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

发表时间：2019-04-19T15:05:40.167Z 来源：《基层建设》2019年第5期作者：刘超

[导读] 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。

辽宁五洲公路工程有限责任公司

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。搓板与波浪都表现为路面连续起伏，只是两者的波长不同。搓板的波长较短，主要由基层和底基层或者上路床软弱所致，多发生于季节冻土区，在多年冻土区也有出现，受秋季降雨和地下水位的影响较大；波浪的波长较长，主要是由于下路床、天然基底软弱或者多年冻土融化所致，常发生于多年冻土地区，多年冻土融化是此类病害的主要原因。除了波浪以外，沉陷病害显然也是多年冻土地区的典型病害，对这两种病害的划分标准参见下表。

表2 公路沥青路面变形病害分级

（二）混凝土路面

目前，混凝土路面在我国的冻土工程实践中还比较少，仅有部分试验路段，借鉴沥青路面中关于病害类型与多年冻土关系的分析，初步用混凝土路面的裂缝病害、断裂板病害、竖向位移类病害和错台病害来评估多年冻土地区混凝土路面的病害程度，根据《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ 073.1-2001），对上述几种病害做出如下分级：

（1）裂缝病害。按裂缝缝隙边缘碎裂程度和缝隙宽度，裂缝病害可以划分为下面3个轻重程度：a、轻微—缝隙边缘无碎裂或错台的细裂缝，缝隙宽度小于3mm；或者，填缝良好、边缘无碎裂或错台的裂缝。b、中等—缝隙边缘中等碎裂或错台小于10mm的裂缝，且缝隙宽度小于15mm。c、严重—缝隙边缘严重碎裂或错台大于10mm，且缝隙宽度大于15mm。

（2）交叉裂缝和断板。按裂缝等级和板断裂的块数可以划分为下列3个轻重程度等级。a、轻微—板被轻微裂缝分割成2～3块；b、中等—板被中等裂缝分割成3～4块，或被轻微裂缝分割成4块以上；c、严重—板被严重裂缝分割成4～5块，或被中等裂缝分割成5块以上。（3）水泥混凝土面层的竖向位移类病害包括沉陷和胀起，按其对行车的影响可分为下列3个轻重程度等级。a、轻微—车辆以限速驶过时仅引起无不舒适感的轻微跳动；b、中等—车辆驶过时产生不舒适感的较大跳动；c、严重—车辆驶过时产生过大的跳动，引起严重不舒适或不安全。

（4）错台病害，按相邻板边缘的高差大小可分为3个轻重程度等级。a、轻微—错台量小于5mm；b、中等—错台量5～10mm；c、严

重—错台量大于10mm。

三、防治措施

（一）保温路基

保温路基就是在路基内的一定位置铺设保温材料，通过阻挡来自路面和坡面的热流来延缓路基下多年冻土退化速率的一种路基结构形式。在多年冻土地区修筑道路以后，改变了地气间的热交换条件。相对于天然地表而言，路基边坡的温度和路面温度都比较高，势必导致路基下的多年冻土退化。在路基内铺设保温板以后，由于保温板的导热系数极小，有利于减少进入多年冻土的热量，从而实现延缓多年冻土退化，提高路基稳定性的目的。保温法作为保护冻土的措施之一，在多年冻土区路基工程中被广泛应用，取得了良好的效果。

（二）遮阳板护坡

采用遮阳棚这一方法措施来给路基土降温，是利用遮阳棚来预防路堤堤身与基底土免受直接的太阳辐射和雨雪水的影响，因为这些都是造成路基基底冻土层退化和线路沉陷的主要原因。实质上，遮阳棚对路堤堤身和基底土的冷却作用，类似于多年冻土地基上的房屋和建筑物地下室利用室外空气自然通风对地基实施冷却作用。

（三）碎石护坡

在多年冻土区路基施工中，抛块石和抛碎石护坡是抛石护坡的两种表现形式。所谓的块石和碎石主要从粒径上来区分，一般认为，粒径在10cm以下的石块含量在50%以上时称为碎石，而粒径则在20cm以上的石块含量在50%以上时称为块石，在两者之间的就称之为碎块石。碎石护坡的设计参数：（1）厚度：最小厚度不能小于0.8m；（2）碎石粒径：最佳粒径为5~8cm，要保证粒径的均匀。

结语

多年冻土地区公路病害治理除了要积极地预防和治理病害以外，对治理措施的养护往往也是不可或却的。对于保温路基、通风管路基、遮阳板护坡和碎石护坡路基而言，治理措施的养护工作不容马虎。

参考文献：

[1] 鲍薪竹，梁城，浅谈多年冻土地区公路路基病害及处置措施[J]河南科技，2013.05

[2] 薛守斌，任杰，多年冻土地区公路病害与防治措施[J]黑龙江交通科技，2006.11