青康公路多年冻土区路堤的临界高度
我国季节性冻土区公路路基冻害及防治
总436期2017年舍22期（8月上）我国季节性冻土区公路路基冻害及防治周勇，蔡文捷(江西省交通工程集团公司，江西南昌330038 )摘要：首先对季节性冻土区公路路基的冻害破坏.形式进行了介绍，并对_已有公路路基冻害防治措施的现状进行分析，根据现 状提出一些需要解决的问题以及建议，希望能对季节性冻土区公路路基的冻害以及_防治提供一些新的思路。
关键词：季节性冻土区公路路基;.掛施的现状；防治中图分类号：U418 文献标识码：B〇引言季节性冻土区在我国国土总面积中占裾有较大的比 :露，太约为53%。
我节性冻土区大多处于开放的大气环境中，这样周期性的冻融循环作用会给整个公路运营带 来很大的困扰。
在2004年长春市全市道路大约三分之一的 道路被冻坏，所以在2005年投人了大约2亿的资金对公路进 行维修和改造，造成了很大的经济损失，给人们的生产生 活带来了极大困扰；2008年哈尔滨路况情况调鸯表中，发 现近百条的道路■要改造，并且 14些需要改造的道路大多 是集中在市区的主于道上。
根据长期对公路的调查监控，发现北方地区的公路偉霄70%是由冻胀翻裝造成的。
1季节性冻土区公路路基的冻害破坏形式通过大量的调查以及对一_公路的实际跟踪，可以很 明确地知道季节性冻土:区公路路基的冻害破坏形式*要是 冻胀和翻浆。
冻胀会造成公路的横向变形和裂缝，翻浆则 会导致公路的沉陷、公路部分醒域鼓包以及会f l f车辙而 变形。
1.1冻胀根据一些研究人员的调查，可以知道路面变形是对路 面道路危害比较大的一种变形，这种变形的主要特征晕变 形量比较大，在横向上面的表现很不均匀，经常会伴随有 纵向裂缝。
比较典型的就是吉林长余高速公路，在这条高 速公路的一个观测点，冻胀产生了非常严重的横向挠曲，路面中间的冻胀量比道路两侧要大很多。
冻胀裂缝在北方 一些经常受到冻温影响的地区是比较常见的，经常是刚修 好不久的公路更加容易受到这种冻胀的危害*如果这种早 期冻胀没有得到及时维护，随着苹流量的增加以及冻胀危 害的循环危害V冻胀造成的缝隙宽度会越来越宽，长度也 渐渐增长，整个公路的路面损害日益严重，在陕北地区的 高速公路上面这种横向的裂缝是较为常见的，其也是在全 国公路冻害间题中最严重的，占据约89%,在横向裂缝的基础上还会出现一S纵向的裂缝，比如上面讲到的吉林长 余高速公路，在长营线上，几乎处处都会出现纵向裂缝，给人们的出行以及公路的维护造成了很大的困扰。
多年冻土地区公路工程土质勘察标准及质量控制指引
震后交通基础设施重建技术系列指南之六多年冻土地区公路工程地质勘察标准及质量控制指南目录1．总则 (1)2．前期准备工作 (1)3．多年冻土工程地质分类 (2)4．多年冻土地质调查与测绘 (3)5．多年冻土工程勘探与取样 (5)6．多年冻土试验 (10)7．工程地质观测 (15)8．各工程阶段资料整理与提交的成果 (16)附录一：多年冻土按冻胀性、融沉性分类 (23)附录二：冻土物理、热物理和力学参数 (25)附录三冻土融土的热物理参数 (26)1．总则1.0.1为适应公路工程建设的需要，指导多年冻土地区公路工程地质勘察，保证勘察质量，制订本指南。
1.0.2本指南适用于多年冻土地区新建公路和改建公路的工程地质勘察。
1.0.3多年冻土地区公路工程地质勘察，应查明冻土及与相连的一段土层的成因、类别、分布范围、物性参数、特别是对修建道路后冻土的发展趋势、危害程度以及道路的工程性质作出评价。
并提出有效的处理措施。
1.0.4冻土工程地质勘察的任务是在广泛充分收集分析多年冻土地区道路工程以前的科研、勘察、设计、施工等有关资料的基础上进一步查明沿线冻土工程地质以及冻土不良地质现象发育区段等的冻土工程地质特征，分析和评价公路路基下多年冻土的动态变化和稳定条件，为施工设计提供详细的工程地质资料和所必须的参数。
1.0.5多年冻土地区公路工程地质勘察，除应符合本指南外，尚应符合国家和交通部颁发的现行有关标准、规范的规定。
2．前期准备工作2.1多年冻土地区公路工程地质勘察准备工作应广泛收集以下内容：2.1.1沿线气象、气候资料，包括气温、降水量、蒸发量、风向、风速、日照、辐射、地温覆盖厚度与密度，一年内暖期和寒期的起记持续时间，冻结、融化深度等。
2.1.2沿线已有的地形、地貌、工程地质、水文地质、多年冻土以及环境保护等资料。
2.1.3以往做过的有关区域冻土条件：多年冻土的分布、厚度、成份、冰冻构造和年平均地温。
年地温振幅为零的深度；冻土的物理、热物理及力学性质；季节融化层和季节冻结层的深度性质。
多年冻土地区路基的设计探究
理设 计 。 基 设 计 的 内容 包括 路 堤 、 路 堑设 计 ， 路 基 排水 和 防 护工 程 设 我 国冻 土 地 区分 不 广泛 ， 多 年冻 土 地 区路 基 施 工 的关 键 技 术 对 计 。 我 国 当代 工 程 建设 质 量 有着 这 重 大影 响 。 在我 国多 年冻 土 地 区 主要 ４ ． １路 堤 分 布 在大 小 兴 安岭 、 青藏高原、 喜马 拉雅 山 以及东 部 某 些 山地 。 而 我 路 堤 是指 路 基顶 面高 于 原 地 面 的填 方 路基 ， 在结 构 上 分 为 上路 国全 面 建 设 小 康 社 会 当 中 ，大 力 修 建 公 路 来 加 强 东 西 区 域 间 的 联 堤 和下 路 堤 ，上 路堤 是 指 路 面底 面 以下 的 ８ ０ — １ ５ ０ ｃ ｍ 范 围 内的 填 方 系 。 而这 些 地 区 的冻 土对 我 国当 代公 路 工 程 建设 影 响 是 非 常 大 的 ， 部分 ， 下 路 堤 是指 上 路 堤 以下 的填 方 部 分 。 在我 国多 年冻 土 地 区 ， 首 路 基 作 为 工 程 建设 的基 础 工 程 ，是 受 冻 土直 接 影 响最 大 的一 项 工 先对 路 基地 形 进 行勘 察 ， 了解 冻土 地 区 土 的类 别口 。 含 水量 以及 融沉 程 。为 了 保 障我 国当代 工 程 建 设 质 量 ， 就 必 须 对 这 些 多年 冻 土 地 区 情 况 ， 路 堤 施 工 应 先做 好 临 时 防 、 排水系统 ； 基底 、 坡 脚 及 影 响路 基 的路 基 进 行 合理 设 计 。 稳定 的范 围 内不 得积 水 浸 泡 。 傍 山修 筑 路堤 时 ， 应 防止 地 表 、 地 下水 １我 国多 年 冻 土概 述 渗入 路 堤结 构 各 部位 。 填 筑 地 面横 坡 陡 于 １ ： ２ ． ５和 池塘 、 软 土 等 复杂 多年冻土是指持续多年冻结 的土石层 ， 可分为上下两层 ， 上层 路堤 ， 必 须 进 行沉 降 和位 移 观 测 ， 控制填筑速率 ， 发 现异 常 ， 应 立 即 每年夏季融化 ， 冬季冻结 ， 称活动层 ， 又称冰融层 ； 下层 常年处 在冻 停 工 处 理 。在 不稳 定 的地 面斜 坡 及 易 于倾 塌滑 动 的 斜坡 上施 工 时 ， 结状态 ， 称永冻层或多年冻层 。 在我国， 多年冻土地 区主要分布集中 人 行 道 离填 方 坡脚 线 不 得小 于 ５ ｍ， 并应 设 警示 标 志 。 在青 藏 高 原 、 喜 马拉 雅 山 、 大 小 兴安 岭 等 地 区 ， 我 国 多年 冻 土 地 区 面 ４ ． ２ 路堑 设 计 积 占到我 国总 面积 的百 分 之 二 十 。在 这 些 冻 土地 区 ， 地 基 土 的 冻结 路 堑是 通 过 开挖 天 然 地 面做 成 的路 基 。在 我 国 多年 冻 土 地 区 ， 给地 基 工 程 的整 体 建设 造 成 了很 大 的影 响 。 中 、 低 纬高 山和 高 原地 路 堑 通 过 的地 层 结 构 比 较 复杂 ， 受 各 种 自然 因素 的影 响 ， 很 容 易 发 区 的冻 土层 ， 主要 受 海 拔 高度 的控 制 。一 般 来 讲 ， 海 拔越 高 ， 冻 土层 生 变 形 。在路 堑 设 计 中 ， 应 遵 循 多填 少 挖 的原 则 ３ 】 。 在 多 年 冻 土地 区 越厚 ， 低 温 也 越低 ， 永 冻 层 顶 的埋 藏 深度 越 小 。 土层 的冻 融变 化 是土 应 避 免 路 堑 开 挖 ， 如果实在避免不了 ， 在 设 计 选 择 工 程 处 理 措 施 时 木工 程 建设 中必 须 考虑 的 重要 因素 ， 处 置不 当将 带来 严重 后 果 。 应 当在 保 证 工 程 建 筑 稳定 性 的前 提 下 ， 尽 量 减 少 冻 土 的破 坏 ， 同 时 ２ 多年 冻 土给 路 基 造成 的危 害 做好防护措施 ， 路堑开挖前 ， 应先做好引、 截、 排水和防渗设施。 施工 ２ ． １路基冻胀 中如 遇地 下 水 涌 出 ， 应先排水 ， 后开挖 ； 每 级 边坡 开 挖 后 应及 时施 作 在 我 国多 年 冻 土地 区 ， 海拔较高 ， 气温较低 ， 在 季节融冻层中 ， 坡 面 防 护和 排水 设 施 。 为 了 防止 自然 降 水下 渗 而 造成 基 底 冻 土层 融 当土 层 中 的水 分 达 到 了 一定 限值 时 ， 受 温 度 的影 响 ， 土 层 中的 水 分 化 ， 要 采用 适 当的填 充 材 质 ， 同 时在 冻 土层 上 方铺 设 一层 粗 砂 。 就 会 冻结 ， 水 分冻 结 就会 成 为 固 体 ， 长 期 以来 ， 冻 土地 区的 路基 就 会 ４ ． ３ 排水 设 计 出现 冻胀 现象 ， 给 道路 安 全 造成 一 定 的 隐患 。 水 的作 用是 造 成路 基 病 害最 主要 的 因素 。 路 基排 水 的 目的就 是 ２ ． ２ 路 基沉 降 为 了保 障路 基 的稳 定 性 。在 我 国 多 年冻 土 地 区 ， 冻 土层 结 构 的复 杂 路基 基 底 土层 分 布 着 土 冰层 ，这些 土冰 层 是 常年 受 低 温 影 响 ， 性 决 定 了其 路基 必 须要 做 好 排 水工 作 。 为此 ， 设 计 人 员 首先 要 根据 土层 水 分被 凝 固 ， 但是 我 国 当前 路 面每 天 所 承受 的荷 载 是 连续 不 断 冻 土地 区的 地形 环 境 进行 勘 察 ， 要 因地 制 宜 ， 选 用适 当的 排水 设 备 ， 的， 时常还会 出现负载 ， 当路面受到的负荷超过路面的最大限值时 ， 结合农 田水利等各种排水设施和水利工程进行综合设计 ， 尤其是 在 就会 出现路基下降 ， 土层之间的间隙就会缩小 ， 同时冰土层就会加 路堑地段 ， 要设置好挡水埝 ， 防止多年冻土受 外力因素影 响而出现 速融化 ， 路 基基底融化就会产生路基下沉 ， 如果修筑路基工程不注 积 水 问题 ， 从 而 保 障路 堑 的稳 定 性 。 重排水工作 ， 就会造成积水 ， 水越积越多就会产生热效应 ， 使得冻土 ４ ． ４ 防护 工程 设 计 地 区 的地 下 冰 加速 融 化 ， 从 而导 致 融沉 。 我 国多 年 冻 土 地 区 的地 形 结 构 的复 杂 性 决 定 了其 路 基 设 计 必 ２ ． ３冰 害 须 做 好 高 防 护工 程 设 计 。在 我 国多 年冻 土地 区 ， 海拔较高 ， 气 候 恶 在我 国多 年冻 土 地 区 ， 冬 季气 温 低 ， 地 下 水 容 易结 冰 ， 结 冰 后 会 劣 、 空气 稀 薄 ， 在 这种 条 件 下 ， 为 了保 障路 基 的稳定 性 就 要 进 行合 理 产生冻胀现象从而使得地 面被迫隆起 ， 形成冰锥 ， 当冰锥 面积达到 设计 。可 以 采用 浆 砌 片石 护 坡 、 护 面 墙 等 工程 防护 措施 ， 为 了 防止 定范围时 ， 就会使得路面出现裂缝 ， 寒 冻 裂 缝 主要 由土 体 局 部 不 自然降水带来 的冲击影响 ， 在采用挡土墙来进行支撑 ， 保 障冻 土地 均 匀 冻胀 形 成 的路 基 横 向扭 曲 ， 或 冬 季 气 温 急剧 变 化 引起 的土 体 不 区 土体 的稳 定性 。 均 匀 收缩 引起 的 。 寒 冻 裂缝 一 般 在冬 季 逐 步 出现 而 到春 季会 慢 慢 回 ５ 结束 语 落， 但反复冻融会破坏路基稳定性 ， 在车辆振动 作用下可引起路堤 在 我 国 多年 冻 土地 区路 基设 计 工 程 中 ，受 我 国 冻 土地 区地 形 、 边坡的滑坍 ， 从而不利于道路车辆以及行人的过往。 环境 、 水文 、 温度等多方面 因素影 响， 使得路基所受灾害程度越来越 ３ 多 年冻 土 地 区路 基 设计 的重 要性 大， 给 我 国 当前 经 济 的发 展 造 成 了一 定 的 影 响 ， 通 过 对 冻 土 地 区路 近年来 ， 我国建设工程规模不断扩大 ， 在我国当前公路工程 中， 基 的合 理设 计 ， 从路堤 、 路堑 、 排水 、 防 护 等方 面 人 手 ， 有 效 的保 障 了 路基作为公路工程的一项基础工程 ， 路基是行车部分 的基础 ， 它是 路基质量 ， 为我国经济的发展提供 了基础 ， 从而使工程项 目的投资 由土 、 石按照一定 比例要求 建筑呈带状土工构筑物 ， 因此 ， 路基必须 发挥 更 大 的经 济 效益 和 社会 效 益 。 参 考 文 献 具有 一 定 的力 学 强 度 以及 稳定 性 ， 从 而 保 障公 路 的使 用 寿命 ｌ ｌ ｌ 。 然 而 在 我 国 多 年冻 土地 区 ， 路 基 的稳 定性 受 到 冻 土 结 构 、 水 分 等 多 种 因 ［ １ 】 李 勇， 韩龙武 ， 许 国琪． 青藏 铁 路 多年 冻 土路 基 稳 定 性及 防 治措 施 ２ ０ １ １ （ ４ ） ． 素的影响 ， 使得路基质量问题一直存在。路基作为我国当前道路工 研 究 叭 冰 川 冻 土 ， 程 的重 要组 成 部 分 ， 它 是工 程 建 设 的 基 础 ， 是公 路 的支 撑 结构 ， 是我 ［ ２ ］ 曹 国安 ， 邸旺亮 ， 蒋永莉 ， 等． 牙林 线 多年 冻 土 地 区路 基 下 沉 机 理 国交 通 的 基础 设 施 ，
多年冻土区公路病害对冻土地温和含冰类型的敏感性分析
doi ：10．7522/j．issn．1000-0240．2014．0074Xu Anhua．Analysis of the sensitivity of highway diseases in permafrost regions to ground temperatures and ice contents ［J ］．Journal of Glaciology andGeocryology ，2014，36（3）：622－625．［徐安花．多年冻土区公路病害对冻土地温和含冰类型的敏感性分析［J ］．冰川冻土，2014，36（3）：622－625．］多年冻土区公路病害对冻土地温和含冰类型的敏感性分析收稿日期：2013-11-17；修订日期：2014-02-09基金项目：国家自然科学基金项目（40571068）；交通运输部应用基础研究项目（2011319795110）资助作者简介：徐安花（1976－），女，甘肃古浪人，副研究员，1999年毕业于湖南大学，现主要从事公路工程科研和设计工作．E-mail ：xh6155288@sina．com徐安花（青海省交通科学研究院，青海西宁810008）摘要：多年冻土的年平均温度和含冰类型作为表征多年冻土特征的两个基本指标，在一定程度上决定了多年冻土区公路工程所要采取的技术措施．因此，年平均温度和含冰类型是多年冻土公路工程设计和施工中必须考虑的两个因素．通过对青康公路国道214线沿线冻土工程地质状况调查和公路病害的分析，结合区域内气象水文等资料，研究了公路工程病害对多年冻土年平均温度和含冰类型的敏感性，查清了影响公路病害的主要因素．研究结果为不同地温分区、不同含冰量多年冻土区公路病害防治技术措施的选择提供了科学依据，将减少或延缓多年冻土区公路病害的发生，提高工程质量，节省养护成本，保障安全运营，促进冻土区经济社会的发展．关键词：多年冻土；公路病害；冻土地温；含冰类型；敏感性分析中图分类号：U419．92文献标识码：A文章编号：1000-0240（2014）03-0622-040引言国道214线（青康公路）位于青藏高原腹地，沿线海拔高，气候恶劣，工程地质条件复杂，这种特殊的水文地质特点和地理、气候环境条件，使得214沿线存在大面积的不同类型的多年冻土，绵延400余公里．杨建平等［1－2］通过自然分类法，将冻土脆弱性分为5类，并指出总体上我国冻土以中度脆弱为主，但青藏高原多年冻土对气候变化尤为脆弱．常晓丽等［3］分析了大兴安岭北部多年冻土及其周围植被、气候及冻土灾害的监测结果；罗栋梁等［4］指出造成青海高原中、东部多年冻土退化显著的主要原因为气候变暖；张中琼等［5］认为多年冻土的变化主要表现为低温冻土向高温冻土转化，但气候变化未改变冻土活动层厚度的空间分布特征．对于多年冻土而言，其年平均温度和含冰类型是指示多年冻土特征的两个基本指标，同时由于这两个指标在一定程度上决定了多年冻土区公路工程所要采取的技术措施，因此，也是多年冻土公路工程设计和施工中必须考虑的两个因素．窦明健等［6］认为恶劣的气候条件和多年冻土的变化是路面病害发生的主要原因，面层和基层材料质量达不到要求也是重要影响因素；符进等［7］分析了青藏公路高温高含冰量多年冻土区以桥代路的可行性，认为以桥代路的桩周冻土虽然需要较长时间才能回冻，但桩周冻土恢复热平衡后，可保持多年冻土的热稳定性．本文分析了国道214线公路工程病害对冻土地温和含冰类型的敏感性，查清了影响公路工程病害的主要因素，其结果有助于我们在不同地温分区、不同含冰量的多年冻土地区选择合理的技术措施，以减少或延缓多年冻土区公路病害的发生，提高工程质量，节省养护成本，保障安全运营，促进冻土地区经济社会的发展．第36卷第3期2014年6月冰川冻土JOUＲNAL OF GLACIOLOGY AND GEOCＲYOLOGYVol．36，No．3Jun．，2014表1不同类型病害的病害率与多年冻土地温分区之间的关系Table1The relationships between the disease rates of different diseases and ground temperatures of permafrost病害类型深季节冻土区（地温＞0ħ）不稳定多年冻土区（地温－0．5 0ħ）过渡多年冻土区（地温－1．5 －0．5ħ）亚稳定多年冻土区（地温－3．0 －1．5ħ）稳定多年冻土区（地温－5．0 －3．0ħ）路基病害率/%23．558．164．068．931．6路面病害率/%115．192．6119．0121．987．7总病害率/%138．6150．7183．0190．8119．3图1不同类型病害的病害率与多年冻土地温分区之间的关系Fig．1Disease rates of various types of permafrost（frozen ground）1冻土地温和冻土含冰量类型对公路病害的影响通过对国道214沿线冻土病害的调查发现，多年冻土区公路工程病害类型主要分为波浪、沉陷、纵横向裂缝、坑槽、翻浆等．我们在多年冻土敏感性分析中，为了尽量减小冻土地温和冻土含冰类型以外因素对冻土的影响，按路基病害率、路面病害率和总病害率对这两个因素的敏感性进行了相应分析．路基病害率是波浪病害率、沉陷病害率、路基纵向裂缝病害率三者的算术叠加，路面病害率是路面纵向裂缝病害率、路面横向裂缝病害率、路面网状裂缝病害率、坑槽病害率和翻浆病害率的算术叠加，而总病害率则是上述8种病害率的算术叠加．由于在同一个路段上往往发生多种不同的病害类型，那么叠加后的病害率有可能超过100%．因此，路基病害率、路面病害率和总病害率并不表示公路的实际病害率，仅仅用来作为比较用的一个相对指标量．表1和图1反映了国道214沿线不同类型病害的病害率与多年冻土地温分区之间的关系．可以看出，冻土地温对路面病害的影响比较弱，对路基病害和总病害的影响具有相似的规律，即二者均在过渡多年冻土和亚多年冻土段出现峰值，在这个地温区的左右两侧，路基病害和总病害均逐渐减少．与地温不同，冻土的含冰量对路基病害、路面病害和总病害均有显著的影响（表2，图2）．随着含冰量的增加，路基病害率、路面病害率和总病害率也随之增加．当含冰量达到饱冰冻土以后，随着含冰量的增加，路基病害率、路面病害率和总病害率（等于路基病害率和路面病害率的算术叠加）的增幅减小，并很快趋于稳定．2冻土公路病害对冻土地温和冻土含冰的敏感性分析为了研究冻土病害对冻土含冰量与冻土地温的敏感性，我们对冻土病害有如下敏感度定义．对冻土含冰量的敏感性：Si=（Di max－Di min）/Di max（1）对冻土温度的敏感性：St=（Dt max－Dt min）/Dt max（2）式中：S i为对冻土含冰量的敏感性；S t为对冻土地温3263期徐安花：多年冻土区公路病害对冻土地温和含冰类型的敏感性分析表2不同类型病害的病害率与多年冻土含冰量之间的关系Table2Disease rates of embankment and road surface for various permafrost types不同类型病害率少冰冻土区（含冰量＜%）多冰冻土区（含冰量1% 12%）富冰冻土区（含冰量12% 20%）饱冰冻土区（含冰量20% 50%）含土冰层区（含冰量＞50%）路基病害率/%0．033．043．086．183．9路面病害率/%37．760．3114．9125．0124．2总病害率/%37．793．3157．9211．1208．1图2冻土含冰类型与不同类型病害率之间的关系Fig．2Disease rates of various types of permafrost的敏感性；D i max为不同含冰量对应的某种类型的最大病害率（%）；D i min为不同含冰量对应的某种类型的最小病害率（%）；D t max为不同含冰量对应的某种类型的最大病害率（%）；D t max为不同含冰量对应的某种类型的最大病害率（%）．冻土特征指标对不同类型病害的影响程度与同种类型病害对该冻土特征指标的敏感度大小是一致的，以路基病害对冻土含冰量的敏感度为例，敏感度越大，那么冻土含冰量对路基病害的影响越大，敏感度最大为1．0．路基病害对冻土含冰量的敏感度的计算方法如下：Si－路基=（Di－路基max－Di－路基min）/Di－路基max=（86．1－0）/86．1=1．0（3）同样计算可得，路面病害对冻土含冰量的敏感度S i－路面=0．70；总病害对冻土含冰量的敏感度Si－总病害=0．82；路基病害对冻土地温的敏感度St－路基=0．66；路面病害对冻土地温的敏感度St－路面=0．28；总病害对冻土地温的敏感度St－总病害= 0．38．将上述计算结果列于表3．表3中路基病害对含冰量的敏感度最高为1．0，表3青康公路国道214线多年冻土地区公路病害对冻土含冰量和冻土地温的敏感性Table3The sensitiveness of embankment and road surface diseases to ice contents and ground temperatures 冻土特征指标路基病害敏感度路面病害敏感度总病害敏感度含冰量1．000．700．82冻土地温0．660．280．38而路面病害对地温的敏感度最小，仅为0．28；三种病害类型对冻土两个特征指标的敏感度具有相同的规律，路基病害的敏感度最大，总病害次之，而路面病害最小；同时分析也可以发现，在冻土地温和冻土含冰量两个冻土特征指标中，病害对多年冻土含冰量的敏感度比病害对地温的敏感度要高出很多．3结论综合上述分析可知，路基病害和路面病害对冻土地温和冻土含冰量的敏感度是不同的．路面病害对冻土地温和冻土含冰量的敏感度分别为0．70和426冰川冻土36卷0．28，而路基病害对这两个冻土特征指标的敏感度则分别为1．00和0．66，因此，路基病害对冻土含冰量的敏感性更为显著．参考文献（Ｒeferences ）：［1］Yang Jianping ，Li Man ，Yang Suiqiao ，et al ．Vulnerability ofthe glaciers to climate change in China ：Current situation and e-valuation ［J ］．Journal of Glaciology and Geocryology ，2013，35（5）：1077－1087．［杨建平，李曼，杨岁桥，等．中国冰川脆弱性现状评价与未来预估［J ］．冰川冻土，2013，35（5）：1077－1087．］［2］Yang Jianping ，Yang Suiqiao ，Li Man ，et al ．Vulnerability offrozen ground to climate change in China ［J ］．Journal of Glaciol-ogy and Geocryology ，2013，35（6）：1436－1445．［杨建平，杨岁桥，李曼，等．中国冻土对气候变化的脆弱性［J ］．冰川冻土，2013，35（6）：1436－1445．］［3］Chang Xiaoli ，Jin Huijun ，He Ｒuixia ，et al ．Ｒeview of perma-frost monitoring in the northern Da Hinggan Mountains ，North-east China ［J ］．Journal of 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highway maintenance ，and to delay the occurrence of highway disease and to ensure the safety of highway operation．The improvement of traffic condition will acceler-ate the development of economy and society in permafrost regions．Key words ：permafrost ；highway disease ；ground temperature ；ice content type ；sensitivity analysis5263期徐安花：多年冻土区公路病害对冻土地温和含冰类型的敏感性分析。
G214
中国科技期刊数据库 工业C2015年53期 133G214线多年冻土地区小桥涵设计探讨赵德立青海省公路科研勘测设计院，青海 西宁 810008摘要：根据对G214线鄂拉山至清水河段公路病害整治工程的全面调查，认为沿线小桥涵因冻土原因造成的病害较多。
如何针对病害，合理、正确进行小桥涵的设计，是防治冻土地区小桥涵病害的基础。
关键词：道路工程；多年冻土地；小桥涵；设计 中图分类号：P642.14；U412 文献标识码：A 文章编号：1671-5810（2015）53-0133-01G214线鄂拉山至清水河段，多年冻土区跨越里程313.3km ，其中连续多年冻土92km ，不连续多年冻土147.3km ，冻土总里程239.3km .，冻土特征为退化性多年冻土。
根据调查，沿线小桥涵病害较多。
如何针对病害，合理进行小桥涵的设计，是防治冻土地区小桥涵病害的基础。
1 小桥涵破坏的原因沿线小桥涵病害中，除部分是由于建设年代较早，不适应日益增长的重载交通而造成损坏外，其余大多是由于砼抗冻性能差及基底冻胀、融沉而产生的各种破坏。
小桥涵多为浅基础，其破坏多数与桥涵位置局部水热条件的改变有关。
首先，在施工期间基坑开挖作业过程中，基坑积水或暴露时间过长，会导致地基承载力降低、沉降，造成工程早期破坏。
第二，在使用阶段中，桥涵下面通风条件好，有利于热量散失，使小桥涵中部多年冻土上限上升，而涵端和洞口由于下渗地表水融化冻土，导致多年冻土上限下移，致使墩台身方向冻涨、融沉不均匀，使小桥涵的两端和洞口产生开裂下沉等病害，同时小桥涵台身开裂，涵洞内流水渗透到铺砌层以下，造成冻涨、融沉加剧，加速小桥涵的破坏。
由融沉特性引起的构筑物下沉是冻土区工程的主要病害变现形式。
因此小桥涵设计、施工阶段，应该将如何防治基底的冻涨和融沉作为关键。
2 冻土地区小桥涵的设计 2.1 小桥涵设计的原则多年冻土地区公路工程多年建设中总结的经验认为，对于小桥涵明挖扩大基础有两个设计原则：原则I —保持冻结原则，即保持一定深度以下的地基在小桥涵正常使用期间处于冻结状态。
公路通过多年冻土区的防护治理
通 过两 年 的 观察 ， 通 过 清 除 或采 用 桩 基础 桥 ０ ． ５ ｍ ～２ ． ０ ｍ， 最 厚处 可达 １ ５ ． ０ ｍ， 其 中 在 路 建 成 后 ， 路基稳定 ， 通 过 采用 水 泥 碎石 桩 （ ＣＦ Ｇ桩 ） 处 理 北部 黑 宝 山一 带 的分 布 较 多 ， 面积 相 对 跨 越段 ，
小兴安 岭地 区多分布 在蔽光 而保 温条 件 公路 通过 多年冻土分 布段较伊 春—嘉 荫公路 少且厚 度较 ｕ 祭 好 的小 型 沟谷 沼 泽地 ， 较 大 或 开 阔 的 沟 小 ， 所 造 成 的影 响 不 如伊 春 一 嘉 荫 公 路 大 。 谷处 已基本 融 化 ， 仅 在 其 边 缘 与 山 地 或 ２ ０ ０ ８年 ～２ ０ １ １年 黑 龙 江 省 公 路 “ 三年 决战 ” 期 间所 嫩 丘 陵接 触处 局 部 有所 分 布 ， 另 在 有 河 流 建 成 的 绥 化 一 伊 春 、 北 安 一 黑 河 、前 锋 农 场 一 嫩 江 、 江 一 加 格 达 奇 、 漠 河 一 北 极 村 等 高 速 公 路 ， 通 过 多 年 冻 的地段 ， 由于流水 的作 用 ， 部 分地 段 已全
． ５ ６ ０ ｍ，平 均 沉 降 量 ０ ． ８ ６ ０ ｍ， 运 北， 其 分布 除受 纬度控 制外 ， 还受 地层 岩 嘉荫 公路最 大沉 降量大 １ 虽 经多 次补 修 ， 但 仍 有沉 降 ， 由于 黑 河 ～北 安 性 、 地 表植 被 、 河 流 等 自然 因 素 的 影 响 ， 行 多年后 ，
１ ９ ９ ６年 在 原 有 砂 石 路 基 础 上 建 成 的 铁 力 一 伊 春 二
金 水 地 方铁 路 等 的多 年 冻 土勘 察 工 作 ， 级 公 路 ，是 第 一 条 通 过 多 年 冻 土 区 的 级 别 较 高 公 路 ， 通
青藏公路冻土路基设计研究_章金钊
文章编号:0451-0712(2000)02-00013-04青藏公路冻土路基设计研究章金钊 李祝龙 武民 喻文学(中交第一公路勘察设计研究院 西安市 710068)[摘要] 根据高原多年冻土地区冻土路基设计、施工的工程实践,论述了冻土路基设计的设计原则与设计方法、外业调查及冻土路基设计中应注意的问题。
可供设计人员参考。
关键词 公路工程 路基设计 多年冻土文献标识码:B 青藏公路担负着85%～90%以上进出西藏物资的运输任务,公路状况的好坏,直接关系着西藏地区的经济繁荣与社会稳定。
青藏公路穿越连续多年冻土区528.5km,区内气候严寒、地质及水文地质条件复杂。
加之近年来运输车辆日趋重型化,以及全球气候变迁,气温转暖,特别是在修筑沥青路面后,由于吸、放热的不平衡,使黑色路面下卧土层正积温增加,造成多年冻土上限下移,导致路基热融变形失去稳定。
多年观测资料表明:青藏公路沿线多年冻土区的气温冻结指数是气温融化指数的3～7倍,而在沥青路面修筑后,路面下0.5m深处的地温融化指数却是地温冻结指数的 1.1～ 1.5倍。
这充分说明,修筑沥青路面后原有的冻土水热平衡条件已严重破坏,冻土发育生存条件及其工程地质条件也已产生了较大变化。
据1990年10月调查统计,因路基热融沉陷而使公路破坏的累计长度达152km,占连续多年冻土区总长的21%。
为了弄清这些变化了的条件和青藏公路冻土路基病害路段的分布、类型、特点和机理,针对路基工程及营运中存在的问题,开展了青藏公路冻土路基设计研究工作。
1 路基设计原则与路基设计多年冻土路基设计一般为保持冻结(保护冻土)和允许融化两种设计原则。
但由于修筑沥青路面改变了路基下卧多年冻土的水热条件,使冻土垂向发生了较大变化,上述两类冻土路基设计原则,已不能满足青藏公路整治工程冻土路基设计的要求。
为此,对不同条件的冻土路基设计原则开展研究。
1.1 冻土条件的改变1.1.1 气候转暖和人类活动引起的冻土升温青藏高原由于暖季和寒季气温的升降和波动,可导致地表温度和地温的上升,从而引起积雪、湿度和植被等变化[5]。
多年冻土区公路建设及青藏高速面临的技术难题
中加寒区道路运营技术国际研讨会
一、多年冻土区公路建设现状
— 主要公路干线
青藏公路（G109）：是进藏运输的主通道，穿越750km多年冻土地带，全段二 级标准，沥青路面，平均速度约为80km/h
5
中加寒区道路运营技术国际研讨会
一、多年冻土区公路建设现状
— 主要公路干线
青康公路（G214）：是青海、西藏两省区干线公路，穿越约300km多年冻土，全段二 级标准，沥青路面和水泥混凝土路面共存，平均速度约为70km/h，现正进行高速化改造
总面积 高山多年冻土 高纬度多年冻土 高海拔多年冻土 特
215万平方公里，占国土面积的22.3%
点
纬度控制/海拔控制/局部高山/高温 3
中加寒区道路运营技术国际研讨会
一、多年冻土区公路建设现状
— 主要公路干线
青藏公路 格尔木
西宁
拉萨
青康公路
新藏公路
多年冻土面积：150×104km2 平均海拔：4500m以上 平均气温：-2 ℃ ～-7℃ 含 氧 量：50%海平面
——高原冻土环境保护
• 冻土区生态环境 – 植被 – 动物 – 水环境 – ……
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中加寒区道路运营技术国际研讨会
二、主要研究方向
——冻土工程地质与环境 • 冻土退化 • 冻土升温
气象观测
198研讨会
二、主要研究方向
——运行速度与线形 • 运行速度：在自由流状态下，所观测到的驾驶员操纵车辆 运行的车速 • 青藏公路运行速度： –小客车80~120km/h，货车50~80km/h（设计速度60km/h） –曲线前的运行速度低于直线段运行速度 –平直路段的期望速度可以取值为小客车120km/h，大货 车80km/h –高海拔地区4000m以上，海拔对运行速度的影响为降低 10%
多年冻土地区公路主要病害分析
２ 翻 浆
潮 湿地 段 的路 基 在冰 冻 过程 中 ，其 中 的水分 不 断 向上 移 动 聚集 ，引起 路 基 冻 胀 ，春 融 时 ，路 基 湿 软 ， 强 度 急 剧 降 低 ，加 上 行 车 荷 载 的作 用 ，路 面 发 生 弹
加 宽 后 阳面 受热 面积 增 大 、路基 施 工 加 宽部 分压 实 不 足 ，其 中路 基 阴 阳面新 的热 干 扰是 导 致路 基 、路 面产
【］ 玉 兰 ． 期 跟 踪 观 测 后 张 法 预 应 力 混 凝 土 梁 （２ ３沈 长 ３ ｍ曲 梁 ）
的跨 度变 形 和拱度 变 化 的报告 ［１ 京 ：铁道 部科 学研 究 Ｒ． 北
院，１９ ． ９８
［】 ４ 钟善桐． 、八边 、正方 与矩形钢管混凝 土轴心 受 性能 的 圆
状 ，沉降量越大 ，波浪幅度越大 ，波长也越长 ；沉降
变 形 如果 在 道路 横 向不 均匀 ，就易 产 生路 基 、路 而 的
纵 向裂缝 。
道路 阳面沉 降变 形 一般 大 于道 路 阴 面 ，从 而 常常 形 成 道路 在 横断 面 上产 生 向 阳面 的倾 斜 。根 据 对青 藏 公路 沉 陷资 料 的统计 ，所有 少 冰 和多 冰 冻土 路 段 没有
境 内其他 几条公路 ，包里 、江 仓 ～热水 ） ５ ３ （ 坡 ～大 通河 桥 ） 、Ｘ １ 盘 ，
省 道 ￥ ０ （ 石 峡 ～昌 马河 Ｋ ７～Ｋ ６ 、￥ ０ （ 匹 ２５ 花 ３ ７） ２４ 马 寺 ～祁 连 ）、￥ ０ （ 树 ～杂 多 ）、￥ ０ （ 树 ～治 ３９ 乇 ３８ 玉 多 ） １ １ （ 武 ～达 日 ～久 治 ）进 行 多 年 冻 土 病 害 、Ｓ ０ 大
２ １ 年第 ４ ０１ 期
多年冻土地区铁路路基设计(条文说明)
多年冻土地区铁路路基设计（条文说明）（铁路特殊路基设计规范修编草稿）7.1.2多年冻土年平均地温是多年冻土稳定性评价的一个重要指标。
青藏线根据在青藏高原多年冻土地区的科研成果，将多年冻土按年平均地温分为四个区。
7.1.3不良冻土现象是指厚层地下冰（包括厚度大于0.5m的含土冰层和厚度大于0.3m的纯冰层）、冻土沼泽、冻胀丘、冰锥、热融湖（塘）、融冻泥流等地段。
这些地段一般都需要采取特殊的处理措施，因施工困难，造价昂贵，养护也不方便，应绕避。
如必须通过时，也应选择在不良程度轻、长度短的位置通过。
当处于大型的冻胀丘、冰锥或热融湖（塘）地段时，尤其是在跨越较宽沟谷沼泽地段时，由于防治工程量大，且不易根除病害，宜设桥通过。
青藏铁路工程实践经验证明：高含冰量冻土与融区交界的地段，无论采取何种保护多年冻土的措施，路基均易开裂，且冻土融沉量大，影响路基的稳定性，不宜以路基通过。
7.1.4 根据青藏铁路工程实践及试验研究，考虑到将来全球气候变暖，采取了“主动降温、冷却地基、保护冻土”的设计原则。
改变以往采用被动保温单一的工程措施，进而采用积极主动降温的综合处理措施。
保护冻土是以冻土地基热稳定为目的，考虑到年平均地温、含冰量、冻土上限、不良冻土现象、水文地质条件、路基高度以及未来50年气温升高1℃的情况下，制定工程措施如下：1）进行路基填筑高度控制；2）小于路基合理填筑高度的低路堤，采用隔热保温材料路基；3）设置保温护道，低温区采用土质护道，高温区采用片石护道；4）IV区的高含冰量冻土、其它温区的含土冰层采用片石气冷路堤。
5）I区上限附近有较厚含土冰层或厚层地下冰地段，采用以桥代路措施。
青藏铁路工程实践表明：上述单一的路基工程措施可以起到保护多年冻土的目的，但为了进一步提高抵御升温能力，根据路基工程的设置条件划分，制定出如下工程措施：不同综合条件等级下的高含冰量冻土地段处理措施7.1.5在多年冻土地区，采用路堤通过时，不但不会破坏地基冻层，而且路堤土体也能起保温作用，有利于保护地基多年冻土的冻结状态。
多年冻土区公路建设及青藏高速面临的技术难题
21
二、青藏高速关键技术问题
——隧道防冻
大坂山隧道
大坂山隧道防雪棚
大坂山隧道防雪棚
鹧鸪山隧道保温层安装
鹧鸪山隧安装完成后
青藏铁路风火山隧道 22
二、青藏高速关键技术问题
——隧道防冻
新疆天山2号隧道洞口现状
新疆天山2号隧道内积冰 隧道内形成冰柱
隧道洞顶排水沟结冰
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二、青藏高速关键技术问题
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一、多年冻土区公路建设现状
— 主要公路干线
青藏公路 拉萨 新藏公路
格尔木
西宁
青康公路
多年冻土面积：150×104km2 平均海拔：4500m以上 平均气温：-2 ℃ ～-7℃ 含 氧 量：50%海平面
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一、多年冻土区公路建设现状
— 主要公路干线
青藏公路（G109）：是进藏运输的主通道，穿越750km多年冻土地带，全段二 级标准，沥青路面，平均速度约为80km/h
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一、多年冻土区公路建设现状
— 冻土环境
不良冻土现象
热融滑塌
热融湖塘
热融沉陷
融冻泥流
冻胀丘
河冰锥
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一、多年冻土区公路建设现状
—青藏公路交通走廊现状
1954年青藏公路 1977年格拉油管 2006青藏铁路
输油管道
青藏铁路
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一、多年冻土区公路建设现状
—冻土工程病害
路基： 融沉 波浪 开裂
– 高海拔地区4000m以上，海拔对运行速度的影响为降低 10%
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二、主要研究方向
——大尺度路基稳定技术
• 变形 • 沉降.压实 • 路基与构筑物衔接 • ……
青海省发展和改革委员会关于共和至玉树公路工程多年冻土区典型病害整治勘察及施工图设计招标事宜的批复
青海省发展和改革委员会关于共和至玉树公路工程多年冻土区典型病害整治勘察及施工图设计招标事宜的批复文章属性•【制定机关】青海省发展和改革委员会•【公布日期】2019.07.01•【字号】青发改法规〔2019〕445号•【施行日期】2019.07.01•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】招标投标正文青海省发展和改革委员会关于共和至玉树公路工程多年冻土区典型病害整治勘察及施工图设计招标事宜的批复青发改法规〔2019〕445号省交通运输厅：你厅《关于对共和至玉树公路工程多年冻土典型病害整治勘察及施工图设计不再招标的请示》（青交建管〔2019〕114号）收悉。
经审核，共和至玉树公路工程已由国家发展改革委《关于青海省共和至玉树（结古）公路可行性研究报告的批复》（发改基础〔2011〕3262号）、青海省发展改革委《关于共和至玉树公路改扩建工程可行性研究报告的批复》（青发改基础〔2013〕984号）批准建设。
你厅于2018年8月组织调研并决定对共玉公路多年冻土病害严重路段重新开展勘察及整治方案勘察设计工作。
经两次公开招标，共和至玉树公路工程多年冻土典型病害整治勘察及施工图设计项目均招标失败。
鉴于共玉公路所处自然条件特殊，建成以来病害程度日趋严重，急需采取措施进行整治，且多年冻土区公路病害整治勘察设计技术复杂，潜在投标人有限，根据《中华人民共和国招标投标法实施条例》第八条和《中华人民共和国招标投标法》的规定，同意共和至玉树公路工程多年冻土典型病害整治勘察及施工图设计项目不再进行公开招标，请采取邀请招标方式，严格按照有关规定，选择符合资质要求的单位进行项目勘察、设计。
青海省发展和改革委员会2019年7月1日。
高寒和多年冻土地区路桥施工技术
７９
许 晶玲 高寒和 多年 冻土地 区路桥 施 工技 术
在 高寒 地 区和 多年 冻 土 地 区开 展 桥 梁 工程 ，需 要 对多 年冻 土特性 进 行 深 入 调查 ，比如 当地 的气 温 和 低温 以及 水文条 件 等 。看 该地 区是 否 出现过不 良 物 理地 质现 象 ，或 者 曾经是 否有 过不 良工程 现象 ，如 有 必要 ，可 以对工 程地 质进行 钻探 ，对该 地 区进行 针 对 性施 工 。
高寒 地 区是指 平 均 气 温都 在 零 度 以下 ，且 连 续 半个 月 的气温都 为 一２０％ 的地 区 。高寒地 区大都 集 中在 东北 地 区 ，以及 西部 高原 地 区。
多年冻土也有永冻土之称 ，它指的是温度在 Ｏ。Ｃ度 或 ０ 以下的土 ，且 土 中含 有冰 ，土层持 续 了超 过三年 的冻结状态。多年冻土一般集 中在我 国的 内蒙古 和青 藏高原地区 ，此外黑龙江的大 、小兴安岭北 部和西部 高 山地区 ，也是 出现多年冻 土的集 中区域 。
多年冻土出现不 良冻 土 的现象有 很多 ，其 中包括 冻胀丘和冰锥 ，还包括厚层地下冰 以及冻土沼泽等 。 ２ 高寒 和 多年冻 土地 区施 工总体 方 案 ２．１ 施 工准备 ２．１．１ 设计文 件 审核和 地质勘 察
设 计文 件 的审核 ，涉及 多年冻 土 的各个 方 面 ，其 中包 括多年 冻土 的类 型 、分 布 以及 属性 ，还包 括 多年
筑 物 。 关 键词 高寒 冻土地 区 路 桥 施 工技 术
Ｒｏａｄ＆ Ｂｒｉｄｇｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ａｌｐｉｎｅ ａｎｄ ຫໍສະໝຸດ ｅｒｍ ａｆｒｏｓｔ Ｒｅｇｉｏｎｓ
浅析多年冻土地区公路病害的等级及防治措施
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。
多年冻土地区合理路堤填土高度的确定
多年冻土地区合理路堤填土高度的确定
董彦忠
【期刊名称】《新疆交通科技》
【年(卷),期】2011(000)003
【摘要】本文结合多年冻土地区路基病害调查的实践，详细调查了路基的技术状
况和使用情况，具体分析路基病害产生的成因，研究分析多年冻土地区合理路基填土高度多种理论经验公式，在此基础上提出多年冻土地区路基具体的设计防治原则、措施和改进建议。
【总页数】4页(P14-17)
【作者】董彦忠
【作者单位】新疆公路规划勘察设计研究院,乌鲁木齐830006
【正文语种】中文
【中图分类】U416.168
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青康公路(国道214线)沿线的多年冻土
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【摘要】青康公路沿线多年冻土主要分布于河卡南山、鄂拉山、巴颜喀拉山地及花石峡至玛多间的低山丘陵区，呈断续分布，总长共３３０ｋｍ。
其分布特征主要受海拔高度控制，但又具有纬度地带性，局地因素同时也起作用。
公路沿线冻土退化和冻土环境变化的迹象明显。
【总页数】8页(P42-49)
【关键词】青康公路沿线;多年冻土分布;冻土退化;多年冻土
【作者】王绍令;林清;赵林
【作者单位】中国科学院兰州冰川冻土研究所青藏高综合观测研究站
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青藏公路和环境问题探讨
青藏公路与环境问题探讨李祝龙武憨民章金钊交通部第一公路勘察设计院【擅要】Ｉ公路建设与环境相互作用，公路建设必须考虑环境问题。
随着科学技术的进步，人们意识到环境与自然的重要性，提出“可持续发展”的思想。
同样．公路建设也要走可持续发展的道路。
本文阐述了青藏公路与环境的相互关系，讨论了青藏公路环境保护的工程措施。
青藏公路起始于西宁市．经格尔木市、那曲镇至西藏自治区拉萨市，全长１９３７公里，１９７２年始按老二级公路标准改建，是祖国内地通往西南边疆的重要国防经济干道．肩负着进出西藏物资和客运的８０％以上重任。
青藏公路穿过青藏高原冻土区达６３０余公里，其中多年冻土连续分布区５２０多公里。
青藏高原气候严寒．海拔高平均在４５００ｍ以上，且冰冻期长，雨雪集中，加上空气稀薄、缺氧，公路沿线存在青藏高原特有的一些不良工程地质。
广ｊ一一论文针对青藏公路的特殊性，讨论了青藏高原环境对公路建设的影响、青藏公路对高原环境的影响．着重讨论了青藏公路沿线冻土环境因修建黑色沥青路面而导致的变化．并在此基础上分析了青藏公路沿线环境的恶化问题，最后提出了有关协调青藏公路与高原环境的几点措施。
沥青路面的修筑，使冻土正积温增多，多年冻土融化，冻土上限下移．形成融化盘，局部有融化不冻核存在；容易导致冻土路基的夏季沉陷和冬季冻胀，严重影响了路基路面的稳定性。
Ｔ公路建设过程中（如旌工、养护、运营）对沿线的植被、水文及生态环境也造成了不良的影响。
目前，青藏公路沿线环境有进一步恶化的趋势，必须对沿线环境进行保护．以确保这一块净土保持纯洁、干净。
，厂一论文指出，青藏公路的可持续发展问题集中体现在环境特别是冻土环境的保护上。
而青藏公路建设中环境保护的关键是在公路建设的设计、施工、和养护及决策等各个方面都要坚持可持续发展的思想。
关键词：青藏公路，环境，探讨一、刖舌１９９２年６月联合国召开了“环境与发展”的全世界首脑会议，大会以可持续发展为指导方针，树立了把环境同社会经济发展相协调的观点：与会各国一致承诺把走可持续发展的道路作为未来长期共同的发展战略。
青藏公路(格尔木—安多段)的冻土灾害及防治意见
青藏公路(格尔木—安多段)的冻土灾害及防治意见
乔文光;徐登亮
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【摘要】青藏公路是我国西北连接西南的一条交通干线,其中格尔木—安多段有550公里穿过青南藏北高原多年冻土区。
路面平均海拔在4400米以上,是世界上寒区道路中海拔最高的公路,因此受到全世界的关注。
从50年代以来,曾多次维修改线。
1975—1982年改铺沥青路面,由于冻土灾害频繁发生,沿线多处路基变形明显,边坡出现滑塌,致使部分路段交通多次中断,运输及安全受到严重影响。
为此,作者曾在1989年野外水文地质调查中,着重对该段冻土灾害作了调查研究,并针对其主要危害提出防治意见。
1.冻土环境冻土灾害是一定的气候、地形和生物等自然因素以及人为因素综合作用的结果。
本段冻土灾害的发生、发育过程,在很
【总页数】3页(P77-79)
【作者】乔文光;徐登亮
【作者单位】[1]地矿部九○六水文地质工程地质大队;[2]西宁市科学技术委员会【正文语种】中文
【中图分类】X3
【相关文献】
1.青藏高原与天山山地多年冻土地区生态环境状况的比较分析--以青藏公路格拉段与天山公路独库段为例 [J], 昌敦虎;陈鹏;陈济丁
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5.青藏铁路安多段多年冻土斜坡路基地温特征分析与预测 [J], 赵文杰;王连俊;沈宇鹏
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多年冻土地区公路路面评价指标探讨
多年冻土地区公路路面评价指标探讨
徐安花
【期刊名称】《冰川冻土》
【年(卷),期】2009()4
【摘要】路面性能评价是路面管理乃至路面设计的基础,而好的评价模型和评价指标选取是路面评价的关键.在路面评价模型中,为表征上述路面的使用性能,首先需要选取恰当的评价指标.多年冻土地区由于其低温和下覆特殊的多年冻土地基土,现有的路面评价方法体系不能直接应用于多年冻土地区,尤其是路面评价指标和一般地区有很大的差别.因此,研究和探索适合多年冻土区的路面评价指标和路面评价方法体系势在必行.结合多年冻土地区的气候和地质环境,在国道214姜路岭-清水河多年冻土段公路病害调查结果的基础上,分析了多年冻土地区公路路面使用过程中存在的主要问题,探讨了该区域内公路路面的评价指标及相应的养护维修措施,为多年冻土地区公路路面评价提供有益的借鉴.
【总页数】5页(P695-699)
【作者】徐安花
【作者单位】青海省公路科研勘测设计院
【正文语种】中文
【中图分类】U419.92
【相关文献】
1.多年冻土地区公路路面常见病害及养护对策
2.多年冻土地区公路路面结构形式探讨
3.多年冻土地区的高速公路路基处理措施探讨
4.青藏公路多年冻土地区钢纤维水泥砼路面裂缝处置设计及应用
5.基于物元模型的多年冻土地区路面破损状况评价探讨
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1期
吴紫汪等 : 青康公路多年冻土区路堤的临界高度
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困难 . 多年调查与观测表明, 路段临界高度较小的 地段 , 主要分布于含水 ( 冰) 量较大的细颗粒土为 主的段落 , 越岭地段往往属此类型 . 这些地段多属 稳定性差、脆弱地段 , 当路基两侧积水、植被被割 除等均有可能发生较严重的热融病害, 造成连续翻 浆, 路堤下冻土上限也很难得到稳定. 据工程管理 部门反映和我们的不定期调查 , 此类路段热融、翻 浆, 有的在运行 30 a 后还没有达到稳定. 因此我 们认为路堤高度以全线统一确定为好, 这便于实践 中应用. 以下用两种途径确定路堤临界高度 . 4 1 用路堤人为上限与天然上限的关系确定 临界高度 从图 2 得到回归方程为: H 人 = 1 07 H 天 + 0 73 回归系数 R = 0 865, 方差 堤处的天然上限 . 当路基下冻土天然上限保持不变的路堤填土高 度为 H 0 , 此时 H 0 称为路堤临界高度, 即: H0 = H人- H 天 由式 ( 1) 代入式 ( 2) , 得: H 0 = 0 07H 天 + 0 73 ( 3) ( 2) = 0 27. ( 1)
摘
要
青康公路运行 35 a 后, 经沿线调查与钻探表明, 在多年冻土区内 , 凡路堤高度低于 0 8 m 的
富冰地段, 历年均有不同程度的热融、翻浆病害发生 ; 凡路堤高度大于 0 8 m 的路段则基本保持稳定 . 在全面分析路堤下冻土上限的升降规律基础上 , 并考虑目前区内冻土明显退化的现实与高级路面对路 基变形的要求 , 提出高原多年冻土区修筑道路时 , 砂砾路面路堤高度应为 1 6 m , 水泥混凝土路面路 堤高度应为 2 0 m. 关键词 冻土 路基 中图法分类号
3
影响冻土路基上限变化的主要因素分析
天然条件下多年冻土层上只要表面土层受到扰
动或改变其地表植被、水分、日照条件以及天然气 温的波动等均要引起冻土上限的变化; 修筑路堤将
本文于 1997- 05- 15 收到 / 属国家自然科学基金课题 ( 49471020) 和交通部行业联合科技攻关项目 .
1期
吴紫汪等 : 青康公路多年冻土区路堤的临界高度
图 1 砂砾路面路基填筑高度与 路基基底上限的升降关系
Fig. 1 Relation betw een the h eigh t of embankment and th e change of the upper limit in gravel road
3 段的比较 活动层性质
3 3
与气温 、活动层性质的关系 根据多年冻土连续分布情况, 自北向南将其分成
式中: H 人 为路堤下冻土人为上限 ; H 天 为对应路
图5
Fig. 5
214 国道长石头山地段天然上限随 气温升高的计算结果
Calculated results of the natural upper limit ch anging w ith the air temperature in Changshitou M ountain area, H ighw ay No. 214
表 2 不同天然上限与不同路段 路堤临界高度的比较
Table 2 Comparsion between the natural upper limit and the critical height of embankment 回归统计的 临界高度 Critical height of embankment H 0/ m 0 76
3 2
与天然上限的关系 可以认为天然上限是冻土所处天然环境与其自
身土质成分、水分含量、土层密度以及地表植被条 件的一个及其重要的综合指标 , 因此修筑路堤与冻 土天然上限有密切关系. 砂砾路面条件下, 路基人
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冰
川
冻
土
20 卷
们既是相互联系, 也是相互制约的. 对不同深度的 冻土天然上限 , H 天 2 0 m, 2. 0 H 天 3 0 m, 4 0 m H天 3 0 m, 分别进行回归计算, 得到的路 堤临界 高度 H 0 为 0 76 m, 0 81 m 和 0 89 m ( 图 3) . 将此与上述 3 个不同路 段的临界 高度相 比较 ( 图 4) 发现, 它们的相对数值相近, 甚至吻合.
4 保持冻土天然上限稳定的路堤 临界高度
由于路堤临界高度 ( H 0) , 在不同天然上限、不
同地形部位往往是不同的, 例如 , 鄂拉山段其天然 上限变化在 1 4~ 3 5 m; 长石头山段为 1 8~ 4 0 m; 巴喀拉山段为 1 8~ 3 8 m. 天然上限在 同一 路段变化如此之大 , 给不同路段的设计与施工带来
数值是近似的 . 综合考虑使用上的方便, 并结合回 归系数 ( R ) 及方差 ( ) , 我们选定 方程 ( 4) 和 ( 5) 作为讨论路堤设计高度的基础数值. 从设计安 全考虑 , 选用加 1. 5 倍方差 , 即保证 率达到 93. 32% , 那么路堤设计的临界高度为: H 0 = 1 18 m ( 8)
第一作者简介
路堤临界高度
P642 14
吴紫汪, 男, 62 岁, 研究员, 1961 年毕业于北京地质学院水文工 程地质专业. 现从事冻 土
工程与冻土力学研究.
1 概况
青康公路, 即 214 国道, 是由青海进入西藏的 第二条运输干线 , 1953 年开始修建 , 1954 年通车. 建设初期基本上是在原地面填平, 路堤高度一般为 10~ 30 cm, 之后结合治理热融、翻浆而逐年加高, 至 80 年代初期, 多数路段路堤高为 20~ 70 cm . 在 一些历年发生严重热融、翻浆的富冰区段, 路基高 被抬填在 80 cm 以上, 局部地段高于 150 cm, 基本 保证了沿线常年畅通 , 但是热融、翻浆病害仍然没 有得到根治. 高原多年冻土地区修筑路堤的临界高度研究, 早已被人们所重视, 黄小铭 ( 1983) 对青藏公路冻 土路堤进行了全面调查与专门试验提出: 当天然上 限小于 2. 0 m, 并考虑向阳路肩的影 响, 其路堤 临界高度为 0. 65 m. 笔者在 80 年代 中期, 也对 青藏公路砂砾路面的临界高度提出如下计算公式 : H 0 = 0 933 - 0 088 H 天 戴竞波 ( 1983) 在全面总结大兴安岭修筑铁路路堤 的基础上提出: 在大片连续多年冻土区, 路堤临界 高度 H 0 = 1 5 m. 岛状融区多年冻土带 H 0 = 2 0 m. 由于 214 国道处于青藏高原东部 , 多年冻土分 布既不 同 于 大 兴 安 岭 地 区, 也 有 别 于 青 藏 公 路
因素之一, 但在本区段内 ( 即具形成多年冻土的气温 条件下) , 气温高低影响是第二位. 巴颜喀拉段为全 线路最低气温区段, 但由于活动层基本组成成分制 约, 使其路堤临界高度大于鄂拉山段; 而鄂拉山区间 路堤临界高度最小. 虽然也是受活动层内基本组成成 分的影响, 即细粒土含量多, 土层含水 ( 冰) 量较 大, 植被也较发育, 冻土天然上限小. 以上 3 个主要影响因素, 也存在内在的密切关
( 109 国道 ) . 现根据 80 年代末期、90 年代初期对 214 国道 钻探坑探调查资料 , 对运行ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ35 a 后冻 土路基下冻 土上限变化情况进行分析讨论 , 为本区道路建设施 工提供科学依据 .
2
自然条件
214 国道多年冻土分布区北起鄂拉山北坡, 南
至巴 颜喀拉 山南麓 , 公路跨 越多年 冻土 带约 330 km, 海拔最高为 4 824 m, 最低为 3 907 m, 一般 约在 4 300 m 以上 . 区内年平均气温为 - 2. 5~ 5. 0 , 降水量一般为 300 mm 左右 . 多年冻土平 面分布差异性大 , 极不均匀, 多以山岭为中心, 向 河谷方向多年冻土为大片分布、岛状分布、零星和 残余埋深冻土岛分布 , 与深季节冻土相间 . 区内多 年冻土具有地温高、厚度小且变化大, 松散土层普 遍含砂砾较多, 富冰土层所占比例较少, 冻土上限 普遍较深, 多年冻土处于明显退化之中 .
图 4 214 国道不同路段的路基高度与 路堤基底冻土上限的升降关系
Fig. 4 Relation between the height of embankment and
the change of the upper limit at different road section in the Highway No. 214
表 1 214 国道不同区段路堤临界高度与气温、 活动层性质的关系
Table 1 Relation among the critical h eigh t of embankment, road section of the Highway No. 214 红土坡~ 长石头山 Hongtupo ~ Chang Shitou Shan 野牛沟~ 巴颜喀拉山 Yeniu Gou~ Bayan Har M ountains air temperature and properties of the active layer atdifferent
为上限 ( H 人 ) 与对应的天然上限 ( H 天 ) 关 系极 为密切 ( 图 2) , 在天 然上限 为 1 4~ 4 0 m 范围 内, 相对应的人为上限为 1 9~ 5 0 m. 两者呈良 好线性关系, 即 H 人 = H 天+ 0 73. 可见人为上限 受到天然上限的制约, 砂砾路面路基人为上限永远 大于相对应的天然上限 ; 当天然上限大致相同 , 路 基人为上限 ( H 人 ) 大于对应的天然上限差值也大 致相同.
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不可避免地改变冻土水热环境条件 , 使冻土上限发 生强烈的变化. 3 1 路堤填土高度的影响 从 300 余个砂砾路面钻探与相应地段坑探资料 分析再次证明, 按青藏高原条件, 只要路堤修筑在 一定高度 ( H 0) , 一般来说, 路基下冻土上限就保 持不变 , 而当路堤低于此高度 ( H 0 ) , 路基下冻土 上限就发生下移 . 相反 , 当路基高于 H 0 , 路基下 冻土上限就随填土高 度增高而升高 . 在路堤高度 10~ 160 cm 范围 , 路基下冻土上限升降值与填土 高度大致呈线性关系 ( 图 1) .