季节性冻土地区铁路路基冻害及对策分析

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季节冻土区铁路边坡冻融破坏分析

季节冻土区铁路边坡冻融破坏分析

季节冻土区铁路边坡冻融破坏分析铁路建设作为国家经济建设的重要组成部分,其对国民经济的增长起着非常重要的作用。

但是我国的铁路在建设完成之后,却面临着一个非常重大的问题——铁路边坡冻融破坏。

这个问题直接威胁着铁路安全生产。

就拿途径山西省右玉、神池地区的准池铁路来说,由于受到右玉、神池地区的季节影响因素,不可避免的形成了冻融破坏问题,因此很有必要对准池铁路边坡冻融破坏问题形成的原因展开分析,并归纳出科学的解决办法。

标签:右玉;神池;准池铁路;季节冻土区;铁路边坡;冻融破坏准池铁路北起大准铁路的外西沟站,向南横跨内蒙古、山西两省(区),途经右玉縣、神池县等6个区(县),至朔黄铁路神池南站。

根据对季节冻土区铁路边坡冻融破坏问题的分析可知,其形成的原因在很大程度上都与季节气候有一定的联系,因为准池铁路所途径的右玉、神池地区气候类型是温带大陆性季风气候,该气候又具有日较差和年较差较大的特点,因此准池铁路的边坡不可避免的出现了冻融破坏现象问题。

一、准池铁路的冻融破坏形式以及特点准池铁路边坡的冻融破坏规模与大型滑坡是存在一定区别的,虽然说冻融破坏的规模不及大型滑坡,但值得注意的是,准池铁路的边坡的冻融破坏往往会在同一时间段、相近地点上连片的发生,这种灾害如果不加以注意,将直接危及准池铁路的行车安全。

根据相关资料分析得知,铁路的冻融破坏问题一般发生在路堑地段,根据准池铁路70公里附近路基地段拱形骨架开裂在冻融期间的发展情况可知该问题也发生在路堤地段。

准池铁路边坡在季节性冻融的作用下产生滑坡,之所以出现滑坡,是因为线路途径右玉、神池地区的大部分挖方地段为湿陷性黄土,雨季积水及地下水难以排出,经冬春季一冻一融,融冻层的含水量将会直接超过液限,剩余的水分就不能得到及时的排出,整个铁路的土基强度和边坡的稳定性都会呈现出直线下降的趋势,这样也就给准池铁路边坡的稳定性带来了巨大的挑战,直接威胁到了列行车安全。

虽然说这种问题的现状在外貌上存在着浅层层面滑坡以及粘性土塑性滑坡的特点,但是细致的从其成因和基本特征上进行分析,可以明显的将其与一般的塑性滑坡进行区别开来,这些区别就主要体现在:首先,从造成滑坡水分的来源来看,冻土聚冰体的融解,一般是存在于滑坡内部的融冻层界面的,在某些时候会有大量的地表融雪和春雨流入。

季节冻土区道路冻害破坏特征及环境影响因素研究

季节冻土区道路冻害破坏特征及环境影响因素研究

季节冻土区道路冻害破坏特征及环境影响因素研究季节冻土区道路冻害破坏特征及环境影响因素研究随着交通网络的不断完善,越来越多的道路被延伸到季节冻土区。

然而,季节冻土区道路却常常遭受到冻害的破坏,给交通运输带来了很大的困扰。

为了有效应对道路冻害问题,我们有必要了解季节冻土区道路冻害的破坏特征及其环境影响因素。

本文旨在探讨这一问题。

季节冻土区道路冻害的破坏特征主要表现在以下几个方面。

首先,路面冻胀破坏是最常见的一种冻害形式。

当路面上的水分在寒冷季节渗入地面并结冰时,冻胀就会产生。

这会导致路面凹凸不平,甚至形成坑洼,严重影响交通安全。

其次,随着冻土的融化,路基、路堤等地基结构往往会发生沉陷,破坏道路的平整度。

此外,由于冻土融化造成的土质松动和渗透性增加,还会引发路基、路堤等地基结构土体的液化现象,导致路基严重变形,丧失路基承载能力。

最后,季节冻土区道路还容易受到降雪、降雨等气候因素的影响,降雪、降雨在冻结季节会增加路面结冰的可能性。

季节冻土区道路冻害的环境影响因素主要包括以下几个方面。

首先,气候条件是影响季节冻土区道路冻害的重要因素之一。

低温、多雨、多雪的气候条件容易导致路面结冰、冻胀等破坏现象的发生。

其次,地质条件也对道路冻害产生重要影响。

地质条件包括土壤类型、土层结构等因素,这些都会影响土壤的渗透性、稳定性等性质,进而影响道路的抗冻能力。

再次,道路的设计、施工质量以及维护保养水平也会直接影响道路的抗冻能力。

合理的设计、施工以及定期维护保养,能够减少道路冻害的发生。

此外,道路交通量也是影响道路冻害的重要因素之一。

交通量的增加会造成道路复杂的应力状态,加剧了道路结构的破坏。

鉴于季节冻土区道路冻害的特征及其环境影响因素,我们可以采取一系列措施来减少道路冻害的发生。

首先,应对气候条件,可以加强降雪降雨等预警措施,及时采取清雪、融雪等措施,减少路面结冰的可能性。

其次,应加强对道路地质条件的调查和评价,合理选址并采取相应措施增强道路的抗冻能力。

季节性冻土路基冻胀影响因素分析及其防治措施

季节性冻土路基冻胀影响因素分析及其防治措施

季节性冻土路基冻胀影响因素分析及其防治措施摘要:路基冻胀是我国北方地区公路路基特有的破坏现象。

通过对土的冻胀机理及影响冻胀主要因素的研究,提出了防治路基冻胀的处置措施。

关键词:季节性冻土冻胀影响因素防治措施季节性冻土指地表冬季冻结而在夏季又全部融化的土。

我国北方地区温普遍较低,季节性冻土分布广泛。

路基冻胀是我国北方地区公路路基特有的破坏现象,也是该地区公路主要病害之一。

因此,了解冻胀的机理和影响因素,并寻找防治的途径是十分必要的。

由于冻胀问题比较复杂,涉及因素多,所以必须从理论上去认识和了解冰冻作用的物理力学性质,掌握和发现冰冻作用过程的规律,进而找出防治冻胀措施。

1路基土冻胀的形成机理土是由固体颗粒、液体水和气体组成的三相体。

固体土粒是土的最主要的物质成分,由无数大小不等、形状不同的矿物颗粒按照各种不同的排列方式组合在一起,构成土的骨架主体,称为“土粒”。

在土颗粒之间的空隙中,通常有液体的水溶液和气体(主要为空气)充填。

土在冻结过程中,不仅是土层中原有的水分的冻结,还有未冻结土层中水向冻结土层迁移而冻结。

所以,土的冻胀不仅仅是水结冰时体积增加的结果,更主要是水分在冻结过程中由下向上部迁移聚集再冻结的结果。

重力水和毛细水在0℃或稍低于0℃时就冻结,冻结后不再迁移;而结合水以薄膜形式存在于土粒表面,由于吸附的关系,结合水外层一般要到-1℃左右才冻结,内层甚至在-10℃也不会完全冻结。

所以当气温稍低于0℃时,重力水和毛细水都先后冻结,而结合水仍不冻结,依然从水膜厚处向薄处移动。

当含盐浓度不同时,结合水由浓度低处向高处移动,水分移动虽然缓慢,数量也不大,但是如有不断补给来源,一定时间的移动水量还是很可观的。

水的补给来源主要通过土的毛细作用,由于结合水向上移动,在温度合适时它也被冻结,这就造成冻结后的水分比冻结前的水分大量聚集。

这些水分冻结后就会形成严重的冻胀。

2路基冻胀的影响因素2.1土质对冻胀的影响土的冻胀主要是由于水分的迁移导致的水分大量积聚而引起的。

季冻区铁路路基冻害及防治方法

季冻区铁路路基冻害及防治方法

季冻区铁路路基冻害及防治方法摘要:我国季冻区面积大较大,季冻区路基的病害及其相应的防治措施一直是困扰工程界的难题,本文主要介绍了铁路路基冻害的主要分类,并对路基冻害的防治方法进行了研究。

关键词:路基冻害分类防治方法研究1概述我国冻土分布广阔,多年冻土区面积215万平方公里,季节冻土区是513.7万平方公里,两者之和约占国土面积75%。

而且由于冻土特别是季节性冻土会产生冻胀、融沉以及造成路面翻浆和冻土路基的养护等一系列工程问题,所以关于冻土的研究一直是学术界的一个热点问题。

2 路基冻害的分类根据铁路沿线季节性冻土地区所出现的铁路路基冻害现象,进行归类总结,主要形成了冻胀、融沉、翻浆冒泥等三种路基病害。

2.1冻胀冻胀是指由于土的冻结作用而造成的体积膨胀现象,这是季节性冻土区常常遇见的铁路病害。

冻胀可分为原位冻胀和分凝冻胀两类,原位冻胀是指冻结锋面前进过程和已冻土继续降温过程中,正冻土中的孔隙水或已冻土中的未冻水原位冻结,造成体积增大9%;而当土体冻结以后,由于土颗粒表面能的作用,土中始终存在未冻结的薄膜水。

在温度梯度的诱导下,薄膜水会从温度高处向温度低处迁移,正是由于水的抽吸作用使水分集聚在前进的冻结锋面后方并冻结,分凝成冰透镜体,这一过程称为分凝冻胀,分凝冻胀过程造成体积增大1.09倍。

2.2融沉季节性冻土融化时,冰晶和冰膜融化成水,土层在重力和上覆荷载的作用下,路基及基床会产生不同程度的沉降,即融沉。

融沉一般有两个特性:其一,由于自然营力和人为因素及土体各方面的差异,融沉在空间上具有不连续性,厚度上具有不均匀性。

其二,融沉多发生在低路堤地段。

由于路堤高度、坡向、填料类别、保温设施,以及施工季节和施工后形成的地表特征、水文特征及冻土介质特征等因素的综合影响,土体中各土层的散热和吸热有极大差异。

2.3翻浆冒泡由于季冻区内独特的地质、地理环境,导致在某些路段冻结时间长,解冻缓慢,加之大量的积雪融化后雪水下渗,这样就在解冻层和未解冻层之间形成自由水。

高寒环境下铁路路基冻害成因及处治对策

高寒环境下铁路路基冻害成因及处治对策

高寒环境下铁路路基冻害成因及处治对策摘要:随着我国社会经济的不断发展,近年我国东北高寒地区高速铁路开通运营线路逐年快速增加,相继建设了长白铁路、哈佳铁路、京沈铁路等多条高速铁路,进一步促进了整个铁路网络的完善、安全和畅通。

但由于东北高寒地区独特的气候环境,铁路路基易产生冻害问题,严重影响了高铁正常运行,给高铁的运行带来了极大的安全隐患。

因此,有必要围绕冻害现象的具体成因展开探讨,提出针对性的处治对策,以给铁路运营安全创设良好的条件。

关键词:高寒环境;铁路路基;冻害成因;处治对策引言由于季节性冻土区冬季温度低,夏季温度高,土体常年处于冻融循环过程中,导致该类土体在不同的季节结构受力存在极大的差异。

土体冻融循环还可能会导致土体在不同的季节出现塌陷及鼓包的现象,导致在季节性冻土区经常出现路基冻害。

近年来,越来越多的专家学者围绕季节性冻土区既有铁路路基冻害防治措施开展了深入系统的研究,取得了丰硕的成果,但是对冻土区铁路路基建设完成之前的相应防冻害措施研究较少。

1研究的意义季冻区严酷的自然环境对高速铁路的高标准运行产生了极大影响,甚至是永久性破坏。

其中,最为常见的便是路基的变形影响,随着四季更替,温度冷暖的周期性变化,使得路基发生冬季冻胀变形、夏季融沉变形的现象。

由于路基-轨道结构的层间变形传递规律,会引起轨道结构的不均匀变形,导致高速列车的平顺性与舒适性的下降。

因此,季冻区高速铁路路基冻害问题亟需解决。

目前,对季冻区高速铁路路基冻胀融沉变形研究主要通过理论分析与现场监测开展,相关学者针对不同工程实例进行了一些研究工作。

研究较多涉及到温度与冻胀规律之间的关系,但对于冻胀时的水分迁移、温度与冻胀量之间的对应研究较少。

而冻胀时的水分迁移、温度与冻胀量之间的对应关系,恰恰是研究高速铁路路基冻胀、解决冻胀病害的关键因素。

同时在路基冻胀对轨道结构的变形影响及路基冻胀对轨道系统的动力学效应影响方面研究甚少。

因此,结合高速铁路冻胀区段的气候状况,研究温度变化情况下路基内部温度场、水分场的分布及变化规律、路基的变形特性、以及冻胀作用对轨道结构的动力效应影响等,为季冻区银西高速铁路的路基冻胀控制与补强措施方面的研究提供理论依据。

季冻区路基病害及防治措施

季冻区路基病害及防治措施

1 述 概
23 主要 病害 _ 冻土路基 的病 害主要为冻胀 、 融沉 、 纵裂 、 波浪 、 裂、 横 扭曲 、 反拱 等[ 9 1 。 231 胀 -. 冻 冻胀是 冻土 地段 线路特 有 的主要 病 害之 冻 胀 产 生 的 原 因 主 要 有 几 个方 面 : a路 基 基 床 表 面 不 平 整 , 按 设 计 坡 率 刷 . 未 坡 。造成积水 冻结 膨胀形成冻胀 病害 , 最大 其 量 有 5 m, 0 m 一般 在 3 0 mm~ 0 n l多在 2 4 l, n 5 m 以下 。冻 胀形成 时间从 1 m O月到 次年 3月 末, 之后便趋 于稳定 , 冻胀 产生 厚度 在线 路道 2路 基 病 害 床及 基床表面往 下 2 m一3 m左右 。 21 冻 胀 机 理 . b道床道碴 或混砂道 床垫 层不洁 , 染严 . 污 冻 胀 和 翻 浆 都 是 在 夏 秋 地 面 水 下 渗 或 下 重 , 入 杂 物 较 多 , 积 水 后 产 生 冻 胀 。 含 泥 混 遇 当 水位升高 的基 础上 ,在冬季负气 温的作用下 , 量 为 2 % ~5 % 时 ,冻 胀 量 可 达 到 1 0 0 5 mm ~ 5r 发 生 水 分 迁 移 , 路 基 上 层 水 分 增 多 , 冻 结 2 m 左 右 。 使 并 成 冰而形 成 。冻胀可 分为 原位冻 胀和 分凝 冻 c地 表 水 或 地 下 水 、 层 水 或 湿 地 地 段 对 . 浅 胀 。冻胀 水原位冻结 , 造成 体积增大 9 但 由 路 基 上 的 不 均 匀 浸 湿 , 成 路 基 下 沉 , 线 路 %, 造 使 外 界水 分 补 给 并 在 土 中 迁 移 到 某 个 位 置 冻 结 , 形 成 长 漫 坑 。 则体 积将增大 1O .9倍 。所 以开 放系统 饱和 水 d路 堤填土 不均匀 、 。 压实度 不符 合标 准及 土 中 的 分 凝 冻 胀 是 构 成 土 体 冻 胀 的 主 要 分 量 。 路堑基 底土质差异 , 成 了路基土体 性质及 结 造

季节性冻土区铁运客运专线路基的冻胀特性分析与措施

季节性冻土区铁运客运专线路基的冻胀特性分析与措施

季节性冻土区铁路客运专线路基的冻胀特性分析与措施中铁十九局集团第五工程有限公司路桥二公司 屈振学 郑 杨摘 要:在季节性冻土区的铁路客专路基工程中,冻胀、融沉和翻浆都会对基床产生较严重的破坏。

根据路基冻胀观测所获得的资料,分别分析了温度、水分、土质、路基类型等因素对路基冻胀的影响。

季节性冻融翻浆是发生路基稳定性的关键所在,本文通过对其产生影响的主要因素和防止措施的分析和探讨,提出了提高工程建设质量的方法及技术措施,对提高工程质量、降低运营维护成本具有重要意义。

关键词: 季节性冻土区 ,铁路客专, 路基 , 冻胀,分析与措施前言温度为0℃或负温,含有冰且与土颗粒呈胶结状态的土称为冻土,土层冬季冻结,夏季全部融化,冻结延续时间一般不超过一个季节,称为季节性冻土层,其下边界线称为冻深线或冻结线。

我国冻土的分布面积大约720多万km 2,季节性冻土区约有528万km 2,季节性冻土在我国分布很广,东北、华北、西北是季节性冻结层厚0.5m 以上的主要分布地区;多年冻土主要分布在黑龙江的大小兴安岭一带、内蒙古纬度较大地区,青藏高原部分地区与甘肃、新疆的高山区,其厚度从不足一米到几十米。

路基土土质、水分及冻结条件的不均一性,会产生不均匀冻胀,不均匀冻胀力导致地面开裂;春季融化时,土体甚至处于饱和状态,土粒间摩擦阻力降低以至消失,在荷载作用下则造成下沉,翻浆冒泥等病害。

无论是冻结还是融化,给铁路客运专线的正常运行都造成了安全隐患,也额外增大了养护费用。

参考东北地区铁路进行的路基冻害钻探调查、现场观测和室内试验工作。

对东北铁路路基的破坏状况、路基土质条件、含水量和路基特征等有了明确认识。

1 冻胀产生的条件铁路冻胀是多种因素综合作用的结果,路基的土质情况、水分的变化、大气温度是形成基床冻胀的三个基本因素。

没有负温水就不会成冰,体积就不会变化,负温在一定范围下,就会产生冻胀现象,因而温度是发生冻胀的前提。

只有负温,但含水量很小也不会产生冻胀。

季节性冻土地区铁路路基冻害分类及综合整治

季节性冻土地区铁路路基冻害分类及综合整治

呼和浩特铁路局管内线路所处地区均属于季节性冻土地区,冻结最大深度为1.4~2m,铁路路基冻害对铁路安全行车威胁很大,这里主要介绍路基冻害部位分类,不同冻害采用整治方法及达到的效果。

1季节性冻土地区铁路路基冻害部位分类1.1表层冻害表层冻害特点是:一般隆起高度为10mm~40mm;在呼和浩特铁路局管内地区一般从11月上旬开始,最晚到12月中旬停止发展,来年4月中旬~5月上旬回落完。

表层冻害危害主要表现在:可引起路肩纵向高低变形、开裂,造成基床表层土体强度降低,从而引起道碴沉陷,导致轨道纵向高低变形;引起坡面隆起变形、开裂,导致土体强度降低。

表层病害形成的主要原因:(1)基床填料土质不均,致使基床强度不一,在列车荷载作用下,产生不均匀沉降,引起基床面不平整,造成降水不能及时排出,水分渗入到基床土体内,当土层含水量增大且超过了起始冻胀含水量时,基床土体中的水结冰,体积膨胀,同时水分又向冰结封面补给,水分比冻前增加较大,形成冻害。

(2)路基坡面表层为非匀质土。

由于路堤填料来源不同,且在填筑时,土层的厚薄和夯填密实度不同,致使填料的结构、层次等条件的不同,在冻期经水分迁移、聚积,其聚流量也不尽相同,产生的冻胀量也不等,从而形成坡面冻害。

(3)气温对土的冻结有一定的影响。

受地形、地质、日照及植被覆盖的不同,路堤的不同部位(阴坡、阳坡)其热交换不同,对土中冻结率的影响也不同。

在土冻结时,由于表层土温及冻结速率的不同,其水分迁移的聚流量和冻胀量便不相同,产生了冻害。

1.2深层冻害路基深层冻害产生的时间较晚,在冻期的后半期产生,呼和浩特铁路局管内地区一般在12月中旬以后,直到冻期末冻害才能停止。

深层冻害的产生大多是因地下水的关系,如果没有地下水,即使土质有所差异,下部呈现脱水现象,也无多少冻胀。

2路基冻害的整治措施与控制2.1冻害日常控制2.1.1冻害排查为加强冻害管理,确保整修有据可依,呼和工务段制定了详细的检查制度和方法。

铁路路基冻害的原因及措施

铁路路基冻害的原因及措施

铁路路基冻害的原因及措施1. 引言随着冬季的到来,铁路路基冻害问题日益凸显。

由于冻害对铁路路基的严重影响,给铁路运输安全和可靠性带来了极大的挑战。

因此,深入了解铁路路基冻害的原因,并采取相应的措施来减轻或消除冻害对铁路路基及其设施的影响,是当务之急。

本文将对铁路路基冻害的原因进行分析,并提出相应的措施。

2. 铁路路基冻害的原因铁路路基冻害的原因可以归结为以下几点:2.1 温度变化冬季的温度变化是导致铁路路基冻害的主要原因之一。

当温度下降到冰点以下时,路基中的水分会结冰,导致路基的体积膨胀而破坏路基的稳定性。

而在白天温度回升时,冻结的水分会融化,使路基产生收缩变形。

这种温度变化引起的收缩和膨胀循环会导致路基的裂缝和变形,进而影响铁路的安全运行。

2.2 土层质量土质是影响铁路路基冻害的另一个重要因素。

部分地区的土层质量较差,含有过多的粘性土和水分,导致其易于受冻融周期的影响。

当土层中的水分结冰时,粘性土的胶结力会变弱,土层的稳定性下降,从而引发路基的破坏。

2.3 排水问题不良的排水系统也是铁路路基冻害的重要原因之一。

如果路基的排水系统存在问题,如排水管道堵塞或排水槽设计不合理,将导致积水在路基表面积聚。

这些积水在夜间温度下降时容易结冰,形成冰块,严重影响路基的稳定性。

3. 铁路路基冻害的措施为了应对铁路路基冻害问题,可以采取以下措施:3.1 路基改造对于土质较差、易出现冻害的路段,可以进行路基改造。

首先,应加强路基的排水系统,确保路基下方的水分能够及时排除,避免冻害产生。

其次,可以采用加筋土工格栅等材料来增加路基的强度和稳定性,抵抗冻害的影响。

3.2 温度控制为了减轻冻害带来的影响,可以采取一些措施来控制铁路路基的温度。

例如,在寒冷季节里,可以通过铺设保温层或使用地下管道输送暖气,以提升路基温度,减少冻害的发生。

此外,定期对路基进行巡检,及时发现并修补路基的裂缝和变形,也是减轻冻害影响的一种措施。

3.3 技术创新随着科技的进步,一些新的技术和材料可以应用于铁路路基的建设和维护中,以减轻冻害的问题。

季节性冻土地区铁路路基冻害及其防治措施

季节性冻土地区铁路路基冻害及其防治措施

季节性冻土地区铁路路基冻害及其防治措施摘要:在寒冷地区,在铁路路基中经常见到的一种问题就是冻害,特别是在北方区域的铁路路基只要到天气寒冷的时候就会出现冻害的情况,要紧的将对交通安全造成影响。

通常出现的是因为土壤特性的差异而导致的不平均,在道路上出现凹凸不平的形状各异冻包、双股异向冻起、单股侧向冻起等冻害状况,最后因为土壤融冻降低, 水份在土壤中从头分拨,导致路基翻浆冒泥、坡面塌陷、道碴陷槽以及路基沉没等路基问题,削弱了线路水平以及线路上部设备使用寿命,提高了许多的修理资金。

对于不同的冻害现象,经过认真探讨,运用完善的治理方法,保证交通的安全同行。

关键词:季节性冻土;路基冻害;措施引言我国国土辽阔,季节性冻土区占总面积的55%左右,而铁路路基遭受冻土区路基冻胀的破坏,严重威胁了铁路运营的安全。

无碴轨道在寒冷地区的高速铁路路基冻胀难题是一个世界性的问题,现阶段我国铁路行业没有丰富的经验可以借鉴,也没有精确的规范。

根据议事规则维护方式与沉降控制,高铁路基工后沉降要小于15mm,横向结构物交界处如路基、桥梁等工后沉降要小于5mm。

所以说高速铁路极为严格的管控路基变形,路基最大冻胀变形量要小于5mm,这极大的增加了设计和施工难度,同时要保证防冻技术对策的有效性。

1.季节性冻土地区铁路路基冻害部位分类(一)、表层冻害1、路基基床面平整度差,容易积水路基基床面凹凸不平,非常容易导致基床面出现积水的情况,由于基床表面有积水的浸入,土层含水量过大,超出了起始冻胀含水量,水分在表层中结冰,造成体积胀大,冻结锋面又有水分补充,水含量较冻前增加很多,导致发生冻害。

由路基机床面平整性差而造成的冻害,通常在50mm以内,基本在30-50mm之间。

道碴囊和道碴陷槽的深度决定了冻害的深度。

在我国东北一些铁路局管内,通常在路基机床30-50mm的深度范围内。

2、不是匀质特性的表层路基土体因为路堤自身的土质问题来路不一样,还有就是在进行填筑的时候压实的密实程度以及土层中厚与薄也是不一样的;路堑的土体因为是天然的,可是土的掩盖堆放层次以及厚度也完全不一样。

探讨铁道线路冻害预防措施

探讨铁道线路冻害预防措施

探讨铁道线路冻害预防措施摘要:呼和浩特铁路局铁路线所处区域属華北平原,这里人烟稀少、空气稀薄,属于季节性冻土,这边海拔比较高,冬季来临时冻土严重,其工程性质随温度、应力和水分变化而变化针对此类情况,结合本项目特点,我对冻土路基施工提出一些建议和意见,希望能得到大家宝贵的建议。

关键词:铁路工程冻土路基施工意见一、土方路基施工要求1)冻胀土路基必须按设计条款做好抗冻施工;2)路基施工时必须对冻胀土路基进行调查,复核路基填挖高度、土质及天然含水量、冰冻条件及填筑材料等,同设计资料相认证;3)冻胀土路基施工中经常检查冻害状况,发现冻胀、软弹、变形、纵横向裂缝及翻浆等应查明原因并采取有效处治措施;4)路面结构层铺筑之前应对路基因冻胀造成强度不足或变形过大查明原因,处理后再铺筑路面结构层;5)路基填挖交界处基底应充分压实,并根据填方及挖方段不同的冻胀量设置楔形过渡段,使挖方终点冻胀量与填方段冻胀量相一致。

6)地基土挖除拆换填深度误差应不大于5%;换填粗颗粒材料中小于0.075mm的含量不应大于10%;换填土必须做到粒料均匀,结合料掺拌均匀,厚度一致,排水良好,压实度达到要求。

7)必须做好施工阶段排水和永久性排水。

8)季冻区石质挖方、零填路段超挖和清除软层后的凸凹面,严禁用挖方料和未经稳定处理的混合料回填找平。

应先将岩面凸出部分凿平,超挖部分坑槽用贫水泥混凝土浇平,然后整平与基层合在一起施工。

冻土路基涵洞施工注意事项:在不同的季节冻土路基施工工期、方法、效果及相应的措施亦有所不同,在暖季施工,施工过程中难免会使基坑暴露,若时间过长会影响基坑施工质量;一般来说暴露时间最好不要超过15天。

进行冻土涵洞施工尤其要注意施工季节、方法以及技术的合理选择。

同时在保证质量的基础上,适当地缩短工期可以减少热干扰。

3、路基排水1)高含冰量冻土地段路基施工期间的临时排水措施应以挡水埝为主,保证排水系统地面坡度平顺,不平的地方应采用垫土夯实的办法整平,不能随意破坏原地面植被。

冻土路基线路的主要病害分析和整治措施

冻土路基线路的主要病害分析和整治措施

冻土路基线路的主要病害分析和整治措施【摘要】在寒冷地区路基的冻害情况较为严重,对安全行驶造成了一定的隐患。

本文对冻土路基的病害和设计、整治措施进行分析,以供参考。

【关键词】冻土;路基;病害;设计;防治一、前言我国冻土面积广大,冻土区域的路基冻害较为严重,而且发生在路基的表层。

做好冻土路基的控制,有效降低冻害发生对于保证行车安全意义重大。

二、主要病害分析1、融沉融沉是多年冻土地区线路主要病害之一,一般多发生在含水大的黏性土及湿地含水量较大地带。

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不能保持平衡,冻土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、滑塌、路堑边坡滑塌等。

融沉的特点是路基道床涨起,线路高低不平。

2、冻胀冻胀是冻土地段线路特有的主要病害之一,冻胀产生的原因主要有几个方面:(1)路基基床表面不平整,未按设计坡率刷坡。

造成积水冻结膨胀形成冻胀病害,其最大量有50mm,一般在30mm~40mm,多在25mm以下。

冻胀形成时间从10月到次年3月末,之后便趋于稳定,冻胀产生厚度在线路道床及基床表面往下2m~3m左右。

(2)道床道碴或混砂道床垫层不洁,污染严重,混入杂物较多,遇积水后产生冻胀。

当含泥量为20%~50%时,冻胀量可达到15mm~25mm左右。

道床冻胀时间从10月到次年3月末,之后基本趋于稳定。

(3)地表水或地下水、浅层水或湿地地段对路基上的不均匀浸湿,造成路基下沉,使线路形成长漫坑。

(4)路堤填土不均匀、压实度不符合标准及路堑基底土质差异,造成了路基土体性质及结构不同及变化,从而形成不同程度的线路冻胀病害。

(5)路基不同朝向形成的不均匀冻胀,如线路走向为东西向时,路基有向阳坡面和背阴坡面,使路基填土的冬季含水量和冻结深度发生差异,其结果是出现单侧冻胀。

寒冷地区路基冻害原因分析和整治方法 毕业论文

寒冷地区路基冻害原因分析和整治方法  毕业论文

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)。

铁路线路冻害整治

铁路线路冻害整治

铁路线路冻害整治摘要:铁路线路冻害在严寒地带非常普遍,尤其是在冬季,冰冻深度可到达极其深的程度,这种情况会对旅客列车的运营造成影响,大大降低了列车运行的安全性和可靠性。

旅客乘车的舒适度。

本文旨在探讨铁路线路冻害的成因及其对应的整治方案,并结合实际情况,分析不同冻害状况下的应对措施,以期提出有效的整治方案。

【关键词】铁路线路冻害整治方法冬季,气温急剧下降,季节性冻土路基在短时间内会出现不均衡的膨胀或或冻结开裂。

此外,春季冰冻消融时,路基也会随之解冻,出现融化下沉,从而导致翻浆冒泥的情况出现。

1.冻害形成条件冻害是由于土地在低温下受到冷冻而产生的膨胀问题。

当土地中的水份被冻结成冰,并向冷锋面运动时,会析出冰层,这会使得水体积变大,导致土粒位置产生偏移,从而使路基也被抬起,最终导致土体膨胀。

冻害的产生可以归结为多种因素,其中水、气温、土质、力量等内在因素是影响冻害产生的主要因素,而外在因素则包括人为活动和环境因素。

1.1水的因素水是引发铁路线路冻害的原因,它不仅是导致冻害的最重要因素,而且还能够影响铁路线路的稳定性。

水份在一年中会随着季节的变化而变化,特别是秋季雨水较多,初冬降冬雨,这些周期性的改变会对铁路线路的路基稳定性产生不利影响,因此,水是铁路线路冻害形成的关键因素,只有分析控制好水的形态变化,才可以有效地避免冰冻的产生,从而保证铁路线路的安全运行。

1.2土的因素高速铁路冻害的发生与土质有着很大的关系,北部区域的高铁路基通常由砂黏土和黏土组成,这些土壤含水量较高,容易导致冻胀融沉。

相比之下,粗粒砾石土有着较好的排水性能,水分不易流失,也不容易产生冰块,因此不易造成冻害。

当温度降低到水的凝结点时,土地中的水份会凝固成冰,产生冻土。

当冻土到达一定量程度时,它会导致基床变化,造成严重的影响。

1.3温度因素冻害是影响铁路线路稳定的一个严重问题,通常需要天气降到零摄氏度以下才能出现。

在严寒地带,常见的天气基本参数包括年平均气温、结冰指标、结冰持续时间、结冰深浅和日均温差等。

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前者是古代冰川沉积残留物,目前处于退化阶段,具有不稳定的特点。

后者是高海拔的近代大陆性气候的产物,至今仍在发展,具有不稳定的特点。

在铁路工程中,常常会遇到多年冻土区路基施工,例如汤林线、鹤岗线,地处小兴安岭地区,是我国多年冻土分布地区之一。

路基冻害是严寒地区,特别是多年冻土地区铁路线路上分布很广和常见的病害。

它与寒冷的气候有关,冰冻线能达到相当深度;又涉及到土的特性,所以有的土类对冰冻作用很敏感。

任务四 季节性冻土地区路基施工

任务四  季节性冻土地区路基施工
路路基基施路工面技工术程
3)翻浆冒泥 定义:春季气温逐浙回升,路基上层的土首先融化,下 层土体尚未解冻,水分渗透不下去,在解冻层和未解冻层 之间形成自由水。自由水不能及时排出,造成土基软弱, 路基面发生鼓包、唧泥现象。翻浆冒泥导致路基下沉,路 面产生纵横裂纹。
路路基基施路工面技工术程
2. 路基冻害防治措施 (1)防止地面水、 地下水或其他水分在冻结前或冻结过 程中进人路基上部, 在易发生翻浆的地段可以在路基设计 和施工中设置隔离层,如利用土工布等。 (2)化冻时期,将聚冰层中的水分及时排除或暂时蓄积 在渗水性好的路面结构层中,设置排水沟或蓄水砂(砾)垫层 等。 (3)提高路面强度和整体性,改善土基结构。采用水稳 定性、冰冻稳定性及隔热性好的石灰土、煤渣石灰土等结 构层的措施来防治。
路路基基施路工面技工术程
2. 路堑施工
1)路床换填 (1)路床地基土的挖除、换填深度应符合设计要求。 (2)换填足够厚度的水稳性好的填料。施工应速度快, 保温措施有效。 (3)使用粗颗粒填料換填时,填料应均匀,< 0.075 mm 的颗粒含量≯5%。 (4)石灰、水泥对填料进行改性处理时,应掺拌均匀, 改性剂的剂量应要求或经试验确定。 (5)换填应分层填筑,压实度应达到规定的要求。
路路基基施路工面技工术程
3)石质挖方、零填路段不宜超挖 超挖或清除软层后的凸凹面,严禁用挖方料和未经稳定处 理的混合料回填;岩面凸出部分应凿除;超挖的坑槽及岩石 凹面可用贫混凝土浇筑,混凝土的最小厚度>80 mm。
路路基基施路工面技工术程
基底的处理:
①根据放样的高程推除积土,达到设计高程后,用压路 机碾压至设计规定的压实度标准。
②黏性土、砂性土基底路段,按现场实际情况挖除原地 基土,换填砂砾并分层压实,保证路槽下的压实度。

季节性冻土地区铁路路基冻害分类及综合整治

季节性冻土地区铁路路基冻害分类及综合整治

季节性冻土地区铁路路基冻害分类及综合整治【摘要】季节性冻土地区铁路路基冻害对铁路安全行车威胁很大。

本文主要介绍季节性冻土地区铁路路基冻害部位分类,不同冻害采用整治方法及达到的效果。

【关键词】路基冻害;冻害分类;冻害整治;整治效果呼和浩特铁路局管内线路所处地区均属于季节性冻土地区,冻结最大深度为1.4~2m,铁路路基冻害对铁路安全行车威胁很大,这里主要介绍路基冻害部位分类,不同冻害采用整治方法及达到的效果。

1 季节性冻土地区铁路路基冻害部位分类1.1 表层冻害表层冻害特点是:一般隆起高度为10mm~40mm;在呼和浩特铁路局管内地区一般从11月上旬开始,最晚到12月中旬停止发展,来年4月中旬~5月上旬回落完。

表层冻害危害主要表现在:可引起路肩纵向高低变形、开裂,造成基床表层土体强度降低,从而引起道碴沉陷,导致轨道纵向高低变形;引起坡面隆起变形、开裂,导致土体强度降低。

表层病害形成的主要原因:(1)基床填料土质不均,致使基床强度不一,在列车荷载作用下,产生不均匀沉降,引起基床面不平整,造成降水不能及时排出,水分渗入到基床土体内,当土层含水量增大且超过了起始冻胀含水量时,基床土体中的水结冰,体积膨胀,同时水分又向冰结封面补给,水分比冻前增加较大,形成冻害。

(2)路基坡面表层为非匀质土。

由于路堤填料来源不同,且在填筑时,土层的厚薄和夯填密实度不同,致使填料的结构、层次等条件的不同,在冻期经水分迁移、聚积,其聚流量也不尽相同,产生的冻胀量也不等,从而形成坡面冻害。

(3)气温对土的冻结有一定的影响。

受地形、地质、日照及植被覆盖的不同,路堤的不同部位(阴坡、阳坡)其热交换不同,对土中冻结率的影响也不同。

在土冻结时,由于表层土温及冻结速率的不同,其水分迁移的聚流量和冻胀量便不相同,产生了冻害。

1.2 深层冻害路基深层冻害产生的时间较晚,在冻期的后半期产生,呼和浩特铁路局管内地区一般在12月中旬以后,直到冻期末冻害才能停止。

铁路治理冻害方案

铁路治理冻害方案

铁路治理冻害方案摘要铁路冻害是指在寒冷季节,由于低温导致铁路道床、路基和桥梁等结构物受到破坏的现象。

冻害对铁路运行安全和正常的运输秩序产生严重影响。

本文将介绍铁路治理冻害的方案,包括预防措施和应急处理措施。

1. 引言铁路是我国重要的交通运输方式之一,在寒冷季节,由于低温和冰冻天气的影响,铁路冻害问题愈发突出。

为了保证铁路的运行安全和正常的运输秩序,需要采取一系列的措施来治理冻害问题。

本文将针对铁路冻害问题,提出治理方案。

2. 预防措施2.1 加强热电联供系统铁路冻害的主要原因之一是低温导致的结冰。

为了防止铁路道床结冰,可以采取加强热电联供系统的措施。

利用热电联供系统为铁路道床提供热能,确保道床温度不低于结冰温度,从而防止结冰现象的发生。

2.2 设立冻害监测系统为了及时发现铁路冻害问题,可以在重点地段和易发冻害地区,设立冻害监测系统。

该系统可以通过温度传感器、湿度传感器等设备,实时监测铁路路基的温度和湿度情况,一旦发现异常情况,及时采取应对措施,避免冻害问题的发生。

2.3 加强道床、桥梁等结构物维护铁路道床、桥梁等结构物的维护工作非常重要。

在寒冷季节,特别要加强对这些结构物的检查和维修工作,确保其在低温环境下的正常运行。

以免由于结构物受损引发冻害问题。

3. 应急处理措施3.1 加强通风排水在冻害出现的情况下,应立即采取通风排水的措施。

通过加强通风和排水,可以降低冻害对铁路的影响,并为后续的恢复工作提供条件。

3.2 加强破冰工作在出现铁路道床结冰的情况下,应立即采取破冰措施。

可以利用专业的破冰设备,对道床进行破冰处理,恢复道床的正常状态。

3.3 隔离冻害区域如果冻害现象严重,无法立即恢复铁路的正常运行,可以采取隔离冻害区域的措施。

设置警示标志,禁止列车通行,保证铁路运行的安全。

4. 结论铁路冻害是铁路运输面临的一个重要问题,对运输安全和运输秩序产生极大影响。

为了治理冻害问题,本文提出了一系列的措施,包括加强热电联供系统、设立冻害监测系统、加强结构物维护、加强通风排水、加强破冰工作和隔离冻害区域等。

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季节性冻土地区铁路路基冻害及对策分析
引言
一直以来,冻裂、裂缝等质量危害都是冻土地区公路路基的一种质量通病,不仅大大降低了公路建设服务质量,还给后期修筑施工造成了很多的不便,致使公路无法正常运行。

因此,考虑到冻土路基的特性,进一步提高公路结构的稳定性,加强对公路路基的保温养护是非常重要的,同时相关建设单位还应该加大对节能环保型保温材料的应用,以免破坏到周围生态环境,促使道路建设的社会效益与生态效益得以充分体现。

一、季节性冻土地区铁路路基冻害部位分类
(一)、表层冻害
表层冻害特点是:一般隆起高度为10mm~40mm;在呼和浩特铁路局管内地区一般从11月上旬开始,最晚到12月中旬停止发展,来年4月中旬~5月上旬回落完。

表层冻害危害主要表现在:可引起路肩纵向高低变形、开裂,造成基床表层土体强度降低,从而引起道碴沉陷,导致轨道纵向高低变形;引起坡面隆起变形、开裂,导致土体强度降低。

(二)、深层冻害
路基深层冻害产生的时间较晚,在冻期的后半期产生,呼和浩特铁路局管内地区一般在12月中旬以后,直到冻期末冻害才能停止。

深层冻害的产生大多是因地下水的关系,如果没有地下水,即使土质有所差异,下部呈现脱水现象,也无多少冻胀。

二、温度对季节性冻土地区铁路路基的影响
通常情况下,在受到气温变化的影响下,冻土路基一般产生升温速率的主要原因体现在两个方面,一方面是冻土中参与的冰和水的相变潜热数量,另一方面则是地基土层的导热系数。

如果冻土地基中含有较高的冰量时,当温度发生变化,将会产生大量的冰水相变。

所以,含冰量高的冻土地基温度对于气温改变的感应相对迟缓。

这样一来,若是在气温胜率相同的情况下,一旦冻土地基处于剧烈相变的地区,其地基温度变化随之产生更多数量的冰水相变。

因此,这种高含冰量的冻土地基的速率不高。

相反,当冻土地基处于平稳区段时,低温发生变化,相
变热量减少,此时导热系数将会成为主要影响因素,使得含冰量较高的冻土地基速率加快,同时季节性的冻土地基正是因为这一点,才会导致年平均温度急剧上升。

三、季节性冻土地区铁路路基冻害的防治措施
(一)、工程概况
某高速铁路的最高设计时速为350km,线路全长903.94km,路基长度231.245km,其中无砟轨道路基长181.97km。

无砟轨道路基中,路堤长111.95km,路堑长70.02km。

沿线绝大部分穿越寒冷地区?严寒地区,冻结指数整体较大。

年平均气温4.4~10.9℃,极端最高气温39.8℃,极端最低气温-39.9℃,年平均降雨量481.8~682.7mm,土体最大冻结深度93~205cm,每年10月开始冻结,次年4~5月开始融化。

沿线地层岩性主要有黏性土?粉土?黄土?砂及卵砾石土?泥夹砂岩?砾岩?安山岩?花岗岩等,沿线地下水主要有地表水?孔隙水?裂隙水和巖溶水。

(二)、施工阶段
对于路基填筑高度小于1.5m的季节性冻土路段,视为零填路段,其路床范围采用级配碎石材料换填,并在路面底部增设防渗土工布以防止地下水影响路面稳定。

零填路段的路基边沟采用浅碟形边沟,下设高强土工材料或2~4cm碎砾石作为纵向渗沟的形式进行排水。

同时还应视地形情况酌情加深排水沟,以降低地下水位。

根据地形情况,纵向渗沟每隔50~100m设置一道横向渗沟,将地下水引出路基之外。

(三)、结果监测
1、冻胀小幅波动阶段
11月13日进入冻胀波动阶段,冻胀波动范围基本在1mm以内,持续3周时间,冻深范围较浅。

2、冻胀快速增长阶段
12月5日随气温快速持续下降,冻胀变形进入快速增长阶段,冻深也逐渐向下发展,至12月11日冻深达72cm。

该测点的两布一膜埋深60cm,冻胀发生在基床表层,冻结指数达到-191.4℃·d。

3、冻胀稳定发展阶段
随冻深逐步向下发展穿过两布一膜进入基床底层,表层与基床底层的冻胀变形逐渐分开,基床表层的冻胀变形基本稳定不变,冻胀变形的增幅主要为基床深层产生的冻胀变形,冻胀变形增长速度变缓,进入冻胀变形稳定发展阶段。

本阶段持续到3月4日,冻深在2月15日达到最大值190cm。

期间随气温降低,在1月30日时冻深达到166.4cm,1月31日至2月1日气温有一次显著地升温过程,气温最高达到8.5℃,此时冻深也减小到144cm。

2月25日以后,气温开始出现回升趋势,冻深开始逐渐减小,最大冻结指数达到-1515℃·d。

4、波动融沉阶段
3月4日以后,平均气温回升至0℃以上,深层冻结线迅速上移,基床表层出现融沉现象。

随气温回升,融沉变形增大。

三、预防铁路基的冻害措施
(一)、加强路基的排水设施
采用基床表层顶部设置纤维混凝土封水层,两侧支承层边缘至路肩为向外4%的排水坡,双线之间做成向内4%的排水坡;无砟路基地段线间排水采用在底座间设置横向排水通道的方式。

为保证排水通道畅通,设置渗水盲沟,将路基本体中的水引入盲沟中,通过盲沟将水排到检查井中,最后将水通过渗水管井导入地下。

渗水盲沟设置于左侧护道下部,盲沟右侧1m翼缘搭在筏板或桩帽边上,埋深不满足最大冻深+0.25时,在其左侧及上侧铺设一层XPS保温板,厚0.1m。

渗沟沟底纵坡原则上同线路纵坡,困难地段不小于2‰。

渗沟底宽1.2m,垂直开挖,渗沟内充填洗净碎石,下设C25混凝土基础,厚0.2m,基础底部设置4%排水坡,其上设315mmPVC带孔双壁波纹渗水管,在渗沟左侧及上侧采用一层不透水土工布包裹,右侧及下侧采用一层透水土工布反滤层包裹。

(二)、冻结深度范围采用抗冻填料
普通细粒土填料的水稳性差、最优含水率大、孔隙率小,土中的水结冰时体积要增大9%,势必引起冻胀问题。

因此抗冻填料应选用水稳性好、孔隙率较大的粗颗粒填料,并对以下因素进行严格控制:
1)抗冻安全填料应具有一定的孔隙,孔隙中少量的水结冰时其冻胀不明显,而且解冻后土的状态不变。

2)粗颗粒填料的孔隙大小与不均匀系数U成反比,因此当细颗粒含量较大时,其不均匀系数U不宜偏大。

3)尽量减少填料中的细粒含量和含水率,以留出足够多的孔隙满足水的体积增大时占用。

结束语
季节性冻土在严寒地区铁路建设中控制的重难点,针对不同地质情况和冻胀的主要影响因素开展相应的防治冻胀措施。

通过强填料控制、部分地段采用混凝土基床、加强防排水措施、加强路基面排水、路基轨道扣件预调高、路基土体保温、设置防冻分割层,渗水井、加强路基面排水等措施减少路基土冻胀病害的影响因素,从而保证路基土体的稳定性,使轨道的平顺性更好。

参考文献
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[3]杜兆成,张喜发,辛德刚,等. 季节冻土区高速公路路基冻胀试验观测研究[J]. 公路,2004 (1):139 - 144.。

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