关于冻土地区公路路基设计措施探讨及总结

民营科技2018年第1期
工程技术
关于冻土地区公路路基设计措施探讨及总结
杨元亭
（呼伦贝尔市公路勘测规划设计有限公司，内蒙古呼伦贝尔021008）
呼伦贝尔是我国最高纬度地区之一，寒温带和中温带大陆气候特点显著，全年气温冬冷夏暖，温差较大。

导致本地区具备不同于其他地区多年冻土的病害现场病害显著及分布特点，表现在分布较为集中，冻土厚度较浅等特殊性，呼伦贝尔地区由于冻土在土质、温度、水、荷载及季节交替环境共同作用下，冻土路基下的多年冻土发生融化，使路基产生不均匀沉降，导致所修筑的路基、路面冻胀、融沉、翻浆等病害。

同时，路基的变形破坏又引起了路面的病害；最终造成路基整体稳定性和强度破坏，严重影响驾驶安全性和舒适性，造成严重经济损失。

1呼伦贝尔冻土地区公路的病害特征及原因分析
1.1翻浆。

在冻土地区，由于水分在土壤冻结过程中积聚而不能良好排除土体，当土质属于渗透性较高的粘性土或者情况不佳，春融时期由于冻胀时水分不能及时排出土体，土基强度急剧降低，土基软弱，在行车重复荷载作用下，路面表面出现不均匀起伏、弹簧或破裂冒浆等现象。

1.2冻胀。

低液限粉质粘土及粉土、湿陷性不良土质中所含的水分在负温作用下变成固态结晶，生成各种形状的冰侵入体而导致土体积的不断增大。

造成土层表面凹凸不平。

冻胀土与结构物基础之间主要产生冻结力和冻胀力。

冻胀现象不仅引起道路破坏，还可引起桥梁、涵洞基础的冻害。

1.3融沉。

在多年冻土地区，由于呼伦贝尔地区地下冰层埋藏较浅，在施工及运营过程中各种因素造成多年冻土上层局部融化，土粒及其集合体在融化时由于水化作用而膨胀。

常造成路基边坡斜坡和各种基础的不稳定。

1.4裂缝。

由于路基土在冻胀压力作用下发生冻胀或者融沉现象，造成路面结构层发生上升或者下降，从而是路面结构层发生横向和竖向裂缝，拉裂造成整个路面失去整体稳定性。

1.5冰害。

呼伦贝尔地区主要表现在地下水在冬季受地下水冻胀作用，冻胀产生的冰洁作用阻止在薄弱地面而发生凹凸隆起的土丘，同时还会发生冰丘、冰锥等冰害。

2不同情况下冻土地区公路路基设计方案
2.1301国道甘-博段和111国道腾克-大杨树段试验路的试验路段作为攻关项目“301国道沿线岛状冻土地区路基路面稳定性研究”中重要试验路段，在冻土路基设计中，针对本地区冻土特征及病害特点，根据不同地质情况，第一层填料厚度以碾压成型而不产生松软现象为宜，适当增大压路机吨位及增加第一层碾压厚度，减少路基沉降变形，提高路基整体强度和稳定性。

同时，针对按照设计原则施工完成后，及时进行弯沉和承载板试验，保证路基承载比和强度符合设计规范要求。

最终确定了路基设计中针对冻土路基处理方案，针对浅层软基冻土用抛石和换填比较经济科学;对于处理较深层的软基冻土，可结合当地实际情况，选用不同的密实法处理。

2.2阿龙山-满归段三级公路，本路线位于呼伦贝尔市根河境内，典型冻土覆盖区，本路线位于连续多年冻土覆盖区域，设计初期，针对本地区以往旧路病害调查，由于激流河横穿本地区段落较多，加上人为活动比较频繁，每到冬季过后，冻胀和融沉交替作用下。

会出现局部冻融融沉区，病害分布比较广泛，针对冻土地区路基设计原则；冻土处理时路基基底清除冻土层至冻土天然下限后，回填50cm厚毛石，毛石顶面采用冲击碾压使其密实，再采用天然砂砾分层填筑碾压，填筑砂砾的厚度不小于50cm；冲击碾压按30遍控制。

在换填顶面设置土工格栅，格栅采用单向拉伸土工格栅。

以保证路基整体稳定性。

3公路路基在冻土地区设计方法总结
3.1加强地质选线，路线定线时尽量避开较大的冻土发育路段，无法避免时尽量在其边部通过，减少冻土处理路段的长度和工程数量。

3.2保护多年冻土：冻土设计以保护冻土为原则，路基尽量以填方形式通过为主，尽量不以挖方形式通过，确保多年冻土上限不变。

选用不发生冻胀的路面结构层材料。

了解不同路面材料、土基及路面下的冰冻深度与温度之间的关系，使土基冻层厚度不超过一定限度。

对于不满足防冻胀要求的结构，可采用调整结构层的厚度或采用隔温性能好的材料等措施来满足防冻胀要求。

多孔矿渣是较好的隔温材料。

3.3结合呼伦贝尔地区以往公路路基设计现状；适当提高路基高度，降低垂直地温梯度，同时放缓边坡或加宽加高护坡道改善排水设施，加强地面排水，保证路基整体结构稳定性。

在设计初期，要认真做好冻土地区工程的地质勘探工作，结合正确评价工程建设条件。

在条件许可的情况下，尽量保证路线选择水文地质良好的地段通过。

同时，结合实践工程中经验方法，坚持科学设计，合理处置方案和有效设计标准，及时养护，避免公路冻胀病害的发生，保证路基稳定性和整体性。

参考文献
[1]李帅.季节性冻土地区公路路基设计要点[J].黑龙江交通科技，2017（2）：48+50.
[2]张磊.内蒙古季节性重度冻土区博牙高速公路设计研究[D].长
春：吉林大学，2012.
[3]刘茂海.关于多年冻土地区公路路基的设计[J].呼伦贝尔学院学
报，2008（2）：79-80.
[4]侯仰慕，安春英，董洁滨，等.冻土地区公路的病害特征及防治
措施[J].内蒙古公路与运输，2003（2）：18-19.
摘要：通过呼伦贝尔地区冻土病害特征及原因，对比呼伦贝尔地区以往实际工程中对于冻土覆盖地区公路路基设计方案，探讨和总结在冻土地区公路的病害特征及公路路基设计防治措施。

关键词：冻土；公路病害；设计；防治
中图分类号：U416.1文献标识码：A文章编号：1673-4033（2018）01-0087-01
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