1、陈志国 - 季节性冻土地区公路工程抗冻耐久关键技术
高原季节性冻土地区隧道施工防寒保温技术
高原季节性冻土地区隧道施工防寒保温技术谢江胜【摘要】依托兰新高铁祁连山隧道和大梁隧道施工实践,阐述了高原季节性冻土地区隧道双层保温衬砌、防寒泄水洞、保温侧沟和伴热电缆等综合技术方案、主要技术要点及优缺点分析,并提出了隧道防寒保温措施的优化建议,为类似工程提供借鉴.【期刊名称】《铁道建筑技术》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】5页(P22-26)【关键词】季节性冻土;隧道;保温;综合技术【作者】谢江胜【作者单位】中铁二十局集团有限公司陕西西安710016【正文语种】中文【中图分类】U4551 工程概况新建兰新高铁祁连山隧道、大梁隧道地处青藏高原东北缘，位于3 500～4 300 m 祁连山中山区，是目前世界海拔最高的高铁隧道。
隧址处属高原大陆性气候，年平均气温1．8℃，极端最低气温-31．5℃，最大冻结深度230 cm，全年除7月、8月外均为降雪期，见图1。
其中祁连山隧道长9 490 m，采用-20‰单面下坡;大梁隧道长6 550 m，采用+6‰、-9‰的人字形坡;最大开挖断面达186．98 m2;两座隧道均地下水发育，大梁隧道最大涌水量达65 780 m3/d，祁连山隧道最大涌水量达105 123 m3/d。
高原季节性冻土地区隧道［1］与普通隧道有较大的区别，其地下水会发生季节性冻融现象，对隧道结构产生冻胀作用，而隧道冻胀的核心问题是地下水遇负温冻结。
防寒保温是高寒地区隧道施工的一项关键技术，是防止季节性冻土(岩)反复冻融、暖季漏水、寒季挂冰、冰漫道床、排水系统冻结等的重要手段，避免隧道衬砌混凝土产生冻胀开裂、酥碎、剥落等冻胀病害［2］。
图1 祁连山隧道自然条件2 防寒保温总体技术方案高寒地区季节性冻土隧道地下水产生季节性冻融、冻胀变化作用，造成的周期性的加载、卸载作用将对隧道主体结构尤其是洞口段的支护措施、衬砌结构、防排水体系造成破坏，进而影响运营期间的安全性及结构的寿命。
为了避免隧道冻胀病害的发生，在祁连山隧道和大梁隧道的洞口段均采取了防寒保温综合技术措施，其具体方案主要有以下几个方面:2．1 保温衬砌祁连山隧道进口段及大梁隧道进、出口段均位于浅埋及断层破碎带，采取双层保温衬砌结构支护，结构形式为:初期支护+模筑混凝土30 cm+防水板+保温层5 cm+防水板+二次衬砌，模筑支护完成后至少经历一个年度的冻融期后施工二次衬砌。
季节性冻土区高速铁路新型防冻胀路基力学特性研究
季节性冻土区高速铁路新型防冻胀路基力学特性研究宋宏芳;刘晓贺;李佰林【摘要】着眼于季节性冻土区高铁路基防冻胀填料改良及路基保温措施,提出纤维泡沫混凝土作为基床表层填料或保温强化层材料的防冻胀路基结构形式.对纤维泡沫混凝土进行物理力学特性及抗冻融耐久性试验,在此基础上采用有限元仿真分析级配碎石基床、纤维泡沫混凝土基床、保温强化层基床3种路基结构的层间剪切应力、竖向应力、竖向位移等力学参数.结果表明:纤维泡沫混凝土具有良好的保温特性及冻融耐久性,其作为基床表层填料与级配碎石相比,路基结构力学参数均得到改善;其作为保温强化层材料可有效降低级配碎石基床表层剪切应力的最大值,提高路基结构整体稳定性.在一定程度上证明了纤维泡沫混凝土作为季节性冻土区高铁路基防冻胀材料的可行性.【期刊名称】《铁道学报》【年(卷),期】2018(040)011【总页数】7页(P98-104)【关键词】高速铁路路基;季节性冻土区;纤维泡沫混凝土;防冻胀结构;力学特性【作者】宋宏芳;刘晓贺;李佰林【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044;石家庄铁道大学土木工程学院,河北石家庄050043;石家庄铁道大学土木工程学院,河北石家庄050043【正文语种】中文【中图分类】TU213.1冻土产生的冻胀融沉现象对铁路路基工程的影响重大。
对于多年冻土，由于其厚层地下冰埋藏较浅，受地面活动影响较大，较易发生融化现象，而厚层地下冰融化产生的土体融沉是导致多年冻土区路基变形和破坏的重要因素。
多年冻土地区使用保温法对冻土路基进行保护可以有效防止多年冻土融化，改变进入多年冻土内部的热周转量，减弱路基的修建造成的热积累发展趋势，延缓多年冻土地区路基变形和破坏[1]。
对于季节性冻土，防冻胀问题也是路基设计、施工的难点。
目前，季节性冻土区路基修筑时，已采取了限制路堤高度，改良路基填料，设置隔水、排水设施，修筑保温护道等措施来应对温度的季节性变化产生的冻胀现象[2]。
公路工程抗冻设计与施工技术指南最新版
公路工程抗冻设计与施工技术指南最新版哎呀，你们可真是不了解我这个“公路工程抗冻设计与施工技术指南”啊！别看我这么高大上，其实我就是为了让大家在冬天也能顺利出行，不受冻的困扰。
今天，我就来给大家讲讲我的“心路历程”，让你们更了解我，也更容易使用我哦！我要告诉大家的是，我可不是什么“神仙”，我也有自己的特点和局限性。
比如说，我虽然可以帮助大家抵御严寒，但是在极端低温的情况下，我还是会受到影响，不能完全保证大家的安全。
所以，在使用我的时候，一定要注意天气情况，做好相应的防护措施哦！好了，废话不多说了，让我们正式进入正题吧！我主要分为三个部分来讲：一是为什么要使用我；二是如何正确使用我；三是我的优点和不足。
我们来看看为什么要使用我吧！其实，我最主要的作用就是帮助大家在冬天也能顺利出行。
想想看，冬天的时候，路面结冰，开车容易打滑，行人走路也容易摔倒。
而有了我，就可以有效地防止这些问题的发生，让大家出行更加安全、舒适。
当然啦，除了这个主要原因之外，我还有很多其他的作用，比如提高道路的使用寿命、减少维护成本等等。
所以，使用我是非常重要的哦！接下来，我们来谈谈如何正确使用我吧！其实，使用我并没有那么难，只要掌握了一些基本的方法就可以了。
要做好地面的保温工作。
这包括覆盖保温材料、浇注热水等方法。
要做好排水系统。
这样可以避免路面积水过多，导致结冰。
要定期检查和维护我。
这样可以及时发现问题，及时解决。
要注意天气变化。
在极端低温的情况下，一定要采取相应的措施，确保大家的安全。
我们来聊聊我的优点和不足吧！优点嘛，就是我可以有效地防止路面结冰、提高道路的使用寿命、减少维护成本等等。
而且，我还可以通过智能化技术，实现实时监测和预警功能，更好地保障大家的安全。
不过，我也有一些不足之处。
比如说，在极端低温的情况下，我还是会受到影响，不能完全保证大家的安全。
我还存在一定的成本问题，需要投入一定的资金进行建设和维护。
但是，总的来说，我还是非常值得大家使用的哦！好啦，今天我就给大家讲到这里啦！希望通过我的讲解，大家对我有了更深入的了解，也更容易使用我了。
浅析《公路工程抗冻设计与施工技术指南》
维普资讯
于 ２ ０ ￣的地 区 定义 为 重冻 区 。 ００
中 冻 区— — 冻 结 指 数 ２ ０ ￣ ＞Ｆ ≥ ８ ０ 的 地 区 ， 路 路 ００ ｏ℃ 公
基 、路 面 及 其 他 构 造 物 冻 害 较 重 冻 区 要 轻 ，设 计 施 工 中 通 过 采 取一 些措 施可 防止 冻 害产 生 ， 以 把该 地 区定 义为 中冻 区 。 所 轻 冻 区— — 冻 结 指 数 小 于 ８ ０ 的 地 区 ，公 路 路 基 、路 ｏ℃ 面 及 公 路 其 他 构 造 物 在 冬 季 产 生 的 冻 害 较 小 ， 以 把 该 地 区 所 定义 为轻 冻 区 。
在 道 路 的 抗 冻 设 计 中 ，可 根 据 冻 结 指 数 和 潮 湿 系 数 ，确
定 道 路 所 在 的 冻 区 。明 确 道 路 抗 冻 设 计 的 目标 和 程 度 ，达 到 减 少 道 路 冻 害 的 目的 。
大 地标 准冻 深 的计 算
通 过 对 实 际 道 路 冻 深 和 气 象 资 料 的 调 查 ，发 现 大 地 冻 深 不 仅 与 冻 结 指 数 有 关 ，与 潮 湿 系 数 也 有 关 ， 例 如 ：黑 龙 江 省 佳 木 斯 市 年 冻 结 指 数 ２ ６ ￣ ， 湿 系 数 ０ ４ ， 深 为 １ ８ｍ￣ ００ 潮 ．４ 冻 ｃ ３
吉 林 省 白城 市 年 冻 结 指 数 ２ ９ ０ ２℃ ， 潮 湿 系 数 ０． ， 冻 深 ２１
１ ｌｍ 。 过 对 全 国 ５ ３ 气 象 站 近 十 年 气 象 资 料 的 整 理 、分 ９ｃ 经 ２个 析 ，得 出大地 冻深 与 冻结 指数 和潮 湿 系数 的 关 系。
对冻 深 的影 响进 行＝ 级 区划 。
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。
季节性冻土地区公路路面抗冻设计
季节性冻土地区公路路面抗冻设计【摘要】随着经济的快速发展，公路的建设越来越多。
但在季节性冻土地区公路路面工程冰冻损害仍比较普遍，为了延长公路路面的使用寿命，就需要加强季节性冻土地区公路路面的抗冻设计，本文就路面在冻胀力作用下的抗冻设计和路面防冻层厚度的设计进行了深入分析，希望能为以后类似的设计提供参考。
【关键词】季节性；冻土地区；路面；抗冻；设计1、季节性冻土地表层土冬季冻结，夏季全部融化的土叫季节性冻土，这些地区叫季节性冻土地区，简称季冻土和季冻区。
目前冬季冻土地区公路路面冰冻损害现象比较普遍，季节性冻土地区公路路面冰冻出现损害现象主要是由于路基冻胀使得路面产生不均匀的隆起，以此导致了路面的开裂，其公路畅通和使用寿命受到影响，为有效防止或者减少冰冻损害现象的发生，就需要对公路工程进行抗冻设计计算。
本文主要根据《公路水泥混凝土路面设计规范》与《公路柔性路面设计规范》规定，对路面抗冻设计进行了相关的分析。
2、路面在冻胀力作用下的抗冻设计冻胀是季节性冻土地区公路发生冰冻损害现象主要原因之一，其主要是受路基的影响，路面各处损害现象会随着路基各处土质的不同、密实度不同和含水量不同而不一样。
路面在不均匀冻胀力作用下会产生一定的破坏和变形。
采用简支梁的受力计算方法来计算路面材料不同冻胀力作用下的应变值，在进行受力分析时，所取的路面横向宽板宽为1米，将其简化成简支梁，其所受的力为均匀荷载，然后再建立力学模型，根据具体情况将路面产生的应变和应力计算出来，如下图所示：简支梁在均匀的荷载作用下其挠度f和应力σ计算公式分别如下：从（4）式可以得出，材料在不均匀冻胀力作用下产生的应变指比路面材料的容许应变值[εR]要小，且其大小还受路面宽度和路面厚度的影响。
式中：E为路面材料弹性模量；b为路面横向宽度；I为截面对中性轴的惯性矩；其中εs是路面材料弯曲拉应变，是根据试验来确定的；Zj为路基总冻胀值；ε为路面材料因路基冻胀产生的应变；ξ为路面不均匀冻胀系数，二级公路取0.15，一级和高速公路则取0.2；k为路面材料安全系数，其取值是根据材料均匀性、试验条件和公路等级取1.05到1.1；路面计算宽度为Bk，二级以下和二级公路一般取全宽，一级、高速公路则取的是半幅宽，多车道取得是最大值12米；Hi为路面设计厚度。
季节性冻土地区公路路基冻融过程实时监测分析
季节性冻土地区公路路基冻融过程实时监测分析
王书娟;陈志国;秦绪喜;于丽梅
【期刊名称】《路基工程》
【年(卷),期】2015(000)001
【摘要】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.
【总页数】4页(P39-42)
【作者】王书娟;陈志国;秦绪喜;于丽梅
【作者单位】吉林省交通科学研究所季节性冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室,长春130012;吉林省交通科学研究所季节性冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室,长春130012;吉林大学交通学院,长春130022;吉林省交通科学研究所季节性冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室,长春130012【正文语种】中文
【中图分类】U416.1+67
【相关文献】
1.季节性冻土地区路基冻融效应特征 [J], 郭丽
2.东北地区季节性冻土期水工混凝土冻融膨胀观测试验研究 [J], 汪海龙
3.西藏藏东南地区公路路基受季节性冻融影响分析 [J], 卢鲁;徐江;王培清
4.季节性冻土区滑坡防治工程的冻融效应分析 [J], 杨栋;王全成;姜昭群
5.辽西地区风积土冻融特性与冻融过程结构性演变规律试验研究 [J], 张向东;刘功勋;栾茂田
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外文翻译
冻土地区公路建设和工程实践的技术研究王双杰1*, 陈建兵1, 齐金林2摘要为了系统总结和整合青藏高原多年冻土地区公路建设的技术,据据青藏和西康30年和50年公路建设经验所形成的机制和学科我们研究高海拔多年冻土地区公路工程发展问题和挑战,根。
在冻土地区，路堤、路面、桥梁、生态保护对策是主要的研究对象。
我们结合冻土与公路之间边坡稳定性主要问题的分析以及相互作用理论模型,室内测试和现场测试,以揭示堤防,人行道,桥梁桩与永久冻土之间的关系。
在低温地区为了公路稳定、设计参数、路面耐久性的关键指标我们提出了一系列工程措施，仅仅冻结桥墩基础的时间和强度之间的关系发展以及高海拔冻土地区生态系统恢复;这些最终形成为冻土地区建筑技术包关键词:公路工程;冻土;技术研究；工程实践1。
介绍在寒冷地区，冻土是影响提防稳定的最危险因素之一。
解冻和结冻是主要的逆向过程,不仅大大提高工程建设的成本,也严重降低工程的质量和寿命。
为了解决冻土造成的问题,继续在永久冻土工程技术研究是急需的。
以青藏公路为例, 这个项目采用的工程技术对于世界各地冻土的工程技术有巨大的价值。
实际上,青藏公路受到几个补救行动和改变,成为了最冻土地区公路建设最大的实验研究固有的,但由于受限于利可用的冻土和永久冻土与工程之间的相互作用的研究,对多年冻土地区公路建设存在的问题仍有待解决。
由于全球气候变化的影响,包括全球变暖与人类的活动,在工程项目中的冰冻冻土地基土可能会经历进一步解冻,这对公路路基是非常有害的。
在公路建设的不同时期所遇到的困难和挑战将会为将来在冻土地区建设将设提供直接的有用的经验是大家广泛认可的然而，在极端环境中，这些困难和挑战,培养了从事多年冻土地区公路建设涉及到一些独特的科学难题研究的公路建设工程师，这些困难包括沥青路面热吸收效应、堤防的规模效应,冻土路基的不对称变形效果。
在中国“十一五”规划中，青藏公路项目被列入会议议程,在解决复杂的地质问题和实现生态系统的保护过程中将遇到更多的困难。
人才培养初现成效 冰川冻土步入发展
岌可危的普通冰川和积雪研究学科，形成普通冰川、 普通冰川和积雪的研究基本消亡，人才大量离所或
冰川气候、积雪分布、雪化学、积雪与气候的研究队 转移到别的研究课题上，情形十分严峻。“十五”后
伍，正在恢复和建立冰川物理和积雪研究的后备队 期强化了冰川和积雪研究队伍的恢复组建支持，但
伍，取得了复苏雪冰研究的初步成效。
以项目带动人才培养，以人才促进学科发展的
后安排学科发展人才的先急后缓指导思想，有序推 进人才培养项目，特别强调对一般青年研究人员和 博士生的研究能力的培养。“十五”前期重点支持国 家急需的冻土以及集成研究人才队伍建设，“十五” 后期着重组建冰川与积雪恢复的研究队伍。本着这 一指导思想，人才项目前期为形成以程国栋院士为
定性等学术思想。开展了块石路基、通风管路基、块 学科发展的整体战略，形成了将帅人才培养和全面
石!碎石护坡、遮 阳 板 护 坡、边 坡 防 护、热 棒 ! 保 温 材料等筑路技术研究，为青藏铁路建设提供了理论
提升人才素质的环境。人才培养基金项目对冰川冻 土学科的推动、深化和延伸，起到了积极作用。人才
依据、设计参数，具体的冻土工程措施。为冻土工程 培养取得的成果，在解决工程问题的同时深化了冰
但冰川冻土学的人才培养还不均衡。通过“九
定性研究”荣 获 "##% 年 甘 肃 省 科 技 进 步 奖 二 等 奖 的好成绩。
五”、 “十五”的持续支持，冻土工程人才基础可以说 已经比 较 扎 实。 但 由 于 工 程 项 目 的 牵 引 和 趋 利 作
通过人才培养项目设立的“区域冰川对气候变 用，原来从事普通冻土和冻土机理研究的基础研究
理信息学科建设，形成了以李新、王建为主的冰雪遥 南、韦五周、张智慧等一支从事应用技术的研究人
季冻区公路低路堤修筑关键技术研究项目简介
2019年第4期科技成果简介1项目背景我国季节性冻土分布广泛，占国土面积的53.5%，其中，中深度季节性冻土（>1m ）约占国土面积的1/3。
路基冻害一直是困扰季节性冰冻地区公路工程建设和维护的一个难题。
在季节性冰冻地区冬季，土中原有的水分或从外界迁移到土中的水分逐渐相变成冰，引起土颗粒间的相对位移，使土体产生冻胀；在春季，土中冰逐渐相变成水，致使土体融化沉降，这种反复的冻胀和融沉变形，常导致路面开裂、鼓胀、翻浆等多种病害，严重影响道路的使用性能和使用寿命，增加道路维护工程量和工程费用。
为了减小季节性冰冻地区冻融循环对路基结构的影响，常采取抬高路基的防冻措施，使含水量较大的路基土处于冰冻线之下。
交通部印发的《关于公路建设中实行最严格的耕地保护制度的若干意见》文件中指出，采用低路堤公路的设计方案，节约土地资源，走可持续发展道路，成为公路建设亟待解决的问题。
公路路堤填土高度的降低，可使永久占用土地大大减少，同时减少了资源消耗和环境破坏。
在我国土地资源紧缺的大环境下，公路高填方路基占地大与人均日益减少的土地资源矛盾日渐突出，合理降低公路路堤填土高度成为今后必然的选择。
抬高路基的防冻措施虽能够减轻或防止路基土冻融，但同时也相应地增加道路占地、土石方量和工程造价。
而采用低路堤路基结构，则可减少道路占地及相应土石方工程，相对于高路堤结构技术经济性更优，已在非冰冻平原地区得到了大规模推广应用。
与非冰冻地区不同，在季节性冰冻地区采用低路堤结构，路基土易受到地下水的影响而产生冻融循环，进而影响路基工作区深度和路基性能。
因此，本项目的提出，通过对季冻区公路低路堤修筑中关键技术研究，将提升运营期路基路面使用性能。
2研究内容（1）季冻区公路低路堤路基强度的影响因素研究。
通过低路堤实际使用状况调查、原位实测、适当取样、室内试验和数值模拟，研究含水量、压实度对路基土回弹模量的影响程度及规律；分析影响低路堤路基强度的主要因素和次要因素，建立各因素与路基强度之间的量化关系。
“解密”公路抗冻技术“前世今生”——省交通科学研究所公路抗冻耐久技术研究侧记
“解密”公路抗冻技术“前世今生”——省交通科学研究所
公路抗冻耐久技术研究侧记
佚名
【期刊名称】《吉林交通科技》
【年(卷),期】2022()2
【摘要】你知道吗?耗费几代吉林交通科研人心血、曾荣获2017年国家科技进步二等奖的“季冻区高速公路抗冻耐久及生态保护关键技术”项目,已经在我国季冻区7省(区)9000余公里的公路建设中推广应用。
省交通科研所为什么连续二十年持续研究这项技术?这项技术开发了怎样的新工艺、新产品?这项技术的推广应用情况如何?今天,我们一起“解密”季冻区公路建设抗冻技术的“前世今生”。
【总页数】3页(P41-43)
【正文语种】中文
【中图分类】U41
【相关文献】
1.辽宁省高速公路桥梁抗冻耐久水泥混凝土技术指标探析
2.沈平高速公路抗冻耐久水泥混凝土技术应用效益评价分析
3.公路工程抗冻设计与施工关键技术研究
4.吉林交通首创高速公路抗冻关键技术
5.福建省交通科学技术研究所桥梁室福建省公路工程试验检测中心站桥梁室
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季节性冰冻区高速公路的分布式路基无损检测
季节性冰冻区高速公路的分布式路基无损检测姜臻;刘婉秋;王书娟;王博实;陈志国【摘要】Through the application of distributed optical fiber sensing technology( BOTDR/A)based on Brillouin scattering,this paper made con-tinuous distribution roadbed structural health monitoring to Hegang-Dalian highway,near Dunhua ZT05 section,the monitoring results showed that the sensor in harsh construction conditions and climate,could survive,and could be accurately detected structure characteristics of highway.%通过应用基于布里渊散射的分布式光纤传感技术（ BOTDR／A），对鹤岗—大连高速公路，敦化附近ZT05标段的一部分进行了连续分布式路基结构健康监测，监测结果表明，传感器在严酷的施工条件和气候条件下，可以成功存活，并且可以准确监测高速公路的结构特征。
【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(042)013【总页数】3页(P141-142,143)【关键词】高速公路;无损检测;分布式监测;季节性冰冻区【作者】姜臻;刘婉秋;王书娟;王博实;陈志国【作者单位】大连理工大学，辽宁大连 116024;大连理工大学，辽宁大连116024;大连理工大学，辽宁大连 116024;大连理工大学，辽宁大连 116024;大连理工大学，辽宁大连 116024【正文语种】中文【中图分类】U416.1近年来，我国的高速公路建设取得了极大的成果，我国国家高速公路网已基本全面完成。
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2.2 路基抗冻设计指标
❖确定路基不同层位的路基填料
季节性冻土与季节性融化层土的冻胀性分级
土组 土的名称
碎（卵）石，砾、 粗、中砂（粒径 小于0.075mm的颗 粒含量不大于 15%），细砂（粒 径小于0.075mm的 颗粒含量不大于 10%） 冻前天然含水 率W（%） 不饱和 饱和含水 饱和含水 冻前地下水位距设计 平均冻胀率 冻胀 冻胀等级 冻深的最小距离hw η（%） 类别 （m） 不考虑 η≤1 I 不冻胀 无隔水层 1＜η≤3.5 II 弱冻胀 有隔水层 3.5＜η III 冻胀 ＞1.0 η≤1 I 不冻胀 ≤1.0 1＜η≤3.5 II 弱冻胀 ＞1.0 ≤1.0 3.5＜η≤6 III 冻胀 ＞0.5 ≤0.5 6＜η≤12 IV 强冻胀 ＞1.0 η≤1 I 不冻胀 ≤1.0 1＜η≤3.5 II 弱冻胀 ＞1.0 ≤1.0 3.5＜η≤6 III 冻胀 ＞1.0 ≤1.0 6＜η≤12 IV 强冻胀 特强冻 不考虑 η＞12 V 胀
1. 研究背景
影响二：威胁运营安全，降低通行效率
1. 研究背景
基础设施建设需求大，抗冻技术研究意义重大！
• 公路总里程178万公里 • 高速公路5.2万公里 • 规划里程19.4万公里
国家公路网规划（2013年-2030年）
1. 研究背景
多年冻土
•冻土热融沉陷
季节冻土
病害机理及防治技术 有本质区别
W≤19
19＜W≤22 C3 粉质土 22＜W≤26 26＜W≤30
路基容许冻胀值zy（mm） 路基容许冻胀量（mm） 公路等级 高速、一级 二级 路面类型 水泥混凝土 沥青混凝土 20 40 30 50
第i层路基土的平均冻胀率 第i层路基土的厚度（mm） 路基冻胀量（mm）
积累汇总的吉林省、黑龙江省路面冻胀观测结果及《路基设计手册》路面容许冻胀值要求
➢水泥混凝土路面的总冻胀值多在30mm以下，当不均匀冻胀引起的路面不平整度（最大间隙）超过3mm时，
2.2 路基抗冻设计指标
路基抗冻设计方法
1. 采用路基路面一体化的设计思想进行路基
抗冻设计；
路基容许冻胀值
2. 根据路基允许冻胀值及道路冻深，确定路 基不同层位的路基填料；冻胀值不满足以
路基冻融折减系数
上要求时，采取冻胀稳定措施（提高路基 高度、换填、隔温、排水）；
边坡抗融滑安全系数
3. 依据冻区、土质类型，确定土基模量系数， 满足路面结构强度要求； 4. 对路基边坡进行抗融滑验算，不满足要求 时调整坡率或进行加固。
C1
W≤12
12＜W≤18
W＞18 W≤14
14＜W≤19
C2
粉土质砂 19＜W≤23
W＞23
2.2 路基抗冻设计指标
❖确定路基不同层位的路基填料
季节性冻土与季节性融化层土的冻胀性分级
土组 土的名称 冻前天然含水率 W（%） 冻前地下水位距 设计冻深的最小 距离hwm） ＞1.5 ≤1.5 ＞1.5 ≤1.5 ＞1.5 ≤1.5 ＞1.5 ≤1.5 不考虑 ＞2.0 ≤2.0 ＞2.0 ≤2.0 ＞2.0 ≤2.0 ＞2.0 ≤2.0 平均冻胀率 η（%） 冻胀等级 I II III IV 冻胀 类别 不冻胀 弱冻胀 冻胀 强冻胀
中华人民共和国交通运输部公告 第14号
主要内容
1.研究背景 2.路基抗冻稳定技术 3.桥涵抗冻耐久技术
4.隧道抗冻保温技术
5.结束语
2.1 路基冻胀机理
❖260个重点监测路段，2100组冻害数据
黑龙江
吉林 辽宁
新疆
内蒙古
甘肃
冻胀率测定仪 ZL 2005 20029335.2
毛细水上升试验仪 ZL 2010 2 0688638.6
2.1 路基冻胀机理
❖水温力耦合作用下，毛细水迁移供给，造成下路床产生聚冰冻胀， 导致路面开裂。 ❖春融期路基部分融化，路面和未融化土层之间路基含水量高，强度 下降，在行车荷载作用下产生翻浆。
2.2 路基抗冻设计指标
允许变形
路基冰冻稳 定性 足够强度 稳定边坡
路基容许冻胀值
路基模量冻融折减系数 边坡抗融滑安全系数
2.2 路基抗冻设计指标பைடு நூலகம்
（1）路基容许冻胀值
路面出现的纵裂、隆起与路基冻胀有关。 ❖水泥混凝土路面应以平整度作为路面冻胀开裂控制标准。 ❖沥青路面应以无机结合料稳定类基层材料开裂作为路面冻胀开裂控 制标准。
2.2 路基抗冻设计指标
（1）路基容许冻胀值
z j hi i z y
i 1 n
吉林省交通科学研究所 季冻区公路建设与养护技术交通行业重点实验室（长春）
主要内容
1.研究背景 2.路基抗冻稳定技术 3.桥涵抗冻耐久技术
4.隧道抗冻保温技术
5.结束语
1. 研究背景
地表土冬季冻结，夏季全部融化的岩土
多年冻土
季节冻土
瞬时冻土
1. 研究背景
中国季节性冻土分布广泛，约占国土面积的一半以上，遍及全国14个省
•路基本体的冻胀 •构造物冻融破坏
1. 研究背景
2002年吉林省交通运输厅承担了交通运输部《公路工程抗冻设计
与施工技术指南》编写工作，于2006年发布执行。
1. 研究背景
2012年受部公路局委托，吉林省交通运输厅联合哈尔滨工业大学主
持编写完成了《季节性冻土地区公路设计与施工技术规范》，将于
2017年9月发布实施。
水泥混凝土路面的开裂及断板率明显提升。
➢二级及以下公路沥青路面的总冻胀值多在50mm以下，高速、一级公路无机结合料稳定类基层沥青路面的总 冻胀值多在40mm以下，当不均匀冻胀引起的平整度（最大间隙）超过8mm以上时，路面裂缝开始出现。
前苏联柔性路面设计规范（ BCH46-83）
➢高等级公路沥青路面容许冻胀值为40mm，简易路沥青路面容许冻胀值为60mm；高等级公路水泥混凝土板路 面容许冻胀值为30mm，水泥混凝土装配式路面容许冻胀值为40mm。
市自治区。季冻区气候条件鲜明，夏季温热、冬季寒冷漫长。
夏季高温
多年冻土 季节性冻土
冬季低温
中国冻土分布
1. 研究背景
季冻区特殊的气候使公路工程抗冻耐久性问题十分突出。
冻胀翻浆
路面纵裂 冻融坑槽
边坡融滑
混凝土冻融破坏 钢筋锈蚀
隧道渗水结冰
1. 研究背景
影响一：缩短使用寿命，养护金额巨大
根据养护部门统计，公路冻害损失占比 22% 左右。以吉林省为 例，“十二五”公路每年养护费用 39亿元，冻害养护费用 8.6 亿元。