季节性冻土地区铁路路基防冻胀措施与设计原则
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作者：杨帅来源：《建筑工程技术与设计》2015年第14期【摘要】季节性冻土地区的铁路路基冻害会阻碍列车的安全、稳固运转。
本文在分析季节性冻土地区铁路路基冻害分类的基础上，进一步对季节性冻土地区铁路路基冻害的防治措施进行探究，希望以此为我国季节性冻土地区铁路的完善提供一些具有价值性的参考依据。
【关键词】季节性冻土；铁路路基冻害；防治0. 引言冻害是铁路、公路中常见的一类病害，尤其是我国东北区域的铁路路基冬季都会发生冻害现象，危及到行车安全[1]。
一般经常性的是由于土壤性质不同而引起的不均衡，在线路上形成高低不平的各类冻包、单股侧向冻起、双股异向冻起等冻害现象，最终因为土壤融冻回落，土壤中水份重新调节，导致路基翻浆冒泥、道碴陷槽、边坡坍塌与路基塌陷等路基病症。
鉴于此，本文对季节性冻土地区铁路路基冻害及其防治措施进行分析与探究具有较为深远的意义。
1. 季节性冻土地区铁路路基冻害的分类1.1冻土地区铁路路基的表层冻害表层冻害主要包括了四个方面的原因，首先是路基基床面不整齐，容易积水。
其次是路基土体的表层是非均匀的质地。
然后是地表水或者地下水给路基的土体造成了不均衡的浸湿。
最后是气温影响导致的冻害，在土冻结时，由于表层土温及冻结速率的不同因而其水分迁移的聚流量和冻胀量便不相同，产生了冻害[2]。
1.2冻土地区铁路路基的深层冻害深层冻害表现的大小与地下水位的高低有关。
当地下水位距基床面近时，则冻胀量大，反之冻胀量较小。
如果地下水位在冻期中下降不多，其本身冻胀很大，当水位又处在水分迁移的距离内，则冻害在冬期末也还能向上冻胀。
因此，深层冻害形成的原因主要是地下水所引起的冻胀差异。
2. 季节性冻土地区铁路路基冻害的防治措施2.1板式无碴轨道建设板式无碴轨道构造属于我国的铁路工程中的一类先进、新型的轨道构造。
它的优势相当明显，包括了列车在运行过程中让乘客非常舒适满意、轨道的品质很好、放置装配非常简单迅速、有很好的抗滑动能力、期间的维护与检修成本较低等。
季节性冻土地区预防冻胀融沉路基结构优化设计分析
季节性冻土地区预防冻胀融沉路基结构优化设计分析作者：***来源：《西部交通科技》2020年第02期摘要：为了研究冻土地区路基冻胀融沉现象，解决存在于路基的冻胀问题，提高路基整体安全性，文章结合实体工程，对其结构特点和防冻设计进行研究。
结果表明：在一定范围内，冻结率会随着含水量增加而增加;表层级配碎石层是冻胀变形的主要集中部位;根据冻胀观测结果分析可知，增强路基排水能力、设置纤维混凝土防水层和选用不易风化、细颗粒含量较少的路基填料可以提高路基抗冻能力。
关键词：道路工程;预防冻胀融沉;路基;优化设计0 引言近年来，我国高速公路的通车里程迅速增加，其沿线有着较大的区域跨度，各种干线、支线公路分布在冻土地区。
冻土是一种温度低于0 ℃而且土颗粒被冰凝结的特殊土，在温度影响下会周期性冻结融化，其周期性变化会引起路基不均匀沉降，影响上部路网稳定性。
在这种冻土地区易引起公路路基冻胀融沉现象，从而导致严重的路基坍塌、边坡热融滑塌灾害，造成严重的经济损失和影响路线运营。
寒区工程建设是我国基础建设的一个重点，穿越冻土区的线路有青藏公路、青康公路、南水北调工程等，这些工程都饱受土体冻结和融化的影响，所以季节性冻土地区预防冻胀融沉路基的结构优化设计有着广阔前景。
1 季节性冻土区冻胀融沉类型、产生机理和影响因素1.1 季节性冻土区冻害类型（1）表层冻害冻胀量在0.3～0.4 mm范围内，发生在路基土体临界冻结深度上半部分，早冬季节是其高发期，结冻解冻表现为“早起早落”型。
这种冻害产生原因大多是因为路基上表面小坑洼积水的气温变化使积水发生物理变化引起。
（2）道床冻害一般发生在11月，12月停止发展，冻胀厚度在0.1～0.4 mm范围内，会引起坡面隆起、路肩纵向开裂变形。
其产生原因有很多：冻结时水分向上迁移、路基存在积水、道床厚度过小、路基土热传导不均匀以及稳定度较低、地下水与地表水对路基的侵入、路基上表面土压实不均匀等。
（3）深层冻害多发生在晚冬季节，冻期结束后停止发展，属“晚起晚落”型，是由地下水产生的，出现在路基土临界冻结深度内下半部分，其冻胀量在3 mm以上。
季节性冻土路基的冻胀机理及其防治措施
力学 观点 ， 建立 冻胀 土体 的“ 模 型单元 ” ［ ５ ］ ， 按 照是 否
被 冻结 以及是 否具有 稳定 温度 场及水 分场 把季节 性
冻 土划 分为冻 结 区和 未 冻 区 ， 同 时按 照 水分 迁 移 的
活跃 程度 把冻 结 区划 分 为 已冻 土 和冻 结 缘 ， 已冻 土
及 土 中孔 隙被 填充 等 微 观活 动 ， 同时 也 存在 复 杂 的 物 理化学 过程 ， 直 到另一个 平衡 态 的建立 ， 冻胀便 减
弱 至停止 ， 如果 外部 环境 再次发 生变 化 ， 冻 胀便继续
进行 ， 周 而复始 。 为 了详 尽 地表 述 冻胀 的微 观过 程 ， 现 借鉴 冻 土
作者简介 ： 江涛 （ １ ９ ８ ５ 一） ， 男， 助理工程师 ， 毕业 于浙 江 大 学 岩 土 工 程 专 业 ， 工学 币 士 ， 研 究 方 向 为 铁 路 路基 设 计 。
江 涛
（ 中铁 第 一 勘 察 设 计 院 集 团有 限公 司 ， 西 安 ７ １ ０ ０ 土 地 区修 建 高 铁 时 ， 往 往 面 临 路 基冻 胀 问 题 ， 现 针 对 我 国 在 季 节 性 冻 土 地 区 高 铁设 计 中 存
在 的冻 胀 问 题 ， 梳 理 了季 节 性 冻 土路 基冻 胀机 理 ， 分析 了影响路 基冻胀 的主要 因素 ， 在 此基础上 ， 对 季 节 性 冻 土 路
第一 条 高寒地 区高 速铁路 哈大 高铁 的设 计 和建设 为 例， 在缺 乏其他 国家类似 建设经 验 的情 况下 ， 研究 人 员对 路基 结构 、 填料 、 防排 水措施 等 环节进行 了较 为
深入 的研 究 ， 总结 了一 套 较 为 全 面 的季 节性 冻 土 治 理措 施 ， 推动 了我 国在 相关 领 域 的研 究 深 度 。哈 大
青藏铁路冻土路基分析及防治方法
青藏铁路冻土路基分析及防治方法摘要：青藏铁路是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路,解决了多年冻土这一世界性工程难题。
冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤，是一种对温度极为敏感的土体介质。
在冻土区修筑工程构筑物面临两大危险：冻胀和融沉。
本文主要围绕修筑青藏铁路过程中的冻土问题，以及从多年冻土区路基沉降变形、冻胀及不良地质环境等方面,系统论述了路基工程的主要病害类型、影响因素和防治方法。
关键词：青藏铁路；冻土；路基；防治方法0 引言我国是世界上第三冻土大国,约占世界多年冻土分布面积的10%,约占我国国土面积的21.5%。
青藏铁路格尔木至拉萨段多年冻土区线路总长约554km,其中,多年冻土地段长度448km,占多年冻土区线路总长的81%,融区地段长度106km,占19%[1]。
外界条件的变化会导致冻土升温，造成冻土内部结构发生变化进而引起冻土承载力降低，最终导致冻土路基会产生裂缝、冻胀、沉降等现象，影响路基长期稳定。
青藏铁路建设面临的核心技术难题之一在于如何在高温、高含冰量多年冻土地基上修筑稳定的线路。
1 青藏铁路沿线的冻土特征青藏高原冻土区是北半球中、低纬度地带海拔最高、分布面积最广、厚度最大的冻土区，北起昆仑山，南至喜马拉雅山，冻土面积为141万平方公里，占我国领土面积的14.6%。
青藏高原多年冻土的生存、发育和分布主要受到地势海拔的控制，随着地势向四周地区倾斜形成闭合的环状。
2 冻土区铁道路基主要病害2.1路基沉降变形沉降变形是多年冻土区铁路工程最主要的病害，其多发生在含冰量大的粘性土地带。
多年冻土区路堤变形的最主要因素是融沉。
积水渗透和路堤本身的热效应会引起路基的融沉。
冻土融沉还与地基土体、含水量、冻土层中粉黏粒含量等因素密切相关。
2.2冻胀季节性冻土区的路基病害以冻胀为主，直接影响到铁路的平顺性，给铁路工程安全带来严重隐患。
影响路基冻胀的主要因素有土质、温度和水分。
黄新文等[2]根据吉珲客运专线路基冻胀变形的监测数据，发现基床排水不畅是引起路基冻胀变形较大的主要因素。
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。
季节性冻土地区铁路路基冻害及整治措施研究
季节性冻土地区铁路路基冻害及整治措施研究摘要：季节性冻土地区的路基冻害问题会直接威胁铁路的安全行车。
本文重点分析研究季节性冻土地区铁路路基冻害的部位，以及如何采取相对应的方法进行整治和处理，以供参考。
关键词：季节性冻土；铁路路基冻害；整治措施1 季节性冻土地区铁路路基出现的冻害部位情况分析（1）表层冻害1.1.1 表层冻害的特点对表层冻害的特点进行分析，可以发现通常条件下隆起的高度能达到10毫米到40毫米。
对我国内蒙古某地区铁路局的具体数据进行分析，通常在11月份上旬开始出现表层冻害，最晚到12月份下旬这种冻害情况发展停止，在第2年的4月份到5月份产生回落。
出现这种表层冻害会产生一定的危害，可能会造成路肩纵向出现开裂、变形等问题，导致基床表层的土地强度无法达到要求，从而造成沉陷等问题的产生，导致坡面出现变形，造成土体强度下降。
1.1.2 表层冻害形成的原因1）由于基层填土的土质不均匀造成了基床出现强度不一的情况，因为列车行驶的过程中载荷较大，导致降水之后无法有效地排出，水分向基床主体当中渗入，这样就会导致基床当中的土体渗入水产生结冰等情况，在结冰之后体积出现膨胀。
另外水分又补给给冻结封面，这样水分会与冻前相比进一步增大，产生冻害等问题。
2）路基坡面的表层使用的主要是非匀质土，因为路基填料方面使用的各不相同，在建筑的过程中，夯填的密实度和涂层的厚薄也有一定的区别，这就造成填料的各个层次，填料的结构等相关条件又有一定的偏差，在冻期产生水分聚积、迁移等情况，造成冻胀量各不相同，最终产生坡面冻害。
3）气温会对土的冻结产生较大的影响，由于日照、地质、地形等各个方面的不同，路基在不同部位具有不同的热交换，在阴坡、阳坡各不相同，在土体冻结率方面也有较大的影响。
在土冻结的过程中，因为冻结速度以及表层土温各不相同，最终出现了冻害。
1.2 深层冻害路基深层冻害出现的时间相对较晚，一般在冻期后半段出现。
以内蒙古某地区铁路管理局地区进行分析，发现冻害主要产生在12月份中旬，在冻期末，这种动态情况才能得到控制，深层冻害的出现主要和地下水相关，如果没有地下水，也不会出现较大的影响，即使土质之间有一定的偏差，由于下部主要出现脱水等情况，也就不会产生非常严重的冻胀问题。
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。
季节性冻土地区高速铁路无砟轨道路基冻胀的预防
季节性冻土地区高速铁路无砟轨道路基冻胀的预防王应铭【摘要】T he paper outlines the general features of ballastless track andits reaction to frost hazard. Possible reasons behind,includingclimate,environment,geological conditions,depth of freezing,type of filling,moisture content, subgrade structure and embankment height are studied. Alongside that,it studies issues like line selection,correction of freezing depth,elevation of subgrade surface and anti-frost filling,so as to underline the key topics in experimental study. All in all,the paper intendsto conclude favorable solutions to the frost heaving problems ballastless track suffers in areas with seasonal frozen soil and lay out ground for future study.%围绕季节性冻土地区高速铁路无砟轨道路基冻胀预防问题，简述了无砟轨道的特性及冻害对无砟轨道的影响。
分析了气候环境、地形条件、冻结深度、填料类别及含水率、水、积雪、路基类型、路堤高度等使路基产生冻胀的因素，并重点对线路选线、标准冻结深度综合修正、路基面高程、抗冻填料等进行了论述，提出了有待试验研究的问题。
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。
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。
季节性冻土地区高铁路基冻胀规律及防治对策研究
石刚强：季节性冻土地区高铁路基冻胀规律及防治对策研究・99・DOI：10.13379/j.issn.1003-8825.2019.03.19季节性冻土地区高铁路基冻胀规律及防治对策研究石刚强(中国铁路总公司工程质量监督管理局，北京100844)摘要：哈大高铁是世界上首条投入运营的新建高寒季节性冻土地区高速铁路。
通过对哈大高铁路基冻胀监测数据综合分析，研究了路基冻胀发展变化规律，结果表明：路基冻胀发展包括初始波动、快速发展、稳定维持和融化回落期4个阶段，最大冻结深度普遍大于标准冻深；冻胀变形总体可控并趋于稳定，冻胀变形主要集中在表层级配碎石层，较高的路基含水率加剧了冻胀变形。
建议后续路基冻胀防治应对设计冻深根据填料类别等因素进行修正，采用路基基床级配碎石掺水泥不冻胀整体结构，将冻胀观测结果作为沉降评估的重要依据。
关键词：高寒季节性冻土地区；高速铁路；路基工程；冻胀；防治对策；工程质量中图分类号：U416.1+68文献标志码：A文章编号：1003-8825(2019)03-0099-050引言我国季节性冻土主要分布在东北、华北、西北等高纬度地区，占国土面积的53.5%⑴，其中冻深超过1.5m的季节性冻土区域约占国土面积的37%o季节性冻土区的铁路路基因处于开放的大气环境中，经受周期性冻融循环作用，随着寒季填料中水结成冰和暖季冰融化成水，路基面会产生冻胀抬升或融化下沉现象。
当不均匀的冻胀引起轨道几何尺寸超过容许偏差时就形成了冻害，严重影响线路的正常运营。
穿越我国东北地区的哈大高速铁路是我国在高纬度严寒地区设计建设的标准最高的无祚轨道高速铁路，于2012年12月1日开通运营，线路全长903.939km,正线路基长231.245km,其中无祚轨道路基长181.97km。
沿线最冷月平均气温-3.9~ -23.2咒，极端最低温度-39.9最大季节冻土深度93-205cm,每年从10月底开始冻结，次年4 ~5月全部融化。
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。
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。
季节性冻土区高速铁路路基防冻胀设计优化
１ ４ ． ５ ６ ％， 均不 大于 １ ５ ％， 满 足《 铁 路 特 殊 路 基 设 计 规 范》 （ Ｔ Ｂ １ ０ ０ ３ ５ －２ ０ ０ ６ ） 对路 基填 料 的规 定 。沿 线 基床 填料 颗粒 分析及 含水 率试 验结 果见表 １ 。
表 １ 基 床 填 料 参 数 统 计
李先明 ： 季 节 性 冻 土 区 高 速铁 路 路 基 防 冻 胀 设 计 优 化
９ ７
粗粒 土 细 粒 含量 与 冻 胀 的关 系见 图 １ 。按 照 Ｔ Ｂ １ ０ ０ ３ ５ －２ ０ ０ ６对 不 冻 胀 土 的 定 义 ， 细 颗 粒 含 量 为 １ ５ ％时 ， 土 的冻 胀率 已达到 １ ％ 。 当 细 粒 含 量 超 过 １ ５ ％ 之后 ， 随着 细粒 含 量 的增 加 土体 冻 胀 敏 感性 显 著 增大 。哈 大高铁 按 照平 均 冻 结 深度 １ ． ５ ｍ计算 ， 理 论 上冻胀 量 会达 到 １ ５ ｍｍ， 对 于 高速铁 路 而言变 形很 大 。 这也从 理论 上证 明 了路基 冻胀 的普遍 性 。建议 在后 续 规范修 订完 善 时 ， 应 提 出新 的填 料冻 胀级 别划 分标 准 ， 为设计 和施 工提供 依 据 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — ０ ５ ． ０ ９ ； 修 回 日期 ： ２ ０ １ ６ － ０ ８ — ２ ７
基金项 目： 铁道部科技研究开发计划（ Ｚ ２ ０ １ ２ — ０ ６ ２ ）
作 者简 介 ： 李先 明（ １ ９ ８ ６ 一 ） ， 男， 工程师。
２ ０ １ ６年 第 １ １期
极 为严格 的要 求 。在季 节性 冻土 区如何 将 路基冻 胀 变
形控 制在 一定 范 围之 内是建 造者 面临 的一个 难题 。
季节冻土区高速铁路路基冻胀机理及规律研究
季节冻土区高速铁路路基冻胀机理及规律研究季节冻土区高速铁路路基冻胀机理及规律研究随着我国高速铁路的迅速发展，大面积结冰的季节冻土区高速铁路路基的冻胀问题引起了广泛关注。
为了确保高速铁路的安全运营，研究季节冻土区高速铁路路基的冻胀机理及规律势在必行。
冻胀是指在季节性冻土地区，土壤在冻融循环作用下由于冻水的膨胀而发生的变形现象。
在高速铁路路基上，土壤冻胀会导致路基不稳固、变形、裂缝等问题，严重危及铁路的运行安全。
因此，对季节冻土区高速铁路路基的冻胀机理进行深入研究尤为重要。
首先，冻胀机理主要受冻融循环作用和地下水位变化的影响。
冻融循环作用是指土壤由于温度变化而发生冻胀和融胀的循环过程。
在冬季，土壤中的冻水膨胀会引起路基土体的变形；而在夏季，随着温度的升高，冻水会发生融化，导致土体的回缩。
这种循环过程会不断地使路基土体发生变形，从而增加了路基的沉降和不均匀变形风险。
另外，地下水位的变化也会影响冻胀机理。
当地下水位高于路基底部时，冻融作用会更加剧烈，导致更严重的冻胀问题。
其次，冻胀规律受土壤物理力学性质、水分含量和孔隙结构等因素的影响。
土壤物理力学性质包括土壤的密实度、孔隙度、占空比等。
这些性质会影响土壤的抗冻胀能力和变形特性。
例如，密实度较高的土壤抗冻胀性能较好，而孔隙度较高的土壤则容易发生冻结膨胀。
水分含量对土体的冻融特性也有很大影响。
过高或过低的水分含量都会使土壤的冻胀性能下降，容易引发路基破坏。
此外，孔隙结构也会影响冻胀规律。
孔隙大小和分布对冻结水的排泄和变形具有重要影响。
较大孔隙会容纳更多的冻结水，从而增加冻胀因素。
最后，针对季节冻土区高速铁路路基的冻胀问题，应采取相应的措施来确保路基的稳定和安全。
首先，可以采用地基改良技术，如加固工法、排水工法等，提高土壤的抗冻胀能力。
其次，加强构造设计和施工质量控制，保证路基的稳定性和可靠性。
此外，合理控制路基的水分含量，避免土壤过湿或过干，对减少冻胀问题也有积极意义。
季节性冻土区铁路客专路基防冻胀措施
季节性冻土区铁路客专路基防冻胀措施摘要：新建兰新铁路为设计250km/h的无砟轨道客运专线，路基冻胀直接威胁无砟轨道线路的稳定、安全运营。
兰新线LXS-6标地处祁连山腹地，该地区为季节性冻土区，为防止路基发生冻害，结合其他线经验，对降水量大、气候寒冷、地下水丰富（地基含水量高），地基土为易冻胀土且路基结构形式抗冻胀性能差的路基均采取防冻胀措施。
采用一系列有效的工程措施后，基本解决了路基冻胀问题，为后续类似工程提供了借鉴经验。
关键词：季节性冻土；客专；防冻胀；措施一、工程概况新建兰新铁路第二双线甘青段LXS-6标，路基长度为35.1km。
该标段地处祁连山腹地的门源盆地，年平均降水量530mm，最大积雪厚度为23cm，土壤最大冻结深度2m，极端最低气温-34.5℃。
工点范围内出露地层为全新统洪积粉土和第四系上更新统洪积粉土、粗圆砾土和卵石土。
该范围内无地表水分布。
根据探孔揭示，地下水埋深13~15m，赋存于卵石土层中，为第四系空隙潜水，主要受大气降水补给。
二、路基冻胀风险分析路堤主要是由于冬季路基面雨水或积雪融化下渗引起路基本体含水量增高，遇冷产生冻胀。
低路堤基床换填下挖引起地表水、地下水径流条件改变，当基底为不透水或低透水层时造成的季节性暂时积水，与冷产生冻胀。
分析路堑产生冻胀的原因有以下三个方面：第一，冬季路基面积雪融化下渗引起路基本体含水量增高；第二，对已设盲沟的出水口保温措施不到位或堵塞，引起盲（渗）沟排水不畅；第三，工程施工改变了原地形及地貌形态，同时也改变了表水径流条件和渗流途径，路堑边坡也增大了表水的汇水和下渗面积，路堑槽形结构更有利于表水的汇聚，部分表水下渗形成了局部暂时性的滞留水，遇冷产生冻胀。
三、工程措施1.低路堤地段为阻止坡脚积水下渗，避免引起路基地基冻胀，增设防冻胀护道。
路肩以下边坡高度不小于1m段落，采用将原脚墙加高1m的补强方案；路肩以下边坡高度不及1m段落。
采用将原脚墙加高至护肩底面的补强方案。
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。
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发表时间：2016-09-06T11:23:24.723Z 来源：《基层建设》2015年36期作者：孙增斌[导读] 摘要：近年来，季节性冻土地区铁路路基的冻害问题得到了业内的广泛关注，研究其相关内容并提出合理化的防治措施有着重要意义。
哈尔滨铁路局哈尔滨工务段黑龙江省哈尔滨市 150000摘要：近年来，季节性冻土地区铁路路基的冻害问题得到了业内的广泛关注，研究其相关内容并提出合理化的防治措施有着重要意义。
本文首先对相关内容做了概述，分析了季节性冻土地区路基冻害的分类，并结合相关实践经验，分别从板式无碴轨道建设、铁路路基铺置，以及铁路路基施工中的压实任务等多方面，提出了铁路路基冻害的防治措施。
关键词：季节性；冻土地区；铁路路基；冻害；防治措施一、前言作为季节性冻土地区铁路路基常出现的问题之一，冻害问题的重要影响不言而喻。
该项课题的研究，将会更好地提升对冻害问题的掌控力度，从而通过合理科学的措施与方法，对该项问题进行有效防治与处理。
二、概述通常情况下，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、季冻地区路基冻害的分类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。
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路 堑 通 过 地 下 水 发 育 地段 ， 决地 下 解
水 对 路 基 的影 Ⅱ 比较 突 出 的 问 题 。 主 向是
要 采 取 以下 措 施 ： １） 置 防 渗 隔 断 层 设
ｍｍ。 冬季 严 寒 ，每年 １ １月到 翌 年 ３月 为冰 冻 期 ，无 霜期 ９ — ４ ５ １ ５天。年 平 均气
温一 ７ ２．～５６℃．一 月份 平均 气 温 一１ Ｃ ８８。
— 一
东 南 起 内 蒙 古 兴 安 盟 科 尔 沁 右 翼 前 旗 既
２ ℃ ，属严 寒地 区 ，极 端 最 高 气 温 ８４
路 堑 换 填 及 处 理 要 求 ：当 有 害 冻 结
深 度 范 围内地 基 土 为不 ； 胀 （ 级） 弱冻 东 Ｊ 、 胀 （ ｌ 时 ，可 以不换 填 非 ； 土 ：当地 １ 级） 东胀 基 土 为 ； 土 时 ， 自基 床 表 层 至 有 害 ； 东胀 东 结深度范围内挖除换填非； 土。 东胀
平 均 降水 量 ４ ２ ６ ４ ｍｍ ，蒸 发量 为 １ ９ ． ７ ８ 分 析 与设计 ，结合 路 基高 度 、填 料 及地 基 ６
６ 中国勘察 设计 ８
文 章编号 ：Ｚ Ｓ ２ ５ ６ Ｋ０ ３ ０ ８
２３ 冻结 深 度 的确定 ．
有 害 ； 深 度 一 般 采 用最 大 ； 深 东结 东结 度 的 ０ ６～ ５ ０ ｇ ，结 合 当地情 况 和 既 有线 经 验 采用 Ｈ Ｏ ７ ×最大 ； ＝ 东结深 度 。
向 ，ＤＫ ４ ＋ ０ 一ＤＫ１ ８ ５ １４ ７ ０ ６ ＋２ ０段 为 低 山 丘
冻结 深 度 ２ ４ ｍ。 ９
要 工 程 措 施
季 节 性 冻 土 由于 路 基 填 料 、 含 水 量 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 ：温 度 升
一 考 题 研
５ ｅ ｉＩ ｅ ｅ ｈ ｐ ｃ￣ ｓ ０ ｃ Ｒ
季 节 性 冻 土 地 区铁 路 路 基 防 冻 胀 措 施 与设 计 原 则
Ｔ ｅ Ａｎｉ ｆ ｓ ｅ ｓ ｒ ｎ ｅ ｉｎ Ｐ ｉｃｐｅ ｆ ｈ ｔ—ｒ ｔ ａ ｕ ｅａ ｄ Ｄ ｓｇ ｒ ｉｌｓｏ ・ ｏ Ｍ － － ｎ Ｒ ｉ ｙＳ ｂ ｒ ｄ ｅ ｓ ｎ ｌ ｒ ｚ ｎＳ ｉＡｒ ａ ａｌ ｕ ｇ ａ ｅ ｉ Ｓ ａ ｏ ａ ｏ ｅ ｏｌ ｅ ｗａ ｎ Ｆ
陵区 ，Ｄ １ ８ ２ ０ Ｄ ２ ３ ５ ０为 中低 山 Ｋ ＋ ５ 一 Ｋ ４ ＋ ０ ６ 河流宽谷 区。
１ 气候特征 ．
该 地 区地 处 欧 亚 大 陆 中纬 度 内 陆 ，
高 融 化 时，土体 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
３ 路 基 防 冻 胀 设 计 原 则 ．
３ １路基 基床 的 设计 ．
路 堤 填 料 要 求 ：路 基 高度 大 于 有 害
； 深 度 时 ， 从 基 床 表 层 至 有 害 冻 结 深 东结
图１
度 范 围内 ，填 筑 非冻 胀土 ，当填 高 小于 有 效 冻结 深度 时 ，下挖 至有 害 冻结 深度 ，换 填非； 土。 东胀
姜 延庆 中 铁 工 设计 咨 询集 团 ｌ 州设 计 院 郑 有 限 公 摘 要：结合白阿线芒罕屯 （ ） 含 至明水河 （ ） 含 段既有铁路扩能改造性 冻 土 地 区 路 基 防 ； 的具 体 措 施 。 东胀
Ａｃ ｏｒ ｎ ｏ ｐｒ ｔｃ ｉｕ ｔｏｎｏｆｅｍ ｅｒ ｃ ｄｉｇ ｔ ａｃ ｉａｌ ｔ ａ ｉ ｓ ｇｅｎｃ ａｐ ｃｉ ｙｃ ａ ｔ ｙ—ｅｘｐ ｓｉ ａｎ ０ｎ ｅｎｇｉｅｅｒｎ ｏｒｔ ｅ ｎ ｉｇ ｆ ｈ ｅｘｓ ｉ ａｌ ａｙｏｆＭ ａｎ ｉｔｎｇ ｒ ｉ ｗ ｇｈａ ｕ ｏ Ｍ ｉ ｓｈｕｈｅ ｓ ｔｏｎ， ｔ ｅ ｐａ ｎｔ ｎ ｔ ｎｇ ｉ ｅｃ ｉ ｈ ｐｅｒｐｏｉｔ ｈｅａｎ ｉ ｎ ｓｏｕｔｔ ｔ— ｆｏｓ ｅａ ｒ ｆｒｉ ａ ｕｂ ａｄｅ ｉ ａ ｏｎ ｌ ｒ ｚ ｏｉａ ｅ ｒ ｔｍ ｓｕ ｅ ｏ ａｌ ｙ ｓ ｇｒ ｎ ｓｅ ｓ ａ ｏ ｅｎ ｓ ｌ ｒ ａ． ｗ ｆ
ｒ 、Ｌ Ｔ
Ｗ ，ｌ ｌ， Ｌ
关键 词 ：季节 性 冻 土 ，路 堤 ，填 料
ｓ ａｓ ａ ｒ ｚ ｉ ｅｍ ｂａ ｍ ｅｎ ，ｆｌ ｅ ｏｎ Ｉ ｏ ｅｎｓｏｌ ｆ ， ｎｋ ｔ ｉｅｒ ｌ
引 言
改 建 铁 路 白 阿 线 芒 罕 屯 至 明 水 河 段
扩 能 改 造 工程 位 于 内蒙 古 自治 区东 Ｊ ￣］ Ｂ Ｉ ，
有 白 阿 线 芒 罕 屯 车 站 ，穿 猛 鹫 山 至 兴 安 ４ ｏ ， ０３ Ｃ 极端 最 低气 温 一 ４ ５ 。土壤 最 大 ４ ℃
盟 科 尔 沁 右 翼 前 旗 德 伯 斯 镇 ，沿 洮 儿 河 逆 流而 上 ，经 索 伦镇 、 白海 、吉 拉 斯 台至 终 点 阿 尔 山 市 明水 河 镇 ，呈 东 南 西 北 走 ２ 路 基 冻 胀 的原 因 分 析 及 防 冻 胀 主 ．
北 温 带 中部 ， 属 中 温 带 大 陆 性 半 干 旱 季 成 下沉 、 翻 浆 冒泥等 病害 。 无论 是 冻结 还
风气 候 ，常 年 受 西北 部 蒙 古 高 气压 控 制 ， 是 融 化，给 铁 路线 路 的正 常 运行 都 造成 了 大 陆性气 候 较强 ，寒暑 变 化剧 烈 ，春 季 干 安 全 隐 患，也 额 外增 大 了养 护费 用 。 旱 ，夏热 多 雨 ，秋 季凉 爽 ，冬 季 干冷 。年 本文对该段路基进 行防冻胀措施 的