季节性冻土地区高铁路基冻胀规律及防治对策研究

哈大高铁是世界上首条投入运营的新建高寒季节性冻土地区高速铁路。通过对哈大高铁路基冻胀监测数据综合分析，研究了路基冻胀发展变化规律，结果表明:路基冻胀发展包括初始波动、快速发展、稳定维持和融化回落期4个阶段，最大冻结深度普遍大于标准冻深；冻胀变形总体可控并趋于稳定，冻胀变形主要集中在表层级配碎石层，较高的路基含水率加剧了冻胀变形。建议后续路基冻胀防治应对设计冻深根据填料类别等因素进行修正，采用路基基床级配碎石掺水泥不冻胀整体结构，将冻胀观测结果作为沉降评估的重要依据。     

挖方路段路基水分迁移特性测试与分析

针对公路因开挖而出现的路基水分失衡现象,在张家口—涿州高速公路工程选取试验段埋设温度和电阻传感器,测试不同挖方深度路段(深挖、浅挖和填挖过渡段)路基在开挖渗沟前后不同深度处的电阻率;通过室内试验建立电阻率和含水率之间的关系,分析了挖方路段路基水分迁移特性.分析表明:随着挖方深度的增加,深秋与初春的含水率差值△W不断增大,即在挖方边坡水分补给和温度共同作用下,水分迁移的强度随着挖方深度的增加越来越强烈;渗沟和一定深度的换填有助于抑制挖方路段水分迁移作用,改善路基工作状态;对比填挖过渡段和深挖方路段季节性水分迁移,夏季降水对2处路段影响显著,所测土基含水率较之其他季节明显增大,季节性因素对深挖方路段水分迁移强于填挖过渡段.     

季冻区浅挖路基水热耦合分析

针对省道224线二道沟兵站109岔口至治多段二级公路水热变化及是否采取工程措施来保证路基稳定的问题,借助COMSOL Multiphysics对典型季节性冻土区浅挖路基、铺设土工格栅及保温板的路基水热力场进行数值模拟,分析路基冻结深度的变化规律和路基冻胀规律,为高寒地区公路路基冻害防治措施设计提供参考。研究表明:浅挖路基路中冻胀量大于路肩处冻胀量,且最大冻深出现时间要比最大冻胀量出现时间晚一个月;路基中铺设土工格栅和保温板都能减小路基冻胀,但保温板效果更加显著,且铺设土工格栅对于路基最大冻结深度不会产生影响,而铺设保温板则会显著减小路基冻结深度。     

沙漠公路盐渍化软弱地基处理技术研究

以通古勒格淖尔至额尔克哈什哈公路（蒙甘界）为依托工程，通过现场挖探、取样试验确定盐渍土的物理、力学性质和工程水文地质情况。建立现场试验路，采用经济合理的盐渍化软弱地基风积沙和砂砾换填处治方案，研究在不同换填材料、换填深度等条件下地基处治效果。通过试验段施工期与运营期沉降监测对换填效果进行验证和评价，提出适合内蒙古腾格里沙漠公路特殊路基处治技术。     

季冻区水热变化引起的路基冻胀翻浆研究

路基内部温度和水分呈现动态变化,水分的迁移和温度的改变导致道路冻胀翻浆的产生。为了研究季冻区路基内部水分、温度的变化,以黑龙江省鸡讷公路的林口至大罗密段为依托工程,对典型路段天然位置和路基内部的温度和水分进行实时监测。通过分析黑龙江哈同二级公路的道路病害类型,项目监测了天然位置和路基内部的温度变化过程,分析了路基内部水分和温度在时间和空间上的变化规律,为数值模拟路基水分和温度变化规律提供具体的数据资料。最后从水热变化角度分析了路基内部冻胀翻浆病害产生的机理。     

季节性冻土地区公路路基冻融过程实时监测分析

在典型季节性冰冻气候区公路路基内埋设温度传感器及单点位移计,采用无线远程自动传输装置,获取了一个完整冻结-融化周期内路基冻融过程实时监测数据,定量分析了路基冻结-融化时间、降温升温幅度、降温升温速率及分层冻胀量和总冻胀量特征,指出下路床下部及有水源补给的冻深线末端是发生冻胀的主要层位,春融期上下冻层双向融化产生的软弱夹层会导致路基承载力下降,应作为冻害防治考虑的重点,对路基冻融机理分析和冻害防治具有重要的参考意义。     

Mechanism Analysis on Subgrade Frost Heaving in Seasonal Frozen Region

为掌握季节性冰冻地区路基冻胀机理,减少由于路基冻胀融沉而产生的路面开裂、沉陷及翻浆病害,在重冻区路基中埋设了温度传感器,进行冰冻期路基温度自动监测,同时,对季冻区典型道路冻害进行了钻探调查.结果表明:上路床降温幅度大,降温速率高,路基土发生了快速原位冻结;下路床降温幅度小,降温速率低,发生了充分的水分迁移及焦聚现象,为聚冰带出现的深度;不同路基土质中冰的存在形式不同,且不同形式冰结构出现的深度和含水量呈现出一定的规律性;聚冰带出现的平均深度范围为1.08～1.65 m,含水量平均分布范围为14.7％ ～23％,含水量最大值均接近或超过了土的塑限含水量,冰晶析出,构成冻胀量的主体部分.在上述研究基础上,发现季节性冰冻地区路基冻胀是一个因路基密实程度和湿度不同,随着冷量推进和水分迁移热平衡状态不断形成和破坏,产生不同形式冰结构构成冻胀量的过程,建议通过排水、阻水措施控制路基湿度,并加强路基填料的均匀性、密实性控制,从而减少和防止路基冻害的产生.     

高原草原、湿地地区公路设计特点

对于路线经过的生态环境脆弱的高原草原、湿地保护区域,季节性冻土路基处理和特殊生态环境保护尤为重要。该文从冻胀、翻浆产生的机理出发,介绍了不同路基高度,可采取不同的处治方式,并根据生态环境特点,进行专门的生态环境设计。总结了适合高原草原、湿地地区的公路设计特点。     

冻融循环对改良粉土力学特性影响的试验研究

为研究冻融循环作用对西藏地区粉土力学性质的影响,对不同水泥掺量的改良土在同一冻结温度、不同冻融循环次数下进行水稳定性试验、无侧限抗压强度试验、冻胀融沉率试验。以期得到冻融循环后改良土的水稳定性、强度特性及冻胀融沉特性的变化规律。试验结果表明:2%水泥掺量的改良土在季冻区不能满足路基填料要求;季冻区水泥改良土作为路基土的设计中,可以以冻融5次后的强度作为水泥改良土的设计参考强度;4%掺量水泥改良土其冻胀率及融沉率均小于1%,为不冻胀、不融沉土,符合二级公路路基填料对土体冻胀融沉率的要求。     

公路填挖交界路基病害处治的设计方案

公路填挖交界不均匀沉降问题是公路建设中常见的难题之一.结合公路填挖交界路基工程实际,在总结工程实践经验的基础上,分析了填挖交界路基病害的主要原因,对填挖交界路基的设计和工程处理中的几个问题进行了分析探讨,并对某路基工程项目中的填挖交界工程处理提出了相应的建议.     

广西滨海公路滩涂软土地基复合式换填处治技术研究

以广西滨海公路犀牛脚至大风江段公路工程为背景,基于滨海公路滩涂软土成分结构复杂、地下水难以疏排、周边石材少、海砂丰富、路堤填土低且长期受水浸泡等特点,分析了交通荷载作用下低填路基的工作区深度及处治厚度,综合考虑软土地质条件、回填材料及施工进度等因素后,采用理论分析和数值计算方法对软基换填碎石、海砂、碎石+海砂、浅换碎石4种材料组合形式进行了系统研究,并在此基础上,针对4种方案开展了现场试验研究和路基沉降监测。实践表明:滨海滩涂软基复合式处治技术具有安全可靠、方便快捷和经济环保的优点。     

盐岩路基工程应用调查与评价

为确定盐岩地区合理的工程结构形式及病害处治技术,有效提升盐岩地区高等级公路路基使用品质,全面调查国内公路及铁路盐岩路基工程应用状况,系统梳理公路及铁路盐岩路基结构形式,对比分析公路与铁路盐岩路基稳定技术及适用性,进一步明确盐岩路基的常见损坏及处治技术。结果表明:公路与铁路盐岩路基在修筑时多采用换填法及碾压整平等技术提升路基承载力;隔断层、排水系统及换填法为盐岩路基采用最为广泛的稳定技术,不同技术主要从提升基底承载力、减盐及阻水等方面实现稳定性保障;在进行损坏处治时多采用注浆法、换填法等技术,经处治后路基整体稳定性恢复较好。     

大兴安岭地区多年冻土公路路基设计

在大兴安岭多年冻土地区修筑公路,由于冻土土质、温度、水及荷载的作用引起应力场变化和重新分布,易使路基出现冻胀、翻浆、融沉等病害和桥涵出现冻胀隆起、融化下沉等病害。基于漠河—洛古河公路路基设计的实践,探讨大兴安岭地区多年冻土公路路基勘察手段、设计方法及工程中采取的措施,以有效减少多年冻土给公路建设带来的损害。     

全风化花岗岩路基处治对比分析

针对全风化花岗岩填料特殊的工程性质,通过开展全风化花岗岩路基现场改良试验及换填试验,对浏醴高速公路路基94、96区全风化花岗岩换填处治、石灰改良及水泥改良进行了分析,并对比分析各种处治方式的改善作用、施工控制性、可维护性,以指导全风化花岗岩地区的公路建设.     

季节性冻融翻浆地区路基施工

分析了季节性冻融翻浆的成因 ,提出如何贯彻以防为主、防治结合的原则 ,提高路基的稳定性 ,改善行车条件 ,延长公路使用寿命     

高液限膨胀土地区路基处治

琼北地区高液限粘土分布广泛,在公路建设中,为降低工程成本,经常利用路堑挖土方作为路堤填土方,但在路基应用中出现多种病害。本文通过分析高液限膨胀土的特性,探讨了高液限粘土路基的处治方法。     

软基处理路堤极限填高计算分析

根据吉林省东部山区广泛分布的草炭土软土层的力学特性,针对反压护道、土工格栅、聚苯乙烯泡沫塑料块、砂桩、砂砾换填及土工格栅加聚苯乙烯泡沫塑料板等6种公路常用的软基处理措施,对天然软土地基及处理后的地基用JANBU法进行稳定性计算,得出指导施工快速填筑而不致失稳的路基极限填高。经过对数据进行分析比较,发现处理此种软基最有效的方法是用砂砾换填。处理后路基的极限填高可提高2．4m;其次是砂桩加复合土工布、土工格栅加聚苯乙烯泡沫塑料板,极限填高可提高1．9m;而反压护道应根据不同的路基填高对其宽度进行必要的调整,才能达到预期目的。     

草地、湿地地区季节性冻土路基综合处治技术研究

1研究背景郎川路工程多年平均气温1.1℃,最冷月多年平均气温-10.7℃,该地区为季节性冻土区,冻土深度0.5～2.0m。现有道路大部分路段老路基均存在不同程度的冻融翻浆现象,其严重程度同路基填料及地形条件密切相关,冰冻期从每年9月开始,冬季产生强烈冻胀,使路基出现强烈变形,路面凹凸不平,至次年5月中旬才能完全解冻,4月以后原有路基开始软化和融沉,经汽车辗压成为泥泞的翻浆路,行车条件极差,断道现象经常发生,每年都需进行大量的路基维护工作,给营运和养护带来极大困难。经实地勘察,沿线表层一般有1.0～5.0m左右的有机质土、淤泥、泥炭土或腐…     

基于高山草甸区季冻土的冻融变形特性影响因素研究

为了研究高山草甸区域贡觉~芒康公路路基土冻融变形特性的影响因素,基于室内冻融循环试验,分析了细粒组含量、初始含水率、冻融循环次数对冻融变形的影响规律及程度。试验结果表明:冻胀率、融沉系数均随细粒组含量、初始含水率及冻融循环次数的变化呈正相关趋势;设计路基土级配时,细粒组含量宜控制在19%以内,初始含水率控制在最佳含水率即9.1%左右;各影响因素对路基土冻胀率、融沉系数的影响程度分别为初始含水率细粒组含量冻融循环次数、初始含水率冻融循环次数细粒组含量。     

季冻区路基冻胀置换深度的计算方法

为防止季东区公路路基产生冻胀病害,依据试验和观测结果,分析了路基土冻胀量沿冻深的分布规律。基于路面容许变形值,通过对观测数据的数理统计分析,提出了水泥混凝土和沥青混凝土路面的路基容许冻层厚度计算方法。最后,提出了半经验、半理论的公路路基置换深度计算方法。采用这种方法,简化了路基置换深度的计算过程,可以方便地推荐出不同条件下路基的置换深度。论文研究成果为季冻区公路路基设计及路面冻害的防治提供了理论依据及实用的设计方法。