岛状多年冻土区高速铁路路基热状态及工程措施效果分析

为揭示岛状多年冻土区高速铁路路基热状态,提出合理有效的制冷结构,在新建哈尔滨至伊春高速铁路某车站试验段开展现场监测,获得岛状多年冻土的地温数据;基于实测地温数据,采用冻土水热耦合理论,对将在试验段实施的两侧双排普通热棒路基、两侧双排+中心单排全季热棒路基、两侧单排+基底横向通铺全季热棒路基3种制冷路基结构进行数值模拟,对比了3种制冷路基结构的地温分布特征及对下伏岛状多年冻土的降温效果。研究结果表明：铁力地区年均气温和降水呈增大趋势,天然场地岛状多年冻土地温在-0.3℃左右,属于高温极不稳定多年冻土。3种制冷路基结构中,两侧单排+基底横向通铺全季热棒对岛状多年冻土保护及降温效果最优,两侧双排普通热棒最差。普通热棒路基的多年冻土上限呈“两侧凸,中间凹”形态,抬升不明显;全季热棒路基的多年冻土上限呈“上凸缓斜平顶”形态,抬升显著。研究成果可对多年冻土区高速铁路路基建设和结构优化提供技术支撑。     

沥青路面冻土路基的水分积累过程分析

为研究多年冻土地区沥青路面下部水分的累积情况,在青藏高原北麓河地区的沥青路面和砂砾路面下部进行不同深度和位置的原位水分监测。建立液态水分随时间变化的数据序列,计算2种路面不同位置的水分累积情况。结果表明:沥青路面路基中心、右路肩、右路肩与路基中心中间3个位置均在0.5～2.5m深度范围内和多年冻土顶板附近有明显的水分累积现象;受垂向和水平向渗流与水分迁移的影响,右路肩和路基中心位置水分汇集相对较多;随着沥青路面的使用,路基中心的水分将会不断增加;与砂砾路面相比,沥青路面对地面相对性质的改变减少了土体水分与大气交换的途径,加剧了土体中水分的累积,影响路基稳定性。     

高原冻土地区公路施工的质量通病与预防措施

高原冻土地区受恶劣的气候和地质条件的影响,对公路施工质量有较高的要求。鉴于此,探讨高原冻土地区公路施工的质量通病,并提出相应的预防策略,具有一定的理论和实际意义。     

新型桩板结构路基在季节冻土区的适用性

针对莫喀（莫斯科—喀山）高速铁路季节性冻土区路基冻胀病害防治问题,提出了铺设保温板垫层的新型桩板结构路基. 通过对聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS）、聚氨酯板（PU）和挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（XPS） 3种保温材料性能的对比分析,发现新型桩板结构路基中的保温板可采用在保温隔热、隔水防渗和抗压性能方面表现良好的XPS保温板. 通过建立热弹塑性冻胀计算模型,研究了冻胀力作用下保温板铺设范围、厚度、路基填高和外界温度对新型桩板结构路基受力变形的影响. 结果表明:当保温板铺设范围延伸到线路两端的信号线槽处时,可以更好地阻滞外界负温向下传递（减小冻深）,抑制因桩板结构周边土体冻胀对结构物产生的不良影响;随着保温板厚度的增大,冻胀量呈指数形式减小,冻深呈抛物线形减小,保温板上表面处起到抑制外界负温向下传递的作用,下表面处起到控制下部土体温度耗散的作用;增大路基填高,有利于抑制路基冻胀量,减少保温板的使用厚度,当路基填高0.8 m时,保温板垫层厚度需大于0.40 m;当路基填高2.8 m时,保温板垫层厚度需大于0.31 m.      

季冻区道路冻胀翻浆产生的原因及防治措施

季节性冻土地区(简称季冻区),路基随季节交替发生冻结和融化循环变化,产生的病害主要是冻胀和翻浆。本文结合抚顺市城市道路冻胀状况调查,分析道路冻胀翻浆产生的机理、影响因素,并提出具体的防治措施,为今后抚顺等季节性冻土地区的城市道路设计和养护提供参考。     

冻土地区水泥稳定粒料混合料收缩性能的研究

通过室内及实际自然环境中所做的收缩试验,分析了水泥稳定粒料混合料在多年冻土地区特殊环境中的收缩情况及主要影响因素,并研究了抗冻剂的使用效果。     

哈齐客运专线路基冻胀变形研究

通过对哈齐客运专线路基冻胀变形监测,获得(2012～2013年)路基的冻胀变形发展情况,分析了冻胀变形发生和发展规律。研究结果表明:各监测点冻胀变形随时间发展变化规律基本一致,路基冻胀变形经历了包括冻胀快速发展期、冻胀维持期、冻融循环期和融化回落期4个阶段;路基冻胀变形的发生具有普遍性,但冻胀量较大的监测点所占比例较小,说明其冻胀变形还是可控的。     

俄罗斯冻土铁路考察见闻与体会

介绍了俄罗斯冻土铁路的病害和采取的工程措施、成功经验及体会,对正在修建中的青藏铁路有一定借鉴意义。     

桥梁工程的施工质量管理

冻土高寒地区冬季长、寒冷,夏季短、炎热,昼夜温差大,降水量少,空气干燥,春秋频发风沙,这种特殊的气候类型导致冻土高寒地区桥梁结构产生独特的病害特点。桥梁墩台受冰雪、冻土反复形成与融化过程的影响极易产生开裂、倾斜的情况,内部钢筋也更易锈蚀。泄水管道、桥孔等具有排水、泄洪功能的结构,也因春秋季频发的风沙而受到巨大影响,不能正常发挥作用。桥梁结构的混凝土在各种因素如冻土、温差大、雨雪、冻土、反复冻融的影响下更易产生大裂缝,随着裂缝的扩大,也会进一步导致结构内部混凝土的碳化与钢筋的腐蚀过程加快。冻土高寒地区气候日益变暖、季节性冻土冻结的时间减少、冻土层越来越浅,冻土层受桥梁基础施工等因素干扰会导致桥梁基础倾斜,地基冻土下沉、融化,以至于使桥梁的承载能力受到影响。     

砂砾路面升级为沥青路面后对冻土路基热稳定性的影响

国民经济的发展推动了我国路面施工的进步,砂砾路面升级为沥青路面成为我国道路发展的必然趋势。先是对影响因素进行了概述,有分别详细阐述了改造工程和数据模型与参数,最后对模拟结果进行分析。