铁路路基变形及冻害
浅谈铁路路基常见病害及整治方法
浅谈铁路路基常见病害及整治方法铁路路基是轨道的基础，是铁路线路中重要的部分之一。
它直接支承轨道，承受通过轨道而传来的列车荷载。
其状态如何及完整与否，关系到整个铁路的质量，直接影响行车速度，甚至安全。
铁路路基由于列车荷载的作用和自然条件的影响，如地表水的渗入，地下水的上升，或者由于土壤内部温度的变化，尤其是由于冬季冻胀的发生等等，会引起路基土壤力学性质发生变化，形成各种各样的路基变形和病害。
一、路基病害表现形式所谓路基基床，是指路基上部收到列车动力作用和水文气候变化影响较大的一层，其确切的厚度，随路基的构造，运输条件和水文气候条件的不同而不同。
路基面变形的常见现象为翻浆冒泥，是路基常见的病害之一。
它的实质是由翻浆和冒泥两种不同性质的病害所组成。
根据翻浆的特征和发生的部位，可分为道床翻浆和路基面翻浆。
因两者关系密切，有的互为因果，且有很多的共同特点。
冒泥，是翻浆的另一种表达形式。
它往往发生在比较软弱的粘性或粉质粘土的路基面，特别是轨道结构层较弱的线路上。
在列车反复振动作用下，路基面松散的土顺着阻力薄弱的地方向路肩和轨道中心及轨枕孔内冒出，这种现象称为冒泥。
翻浆冒泥病害不仅使轨道下沉和变形，而且由于道床的空隙被冒泥填充，当晴天干燥时，泥浆与石渣胶结一起造成道床板结，使道床的弹性显著降低，增加了列车对路基的冲击力。
当雨天潮湿时，泥浆又与石渣混在一起，软塑了路基面，从而显著地降低了路基的承载能力，并造成甚或恶化路基面的坑洼不平，道喳陷坑等病好。
路肩外挤，塌肩，隆起和边坡外鼔，会引起轨道沉落，轨面几何尺寸难以保持，不仅造成石渣的消耗量大大增加，而且导致列车运行时发生剧烈的摇晃。
反过来，又会进一步恶化线路的质量，从而增加维修成本，严重时，将危及行车安全。
二、路基病害的影响因素路基翻浆冒泥主要是由土质条件、水、温度、列车荷载等决定的。
其相关关系：土质条件—内因；水¬—条件；温度—媒介。
这三个条件是路基发生翻浆冒泥的自然因素，一旦三者共同作用，路基就会发生冻胀，再加上列车荷载的作用，翻浆冒泥就会发生。
浅谈铁路路基病害原因及整治措施
浅谈铁路路基病害原因及整治措施铁路路基基床是轨道结构的基础承受列车和轨道荷载，固此必须具有足够的强度和稳定性基床出现病害，将影响线路质量、行车速度，增加轨道养护工作量、给运输能力带来很大影响，严重的将危及行车安全，为此，铁路部门每年都投入了大量资金整治基床病害。
【關键词】铁路路基;病害;类型;防治措施引言：路基是铁路建设中的重要组成部分，其质量的好坏直接影响了铁路的使用性能，而在现实中，由于需要反复承受各种荷载和自然因素的作用，导致路基的形状、边坡坡度发生改变，严重影响了铁路的质量和稳定性。
产生的路基病害也是多种多样的，最常见有翻浆冒泥，边坡冲刷，挤出变形，路基崩塌落石等，路基病害的产生不仅与地质、设计、施工等路基形成前的各个环节有关、而且也与路基形成后的养护和管理有关，彻底的控制路基病害的产生是不现实的，因此，只能找出其产生的原因并做好防范，从各个环节注意，采取一系列切实可行的措施，提前治理和预防路基病害的产生。
1、铁路路基病害类型及原因分析铁路路基在长期使用过程中，由于自身土体的自重、铁路轨道、行车的荷载和多种自然因素的影响下，各部位产生变形、位移，如翻浆冒泥、路基下沉、挤出变形、边坡坍方、边坡冲刷、陷穴、滑坡、水侵路基、冻害等，严重危及铁路路基的整体性和稳定性。
1.1翻浆冒泥路基因为要承载列车的荷载量，所以要具有较高的强度，如果路基的强度不够，则在列车的反复碾压过程中则会出现裂缝、鼓包、冒包等现象，导致翻浆病害的发生。
路基出现翻浆病害，主要原因是路基在施工过程中质量没有达到标准，路基的强度不够，同时施工中的土质不合格，也能导致路基出现翻浆病害，特别是当雨季时，病害将更加严重。
1.2边坡冲刷靠近河流、河滩、水库及低洼地带的路基，因常年或是季节性受到水流的冲刷、渗流等作用，很容易造成路基冲空，边坡滑坍等病害发生。
1.3挤出变形路基的土质如果有软土存在，则土质很难达到密实度，这样在长期的荷载下，软土则会处于流动状态，当达到一定承受点时则会产生一定的张力发生变形或是破坏。
铁路路基病害原因及整治
铁路路基病害原因及整治摘要：我国的铁路线路建设时间较早，由于当时的技术水平有限和现在环境气候的影响及现在列车密度的加大等各种因素，导致很多路基出现不同程度的病害，对铁路线路的安全运营产生了严重的阻碍，这就需要相关技术人员不断更新技术工艺和创新方法，找到病害类型，并及时采取措施进行有效解决。
本文主要对铁路路基病害的原因及整治进行了探讨，仅供参考。
关键词：铁路路基；病害原因；治理一、目前铁路路基中常见的几种病害1、滑坡在某些地质地理环境中，铁路路基因长年暴露在外，所受到自然因素和人为因素的共同干扰，破坏了岩体或者土体的受力平衡，进而引发了部分稳定性差的岩体或者土体顺着某些软弱带向下滑动而变形。
2、基床下沉外挤铁路基床下覆盖的土体长期被雨水浸湿软化，这就降低了路基的整体强度，造成路基面向下沉降。
火车在行驶过程中所产生的振动把道碴压入到基床中，就形成了道碴袋或道碴囊，且不断加深，还可能造成基床上土体软弱层出现剪切滑动，引起道床向下沉降，侧沟向外挤压、路肩隆起，如果情况较为严重还可能引发边坡坍滑。
2、翻浆冒泥当雨水长期将路基土体浸湿后就会变成泥浆，然后再受到火车传出的振动就向道碴中的间隙挤入，让道床变得更加脏污，降低其弹性。
这将大大降低路基的强度，进而会转变成泥浆，受到外力作用而冒出。
3、砂害砂害即是风砂流的掏蚀、堆积作用对铁路线路设备的破坏及流砂上道进而对正常行车产生影响的现象。
通常可以将风力对路基产生的风蚀作用分成掏蚀、磨蚀和吹蚀等三种。
掏蚀即指气流由于遇到不平整、地面形状突变或障碍物时形成了涡流，就带走了微小颗粒，进而使较大颗粒的稳定性失衡而向坡脚滚落；磨蚀即指在气流中含有的沙粒冲击填料颗粒，还可能会钻入孔穴内旋磨，造成局部掏空；吹蚀即指风流将填料颗粒直接带走。
4、冻害和雪害冻害即是路基内含有的水在冻结或融化过程中出现路基不均衡的冻胀和承载力减弱的现象。
该现象在实际的铁路路基中较为普遍。
对于路基面存在较多积水时，一旦气温较低，就会结冰而使体积膨胀，进而引发冻胀等现象，直接影响到火车的正常运行。
青藏铁路多年冻土区路基变形裂缝发生机理及其防治
青藏铁路多年冻土区路基变形裂缝发生机理及其防治(北京交通大学土建学院 ,北京100044 ;青藏铁路建设总指挥部,格尔木816000)摘要青藏铁路多年冻土区路基工程的修建,改变了路基基底多年冻土的热量平衡状态。
通过对青藏铁路多年冻土区试验工程和已经施工的路基工程所发生的变形裂缝的调查和分析,认为多年冻土区路基几何尺寸不对称和路基边坡坡向不同导致的路基人为上限形态不同,是造成多年冻土区路基温度场不对称以及基底土体冻结融化过程不同步的主要原因,也是造成路基变形裂缝的主要原因。
文章在此基础上提出了减少或消除路基温度场不对称,从而减少或消除这类变形裂缝的主要工程结构形式和工程措施,作者的看法和结论已经在2003 年青藏铁路冻土区路基工程设计和成形路基补强工程措施设计中得到广泛应用。
主题词青藏铁路冻土路基变形机理防治1概述青藏铁路建设的三大技术难题为高原、冻土和生态环境保护,其中多年冻土区筑路技术问题是最为关键的技术难题。
青藏铁路穿越海拔 4 000 m以上长达546 km的多年冻土区,多年冻土复杂的冻结融化过程以及与之伴生的众多冷生现象,给铁路路基修筑带来诸多技术问题。
2001年青藏铁路开工以后,先期进行了多年冻土区路基试验工程的建设, 并在其上进行了多种类型路基结构实体试验,为其后全面展开的多年冻土区路基工程设计和施工提供了宝贵的经验,为今后运营期间多年冻土区可能发生的路基病害的整治打下坚实的技术基础。
多年冻土区路基施工后的第1、第2个冻融循环期内,即2001年冬季到2003春季,由于冻土的冷生过程导致多年冻土区路基试验工程部分路堤和其后全面施工的部分路堤产生了程度不同的工程病害,也即路堤边坡和顶面的变形裂缝。
2002年10月———多年冻土的最大融化季节和2003年1月———多年冻土的最大冻结季节,对路基变形问题以及由此衍生的变形裂缝的调查,并结合多年冻土地温分区、多年冻土含冰量特征以及路基结构形式特点进行的分析研究表明,多年冻土区路基变形实际上是由路基基底土体和路基本体土体在外荷载作用下压密沉降变形、冻融循环过程中融化下沉及冻胀变形组成。
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。
季节性冻土地区铁路路基冻害及对策分析
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。
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）。
浅析铁路冻害成因及整治
浅析铁路冻害成因及整治发布时间：2022-04-26T10:54:16.345Z 来源：《教育学文摘》2021年10月总第387期作者：王延川[导读] 冻害指在低温季节由于基床土质、水和温度的不利组合，基床土冻结引起线路在纵向上短距离或左右股道的不均匀冻胀，导致线路不平顺或方向不良称为冻害。
本文分析了线路冻害产生的原因并制定防治措施。
王延川哈尔滨铁路局集团有限公司加格达奇铁路工务段165100摘要：冻害指在低温季节由于基床土质、水和温度的不利组合，基床土冻结引起线路在纵向上短距离或左右股道的不均匀冻胀，导致线路不平顺或方向不良称为冻害。
本文分析了线路冻害产生的原因并制定防治措施。
关键词：铁路线路冻害整治一、冻害的特征冻害是寒冷地区由于基床土的冻结而发生隆起的变形现象。
冻害是翻浆过程的一个阶段，同时也是一种单独的基床病害。
它的特征有：1.冻害多发生在季节性冻土地区、地表土层，一般冬季冻结，春季开始融化，夏季将全部融化；2.在土、水、温度的共同影响下，路基面将发生不同程度的冻胀，春夏又发生融化下沉，使轨面高低、水平产生不均匀变形，严重地段往往伴生翻浆冒泥、道碴陷槽、基床外挤等病害；3.当土层温度处于负温相转换区，且冻结速率较低时，土中水迁移最活跃，以致形成较大的冻胀；4.结构土由粒径大于0.1mm粗颗粒组成的土质，无冻胀或冻胀较小，如砂、砾石、碎石等。
由粒径小于0.1mm细颗粒组成的土质，有较大冻胀性，如砂粘土、粘土等，尤其是粘粒含量大于15%，密度较小的粉粒土冻胀最强烈；5.土的天然含水量越大，冻胀性越大，特别是有地下水补给时，会发生强烈的冻胀。
二、冻害产生的原因1.水是引起铁路线路冻害的主要原因，有水才会有冻害的产生，水是最主要因素。
土体中的水分随着一年中不同的季节、不同的时段会呈现出不同的分布状态，正因为这种周期性的变化,铁路线路的路基稳定性就会受到影响，严重影响铁路运输安全。
2.道碴本身的质量问题引起的道床污染；列车运输引起的道床污染。
寒区重载铁路路基冻害变形限值研究
摘要我国国土辽阔，跨度范围大，存在大量冻土区域。
随着重载铁路无缝线路进入快速发展时期，路基冻害引起的基础变形成为寒区重载铁路建设和运营管理中急需解决的重大工程问题。
路基冻害一方面会引起钢轨整体的不平顺，威胁行车的安全，另一方面会加剧线路结构自身的损伤，影响无缝线路的安全性，降低轨道结构的服役寿命。
因此，开展路基冻害变形对重载列车行车动力响应影响及其对无缝线路安全性影响的研究，确定寒区重载铁路路基冻害变形限值具有重要的实际意义和工程应用价值。
本文在对季节性冻土区重载铁路路基冻害变形相关文献资料调研分析的基础上，进行了重载铁路路基冻害变形对行车动力响应的影响研究，分析了不同程度的路基冻胀融沉变形对无缝线路冬季断轨、夏季胀跑道的影响，初步探讨了寒区重载铁路铁路路基冻害变形控制限值问题。
具体开展的研究内容如下：首先，基于季节性冻土区重载铁路检测数据资料和相关文献资料，分析了季节性冻土区重载铁路路基冻害变形规律、变形参数分布，并且确定了类余弦型的冻害变形模型。
其次，在车辆－轨道耦合动力学理论的基础上，利用多体动力学仿真软件UM建立了重载列车动力学模型，以路基冻害变形为研究对象，分别分析了一般线路条件下、曲线路段和竖曲线路段下路基冻胀融沉的幅值、波长变化对重载列车动力学性能的影响规律，结果表明路基冻害变形会增大轮轨之间的动态相互作用，降低行车的安全性和稳定性，同时基于列车动力响应指标初步确定了不同线路条件下寒区重载铁路路基冻胀融沉变形的限值。
最后，利用有限元软件ANSYS建立了考虑基础变形的无缝线路有限元计算模型，分析了路基不均匀冻胀融沉变形对无缝线路冬季断轨、夏季胀轨跑道的影响，结果表明路基冻害变形对无缝线路安全性影响较大，且无缝线路安全性受路基冻害变形波长和幅值的综合影响，并在此基础上初步探讨了寒区无缝线路路基冻害变形的控制限值。
关键词：重载铁路；无缝线路；路基冻害；车辆－轨道耦合动力分析；无缝线路安全性分析AbstractChina has a vast territory with a large span and a large number of frozen soil areas. With the rapid development of heavy-haul railway Jointless lines, the deformation of the foundation caused by the freezing damage of roadbeds has become a major engineering problem that needs to be solved in the construction and operation management of heavy-haul railways in cold regions. Subgrade frost damage can cause irregularities in the entire rail and threaten the safety of the traffic. On the other hand, it can aggravate the damage of the line structure itself, affect the safety of Jointless lines, and reduce the service life of the track structure. Therefore, it is of great practical significance and engineering application value to carry out research on the impact of freezing damage deformation of subgrade on the dynamic response of heavy-haul trains and its impact on the safety of Jointless rails, and to determine the freezing damage deformation limit of heavy-haul railway subgrade in cold regions. Based on the investigation and analysis of field test data and related literature data of heavy-haul railway roadbed freezing deformation in seasonal frozen soil area, this paper conducted a study on the impact of heavy-haul railway roadbed freezing damage deformation on driving dynamic response, and analyzed the degree of roadbed freezing. The effects of swelling, thawing and sinking deformation on the broken rails of Jointless rails in winter and the runway expansion in summer are discussed. The specific research content is as follows:First, based on the dynamic and static test data and relevant literature data of the heavy-haul railway field in the seasonal frozen soil area, the freezing damage deformation law and deformation parameter distribution of the heavy-haul railway subgrade in the seasonal frozen soil area were analyzed, and the cosine-like freezing damage deformation model was determined.Secondly, based on the vehicle-track coupling dynamics theory, a multi-body dynamics simulation software UM is used to establish a heavy-haul train dynamics model. The subgrade freezing damage deformation is taken as the research object,and the general route conditions, curved sections, and The law of the influence of the amplitude and wavelength changes of the subgrade frost heave on the vertical curve section on the dynamic performance of heavy-haul trains. The results show that the subgrade frost damage will increase the dynamic interaction between the wheel and rail, reducing the safety and stability of the vehicle. At the same time, based on the train dynamic response index, the limit values of frost heaving and thaw settlement of heavy-haul railway subgrades in cold regions under different line conditions were preliminarily determined.Finally, using finite element software ANSYS, a finite element calculation model of the Jointless track considering the deformation of the foundation is established, and the effects of the uneven frost heave and thawing deformation of the subgrade on the broken track of the Jointless track in winter and the expanded track in summer are analyzed. The results show that Subgrade freezing damage deformation has a greater impact on the safety of Jointless tracks, and the safety of Jointless tracks is affected by the combination of the wavelength and amplitude of the subgrade freezing damage deformation. Based on this, the control limit of frost damage deformation of the Jointless track subgrade in the cold region is discussed.Key words: heavy-haul railway, Jointless track, subgrade freezing damage, vehicle-track coupling dynamic analysis, Jointless track safety analysis目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 基于列车动力性能的基础变形限值的研究现状 (2)1.2.2 基于无缝线路安全性的基础变形限值的研究现状 (5)1.3 论文研究内容 (7)第二章寒区重载铁路路基冻害变形特征研究 (8)2.1 路基冻胀变形幅值和波长分布规律及变形波形 (8)2.1.1 路基冻胀变形幅值和波长分布规律 (8)2.1.2 路基冻胀变形波形曲线 (10)2.2 路基融沉变形幅值和波长分布规律及变形波形 (11)2.2.1 路基融沉变形幅值和波长分布规律 (11)2.2.2 路基融沉变形波形曲线 (12)2.3 本章小结 (13)第三章基于列车动力性能的路基冻胀融沉限值研究 (15)3.1 重载车辆动力学模型及性能评价指标 (15)3.1.1 重载车辆动力学模型 (15)3.1.2 重载车辆动力学性能评价指标 (20)3.2 路基冻害变形对列车动力性能的影响规律 (22)3.2.1 路基冻胀变形对列车动力性能的影响规律 (22)3.2.2 路基融沉变形对列车动力性能的影响规律 (32)3.3 曲线路段路基冻害变形对列车动力性能的影响规律 (42)3.3.1 曲线路段路基冻胀变形对列车动力性能的影响特点 (43)3.3.2 曲线路段路基融沉变形对列车动力性能的影响特点 (49)3.3.3 不同曲线半径下路基冻害变形对列车动力性能的影响规律 (55)3.4 竖曲线路段路基冻害变形对列车动力性能的影响规律 (71)3.4.1 竖曲线路段路基冻胀变形对列车动力性能的影响规律 (71)3.4.2 竖曲线路段路基融沉变形对列车动力性能的影响规律 (78)-I-3.5 本章小结 (84)第四章基于无缝线路安全性的路基冻胀融沉限值研究 (86)4.1 考虑路基变形的无缝线路有限元计算模型 (86)4.1.1 无缝线路有限元计算模型 (86)4.1.2 路基不均匀冻胀融沉变形模拟 (88)4.1.3 无缝线路有限元模型参数的选取 (89)4.1.4 模型的验证 (94)4.2 路基冻胀对无缝线路钢轨拉应力的影响规律 (95)4.2.1 路基冻胀变形对轨枕与道床接触状态的影响研究 (95)4.2.2 路基冻胀变形对钢轨拉应力的影响研究 (100)4.3 路基融沉对无缝线路胀轨跑道的影响规律 (102)4.3.1 无缝线路稳定性分析方法 (103)4.3.2 路基融沉变形对无缝线路稳定性的影响研究 (104)4.4 本章小结 (109)第五章结论与展望 (110)5.1 结论 (110)5.2 展望 (112)参考文献 (114)致谢 (118)个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 (119)-II-第一章绪论1.1 研究背景和意义我国国土辽阔，跨度范围大，存在大量冻土区域，尤其是在我国的内蒙和东北地区，存在大面积的季节性冻土。
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。
藏铁路路基与涵洞冻害分析及防冻措施
青藏铁路路基与涵洞冻害分析及防冻措施雷金山，杨秀竹，王星华，徐占军，徐永胜(中南大学铁道校区土木建筑学院，湖南长沙410075)摘要：对青藏铁路冻土路基与涵洞冻害的类型和成因作了较详细的分析，并提出了防冻措施，供青藏铁路设计和施工技术人员参考。
关键词：青藏铁路；路基；涵洞；冻害；防冻措施青藏高原是我国多年冻土分布较集中的地区，它是低纬度、高海拔的近代大陆性气候的产物。
由于海拔高，冷期较长，决定了该地区的大面积冻土的存在与发育，这里的年平均气温达-2ºC～-7ºC，昼夜温差大，在该地区修建铁路时必须合理选择路基和涵洞的结构和形式，并采取切实可行的防冻措施，以防止和减少因冻融现象的大面积发生对铁路的正常运营造成的危害。
1 冻土路基病害类型铁路冻土路基病害类型主要有：冻胀开裂、基底融化下沉及路基边坡滑塌。
(1)冻胀开裂：冻胀开裂作为一种十分普遍的路基冻害，从外观形式上可分为纵向裂缝、横向裂缝两种，且经冻融反复作用而不断加宽，使路基面呈破碎状，从而导致路基融冻期间翻浆冒泥。
(2)路基基底的融化下沉：由于原始地表热状态的改变，地表水渗入基底，引起热交换作用，使基底以下多年冻土层的上限下移，引起路基基底发生缓慢、持续、大幅度的下沉，并在基底内部形成纵向融化槽形态，从而引起融解期间路基承载力下降。
(3)路基边坡滑塌：由于基底的富冰冻土层融化，在路基边坡或坡脚处会突然发生滑塌变形。
2 涵洞冻害破坏类型冻土区修建的涵洞常常会由于地基土的反复冻融作用而遭致破坏，主要破坏类型有：涵洞人口隆起、端翼墙开裂、涵身拔节及洞身塌腰、错节。
(1)涵洞人口隆起：由于洞口管节冻胀上抬一般大于中间管节，会使涵洞出人口隆起并导致洞口管节与中间管节的底部接缝产生拉裂而渗水，这是最常见的冻害现象。
(2)端翼墙开裂及涵身拔节：涵洞管节特别是洞口管节向外挤出，融冻后不能复原。
而反复冻融又加剧了情况的发生。
(3)洞身塌腰、错节：涵洞地基融沉后使得洞口高而中间低，形成凹形即为塌腰，而错节则是由于洞身冻胀和融沉的不均匀性所致。
路基病态之冻害与变形防治
保温法（隔温）
• —— 在路基表层（顶面及侧沟）设置 保温隔热层，使表层下的土层不冻结或 减少冻法深度，推迟土体冻结，提高土 中温度，减少冻结深度，其目的是使冻 胀性土脱离冻结层或部分脱离冻结层， 从而消除或减少路基土体的冻胀。隔热 材料可采用草皮、树皮、炉渣、泡沫混 凝土、玻璃纤维以及其他一些合成材料。
路基冻害的防制措施
排水及隔水
——
由于水是形成路基冻害各因素中关键性的条件，因此控制土体中的水分，其目 的在于排除地表水或降低疏导地下水及隔断下层水以消除或减少路基土体的冻胀。 ①排水设备应具有抗冻、防冻的能力，不被冻融破坏，能发挥正常排水作用。其 类型有：地表排水 —— 应进一切可能使地表排水畅通，并能将大量的地表水 由桥梁及涵洞排走并防止地表水的下渗。具体措施有：侧沟、天沟、排水沟、跌 水、吊沟、排水槽、截水沟及取土坑排水等；基床排水——多数冻害的产生与基 床不平整有关。因此基床排水在防治冻害中也起着相当重要的作用。具体措施有： 基床整形（平整基床及路肩）、挖除道碴陷槽、路肩换渗水性土壤、加设横向盲 沟、砂井、纵向盲沟、横向排水管等；排除地下水——地下水的存在和变化，能 在土中引起静水压力和动水压力，并且是土中冻、融、干、湿循环而造成各种病 害的基本条件。排除地下水的基本措施有：截水明沟、渗水暗沟（截水渗沟、边 坡渗沟、支撑渗沟）、渗水隧洞、平孔排水、积水井等。②隔水措施 —— 是 指用各种材料制成的隔水层，使地下水不能透过，或隔断毛细水的补给，阻止冻 结时所产生的水分向上迁移作用，以减少或消除冻胀。具体措施有：粘土、耐寒 塑料薄膜、土工纤维防渗布、聚苯乙烯薄板、聚氯乙烯软板、树脂类注入、电硅 化层等。另外，用改性土如乳化沥青，或灌浆、矽化加固等方法。
换填法（改土）
• .—— 对于由土质不良而造成的路基冻害，且又有 换填条件时，常广泛使用换填法，其目的是换除路基 土体中的不均匀土质，或改良土的性质，以消除或减 少路基土体的冻胀。挖除冻害地段的冻胀性土，换以 物理力学性质较好的土。换土分两种情况：一种是换 填砂垫层，主要用于冻结深度内的土层是冻胀性较强 的土；另一种是换填与周围土层冻胀性相同的土，主 要用于因土质不同或不均匀的冻害地段。因此，换土 前应调查掌握冻害深度、冻胀土的有关物理力学性质 等，准确掌握冻包（坑）高度、长度及均匀冻起的高 度等，确定换土的土质、深度、宽度、长度及纵断面 形式等。采用的换填材料主要为粗砂、砾石等非冻胀 性材料或弱冻胀性材料。换填法防治路基冻害的效果 与换填的深度、换填材料的粉黏粒含量、换填材料的 排水条件、地下水位及补给条件有关。
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：陈彦来源：《E动时尚·科学工程技术》2019年第08期摘要：介绍铁路路基冻害发生的基本状况，分析了冻害的破坏特征和成因，并据此讨论了相关的冻害整治措施：换填基床土，抬道，无机结合料稳定土及人工盐化路基土。
关键词：季节性冻土;路基冻害不均匀;冻胀防治措施在分析铁路沿线地质、水文、气象的基础上，重点调查铁路沿线路基冻害的现状特征，研究路基冻害形成的原因、机理，针对不同类型的路基冻害，提出防治路基冻害的具体措施。
1 路基冻害的形成机理1.1 产生条件（1）路基基床面不平整易积水;（2）路基土质的表层为非均质;（3）地表水或地下水对土体的不均匀浸湿;（4）气温的影响和土体的导热不均匀;（5）路基中的不连续点的影响;（6）土的种类及其含水量等。
1.2 形成原因路基基床表面不平整造成基床表面积水，因水分浸入基床表层，土层含水量增大超过了起始冻胀含水量时，表层里的水结冰，体积膨胀的同时水分又向冻结峰面补给，水分比凍前增加较大，即形成冻害。
由于路基基床面不平整而产生的冻害一般不超过60mm，多在25mm左右，冻害形成的深度因道碴陷槽或道碴囊的深度不同而不等。
路基土来源不同，且在填筑时土层薄厚和夯实也不同;路基土体虽然是自然形成的。
但土的覆盖堆积厚度及层次也不完全相同。
冻土中的未冻水沿着温度降低的方向迁移，在温度高的土体范围内，因为未冻水含量减少而破坏了该土体范围内冰水之间的热力平衡，导致了未冻水向冰方向的水分迁移，使未冻土的含水量低于初始含水量，而冻土的含水量高于初始含水量。
这说明土体中的水分正在重新分布，水分从未冻土中向冻土中迁移。
根据中国科学院兰州冰川冻土研究所冻土工程国家重点实验室的土体试验证实，水分迁移量与土的天然含水量有关，含水量越大，迁移量越大。
1.3 冻胀过程冻胀主要与三个过程有关：（1）冰透镜体与土颗粒外围水膜间的动力过程，即土中水的相变及抽吸过程;（2）从地下水位到水膜间水的输运过程;（3）水相变时的潜热传递过程，因此可以说冻胀的实质就是冻土中水分迁移引起的宏观表现。
铁路路基冻害分析及整治
铁路路基冻害分析及整治铁路路基冻害分析及整治【摘要】铁路路基冻害与寒冷气候有关是多年冻土地区铁路线路上分布很广和常见病害。
在低温季节冰冻线能达到相当深度。
在上述地区的铁路路基由于基床土质、水和温度的不利组合。
基床土冻结引起线路在纵向上短距离或左右股道产生凹凸不平的不均匀冻胀而构成冻害。
路基冻害有着分布广、时间长、工作量大、影响行车安全及平稳性的程度严重等特点。
在哈局管内各种路基病害中占首位特别是哈局内线路基础有四、五十年的历史由于当时的技术人员对冻土的研究缺少经验施工时对冻土没有充分认识多采用普通的施工方法致使多年来一直普遍存在着不同程度的路基病害。
病害也呈现出多样化。
经常会出现冻胀、冻裂、路基下沉、路基边坡或路堑边坡坍塌等现象。
给线路的养护维修增加非常大的工作量。
路基冻害的存在不仅加大养护维修工作量。
影响了正常的维修工作。
加大了维修成本。
并由于其造成的线路状态的不稳定。
从而使线路质量下降。
直接影响行车安全。
对此我针对路基冻害的特点将冻害的成因冻胀过程及路基冻害的整治结合具体实例加以论述。
【关键词】路基病害整治方法线路两侧油井遍布楼房林立自然植被不同程度遭到破坏加之1998年__特大洪水影响地下水位升高线路标高相对降低。
路基长期处于浸泡状态。
（1）冻害概况自20__年12月30日起滨洲线部分区间无缝线路发生特大冻害据20__年4月统计滨洲线无缝线路上发生冻害1336处延长19.134公里其中：冻高51-毫米的大冻害发生80处延长1.300公里；冻害毫米及以上特大冻害共发生9处延长0.131公里这些冻害分布在滨洲线94公里无缝线路上占滨洲线总数34.4%最大冻高达270MM,最大日冻高平均为6MM线路发生冻害处所之多冻高之大冻害分布之广冻害变化之快都是前所末有的。
给线路养护维修带来极大难度对行车安全构成严重威胁。
滨洲线无缝线路冻害具体情况详见表一《冻害汇总表》冻高51MM及以上特大大冻害具体位置详见表二、表三《冻害登记表》 2、冻害产生的原因分析（1）路基填土为粘砂土砂粘土及盐碱土这些土的颗粒很小有较强的水化能力能吸附大量的结__；同时它们又具有一定的透水性使水分的转移能够实现这样在负温条件下土的大孔隙中先发生水的结晶这种冻晶体逐渐增大吸引自由水后便开始吸引结__随着冻晶体的增长冻结区内土粒的结__膜很快减薄从而增大了对水的吸引力造成了由非冻结区边界的水分迁移使水晶体进一步扩大水分相对集中形成冰夹层使土体冻胀加速。
铁路线路的冻害及整治对策分析
铁路线路的冻害及整治对策分析摘要：随着气候变化的加剧，冬季极端天气对于铁路线路的影响越来越大，其中最明显的问题之一就是冻害。
铁路线路冻害的形成往往伴随着温度的下降，水分在地下或者路基中逐渐冻结，导致土体体积增大，产生内部应力，从而引起路基、道床、轨道等部位的破坏。
这不仅影响了铁路的安全和稳定性，也对运输效率和运营成本产生了负面影响。
因此，铁路冻害的整治对策非常重要。
关键词：铁路线路；冻害；整治对策引言：铁路线路是重要的交通基础设施，但在寒冷地区，铁路线路往往会受到冻害的影响，常常会面临着冻害的问题。
冻害会导致铁路线路的变形、几何尺寸的急剧变化等问题，会对铁路线路的安全和运营带来不良影响，给铁路运输带来很大的安全隐患。
为了保证铁路运输的安全和可靠性，必须采取有效的整治对策来防止和解决冻害问题。
1.铁路线路的冻害的表现及影响铁路冻害主要包括路基冻害、道床冻害和轨道冻害。
以包神线为例，管内共有冻害89处，最大冻起高度25mm，单处冻害长度最长为30m。
一般冻起时间为当年十二月下旬，于次年三月中旬冻害基本回落。
冻害地段路基形式为路堤式、路堑式、半路堤半路堑式。
路基冻害是指路基中水分冻结导致的路基变形和损坏；道床冻害是指道床中水分冻结导致的道床变形和损坏；轨道冻害是指轨道中水分冻结导致的轨道变形和损坏。
首先，冬季温度下降会导致土壤中的水分逐渐凝结和冻结。
这是因为土壤中的水分受到温度的影响，当温度降至0℃以下时，水分会形成冰。
这个过程被称为结冰。
当土壤中的水分逐渐凝结和冻结时，土壤体积也会逐渐膨胀。
这种土壤体积的膨胀现象被称为冻胀。
其次，冻胀会引起铁路线路的冻害问题。
由于铁路线路的路基和道床是建立在土壤之上的，因此当土壤体积膨胀时，路基和道床也会跟着膨胀。
这样就会导致铁路线路的形变，如路基下沉或道床凸起。
这种形变现象会严重影响铁路线路的运营安全。
另外，由于冰的抗剪强度较低，当列车通过铁路线路时，容易引起路基塌陷或轨道变形。
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。
高速铁路无砟轨道路基冻害浅谈
高速铁路无砟轨道路基冻害浅谈摘要：无砟轨道路基冻害产生原因是路基含水率过大，冬季路基冻胀，引起路基上拱，春融路基下沉，导致无砟轨道线路状态变化，导致动车组安全性、舒适度降低。
关键词：无砟轨道、路基冻害、路基防排水、轨道精调一、路基冻害的成因及主要影响因素冻害是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峰面迁移、并不断冻结析出冰层，水结成冰，体积增大9%，使土颗粒相对位移而发生冻胀，路基就被抬起，即造成土体的冻胀。
土冻结时，还发生水分向冻结面转移，更使土的冻胀量增大，融化后则使土剧烈沉陷。
路基产生冻胀、下沉等冻害的影响因素是很复杂的，但主要可以归结为温、土、水和力四个要素。
四个要素中温度和压力的变化是外因，而土和水是内因。
这四个要素在建筑物的冻害过程中都是存在的。
其中值得提出的是水这个要素，路基土体中的水分是形成路基冻害的决定性因素。
水分迁移是冻土中主要的物理力学过程，是路基产生冻害的基本原因。
冻水结成冰，强度剧增；冰融成水，承载力几乎等于零。
水的这一特性决定了冻土有很高的承载力，而融土的承载力则大为降低。
二、路基冻害的分类1.按纵向外部形态划分冻峰：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；冻谷：路基面在短距离内的冻胀高度小于相邻两地段的冻胀高度所形成的凹槽部分；冻阶：路基面两相邻地段的冻胀高度不同而在连接处所形成的错台部分。
2.按横向外部形态划分单侧冻害：沿路基面横断面两侧冻胀高度不等；双侧冻害：沿路基面横断面整个冻胀高度大体一致；交错冻害：在路基纵横断面上相邻地段的冻胀高度均不相同形成高低交错的现象。
3.按冻胀产生的部位划分表层冻害：受地表水影响产生的冻胀，发生在路基土体临界冻结深度内上半部分，一般冻高度较小，表现为“早起早落”型；深层冻害：受地下水影响产生的冻胀，发生在路基土体临界冻结深度内下半部分，一般冻胀高度较大，表现为“晚起晚落型”。
北方铁路路基冻害原因及治理
北方铁路路基冻害原因及治理摘要：我国北方地区由于当地气候寒冷干燥，气温较低，环境条件较差等原因导致北方铁路路基冻害较为严重，给当地的铁路设施建设和防护当来一定的困难。
铁路路基是铁路正常运行的基础条件，为了保证铁路正常通行，应当加强铁路路基冻害的治理，维护铁路路基的安全。
作者通过实地调查研究后，围绕着北方铁路路基这一核心内容，分析了北方铁路冻害的原因，提出了防止铁路冻害的方法措施，以期维护好北方铁路路基，保障铁路正常、安全地高载运输，为我国的货物运输发挥重大的作用。
关键词：北方铁路；路基；冻害；治理引言我国北方的部分铁路从民国时期建设以来，由于历史时代条件的限制、铁路建设技术、铁路施工条件、工程配料、施工单位技术水平、铁路管理不善、环境作用等诸多原因，虽然北方铁路多年来不断地修缮、改造、建设，但是在现有的铁路路基中依然存在着大范围的季节性冻土，给铁路带来了较多的路基冻害。
随着我国铁路的不断地向着重载、高速度、高密度的方向发展，铁路路基冻害的存在给北方铁路的建设、保养、维修等一系列工作带来了巨大的困难，严重威胁着我国铁路运输的安全，进而在很大程度上制约了我国铁路的高效运营。
一、铁路路基冻害原因在20世纪60年代，我国对铁路就展开了深度的调查研究，对冻土进行了多次综合性、科学性的实验考察，对铁路路基冻害产生的原因有了全面深入的了解。
铁路路基冻害是一种路基病害，路基冻害有许多鲜明的特征，其外部特征主要有冻谷、冻峰、单侧冻胀、冻阶、交错冻害等。
铁路路基冻害严重制约着铁路高速、重载运行，造成北方路基冻害的原因也是多种多样的。
经过调查研究发现，造成北方铁路路基冻害的原因主要有气温、土质、路基结构、路基荷载和水分等。
其中土质是造成铁路路基冻害的内部因素，温度是媒介，水分是条件，铁路荷载是激发。
北方的气候干燥、温度较低、土地水分积聚，在温度、土质、水分三者相互作用下造成了北方铁路路基冻害。
由于地表径流和降水使得铁路路基的内部含水量较大，在短时间内路基内的水分得不到及时的排出，使路基内部水分积聚，加之没有彻底清除路基道床内的污染物，导致了北方铁路路基冻害时常发生，给铁路运输发展带来了巨大的障碍。
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粗颗粒土作为填料或换填材料，来消除冻胀 和融沉。但从土的保温性能来说，土中小孔 隙愈多，保温性能愈好，从这一点来考虑， 粗颗粒则远不如细颗粒土好。故在设计中要 保持上限位置不变，防止冻害发生，拟利用 天然土作为保温材料时，常利用细颗粒土， 以减少工程量。
路基冻害的防治方法1
排水及隔水——由于水是形成路基冻害各因
素中关键性的条件，因此控制土体中的水分， 其目的在于排除地表水或降低疏导地下水及 隔断下层水以消除或减少路基土体的冻胀。
路基冻害的防治方法2
换填法（改土）——对于由土质不良而造成
的路基冻害，且又有换填条件时，常广泛使 用换填法，其目的是换除路基土体中的不均 匀土质，或改良土的性质，以消除或减少路 基土体的冻胀。挖除冻害地段的冻胀性土， 换以物理力学性质较好的土.
料，改变土粒与水之间的相互作用，使土体 在冻结时水分的转移强度和冰点发生变化减 轻冻害的影响。
基床整治变形方案
压坡
道床清筛
排水
压坡
为阻止路堤边坡因基床道碴囊发展外挤、甚
或崩塌在路堤的一侧或两侧路基边坡上砌筑 圬工，起到压坡抑制基床变形发展的方法称 为压坡。
道床清筛
扒道床要彻底，挖到路基面。 道床要有足够的厚度，在设计道床厚度时，
至少应有250mm厚的清碴。
排水
布设渗水盲沟
高速铁路路基病害 及其防治技术
目录
高速铁路路基常见病害类型
基床变形的特点 基床整治变形方案
路基冻高速铁路路基常见病害类型
翻浆冒泥
路基下沉 边坡塌方
边坡冲刷
滑坡陷穴
水侵路基
冻害
基床变形的特点
翻浆冒泥
铁路路基受降雨和地下水的影响， 地表水或地下水渗入，特定的地基 土中，在活载的作用下，孔隙水压 力不断变化，就会产生翻浆冒泥和 道碴陷入等整体软化的现象。路基 翻浆冒泥是多种因素综合作用的结 果，土质、水、温度、路面与行车 荷载是影响路基翻浆冒泥的主要因 素，同时还包括工程措施方面的原 因。
路基下沉
由于路基土密实度不足或地基松 软。在水、荷重、自重及振动 作用下发生局部或较大面积的 竖向变形。一般经过列车运行 一段时间后。下沉会趋于缓解。 但有时荷载重复增加或水的作 用使沉降速率加大。局部下沉 也会造成陷槽使线路不平顺。 下沉分为基床下沉、堤体下沉 和基底下沉。
挤出变形
由于土体强度不足而产 生的剪切破坏或塑性流 动，基床内的土经常处 于软塑状态，在基床内 的影响深度较大，在列 车荷载的作用下，基床 上发生剪切破坏，发乍 外挤变形。外挤是因为 基床强度不足引起。
路基冻害的防治方法3
保温法（隔温）——在路基表层（顶面及侧
沟）设置保温隔热层，使表层下的土层不冻 结或减少冻结深度，推迟土体冻结，提高土 中温度，减少冻结深度，其目的是使冻胀性 土脱离冻结层或部分脱离冻结层，从而消除 或减少路基土体的冻胀。
路基冻害的防治方法4
物理化学法——物理化学法是指采用人工材
布设塑料排水板 布设空心盲沟
路基冻害的成因
冻害，是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 峰面迁移、并不断冻结析出冰层，水结成冰， 体积增大9%，使土颗粒相对位移而发生冻胀， 路基就被抬起，即造成土体的冻胀。
路基冻害的整治
在路基工程中除要做好排水系统外，常利用