严寒地区路基冻胀原因分析及整治

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严寒地区沥青路面裂缝的产生机理及防治措施

严寒地区沥青路面裂缝的产生机理及防治措施在严寒地区，气温下降时，路面中的水分会凝结成冰，导致路面松散层无法承受荷载，从而产生裂缝。

这种冻胀机理是严寒地区沥青路面裂缝的主要因素之一、为了防止冻胀裂缝的产生，可以采取以下措施：1.改善路面结构：在路面设计时，可以在松散层之下设置一层冻胀阻止层，这样可以有效地防止冻胀引起的裂缝。

2.合理设计施工工艺：在施工过程中，可以采用冻胀指数较小的沥青混合料，或者在拌和过程中添加适量的抗冻剂，从而提高路面的抗冻能力。

除了冻胀，温度变化也是导致严寒地区沥青路面裂缝的重要因素。

在极低温度下，沥青会发生变形，从而引起裂缝的产生。

为了防止温度变化引起的裂缝，可以采取以下措施：1.合理选择路面材料：可以使用高粘度沥青，因为高粘度沥青可以提高路面的抗温变形能力。

2.合理控制施工温度：在施工过程中，应该控制沥青混合料的温度，避免高温或者低温对路面材料造成不利影响。

此外，交通车辆荷载也是导致严寒地区沥青路面裂缝的一个重要因素。

在严寒地区，车辆的轮胎和路面之间会产生较大的压力，由此引起裂缝。

为了防治车辆荷载引起的裂缝，可以采取以下措施：1.合理设计路面厚度：应该根据车辆的负荷情况，合理控制路面的厚度，以增加路面的承载能力。

2.定期维护路面：在使用过程中，应该定期检查路面的状况，及时修补裂缝，保持路面的平整度和密实性。

总之，严寒地区沥青路面裂缝的产生机理包括冻胀、温度变化和交通车辆荷载等因素。

为了防治这些裂缝，可以从改善路面结构、合理设计施工工艺和选用特殊材料等方面入手，采取相应的防治措施。

这样可以提高沥青路面的抗裂性能，延长路面的使用寿命，保障交通运输的安全和便利。

寒冷地区路基冻害原因分析和整治方法

寒冷地区路基冻害原因分析和整治方法福前线位于三江平原腹地，西起福利屯站，东至前进镇站，全长226.3KM。

路基土质不良，大部分为砂粘土、膨胀土、质泥土，渗透土差，地下水丰富，加之全年平均气温在零下3℃，属寒冷地区。

路基土质为冬季冻结、春季开始融化、夏季全部融化的季节性冻土，每年冬季冻害发生频繁。

所谓冻害，为土体在冻结过程中因冻胀所引起的病害。

由于土中的水在冻结过程中能向冷冻锋锋面迁移，并不断冻结排出冰层，且体积增大9%，即造成土体的冻胀，在融化时又会造成土体的沉陷，由于路基土体在融化过程中存在下卧隔水层还会产生翻浆冒泥等病害。

因此，路基冻害是严寒地区分布很广的线路病害之一，路基冻害的存在，不仅给线路养护工作带来一定的难度，而且制约了列车安全、提速、重载目标的实现，抑制了铁路跨越式发展战略的实施。

１前言冻害是我段以及哈尔滨铁路局管内分布很广，表现非常明显的季节性病害。

就我公司气候特点，冻害期一般为每年的10月份至次年5月份（见图1），从冻害的发展，可以将其分为三个阶段，即发生期（10月15日~12月15日），平稳期（12月30日）。

图1冻害发展变化图发生期，即冻害产生的阶段，这一阶段冻起高度很大，冻高呈正值快速增长，随着气温的降低冻高速度不断加剧，一般以11月15日~12月15日前后为变化迅速阶段，这一阶段对行车安全构成的威胁较大，但其是一个上涨过程，检查人员容易发现，可以及时进行处理。

平稳期，这一阶段气温相对较为稳定，冻害发展变化缓慢，其冻起高度相对稳定，对行车安全的危害较小，但需经常检查线路，以防天气的突然变化。

回落期，亦称冻融期。

这个阶段随着天气的转暖，冻害的变化呈负增长趋势，一般每年4月5日~5月30日左右为冻融速度最快阶段，因这一阶段轨道几何尺寸的变化不是很大，检查人员不易发现，因此这一阶段对行车安全的影响最大。

２路基冻害的分类２.１按纵向外部形态分⑴冻峰：路基面在短距离内的冻胀高度大于相邻两地段的冻胀高度所形成的凸起部分（图2）。

高寒地区冻胀现象分析及施工要点

4、建筑物基础如ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ初冬回填时，回填物内不得含有冻块。
5、越冬工程在入冬之前除按设计要求做好回填工作外，并要求基础周围不能被水浸泡。
6、施工期间严格控制回填材料的含水率和密实度、杜绝采用灌水等方式进行回填施工。
7、砌筑工程中，砖砌体浇水量要适当，气温降到5℃一下后不得浇水。在温度降到零度前，墙体含水率不得超过标准值。由于墙体含水率高时，温度达到零点以下后，会使墙体变形，墙面装修脱落，经过多次冻融，使墙体碎裂倒塌。
8、抹灰、铺粘瓷砖等湿作业必须在冬季施工前完成，且保证在气温低至5℃前使施工完成的成品、半成品的含水率低于冻胀限值。
9、屋面防水层的保护层及散水坡道等建筑构件，因结构强度较低，必须避免冬期施工，施工时要找好排水坡度，避免积水。
10、屋面保温层、外墙外保温层等保温材料避免泡水。
11、混凝土冬施要保证结构强度大于冻胀应力。
对于抹灰、粘贴磁砖等湿作业装修装饰工程原则上要避免冬季施工，高寒地区在气温达到零度前，施工完成的半成品或成品的含水率必须达到不冻胀要求（有足够的空隙量释放冰的膨胀量或结构强度大于膨胀应力）。
（二）对于道路的影响：
道路基础及地基土冻胀后，结构层向上隆起，路面将出现冻胀裂缝，造成结构层断裂，面层变形、渗水。融化后，基层及地基土含水率增大，土体结构发生破坏，基础承载力严重下降，特别是循环冻融后，道路将不能正常使用。
高寒地区冻胀现象分析及施工要点
摘要：冻胀对建筑物、道路及室外管网影响较大，高寒地区更为严重，会引起建筑物倒塌、道路塌陷及管网断裂，必须引起重视。本文就此进行了分析和探讨并总结了施工要点，为高寒地区施工提供参考。
关键词：高寒地区冻胀施工要点
一、冻胀的机理分析
水在4℃时体积最小，冰具有冷胀热缩的物理特性，温度越低，冰的体积越大。含水土壤在冻结过程中，土中的水冻结成冰，体积膨胀，膨胀率超过土体空隙率后，将引起土颗粒的相对位移，产生土体膨胀；同时也包括土冻结过程中下部未冻结土中的水分迁移并向冻结面富集，水分相对集中，水与土粒分异形成冰透镜体或冻夹层，使土体积膨胀，这种现象称为冻胀。

试析严寒地区高铁路基冻胀原因及其处理措施

试析严寒地区高铁路基冻胀原因及其处理措施摘要：由于严寒地区恶劣的气候及特殊的地质特点，使得高速铁路在严寒地带常遭受损害，如何维护好高速铁路在严寒地区的正常运行，使其不因冻胀而遭受损害，已成为我们高铁施工建设中关注的重点和迫切需要突破的关键点。

因此，本文主要在分析影响路基冻胀原因的基础上，提出有关的解决措施，例如改变土壤的水分含量、改良土质及改变高铁路基的结构形式等，旨在促进我国高速铁路在严寒地区施工建设这一伟大的事业。

关键词：严寒地区；高铁路基；冻胀；原因；措施随着现代社会经济的高速发展及科学技术的日渐改善，高速铁路的建设也越来越普及，并在这几年里得到了快速的发展。

尤其是在严寒地区高速铁路的建设如川藏铁路、青藏铁路的开通，更是填补了我国高速铁路在严寒地区施工方面的空白，大大为我国在严寒地区修建高速铁路积累了丰富而宝贵的经验。

但与此同时，由于严寒地区恶劣的气候及特殊的地质特点，使得高速铁路在严寒地带常遭受损害。

如何维护好高速铁路在严寒地区的正常运行，使其不因冻胀而遭受损害，已成为我们在严寒地区高铁施工建设中关注的重点和迫切需要解决的突破点。

因此，只有正确分析好严寒地区高铁冻胀的原因，并找出有关的解决措施，才能促进我国高速铁路在严寒地区施工建设这一伟大的事业。

1严寒地区高铁路基冻胀的原因分析造成高铁路基在严寒地区产生冻胀的原因有很多，一是由于气温问题及水分流失的不平衡使得聚冰层形成，二则是由于严寒地区特别是高纬度高海拔地区的土质造成的。

1.1严寒地区温度低造成的影响严寒地区特别是高纬度地区的气温低是造成高铁路基膨胀的大原因之一。

由于在严寒地区，冬季里严寒干燥会持续很长的时间，而春季和秋季又十分的干旱多风，不仅蒸发强度大，而且持续的时间也很长，而这些严寒地区最低温甚至可达到-30℃，而负温又是造成高铁路基出现冻胀现象的必要条件，同时土体会在负温的环境下产生冻结，其特性也会随着气温的变化而变化。

在相对范围内，负温越大，土的冻胀程度也会越严重，直到达到相对范围内的最大值，才会渐渐趋于稳定。

严寒地区道路冻胀的原因解析及防治措施

“ 隔温法” 隔温法适用于冻结深度大或者交通量较小，，又缺少置泡沫隔温材料主要有：Ｐ（ＥＳ发泡聚苯乙烯）；Ｐ（类ＸＳ挤塑聚
２道路冻胀形成的原因
中的水尤其是外界补给水分的聚集冻结使土体的体积增大，引起
一
在季节冻土区，路基冻胀主要是由于大气温度下降，土体换材料的情况。使
沉陷等病害（图１，见）降低或破坏路面的平稳度，响车辆通行影
和行车安全，短道路使用寿命。缩
深度。但是，由于冻害作用受积雪、除雪程度、日照条件等因素影
响很大，以一般根据当地具体情况，经济和经验两方面来确所从定，以采用廉价的粗颗粒材料，可置换深度约为最大冻深的７％。０
严寒地区道路冻胀的原因解析及防治措施
区道路易产生裂缝及产生隆起或下沉等破坏形式，分析了冻胀力对道路的影响，并从设计入手提出
了采用保温、置换等解决道路破坏的具体方法，而确保车辆通行和行车安全，从延长道路使用寿命。关键词：道路冻胀，路基，季节性冻土，翻浆
中图分类号：４１Ｕ２文献标识码：Ａ
１冻土和道路冻胀的形成
冻土是一种由固体土颗粒、、冰液态水和气体四种基本成分所
（冬季冻结，夏季全部融化）和瞬时冻土（几个小时至半月）三类。
３影响冻胀的因素
影响冻胀的主要因素为：）有冻胀敏感性的土（：性１具如粘

严寒地区铁路路基冻胀及处理

严寒地区铁路路基冻胀及处理摘要：高纬度严寒地区铁路路基冻胀直接影响轨道平顺性和列车运营安全，本文以工程实例从冻胀产生机理、处理措施以及处理结果进行阐述分析，较好地解决了施工阶段为避免运营中冻胀的相应工程措施，有较强的实践指导意义，可供同类工程参考或同行借鉴交流。

关键词：路基；冻胀；处理1现状基本情况东北某高寒地区铁路正线采用有砟轨道，速度目标值200km/h客货共线铁路，线路全长292.995km。

线路通过地区主要为冲洪积平原及低山丘陵区两个地貌单元，海拔0m～500m之间，多为林区且树林茂密。

工程地处严寒地区，地表普遍分布季节性冻土，一般每年10月下旬开始冻结，3月中达到最大冻结深度，最大冻结深度1.91～2.05m。

地下孔隙潜水主要富含于第四系砂类土、碎石类土及黏性土中，靠大气降水及河流补给，山间沟谷、河流一级阶地埋深一般在0.5～6.5m。

水位季节变化幅度2～3米。

在施工阶段及开通运营前对全线采用人工水准测量对全线路基面冻胀进行监测，共设监测断面3487个，测点位于路基左侧、中心和右侧，共计10641个，分6期进行测量；采用自动监测对代表性断面路基不同部位（中心和左侧或右侧）不同深度的地温（0.2～4.0m）、冻胀变形（0.5m、1.2m、2.5m、4.0m）、含水量（0.5m、1.2m、2.5m、4.0m）、水位（10.0m）进行监测，监测断面30个，每个传感器每日采集4次；采用综合物探对代表性段落进行路基本体含水量测试，全线布设3个段落。

人工和自动监测数据采集从前一年11月初至次年5月底，根据多种监测手段获取的监测结果，确定了冻胀较大段落及分布情况。

为了查明路基冻胀原因，对后期路基防冻胀治理提供依据，建设单位、设计单位、施工单位联合开展现场调查、填料核查以及试验工作，采用取样、化验方法，对全线路基冻胀较大的工点进行填料细颗粒核查，对每个路基工点冻胀量大于8mm测点数量进行统计。

2冻胀原因分析根据路基冻胀监测收集的测量数据、现场路基施工过程中的状态、成型地段路基现场情况调查资料以及填料核查试验数据，分析了本项目铁路路基冻胀的主要原因：⑴施工现场局部还存在有施工不完善、不到位的地方，侧沟、排水沟等防排水措施局部尚未完成，路基两侧侧沟部分段落排水不畅或积水，未形成封闭的防排水体系。

严寒地区高速铁路路基冻胀整治技术研究

112YAN JIUJIAN SHE严寒地区高速铁路路基冻胀整治技术研究Yan han di qu gao su tie lu lu ji dong zhang zheng zhi ji shu yan jiu李光辉我国北方地区的高速铁路，路基会出现不同程度的冻胀情况。

本文针对这一问题，展开分析并给予相应的整治方案。

世界各国的高铁路基都不相同，冬天高速铁路路基会发生不同程度的冻胀，会引起路基不均匀变形，这样就会影响高速铁路的运行安全性。

本文分析了高速铁路冻害的整治原则，以及整治的方法。

一、路基冻胀问题的成因分析我国北方地区冬天寒冷、温度极低，会产生高速铁路沿线的冻胀问题。

路基冻胀的主要原因是土体中水分凝结在表面，随着冬天温度骤降，土体地表层的温度非常低，而中下层的温度比上层温度高，从而形成土体温度差。

土体中水分有三种形态存在，分别是固态、液体、气态。

土中水主要是结合水和自由水，在土体温度作用下，土体表面的水分开始结冰，形成聚冰层，使得土体产生了冻胀。

冻胀会引起土体体积增加，就是分裂冻胀，如果土体中继续加入水分，那么冻胀程度会加剧。

在多样的内力和外力作用下，会使得水分冻胀不断的迁移，引起大面积的冻胀。

路基冻胀一般是由土质、水、温度三种情况下共同作用产生的。

路基冻害是路基常发性问题，地质条件不好的路段也是冻害的多发地。

二、路基防冻胀措施通常情况下，具有以下几点防范措施：（1）为路基做好相应的保温工作（2）为路基做好一定的排水工作（3）针对高填方路基应及时进行换填（4）在路基中增加一定量的冻胀垫板（5）在路基中加盐、注盐等相关措施。

对于严寒地区的高铁来说，要严格控制轨道的变形问题，因此需要做好路基的冻胀整治工作。

针对高铁路基的结构、变形的情况，对变形的原因进行了有效的评价与分析。

高铁路基的冻胀变形分为路基的本体和表层冻胀两种情况。

对于已经建设完成的严寒地区高铁来说，可以应用“上封下疏、适时监测”的整治策略。

简述寒地道路冻胀原因分析与防治措施

后期养护措施
定期检查
对寒地道路进行定期检查，及时发现并处理可能出现的冻胀问题，防止问题扩大影响道路通行安全。
破损修复
对于已经出现的冻胀破损，应及时进行修复。修复过程中，应分析冻胀原因，采取针对性的修复措施，确保修复质量。
预防性养护
在寒冷季节来临之前，对道路进行全面预防性养护，如修补裂缝、加固路基等，提高道路的抗冻胀能力。同时，加强排水设施的养护，确保排水畅通，防止水分渗入路基引发冻胀。
不同类型的土壤具有不同的冻胀敏感性。例如，粘土和粉质粘土等细粒土壤具有较高的冻胀敏感性，而砂土和砾石土等粗粒土壤的冻胀敏感性相对较低。
土壤含盐量
土壤中的盐分含量也会影响道路的冻胀。当土壤中含盐量较高时，会降低水分的冻结温度，从而增加冻胀的可能性。
气候因素
降水量和降雪量：寒地地区的降水量和降雪量较大，尤其是在冬季。这些降水和降雪会渗入土壤并冻结，增加道路的冻胀风险。
冻胀现象简介
定义与表现
冻胀是指土壤中的水分在低温条件下冻结成冰，体积膨胀，导致土壤抬起的现象。在道路上表现为路面鼓包、开裂等。
危害与影响
冻胀现象会导致道路变形、破坏，严重影响道路通行安全和行车舒适性。
研究目的和意义
揭示冻胀机理
提出防治措施
通过研究寒地道路冻胀原因，揭示冻胀产生的机理和影响因素，为防治措施提供科学依据。
03
寒地道路冻胀防治措施
工程设计措施
地基处理
在寒地道路设计中，首先应对地基进行妥善处理。通过采用换填、加固等方法，提高地基的承载
力和稳定性，降低冻胀风险。
结构层设计
在道路结构层设计中，应采用抗冻性能良好的材料，并优化结构层厚度和组合方式，以抵抗冻胀

在严寒地区高铁路基冻胀产生的原因及整治措施分析

我们发现，渗沟设置能够很好的改善路堑基床的水分情况，缓解地下水位的影响，降低路基冻胀，这是一种非常有效的冻胀
异常，这在很大程度上都为安全行车造成影响。所以，分析路防治手段。基冻胀发生的因素，根据实际情况予以有效的整治措施，进而（４）在路基冻胀变化阶段，综合测检列车每两天对哈大高为严寒地区高铁的可靠运行给出参照。铁进行一遍全面的测检。综合检测列车根据相关规定，即对每１造成冻胀的主要因素小时２５０～３５０ｋｍ线路轨道动态质量容许偏差管理值指标予土中细粒土饱和度与水的饱和度还有冻胀，室外环境越凉以线路质量检测。冻胀量也随之增加。哈大高铁段共安放了４２个典型观测断面，遍布于全线１３相关文献显示，哈大客专路基冻胀主要出现于基床外层，个区间，其中包括哈大高速铁路沿线路基重点冻胀区域。全面外层也就是无砟轨道路基面下方的四毫米以内。相关规定指出，通过路基变形自动测检参数，统计计算路基冻胀形态变化、冻严寒地区路基基床外层范围中填料细颗粒含量不得超过百分之胀深度对轨道的影响，分析路基冻胀的发展状态。五。不过工程过程中无法有效控制细颗粒的饱和度。伴随细粒对综合测检列车全部一级与一级以上超限处所予以静态复饱和度的提高，土冻胀性敏感性也会随之提升。细粒饱和度低核，对相关晃车区域予以静态测检。为确保检测的精准性，按于５％的时候，含水比例对填料的冻胀无明显影响；在细粒含照作业环境依次使用电子水准设备、轨道几何状态测量设备以量超过５％的时候，含水比例的改变对士的冻胀程度有较大的及激光弦线等测量器予以全面测检。影响。哈大高铁段环境条件较差，且负温指数较大，其低温环３结论境在世界高速铁路也实属罕见。大连年平均气温为１１ ℃ ，哈通过哈大高速铁路路基维护案例，构建了检测列车、人工尔滨年平均气温为四摄氏度；大连的低温极值为．２２ ℃，哈尔添乘以及晃车仪检查与轨道静态复核相结合的检测机制，从根滨的低温极值为．４１ ℃；哈大段最大冻结指数为２１４４；大连的本了解了哈大高铁全线轨道变化情况，进而为冻胀的整治给出路基冻结深度为９３０ａｒｍ，扶余段的路基冻结深度为２１００ｍｍ。了参照。按照动态测检，结合自动检查，以遏制二级、控制一我国北方的降雨都集中于七、八月，雨水流进路基，造成级为基点，对于冻害上涨阶段、回落阶段的长短波高低超限采入冬前路基含水量高，在次年一月份降雪融化，造成冬季地面取有效的方法。对于季节性冻土路基冻胀融沉的特性，依附于冬病夏治的基本原则，通过预垫板作业与调低铁垫板等措施，积水进入到路基之中。有效的降低了维护工作量，从根本确保了高速铁路的可靠运行。２严寒地区高铁路基冻胀整治方法哈大段高速铁路迄今为止是全球第一条在严寒地区修建的参考文献高速铁路，而在哈大高铁开通之前，施工方就予以了封缝、保［１］邴慧，何平．土体冻结过程中的盐分迁移研究现状与进展温以及盖缝等冻胀整治手段，构建冻胀自动监测机制，研究冻［Ａ］．中国地质学会工程地质专业委员会２００６年学术年会暨“ 城胀变形的基本模式，评定整治情况，为整治方式的完善与线路市地质环境与工程 ” 学术研讨会论文集［ｃ】．２０１１，１５（３）：维护给出了参考。现阶段沈阳局通过动静态测检、人工添乘以３８１ — ３８６及地面检测等相关手段对冻胀区域予以检查，进而确保了动车［２］牛富俊，吴青柏，赖远明，孙志忠，冯文杰．青藏高原多组的可靠运行。年冻土退化及铁路路基工程热稳定性［Ａ】．中国地质学会工程（１）在保温方面，在已有纤维混凝土防水面、电缆槽盖板地质专业委员会２０１２年学术年会暨 “ 生态环境脆弱区工程地与路肩外层铺设六厘米厚的ＸＰＳ保温板，保温板顶端放置ＰＶ质 ”学术论坛论文集『Ｃ１．２０１２，１７（１）：１０５ — １０７真空膜保护膜，在此基础上新浇筑纤维混凝土防水涂料，同时［３】李国玉，李宁，牛富俊，喻文兵，石磊，毕贵权．高温冻要保证防水层顶端不低于百分之四的排水横坡。通过实际操作土区开放新型复合护坡路堤热稳定性研究［Ａ】．中国地质学会显示，路肩与线间特定的保温环境下，保温位置的保温效果显工程地质专业委员会２０１３年学术年会暨 “ 生态环境脆弱区工著，冻结深度明显降低，冻胀也随之降低，不过轨道构架位置程地质 ”学术论坛论文集【ｃ］．２０１３，１４（８）：８１２ — ８１５的冻胀并没有显著的改变，这也从侧面证实了局部保温手段对【４］刘升传，王连俊，丁桂伶．青藏铁路冻土斜坡路基稳定性于路基的冻胀存在局限性。研究［Ａ］．中国地质学会工程地质专业委员会２０１２年学术年会（２）在封缝方法上，用纤维混凝土根据线路长度方向每五暨 “ 生态环境脆弱区工程地质”学术论坛论文集【ｃ】．２０１２，１６米增加一道横向伸缩缝，和轨道板底座问也有纵向伸缩缝，利（２）：２９４．３００用密封胶予以封缝，避免地表水通过伸缩缝流入路基。［５］李天霄，付强，刘东．寒区冬季大田土壤入渗特性试验研轨道板底座和纤维混凝土防水层间伸缩缝通过防水钢片进究［Ａ】．寒区水科学及国际河流研究系列丛书２・寒区水循环及行盖缝。防水钢片均由不锈钢制作而成，不锈钢材的择取要侧冰工程研究一一第２届 “ 寒区水资源及其可持续利用”学术研重于抗老化性、耐久性、温度变化适应性，在封缝措施方法的讨会论文集［ｃ］．２０１４，１５（０７）：８２１－８２４．基础上通过盖缝手段完善了防堵效果。［６１王小军，蒋富强．青藏铁路清水河多年冻土试验段路基典通过实践显示，新的封缝手段对防止表水进入具有显著的型裂缝的解剖与分析［Ａ］．科技、工程与经济社会协调发展一一效果，不过需要对底座间缝隙予以全面的封堵，防止地表水流中国科协第五届青年学术年会论文集［ｃ】．２０１１，１８（９）：８５１ —

冻土地区路基的主要病害分析与防治措施

冻土地区路基的主要病害分析与防治措施兰州交通大学铁道技术学院刘敬旭201120419 摘要:结合青藏铁路的建设,对冻土地区路基的主要病害进行了分析,详细地阐述了冻土地区路基主要病害的防治措主要措施,从而为冻土地区的铁路路基的设计、施工及养护提供帮助。

关键词:冻土,路基,基床,病害引言：建设青藏铁路是西部大开发中的重头戏,而冻土( 冻土是指温度在0 ℃以下含有冰晶的土壤和岩石,冻结状态持续三年以上的土层称为多年冻土) 问题是修建青藏铁路最主要的技术难题。

青藏铁路全长1 118 km ,海拔4 000 m 以上的地段有960 km ,其中多年冻土地段约600 km ,是全球目前穿越高原、高寒、缺氧及连续性永久冻土地区的最长的铁路,将成为世界上最长的高原冻土铁路。

冻土地区路基病害在铁路运营之前很严重,在行车运营后,时隔几年、十几年仍将陆续出现新的冻害,其破坏程度是罕见的,引起路内外工程界人士的关注。

1主要病害分析1. 1 融沉融沉是多年冻土地区主要病害之一,一般多发生在含冰量大的粘性土地带,当路基基底的多年冻土上部或路堑边坡上分布有较厚的地下冰且埋藏较浅时,在施工及通车运营过程中各种人为因素的影响下,使多年冻土层局部融化,上覆土层在土体自重和外力作用下产生沉陷,造成路基的严重变形。

具体表现为路基下沉,路堤向阳侧路肩及边坡开裂、下滑,路堑边坡滑塌等。

融沉的特点有:1) 突然的大量下沉;2) 周期性的持续下降。

1. 2 冻胀冻胀是寒区铁路特有的主要病害之一,在季节冻结深度较大的地区及多年冻土地区均有发生,尤以多年冻土地区最为严重。

由于地基土及填筑土中的水冻结时体积膨胀产生不均匀的冻胀造成了线路超限。

根据铁路部门有关标准,左右两股路轨之间或每股路轨在10 m 以内的变形差不能超过4 mm ,一旦超过这个规定,视为超限,有可能发生火车脱轨、翻车等事故。

路基的冻胀病害是与气温、土质及水源条件密切相关的,主要发生在气候严寒、季节冻结深度较大的地区和多年冻土地区。

北方寒冷地区高速公路路基冻害原因分析及处治方案

黑龙江交通科技HEILONGJIANG JIAOTONG KEJINo.12,2019 (Sum No.310)2019年第12期（总第310期）北方寒冷地区高速公路路基冻害原因分析及处治方案王颖（辽宁省交通规划设计院有限责任公司，辽宁沈阳110166）摘要:通过对某条北方寒冷地区高速公路路基冻害处理，对路基冻害原因进行分析，提出处理方案。

为类似条件下的路基设计提供参考。

关键词:冻胀；浅表冻层滑塌中图分类号:U416.1文献标识码：A文章编号：1008-3383（2019）12-0067-021冻胀翻浆1.1做好路基防水排水良好的路基排水可防止地面水或地下水侵入路基，使土基保持干燥，减少冻结过程中水分聚流的来源。

路基范围内的地面水、地下水都应通过顺畅的途径迅速引离路基，以防水分停滞浸湿路基。

为此，应重视排水沟渠的设计，注意沟渠排水纵坡和出水口的设计，在一个路段内重视排水系统的设计，使排水沟渠与桥涵组成一个完整的通畅排水系统。

地下水的排除和拦截一定要注意渗沟和盲沟的设置，并采取加设苯板保温防治渗沟出口冰冻。

1.2提高路基填土高度提高路基填土高度是一种简便易行、效果显著且比较经济的常用措施是提高路基、路面强度和稳定性，减薄路面，降低造价的重要途径。

同时也提高了路基填土高度，增大路基边缘至地下水或地面水位间的距离，从而减小了冻结过程中水向路基上部迁移的数量，使冻胀减弱，翻浆的程度和可能性变小。

路线通过农田地区，为了少占农田，应与路面设计综合考虑，以确定合理的填土高度。

在潮湿的重冻区内的粉性土地段，不能单靠提高路基填土高度来保证路基路面的稳定性,要和其他措施，如砂垫层、石灰土基层等配合使用。

本项目对于鱼塘水田等地面积水潮湿路段均设置了50~70cm厚的透水性粒料防止水分影响路基，根据料源情况可选择砂砾、碎石、石渣等。

对于受控的低填方路段和土质挖方路段，考虑距离地下水较近易形成冻胀，因此对于路面结构层下一定厚度进行透水性粒料换填处理，确保地下水不通过毛细作用在路床中形成冻胀，同时在路基两侧深挖边沟和设置纵横向盲渗沟排除地下水。

某高铁路基冻胀原因分析及整治方案

高铁某区段位于冬季寒冷地区，冬季平均气温约-10 ℃。

2015年冬季进入冻胀稳定期后，全线共发生冻胀47处，其中路堑占81%，累计4 266 m，平均冻高5.9 mm，初期监测最大冻高15.0 mm。

可见，路堑段是高铁路基冻胀病害发生的主要地段，是路基冻胀整治的重点。

通过现场踏勘调研、气象资料分析、现场深部钻孔探测、室内土样颗粒分析、含水量测试试验等措施，开展病害原因分析，提出病害整治方案。

1 路基冻胀原因开展冻胀原因分析是开展路基冻胀防治工作的基础和关键。

马红绛[1]以兰新铁路路基冻胀为依托，结合兰新铁路的地理位置、气候状况、历史冻胀和冻胀成因等实际情况，分析了土质、水、温度等主要因素对冻胀的影响规律。

倪铁山[2]以京哈铁路吉林段路基冻胀为背景，通过原位探测、室内常规试验及冻胀试验，分析了土质、水、温度等主要因素对冻胀的影响规律，着重讨论了含盐量及含水量与土体冻胀性的关系。

夏琼等[3]以兰新铁路尖山—大青口段路基冻胀为例，通过现场和室内试验对该段路基土的土质、冻结特征、冻胀特征等进行试验研究。

马荣田等[4]以哈大铁路客运专线路堑路基冻胀为背景，通过原位挖探及室内试验，对石质路堑路基冻胀成因及基岩冻胀主要影响因素进行研究，认为岩体渗透性、地下水、温度及工程条件等是基岩冻胀的主要影响因素。

田亚护等[5]根据京包铁路、包兰铁路路基变形监测和路基土的级配试验，认为路基填土的级配不良是引起路基冻胀的首要原因。

可见，路基填料、温度和地下水等因素是影某高铁路基冻胀原因分析及整治方案令狐勇生（中国铁路太原局集团有限公司工务处，山西太原 030013）基金项目：中国铁路总公司科技研究开发计划项目（2017G004-D）；中国铁道科学研究院科技研究开发计划项目（2016YJ032、 2017YJ029）作者简介：令狐勇生（1977—），男，高级工程师，硕士。

摘要：以某高铁为例，介绍其路基冻胀情况。

通过现场踏勘调研、气象资料分析、现场深部钻孔探测、室内土样颗粒分析、含水量测试等措施，认为降雨渗入基床、路基含水率严重超标、路基填料小于0.075 mm的细颗粒含量严重超标、地区气温较低且持续时间长是冻胀发生的主要原因。

严寒地区路基冻胀原因分析及整治

严寒地区路基冻胀原因分析及整治摘要：严寒地区路基由于地表水下渗以及地下水的毛细上升、冻结过程中产生聚冰效应，导致基床水分聚集，致使填料含水率较大，冬季严寒时路基、尤其是路堑及低路堤地段出现冻胀从而导致轨道抬升。

因此，为了减小路基基床含水率，采用了疏堵相结合的处理措施，确保既有设施的安全。

关键词：严寒地区；路基冻胀；整治；路基冻害在路堤段数量最多，过渡段次之，路堑段最少。

发生冻害的地段多是低矮路堤和零断面换填路基。

冻害区段地表水、地下水丰富，部分区段水位较高，导致路基在冬季负温作用下发生冻胀。

一、季节性冻土区铁路路基从整个东北地区地形、气候和地质环境来看，具备了路基冻胀发生的条件。

而东北地区也是我国受冻害影响最严重的地区，冻害严重影响着铁路安全运营，每年冬季都要花大量人力物力进行线路维修，降低了列车运营效率。

二、东北地区环境条件对路基冻害影响1.东北地区东西主要为低山丘陵，可形成较厚的风化残积层；而中部为强烈沉降区，地势低洼，聚集水，使地下水很浅。

2.大部分地区降雨，从东南向西北，降雨只有西北部降雨局部为200～300mm，从东南向西北减少。

降雨主要集中在6、7、8月份，基本可渗透路基。

3.气候寒冷，路基冻深为80～230cm，北部还出现多年冻土。

4.在低山丘陵有风化残积层，由碎石或黏土夹碎石组成，山麓地带、山间谷地、盆地松散层堆积相对较厚，坡洪积类型。

岩性为腐殖土、粉土、黏土夹碎石、砾石。

在沉降平原区，为粉土和黏土。

三、根据冻害调查资料的分析，总结引起路基冻害的普遍原因是：1.路基基床的表面不平整，造成基床表面积水加之道床脏污引起道碴陷槽或道碴囊等表层冻害。

冻害深度和强度随道碴陷槽或道碴囊的深度不同而不等，最终造成线路下沉等冻害；2.路基填筑的土体来源不同，特别是基床部分，大都来自当地的粉质粘土，一般含水量较大。

由于填筑时的土层厚度不均及夯实密度不同，引起土体冻胀量差异，形成冻害；3.路基低矮，两侧多是农田、沼泽和湿地，或上游侧地表排水不畅。

铁路冻害原因分析及整治措施

铁路冻害原因分析及整治措施摘要：铁路线路的冻害，通常是因为土体在冻结过程中产生冻胀，温度过低的环境下，土壤中的水凝结冻固，并在冻结的过程中产生冰冻层，众所周知水结成冰体积会变大，因此土壤中的水冻结成冰的时候会使土粒的位置移动，路基因此会被抬起或者弄变形，形成土体的冻胀情况。

这种情况将直接影响铁路的行车安全，需要引起高度重视。

关键词：铁路；冻害；整治一、路基工程冻害类型及成因1.路基冻胀路基冻胀成因具体包括以下6个方面：①路基基床设计填筑厚度小于该地区的最大冻结深度；②路基填筑填料不满足非冻胀填料要求，路基填料细颗粒含量超标，造成路基透水性差，不满足填料内细颗粒（细颗粒粒径≤0.075mm）含量＜5%（重量比）、压实后＜7%（重量比），压实后透水系数≥5×10-5m/s的要求；③路基基床下或路基基床表层未设置土工防水材料，或施工不当造成土工防水材料破损、失效，土壤中地下水由于毛细作用而上移或大气降水渗入造成路基含水量升高；④路堑地段渗水盲沟、盲管堵塞，排水不畅，造成路基含水量升高；⑤施工过程中路基顶面横坡控制不严，路基排水不畅，造成路基含水量升高；⑥气候、降雨等其他原因造成路基含水量升高。

2.路堑侧沟平台冻胀鼓裂、侧沟冻胀倾倒铁路路基路堑地段坡脚设2—3m宽侧沟平台，再依次为侧沟、混凝土路肩、路基。

其冻害主要影响因素有：①路堑地段土质为粘性土、黏土等含水量高透水性差的土，及膨胀土等工程性质差的土；②侧沟平台浆砌片石砌筑横坡不足造成积水及浆砌片石防水性差，水渗入平台下土内含水量升高；③春融季节，平台及边坡上积雪融化，冻融循环造成冻害。

3.路堑边坡防护冻融造成溜塌路堑边坡采用带截水槽的M10浆砌片石拱形骨架护坡，内铺六边形空心块，块内种紫穗槐灌木防护。

其病害主要成因为：①春融季节，融化的雪水来不及蒸发，通过浆砌缝隙向下渗透，沿骨架缝隙进入土体，致使土体含水量增加，上体软化，强度降低，引起路堑边坡局部浅层溜塌或防护变形；②春融季节，冷热交替气温变化大，土壤含水量高，冻土表层融化，产生浅层溜塌；③堑顶低洼处，形成凹坑，连续集中降雨积水，积水渗入路堑边坡，致使边坡土体含水量增加，土体软化，边坡局部产生浅层溜坍；④边坡浆砌片石骨架圬工整体性差，骨架内灌木紫穗槐成活率低，植物防护效果欠佳，雨水易于骨架内进入边坡，软化土体[3]；⑤路堑边坡防护截水槽预制块间砌筑砂浆不饱满，雨水流入边坡内含水率升高，软化土体；⑥路堑边坡坡率过陡，自稳性能差，造成局部溜塌；⑦路堑边坡岩层倾角与路堑边坡平行或夹角小，自稳性能差，造成局部溜塌。

严寒地区客运专线路基工程冻胀原因分析及防治措施

料在施工过程中的施工质量、地下水位至地面的距离等。
3路基冻胀的防治措施
针对引起路基冻胀的各因素，从材料到施工都要考虑防冻胀的措施，要以预防为主，防治结合，综合治理的思想进行防治。其中填料土质和防排水为防治路基冻胀的主要方向。
3.1路基基床填料的选用
哈牡客运专线对路基填料的选择非常严格，且有具体明确的要求，路堤基床表层厚0.7m，采用级配碎石掺加5%水泥填筑，基床底层厚度为2.3m，上部1.8m，采用非冻胀A、B组土填筑，其下0.5m采用A、B组土填筑，标准横断面图及填料颗粒分部曲线见下图所示：
本项目试验段对计测量数据进行了统计，统计表如下表：
从数据看出，当细粒含量、含水率都比较大或某一数值较大时，都会造成冻胀量的增加，所以控制填料细粒含量及含水率都很重要，二者也是引起路基冻胀的主要因素，在实际施工中，都应予以高度重视。
路基冻胀由路基表面开始，向路基深处递进发展，直到路基土体温度与外界气温达到平衡，冻结停止。路基冻结所能达到的最大深度为路基的冻结深度。冻结深度与冬季的负温总量、冻结速率、土的含水量有关，冻结速率与冻结深度都随负温总量呈曲线递增关系[1]。
黑龙江尚志市地区纬度较高，年各月极端最高气温35.7℃，累年各月极端最低气温-32.1℃，属中温带，湿润～亚湿润大陆性季风气候，夏季短促温暖，冬季漫长寒冷。地下水均分布在填料以下，但沿线路基低填方及土质路堑基床距离地下水位较近，笔者认为这些地段是宜发生冻胀的区域，需加强防排水措施。
图1.标准路基横断面图
图2.AB组填料颗粒大小分布曲线
图3.级配碎石填料颗粒大小分布曲线
在《高速铁路路基工程施工质量验收标准》[2]中，对路基填筑所用填料的粒求，把路基填料粒径的控制作为一项主控指标。因此，本项目选取了一段路基作为试验段，对此段路基细粒含量、含水率及冻胀量进行监测，验证细粒含量、含水率对冻胀的影响程度，从而确定填料的控制标准。