和较大的自然灾害(如大暴雨) 等地区,均可能导致路基的大规模破坏。 2病害的处治措施 2.1坍方及其处治 路基挖方边坡和靠路陡崖上的岩土体失去稳定，向路基塌落的现象称为坍方。坍方按其成因和特征主要有五种。①
多年冻土路基处理 根据本合同段的工程特点，主要采用填方路基、片块石路基、XPS板路基、热棒-XPS复合式路基等工程措施对多年冻土路基进行处理，工程措施具体施工方法如下： 对路基高度大于1.8m的少冰、多冰冻土路段，路基底部进行清表处理后填筑厚50cm的砂砾或碎石，砂砾料0.075mm以下颗粒含量不超过5%，其颗粒组成符合垫层材料级配要求，经检测合格后分层铺设，采用平地机进行摊铺，然后用冲击压路机碾压，冲击碾压采用设计要求的压路机分层进行碾压，碾压距路肩外边缘保持1m的安全间距，碾压开始时宜用慢速碾压3-5遍，然后逐渐开始增速，行驶速度在10－20km/h，碾压遍数不小于设计要求。若工作面起伏过大，停止冲压，用平地机刮平后再继续施工。碾压完成后，由试验人员检测弯沉值、干密度、弹性模量等指标，合格后报监理工程师验收。碎石填筑碾压后，上部填筑30cm砂砾，砂砾上部铺设双向塑钢土工格栅。格栅采用双向塑钢土工格栅，其抗拉强度大于80KN/m，延伸率小于等于10%，幅宽4m，铺设时将强度高的方向置于垂直路堤轴线方向，人工将土工格栅拉直平顺，紧贴下承层，不使格栅扭曲，折皱。格栅连接处搭接宽度不小于20cm，连接处用扎丝绑扎后采用Φ8U形钢筋钉固定，U形钉纵横向均按2m间距布设。待路基压实度达到设计要求后，再用取土场合格填料填筑路基，并在两侧设置保温护道。 对路基高度小于1.8m的少冰、多冰冻土路段，将原地面进行超挖，开挖深度满足设计要求，回填时采用碎石或砂砾，填料质量满足要求，分层进行摊铺，每层厚度不大于20cm，振动压路机碾压密实。换填至原路面后，上部填筑30cm 砂砾，其颗粒组成符合垫层材料级配要求，砂砾上部设双向塑钢土工格栅，其施工要求同上。 对一般路基处理的多年冻土区水草沼泽路段，不进行地表开挖，直接填筑80cm砂砾或碎石，采用分层填筑，然后用冲击压路机碾压。砂砾填筑碾压后，上部铺设双向塑钢土工格栅。施工完成后在路基两侧设置防水护道，并在护道上设20cm粘土防水层。 对地表为水草地或沼泽地的富冰（饱冰）冻土路段，地表不开挖，直接铺筑30cm砂砾，然后采用冲击压路机碾压，将砂砾挤入地面。砂砾填筑碾压后，
新藏公路冻土路基的病害分析与防治 摘要：在多年冻土地区，路基经常发生翻浆、冒泥、沉陷等现象，对公路造成很大的破坏。本文结合新藏公路既有路基病害情况，论述了多年冻土区公路常见病害的产生原因，分析了影响路基冻害的特点及危害，提出了多年冻土地区路基冻害防治措施。 关键词：新藏公路；多年冻土；路基病害；治理 1.引言 国道219线新藏公路k540+000—k651+000沿线分布有连续片状多年冻土，该冻土层构成了区域性较稳定的隔水层，从而使其上部季节性融化层中赋存有冻结层上水（液态），其下的含水层中赋存了冻结层水（固态）。该区域地下水总体可分成冻结层上水和冻结层水，水文地质条件较复杂。由固态地下水构成的冻结层，起着隔水层的作用，随季节、温度等因素的变化，其上部随时还可以转化成液态水的含水层。由于水在固液相转化过程中体积收缩与膨胀差近10%。因此，冻结时体积增大，产生附加压力，引起冻胀；融化时体积收缩引起融陷，会直接破坏路基的稳定性。该段主要是冬季冻胀和春季融沉，冬季路基开始冻结，在负温区内土中的毛细水、自由水先结冻，然后出现水分迁移现象，使土基中水分再冻结发生体积膨胀，出现冻裂或冻胀隆起病害；春季气温回升，土基开始解冻，但由于水分不易向下及两侧排除，使土基过湿，出现凹陷或翻浆病害，并进一步导致路基变形和路基稳定性变化。多年冻土地区的公路路基容易产生冻胀和融沉，严重影响行车条件。因此，对其进行深入研究是非常必要的。 2.多年冻土公路病害影响因素 2.1水文地质条件 2.1.1冻结层上水 路段所在区域的冻结层上水依据含水介质的不同，可分为松散岩类冻结层上水和基岩类冻结层上水两类，与公路工程关系密切的是松散岩类冻结层上水。因多年冻土上限埋藏较浅，冻结层上水发育，寒冬季节该层地下水又全部转变为冻结层下水。冻结层上水包括：(1)基岩类冻结层上水，包括构造裂隙水和风化裂隙水，公路沿线基岩出露段的季节融化层中均有分布。(2)松散岩类冻结层上水，该类地下水接受湖盆周边山岭区大量冰雪融水和少量大气降水补给，赋存于近湖岸基岩层上的坡残积、冲洪积层和湖相沉积层中，由盆地四周向湖心低洼处汇集。公路路基长期处于毛细水上升带或地下水浸泡之下，冬季产生路基冻胀，破坏桥涵基础；夏季冻土融化，引起路基冻融沉陷和翻浆。 2.2.2冻结层孔隙水 在钻探深度范围内，多年冻土上限以下的孔隙水以固态冰存在，地下水冻结成冰加大了岩土体的强度，在保持冻结条件下岩土体物理学性质较好。据采取的 -Na 冰水样进行简分析：其总含盐量为4957.00mg/L，地下水水化学类型为Cl-SO 4型。 2.2气候条件
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。
特殊路基常见处理方法 摘要：公路运输的高速发展以及气候变化的加剧，对于一些地区的公路建筑施工带来了极大的困扰，要在不同地区的特殊路基上进行公路建筑施工，首先需要寻找到合适的处理方法，才能够使公路建筑工程顺利进行，本文就特殊路基的常见处理方法进行深入的研究，提出相应的问题与思考。 关键词：特殊路基；软土路基；控制措施 1特殊路基相关知识 特殊路基是指不易进行公路修筑的路基，形成特殊路基的主要原因是路基所处的地理环境以及气候环境特殊，使得公路修筑难以施工。我国存在着众多的特殊路基环境，对于这些特殊的路基形态，若是要进行建筑施工，首先需要对地理环境进行处理，降低地理环境以及气候环境对公路建筑施工的影响。 特殊路基根据土质形态的不同可以分为软土路基、水田路基和粉煤灰路路基，根据路基所处环境的又可以将特殊路基分为沿河路基、沿海路基和水库路基，而根据路基年限则又可以将特殊低级分类为常年性冻土地区路基、季节性地区路基和惯例路基。 不同的特殊路基具有不同的特征，相对应的路基处理方法和施工方案都有着很大的区别，通过将特殊路基进行分类能够清楚地了解所要施工所属的特殊路基类型，从而判断出路基的特征，选择合适的方案对路基进行处理，这是在特殊路基上进行公路建筑施工的首要条件。软土路基是特殊路基中较为常见的路基类型，下面将着重介绍软土路基的常见处理方法。 2特殊路基常见处理方法 2.1软土路基处理方法研究现状 公路建设的日益增加，带来的是特殊路基的使用变得越来越多，因而，针对软土路基等特殊地基进行了一系列的研究，掌握了许多基础方法，如深层搅拌桩处理、土工织物加固技术等。在这一方面，国内外有着数十种的处理方法，但实际施工过程中大都采用的是较为陈旧的施工方法，而在遇到特殊情况的时候，针对特殊问题采用新方法。 特殊路基的处理方法众多，其中较为常用的有灌浆法、换填法、预压法、加筋法、CFG 桩法、排水固结法、振冲法、注浆法、深沉搅拌法、锚固法、托换法、强夯法等。但是上方的常用处理方法也不是一成不变的，具体的施工还是要根据当地的环境因素和气候因素的等多方面因素进行综合考虑。 软土路基的处理方法众多，但万变不离其宗，其中的原理依旧是大多相同的。主要的处理原理是改善土壤质量、更换和加固。在过去的公路建筑施工中，这些
路基的常见病害之一 路基沉陷与防治 姓名：董云鹏 道路桥梁08—8班 学号：0802090833
路基的常见病害之一路基沉陷与防治 摘要：随着高等级公路修建的规模日益扩大，工程界对工程质量要求的日益提高，工程人员对路基的设计和施工给予了越来越多的关注，因此，明确路基沉降的过程及其变化规律显得尤为重要。本文对造成路基沉陷的影响因素进行原因分析，同时提出可行的对策和措施，提高路基使用耐久性确保公路交通安全。 关键词：路基沉陷分类；病害分析；防治方法 引言：道路的路基部分由于裸露在大气中，经受着路面，行车荷载和各种自然因素的作用，路基的各个部位将产生变形。路基的病害大致有路基沉陷，边坡滑塌，剥落碎落和崩塌，沿山坡滑动，不良地址和水文条件造成的破坏等。下面研究路基病害中最常见的沉陷。 路基沉陷的定义是路基表面在垂直方向产生较大的沉落。路基沉陷可以有两种情况：一是路基本身的压缩沉降；二是由于路基下部天然地面承载能力不足，在路基自重的作用下引起沉陷或向两侧挤出而造成的。所以基于这两条研究路基沉陷的着手点一个在路基，另一个则是路基下面的土基。 路基沉缩的原因是因路基填料选择不当，填筑方法不合理，压实度不足，在堤身内部形成过湿的夹层等因素，在荷载和水湿综合作用之下，引起路基沉缩。土基的沉陷原因是原天然地面有软土，泥沼，或不密实的松土存在，承载能力极低，路基修筑前未经处理，在路基自重作用下，地基下沉或向两侧挤出，引起路基下陷。 路基的三种形式为：路堤，路堑，半填半挖三种。路堤（路基设计高程高于天然地面高程）是填方路基；路堑（路基设计高程低于天然地面高程）是挖方路基；半填半挖顾名思义兼有路堤和路基二者特点。无论路堤还是路堑都是建在土基之上，所以都得考虑的是土基的沉陷问题。除了这个共性问题外，也有各自的区别与侧重。既然路堤是填方路基则首要考虑填料的原料与压实等；路堑既然是挖方路基则首要是固有路基土的压实等。半挖半填就参考兼顾二者即可。具体防治路基沉陷的办法如下： 对土基的沉陷防治：
多年冻土路基病害与整治 1、研究背景及内容 全球多年冻土的分布面积约占陆地面积的23%，主要分布在俄罗斯、加拿大、中国和美国的阿拉斯加等地，其中我国的多年冻土分布面积高达215万km2，约占世界多年冻土分布面积的10%，占我国国土面积的22.4%，是世界上第三大冻土大国，而我国的多年冻土主要分布在青藏高原、大小兴安岭、祁连山、天山和阿尔泰山等高山、高纬度地区。 多年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。常规土类性质主要受颗粒的矿物和机械成分、密度和含水量控制，多半表现为静态特性。多年冻土的性质除受上述因素控制以外，同时它的性质随温度和时间都在变化，表现为动态特性。所以，冻土是一处对温度十分敏感且性质不稳定的土体。 随着全球气候的逐渐变暖和人类活动加强，多年冻土上限呈现出下降的趋势，多年冻土也在不断退化，对路基路面的稳定也造成了极大威胁。关键的是冻土在冻结、融化时具有特殊的物理、力学性质变化。土壤冻结时最重要的物理过程是水分的迁移和重分布，而冻土融化时最重要的是物理力学变化是结构、强度的急剧衰减。从而在冻融循环中不断地改变着土层的形态结构和物理力学性质，导致工程建筑物基础的反复变化与破坏。在大多数情况下，病害的发生发展过程与变化结果具有单向、不可逆的规律。 冻土地区筑路工作中的问题除了一般寒区道路中常见的路基冻胀、翻浆路面冻融松散低温开裂外，还有冻土地区特有的道路病害——路基热融沉降、边坡热融滑塌。 2、多年冻土路基病害 2.1 热融沉降（陷）
因气候转暖，或森林砍伐与火灾，或修建工程构、建筑物，特别是采暖型的建筑，破坏了原来地面的植被和热力动态，使其冻结与融化深度加大。导致地下冰或富冰土层融化，于是在上覆土层自重及建筑物荷载作用下，地基土便出现沉降或深陷现象，从而使建筑物无法正常运行，甚至破坏。这是多年冻土区各种建筑物遭受冻害的主要原因。 2.2 融冻滑塌 在地下冰发育的斜坡上，由于路堑工程或挖方取土，或河流侵蚀坡脚，使地下冰层或富冰土层外露，而不断融化，造成上覆植被或土层失去支撑而不断下滑。 2.3 冰丘、冰椎、延溜冰 在季节融化层中含有丰富的地下水层时，冬季地表冻结过程中，随着地表冻土层增厚，由于下卧多年冻土层隔水，季节融化层中的地下水流受阻而承压。当该孔隙水的压力足够大时，在地表较薄弱处即被不断增加的受压孔隙水顶托而逐渐隆起，形成丘状体，称之为冰丘；当地表层不足以承受水压力时，空腔水与孔隙水便破土而出，在地表漫延，并冻结成冰椎。 延溜冰的产生主要由于公路上侧土壤中的过饱和水分、泉水、沟溪中的水，在移动过程中，水流被下降的气温自下而上逐层冻结，水源不断供给，形成较大面积的冰覆盖层。延溜冰沿公路长度分布少则几米，多达几百米，冰的厚度有几厘米到几米。它一般发生在冬季或初春，持续的时间较长。根据调查发现，延溜冰多发生于林区、山岭、坡地、沟谷，以及泉眼、河流附近，受气温、地形、冻深及水分条件影响。 2.4 季节融化层的冻胀 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。
冻土路基病害成因及处理 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 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
新浪网：中国科研者研究冻土已有半个世纪了吧？吴青柏：上世纪50年代初期，中国政府最初提出修建青藏铁路。当时成立了冻土大队，奔赴高原研究冻土问题，这其实也就是现在中国科学院寒旱所的前身。虽然后来青藏铁路工程上马一波三折，但中国科研者对青藏高原冻土的研究却没有停止过。新浪网：青藏公路也是修建在冻土层之上，怎么解决冻土问题？吴青柏：青藏公路修建于上世纪50年代，那时对冻土的认识还非常浅，也没有什么新方法、新技术。当时只是采用了将路基加高到一定的合理高度，以减少路面热扰动对冻土层的影响这一最简单的方法。新浪网：现在的青藏公路有些路段坑坑洼洼，受到冻土影响还是较为严重。吴青柏：相比铁路，公路的使用年限较短，要求也不高，一般经历12-15年就要进行大修。实际上，青藏公路的整修工作从没有停止过，近年来也加入了很多解决冻土问题的新技术，路况已大为改善。新浪网：1984年，青藏铁路工程历时10年，从西宁穿越高山、戈壁、盐湖、沼泽修到了700公里外的格尔木，但工程却嘎然而止。是不是因为那时冻土问题还没有得到破解？吴青柏：是。当时科研者对冻土已有深入研究，但思路还是属于被动解决。打个比方，夏天卖冰棍都装在木箱子里，怕化了拿棉被捂上，原来修路大概就是这个思路，但拿棉被捂冰棍早晚要化。直到中国科学院兰州分院院长、冻土专家程国栋院士提出了“冷却路基”的思路，冻土难题才最终得到破解。新浪网：能解释一下什么是“冷却路基”吗？吴青柏：所谓冷却路基的思路，就是变被动为主动，将“棉被”换成“冰箱”，通过技术手段将冻土层的温度降下来，青藏铁路才敢最终拍板决定上马。 二新浪网：冻土问题大家都很好奇和关注。冷却路基的思路听起来非常神奇，能具体讲讲吗？吴青柏：其实说起来很简单，中学物理我们都学过热有三种方式：辐射、对流和传导，我们也就是通过材料、结构等很简单的办法调控这三种传热方式，最终达到降温的目的。新浪网：在青藏铁路中，解决冻土运用最多的是什么方法？吴青柏：块抛石路基，俗称“土空调”。青藏铁路的路基与传统的土方路基有所不同，是一种“肉夹馍”的结构??在土层路基中间，填筑了一定厚度的块碎石。目前青藏铁路已经建成的路基中，有80%以上采取了以块抛石路基和块、碎石抛石护坡为主的路基新结构。新浪网：块抛石路基这种特殊的“肉夹馍”结构如何降温？吴青柏：抛石路基的新技术来自一次野外的无意发现。在青藏高原冻土区考察中，科研人员无意间扒开了一片碎石堆，在下面发现了冰雪，而附近的地面因阳光照射升温都已翻了浆。科研人员把这个意外发现模拟进了铁路施工，实验证明：块碎石间因有空隙，相当于一个半导体，冬季从路堤及地基中排除热量，夏季较少吸吴青柏：块抛石新浪网：块抛石路基的降温效果如何？收热量，起到冷却作用。． 路基的成本较很低廉，但它却很有效，能有效地降低将路基下部土体的温度降低0.5℃以上。。新浪网：青藏铁路沿线，路基两旁插有一排排碗口粗细、高约2米的铁棒。这种铁棒也是一种降温设施吗？吴青柏：是的，我们叫它热棒，但很多旅客误以为是雷达测速。热棒在路基下还埋有5米，整个棒体是中空的，里面灌有液氨。热棒的工作原理很简单，当大气温度低于路基内部的受外界影响温度上升时，液状氨受热发生气化，气化的氨上升到热棒的上端，通过散热片将热量传导给空气，气态氨由此冷却变成了液态氨，靠重力作用又沉入了棒底。而热棒最独特的性能是单向传热，热量只能从地下向上端传输，反向则不能传热。热棒就相当于一个天然制冷机，而且还不需动力。新浪网：青藏铁路沿线，
冻土地区铁路路基设计手册（新修订） 第一节季节性冻土 一、季节性冻土的定义 表层冬季冻结，夏季全部融化的土（岩）称为季节性冻土。 二、季节性冻土的分类（级） 季节性冻土应根据土的类别、冻前天然含水率，冻结期间地下水位距冻结面的最小距离和平均冻胀率分为不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和特强冻胀五类，详见表18—1。 表18—1 季节性冻土的冻胀分级 土的类别冻前天然含水率ω （％） 冻结期间地下水 位距冻结面的最 小距离h w（m） 平均冻胀率 η（％） 冻胀等级 及类别 粉黏粒质量不大于15％的粗颗粒土（包 括碎石类土、砾、粗、中砂，以下同）， 粉黏粒质量不大于10％的细砂 不考虑不考虑 η≤1 Ⅰ级不冻胀 粉黏粒质量大于15％的粗颗粒土，粉黏 粒质量大于10％的细砂 ω≤12 ＞1.0 粉砂12＜ω≤14 ＞1.0 粉土ω≤19 ＞1.5 黏性土ω≤ωp+2 ＞2.0 粉黏粒质量大于15％的粗颗粒土，粉黏 粒质量大于10％的细砂 ω≤12 ≤1.0 1＜η≤3.5 Ⅱ级弱冻胀 12＜ω≤19＞1.0 粉砂 ω≤14 ≤1.0 14＜ω≤19＞1.0 粉土 ω≤19 ≤1.5 19＜ω≤22＞1.5 黏性土ω≤ωp+2 ≤2.0 ωp+2＜ω≤ωp +5 ＞2.0 粉黏粒质量大于15％的粗颗粒土，粉黏 粒质量大于10％的细纱 12＜ω≤18 ≤1.0 3.5＜η≤6 Ⅲ级冻胀 ω＞18 ＞0.5 粉砂14＜ω≤19 ≤1.0 19＜ω≤23 ＞1.0 粉土19＜ω≤22 ≤1.5 22＜ω≤26 ＞1.5 黏性土ωP+2＜ω≤ωP+5 ≤2.0 ωP+5＜ω≤ωP+9 ＞2.0 粉黏粒质量大于15％的粗颗粒土，粉黏 粒质量大于10％的细纱 ω＞18 ≤0.5 6＜η≤12 Ⅳ级强冻胀 粉砂19＜ω≤23 ≤1.0 粉土22＜ω≤26 ≤1.5 26＜ω≤30 ＞1.5
青藏铁路要穿越“千年冻土”区，必须攻克的难题之一是：只有设法保持该区域的冻土不受夏季高温影响，确保路基坚固、稳定．大家都知道：严寒的冬季，冻土是坚硬的，而外界气温升高时冻土会熔化，使路基硬度减弱，甚至变软，火车的重压会使路基及铁轨严重变形．因此，如何确保冻土的状态在夏季与冬季一样，就成了必须解决的难题．我国科技工作者创造性地解决了这一难题，并且，其中的三个关键措施都只运用了简单的物理知识． 一是“热棒”：被称为不用电的“冰箱”．在冻土区，路基两旁插有一排碗口粗细、看上去像护栏的金属棒，这就是“热棒”．它们的间隔为2m，高出路面2m，插入路基下5m．棒体是封闭中空的，里面灌有液态的氨，外表顶端有散热片．我们知道，酒精比水更容易变成气体，而液态氨变成气体比酒精还要容易．正是液态氨在“热棒”中默默无闻地工作，使它成了在夏季保持路基冻土的“冰箱”． 二是“抛石路基”，被称为天然的“空调”．在冻土区修筑路基时，其土层路基的中间，抛填了一定厚度的碎石块，碎石之间的空隙不填实，并且与外界空气相通．这样的结构具有“空调”的功能，使得冻土层的温度基本不随外界气温变化，能有效地保持冻土的稳定性． 三是“遮阳板路基”，又称旱桥：被称为隔热“外衣”．遮阳板路基，是在路基的边坡上架设一层遮挡太阳的板材，能有效地减弱太阳热对路基温度的影响．热棒工作原理 在可可西里地区，在铁路和公路两旁可以看到很多竖立的“铁棒”，有关技术人员说，这其实是一种高效热导装置，叫做“热棒”。车站工作人员告诉记者，热棒是青藏铁路在运营过程中处理冻土病害、保护冻土的有效措施。 据了解，热棒是一种由碳素无缝钢管制成的高效热导装置，5米埋入地下，地面露出2米。具有独特的单向传热性能：热量只能从地面下端向地面上端传输，反向不能传热。在冬季，热管内工作介质由液态变为气态，带走管内热量；在暖季，热棒则停止工作。独特的冷却地温的作用使热棒堪称“魔棒”。 热棒的结构大致为一个密闭空心长棒,内装有一些液氨,液氨沸点较低,在冬季土中热量使该液体蒸发,到顶部，通过散热片将热量传导给空气，冷却后又液化回到下部，保持冻土冷冻状态不松软。在夏季，液体全部变成气体，气体对流很小，热量向底部传导很慢。 中圣研制开发了中国人自己的冻土治理技术——低温热棒，成功解决了40多年来一直困扰中国科学家和青藏铁路建设者的重大技术难题——青藏铁路路基多年冻
高三地理冻土问题 青藏铁路要穿越“千年冻土”区，必须攻克的难题之一是：只有设法保持该区域的冻土不受夏季高温影响，确保路基坚固、稳定．大家都知道：严寒的冬季，冻土是坚硬的，而外界气温升高时冻土会熔化，使路基硬度减弱，甚至变软，火车的重压会使路基及铁轨严重变形．因此，如何确保冻土的状态在夏季与冬季一样，就成了必须解决的难题．我国科技工作者创造性地解决了这一难题，并且，其中的三个关键措施都只运用了简单的物理知识． 一是“热棒”：被称为不用电的“冰箱”．在冻土区，路基两旁插有一排碗口粗细、看上去像护栏的金属棒，这就是“热棒”．它们的间隔为2m，高出路面2m，插入路基下5m．棒体是封闭中空的，里面灌有液态的氨，外表顶端有散热片．我们知道，酒精比水更容易变成气体，而液态氨变成气体比酒精还要容易．正是液态氨在“热棒”中默默无闻地工作，使它成了在夏季保持路基冻土的“冰箱”． 二是“抛石路基”，被称为天然的“空调”．在冻土区修筑路基时，其土层路基的中间，抛填了一定厚度的碎石块，碎石之间的空隙不填实，并且与外界空气相通．这样的结构具有“空调”的功能，使得冻土层的温度基本不随外界气温变化，能有效地保持冻土的稳定性． 三是“遮阳板路基”，又称旱桥：被称为隔热“外衣”．遮阳板路基，是在路基的边坡上架设一层遮挡太阳的板材，能有效地减弱太阳热对路基温度的影响． 热棒工作原理 在可可西里地区，在铁路和公路两旁可以看到很多竖立的“铁棒”，有关技术人员说，这其实是一种高效热导装置，叫做“热棒”.车站工作人员告诉记者，热棒是青藏铁路在运营过程中处理冻土病害、保护冻土的有效措施. 据了解，热棒是一种由碳素无缝钢管制成的高效热导装置，5米埋入地下，地面露出2米.具有独特的单向传热性能：热量只能从地面下端向地面上端
多年冻土地区路基施工技术浅析 摘要:首先分析多年冻土的冰害特点以及冰害的种类，并从路基施工角度，对多年冻土病害的处理方法进行简要介绍，并着重强调多年冻土地区路基施工的注意事项。本文介绍了多年冻土的概念以及对公路路基的影响，分析并阐述了多年冻土地区修筑路堤和路堑的施工技术和注意事项。 关键词:多年冻土；路基；路堤施工；路堑施工 0.概述 冻土是指温度为负温度或零温度并含有冰晶的一类土体。多年冻土按含冰量分类，可以分为少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层五类。多年冻土的工程力学极不稳定，容易受到水体、土体温度的影响，在此类地区进行路基施工，要特别加以注意，并采取一定的技术手段，以保证路基的稳定和公路的施工质量。 多年冻土对土的物理、力学、水文地质、工程地质等性质有很大影响，在这一地区修路，尤其是修筑高级公路，一定要采取特殊办法与措施来对付这种影响。否则，由于开挖路基使含有大量冰的多年冻土融解，会造成边坡坍塌、路基沉陷、路面翻浆等。或因路基底冰丘、冰椎使路基膨胀，导致路基、路面开裂与变形；当冰丘、冰椎融解后，路基发生不均匀沉陷，造成公路路面更严重的破损。 1.路堤施工技术 多年冻土地区路堤施工要考虑到多年冻土地区的特殊性、复杂性，应根据冻土环境和现场冻土地质情况进行相关结构设计、相关调控地温的工程措施设计以及处理不良冻土地质现象的措施设计。由于现阶段成熟的相关施工技术规范还没有跟上，所以多年冻土区公路在设计阶段还应同时给出相应的关键施工技术要求，以保证冻土路基设计在特定的施工条件下达到预期的效果。 1.1关于路基设计高度的起算点 当路基设计高度经计算确定后，路基设计高度的起算点也是一个很重要的设计参数。由于地形条件不同，其起算点若选择不合适，同样可能引起路基失去其稳定性。因此，路基设计高度的起算点应以设计最安全为目标，也就是以地表至路基设计高度的最小距离的位置为路基设计高度的起算点。即路基通过地形平缓地表时，路基设计高度以路中心为起算点；路基通过地形横坡较大时，则应以地形较高一侧路面边缘所对应的地面点为起算点 1.2填料的选择与路基借土 多年冻土区筑路应尽量减少对冻土环境的破坏，应合理设计路基取土坑，不得在路基两侧随意取土。取土坑的位置依照地形、地质、地表排水条件确定，尽
震后交通基础设施重建技术系列指南之七多年冻土地区路基设计指南 交通部西部交通建设科技项目管理中心 二○一○年四月
前言 2010年4月14日，青海省玉树地区发生了7.1级地震，这是继两年前“5.12汶川大地震”后，在我国境内发生的又一次破坏性大地震，给玉树人民的生命财产造成了巨大的损失，也给玉树地区的公路、桥梁等交通基础设施带来了巨大的破坏。为响应党中央国务院关于抗震救灾和灾后重建的指示精神，贯彻落实交通运输部的抗震救灾部署，支援玉树灾区抗震救灾和灾后重建工作，我们遴选了部分与抗震救灾有关的西部交通建设科技项目成果，并编印了《震后交通基础设施重建技术系列指南》，希望能为灾区交通基础设施重建提供参考，并藉以为灾区重建做出我们应有的贡献。 交通部西部交通建设科技项目管理中心 二○一○年四月
目录 1 总则 (1) 2 路基设计 (2) 2.1 一般规定 (2) 2.2 路堤设计高度 (3) 2.3 低填浅挖路基 (8) 2.4 路基边坡及护道 (10) 2.5 路基排水 (10) 2.6 其它不良地质地段的路基设计 (12) 2.7 路基借土 (13) 3多年冻土道路环境检测与管理 (14) 多年冻土地区路基设计指南附录 (15) 附录一沥青路面路基设计高度公式中S的确定 (15) 附录二 XPS板隔热层路基设计主要参数 (17) 附录三通风管路基设计参数 (18) 附录四热棒路基的设计参数 (18) 附录五碎石路基设计参数与要求 (19) 附录六冻土融土的热物理参数 (20)
1 总则 第1.0.1条本设计指南依据部颁《公路工程技术标准》和多年冻土地区公路工程设计任务，并参考《公路路基设计规范》和其他多年冻土地区研究成果中所确定的原则编制，其目的是指导多年冻土区公路路基设计。 第1.0.2条多年冻土地区路基工程设计中，为确保路基稳定，使路基设计经济合理，降低全寿命成本。应根据“有的放矢、合理经济”的设计原则，对不同的冻土类型，分别采用不同的设计方法。 第1.0.3条公路路基宽度设计原则上按《公路工程技术标准》级公路标准进行，特殊地段可适当降低技术标准。 第 1.0.4条采用本设计指南时，尚应符合国家现行有关规范或规定的要求。 第1.0.5条路基工程设计应在综合分析勘察资料基础上，吸收消化国内外成功的研究成果，充分考虑建设环境的影响，论证地确定路基工程设计方案，以保证路基设计的合理性和可靠性。 第1.0.6条对于旧路建设整治工程，路基设计时，低温多年冻土地区（放热型、吸热型）路基设计以“保护冻土”为原则；高温多年冻土地区（过渡型和残留型）路基设计以“控制融化速率”为原则，采用“主动降温与被动保护相结合、治理路基病害与治理环境相结合”的工程措施，路基临界高度不再是高温多年冻土区路基设计的主要控制指标。 第1.0.7条对于新建公路路基，路基设计时，低温多年冻土地区路基设计以“保护冻土”为原则；高温多年冻土地区路基设计以“控制融化速率”为原则，采用“主动降温与被动保护相结合、保护冻土路基与保护冻土环境相结合”的工程措施，路基临界高度不再是高温多年冻土区路基设计的主要控制指标。
冻土区道路工程病害类型及特征 发表时间：2018-11-07T09:47:10.727Z 来源：《防护工程》2018年第18期作者：胡天翔 [导读] 本文主要对冻土区道路工程的主要病害类型及表现形式进行探讨，并对其产生原因进行分析，以期为冻土区道路工程的建设及已建工程的维护提供依据。 胡天翔 身份证号：6230221986xxxx0039 摘要：道路工程常见冻土区施工，具有施工难度大的特点，冻土区道路建设完成后还需对道路进行保养，冻土区的冻土、环境因素等都对冻土区道路工程的养护造成不良影响。本文主要对冻土区道路工程的主要病害类型及表现形式进行探讨，并对其产生原因进行分析，以期为冻土区道路工程的建设及已建工程的维护提供依据。 关键词：道路工程；冻土区；道路病害 道路工程坐落于冻土会导致冻土受温度变化而改变力学性质时发生道路病害。冻土区道路工程还受到一些冻土区特有地质现象如冰脉、冻胀丘、冰锥、热融滑塌、融冻泥流等影响而发生病害，对道路工程的功能造成严重影响。以下将对冻土的性质、冻土区道路工程的病害类型、表现形式、形成原因进行探讨。 一、冻土简介 温度在0℃以下，且存在冰的土壤或岩石被称为冻土，冻结时间在24个月以上的冻土则为多年冻土。冻土对温度具有极强敏感性，冻土内的冰晶受温度变化产生物理变化而影响未冻水含量与冰晶的胶结强度，影响冻土的力学性质进而导致道路发生沉降、开裂等道路工程病害。 二、冻土区道路工程病害类型 以下将以青藏公路为例，对冻土区道路工程的病害类型进行探讨。 1、路面与路基的病害类型 根据相关技术指标（包括整体强度、平整度、坑槽、松散、裂缝、变形、稳定性等）对路面完好情况进行评定，发现路面与路基完好情况不佳的路段以道路纵向开裂、地基严重沉陷为主要病害，除此之外还有路基翻浆、路基沉降变形、局部路基扭曲、大波浪型沉陷等，这些沉降多发生于路基靠近行车道处或阳坡处。 1.1 路面与路基的病害特征 冻土区病害形式表现主要为路基纵向开裂，其中又以高路基病害居多。据统计，路基纵向开裂的发生率占总病害的60%以上，而路基高度在2.5m以上时，路基纵向开裂发生率占纵向开裂总数的75%以上。 1.2 路面与路基的病害发生影响因素 1.2.1 阴阳坡 从阴阳坡角度划分路基纵向开裂的发生率，阳坡向纵向开裂发生率为66%以上。青藏高原大气透明度较高导致太阳辐射强烈，因此阴阳坡效应更加显著，阴坡与阳坡受太阳辐射影响不同导致路基左右两侧产生不均匀的变形。受阴阳坡效应导致路肩左右两侧存在差异性变形进而导致路基发生纵向开裂。 1.2．2 道路走向 从路基开裂时道路的走向划分，路基纵向开裂多发生于道路西北-东南、东北-西南与东-西走向，分析原因为路基纵向开裂受太阳辐射影响，青藏高原公路的总体方向与青藏高原太阳辐射变化规律导致路基纵向开裂按以上规律发生。 1.2.3 路基高度 从路基高度角度分析，路基高度不同会导致路基病害的发生原因不同。路基高度高于临界高度时，低温冻土区由阳坡侧面下融化盘与冻结核产生的凸滑动面共同作用导致高路基病害，高温冻土区的路基病害主要发生原因为夹层融化；路基高度低于临界高度时，路基病害的主要发生原因为融化盘的产生与位移[1]。 1.2.4 含冰量与年平均地温 研究发现，冻土区的冻土含冰量越高、年平均地温越高，则冻土区道路工程地基病害发生率越高。冻土含冰量越高，路基危害性越高，冻土区少冰冻土区与融区的路基病害率相对较低。冻土区年平均地温-1.5℃以上时，多年冻土的退化与升温现象导致路基变形等病害发生率越高；冻土区年平均地温-1.5℃以下时，多年冻土的退化与升温现象发生率越低，路基变形等病害发生率就越低。青藏铁路共设置136个变形监测剖面，据统计38个剖面发生左右两侧路肩变形，且变形值均在20mm以上，可见青藏铁路的道路左右变形差异已经较为显著，需提高重视度。对发生变形的剖面进行分析，路基结构角度上发现普通路基变形沉降29个，块石路基变形9个；地温分区角度发现6个变形剖面位于地温冻土区，32个变形剖面则位于高温冻土区。 1.2.5 不良地质现象 不良地质现象是指冰幔、冰锥、冻胀丘、热融滑塌等。这些不良冻土地质现象接近于道路工程时，会降低道路、地基、桥梁、涵洞等的稳定性而发生病害。 2、涵洞与桥梁的病害 2.1 洞与桥梁的病害类型与原因 涵洞与桥梁的病害类型主要包括涵洞淤积或冰塞、涵洞铺砌被破坏、涵洞进出口被破坏、涵洞涵台下沉或开裂等。涵洞淤积或冰塞的主要原因为碎屑经风化覆盖于较陡的山坡上，经融冻泥流沿着沟谷排泄字涵洞，碎屑大量预计导致堵塞。涵洞铺设被破坏主要受施工原因影响，基础砌筑、基坑开挖过程中对原地层的水热平衡造成影响，基坑暴露时间过长（多由施工材料供应速度过慢导致）导致积水，太阳辐射下热量进入地基导致冻土地基温度升高而融化冻土导致降低地基承载力，涵洞经冻融作用受到破坏而对路基稳定性造成影响。涵洞的进出口、涵台等受融沉、冻胀作用而发生病害，其原因为进行埋深时涵洞基础埋藏过浅，导致基础下沉地基受季节变化而发生融、冻作
冻土地区路基施工要点 摘要：在我国一些省份的地区常年处于寒冷季节，冻土区域广泛，独特的气候特征，对公路交通的建立提出了更为严苛的要求。在冻土区域公路建设中，如何科学合理的处理区域冻土的影响，保证高效、高质量的建设。本文就冻土区域路基施工要点作简要分析。 引言：本文从冻土自身特点及对路基的危害，并以路基施工的角度出发，对冻土地区路基施工处理方法和施工注意事项等方面作简要分析。 关键词：冻土危害、路基施工要点 一、何为冻土以及冻土对路基危害 冻土，顾名思义即含有冰晶的土壤或岩石，温度常为负温。冻土受季节条件的影响，冻土又可分为：冬季冻土表层冻结，夏季气温回升冻土表层融化的冻土为季节性冻土；我国边远地区，常年气温处于零下，自然该区域的土壤呈现多年（永久）性冻土。 冻土对路基的危害；无论是季节性冻土还是多年冻土，其对路基的危害大致分为冻胀和融沉两类。冻土冻胀指土壤中所含的自由水和结合水凝结成冰所导致体积膨胀，对路基产生膨胀性破坏。 冻土膨胀程度受土壤条件、含水率、冰层厚度、温度等条件影响，其中土壤含水率和温度是主要影响因素。 冻土融沉全称为冻土融化沉降，冻土融沉的诱发因素以自然诱发因素和人为因素为主。冻土受外界条件的影响，导致土壤的冰层融化，在土层表面的荷载作用和土体自重的影响下，路基发生沉降，甚至塌陷。 冻土冰害是指路堑开挖后其边坡中的冰层融化或者地下水从中流出，在寒冬低温季节形成随流随冻，边坡挂冰、路堑内积水淹没路基等危害路基的现象。 上诉现象是常见冻土地区路基工程建设中存在的严重危害，在路基工程建设中任何危害不仅难以保证路基工程高效、高质量的建设，而且可能诱发严重安全事故，故在冻土地区路基工程建设中杜绝冻土所带来的危害，是工程建设首要问题。下文将冻土地区路基工程建设的要点以及注意事项作简要分析。 二、冻土地区路基工程建设要点和注意事项 1.冻土地区路基工程施工原则 1）、保护多年冻土施工原则：冻土地区冻土呈现如下特征时：冻土常年湿度较低、土壤中的冰体稳定；冻土路基施工地段中冻土在厚层地下冰段时；冻土地区中土壤含冰量充足（富冰区域）；公路建设等级较高等特定情况下，我们在路基施工时为保证工程质量，我们宜采用保护施工路段的冻土原则施工。 2）、需破坏冻土施工原则：冻土地区冻土呈现如下特征是：冻土温度较高、土壤中的冰体不稳定易融化，土体融沉较小；路基工程施工时处于少冰和多冰冻土相间；公路建设等级要求不高等情况下，在满足路基工程质量前提下，从工程建设经济和工程建设难易角度考虑，我们可以采用破坏冻土进行施工。 .2.冻土地区路基施工前准备 1）、施工前相关资料的收集：对于冻土地区的道路施工而言，在路基工程开工前，应充分收集该地区多年冻土地段的地质条件、水文特征、季节气候变化等资料，进去数据资料的分析整理，以确保充分了解冻土地区的土壤特性、工程类别、已经冻土融化和植被覆盖情况等。 2）、施工前施工路段的调查：组织相关人员对施工路段进行实际调查，以便