多年冻土地区路基病害整治

高管专业论文题目多年冻土地区路基病害整治姓名

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摘要：多年冻土是一种特殊土类。其特殊性主要表现在它的性质与温度密切相关。常规土类性质主要受颗粒的矿物和机械成分、密度和含水量控制，多半表现为静态特性。多年冻土的性质除受上述因素控制以外，同时它的性质随温度和时间都在变化，表现为动态特性。所以，冻土是一处对温度十分敏感且性质不稳定的土体。

随着全球气候的逐渐变暖和人类活动加强，多年冻土上限呈现出下降的趋势，多年冻土也在不断退化，对路基路面的稳定也造成了极大威胁。关键的是冻土在冻结、融化时具有特殊的物理、力学性质变化。土壤冻结时最重要的物理过程是水分的迁移和重分布，而冻土融化时最重要的是物理力学变化是结构、强度的急剧衰减。从而在冻融循环中不断地改变着土层的形态结构和物理力学性质，导致工程建筑物基础的反复变化与破坏。在大多数情况下，病害的发生发展过程与变化结果具有单向、不可逆的规律。

冻土地区筑路工作中的问题除了一般寒区道路中常见的路基冻胀、翻浆路面、冻融松散、低温开裂外，还有冻土地区特有的道路病害——路基热融沉降、边坡热融滑塌。本文对冻土地区路基的主要病害进行了分析,阐述了冻土地区路基主要病害的防治措主要措施，从而为冻土地区的路基的设计、施工及养护提供帮助。

关键词：多年冻土；路基病害；治理；排水

目录

1、多年冻土地区路基主要病害 (4)

1.1.冻胀 (4)

1.1.1.冻胀形成机理 (4)

1.1.2冻胀的评价指标 (4)

1.2翻浆 (5)

1.2.1.翻浆的形成机理 (5)

1.2.2.翻浆的类型 (5)

1.3.融沉 (6)

1.4.融冻泥流和滑塌 (7)

1.5.冰锥、冻胀丘 (7)

1.6.热融湖塘和沼泽化湿地 (8)

1.7.其他不良工程地质现象 (8)

2、影响冻胀与翻浆的因素 (8)

2.1.土质 (9)

2.2.水 (9)

2.3.温度 (9)

2.4.路面 (9)

2.5.行车荷载 (10)

3、冻土地区防治冻胀与翻浆的技术措施 (10)

3.1.防治冻胀和翻浆的基本原则 (10)

3.2.防治冻胀与翻浆的措施 (10)

3.2.1.做好路基排水 (10)

3.2.2.提高路基填土高度 (11)

3.2.3.设置隔离层 (11)

3.3.4.换土 (12)

3.3.5.加强路槽排水 (12)

3.3.6.加强路面结构 (13)

3.3.7.加设防冻层 (13)

3.3.8.铺设隔温层 (13)

4、多年冻土区路基冻害整治原则 (14)

4.1.确定整治方案的总原则 (14)

4.2.综合整治 (14)

4.3.保护环境 (15)

结语 (15)

参考文献： (16)

1、多年冻土地区路基主要病害

1.1.冻胀

冻胀是由于土中水的冻结和冰体（特别是凸镜状冰体）的增长引起土体膨胀、地表不均匀隆起的作用。冻胀一般会导致地面发生变形，形成冻胀垄岗。冻胀的原因包括土中原有的水结冰体积膨胀；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。

冻胀是冻土区筑路时需要考虑的另一个重要问题。一般情况下，在低温冻土区，活动层厚度一般较小，且存在双向冻结，冻结速度较快，故冻胀相对较轻。而在高温冻土区，活动层厚度一般较大，冻结速度也较低，如存在粉质土和足够的水分则冻胀严重。

1.1.1.冻胀形成机理

当路基表面的土开始冻结时，土孔隙内的自由水在0℃时首先冻结，形成冰晶体。当温度继续下降时，与冰晶体接触的薄膜水受冰的结晶力作用，迁移到冰晶体上面冻结，使得与冰晶体接触的土粒上的水膜变薄，破坏了原来的吸附平衡状态，土粒的分子引力有剩余，就要从下面水膜较厚的土粒吸引水分子。同时，当水膜变薄时，薄膜水内的离子浓度增加，产生了渗透压力差。在土粒分子引力与渗透压力差的共同作用下，薄膜水就从水膜较厚处向水膜较薄处迁移，并逐层向下传递。在温度为0℃--5℃的条件下，当未冻区有充分的水源供给时，水分发生连续向冻结线的迁移，使路基上部大量聚冰。

当冻结线在某一深度停留时间较长，水分有较多的迁移时间，且水源供给充分时，可能在该深度处形成明显的聚冰层；当冻结速度较快，每一深度处水分迁移的时间短，聚冰少且均匀分布，可能不形成明显的聚冰层。

1.1.2冻胀的评价指标

(1)总冻胀

在横断面方向，路面全宽内的平均冻胀值称为总冻胀。在寒冷地区内地下水位高的地段，使用强冻胀性土的路基，冻胀可达15-20cm。

(2)不均匀冻胀

当路基土不均匀或压实不均匀或供水不均匀时，都可能导致冬季聚冰的不均匀，从而形成不均匀冻胀。

不均匀冻胀是总冻胀的一部分，但可使柔性路面不均匀隆起或开裂，可使刚性路面发生错缝或断板。

(3)冻胀系数(或冻胀率)

平均冻胀值h与其相应的冻结深度z的比值，称为冻胀系数。

在高地下水位地段，使用强冻胀性土的路基，冻胀系数可达0.15-0.20。

1.2翻浆

冻土地区冻结成的冰，在春季气温升高的条件下融化，使土基含水过多，强度急剧降低，在行车作用下路面发生弹簧、裂缝、鼓包、冒泥等现象，称为翻浆。

1.2.1.翻浆的形成机理

由于降水或灌溉的影响，在秋季，地面水下渗，地下水位升高，使路基水分增多。到冬季，随着气温下降，路基上层的土开始冻结，而路基下部的土温仍较高，在温度梯度作用下，在土体内的水分由温度较高处向温度较低处移动，使路基上层水分增多，并冻结成冰，使路面冻裂或隆起，发生冻胀。到了春季(有的地区延至夏季)，气温逐渐回升，路基上层的土首先融化，上层土基的含水量增大，强度很快降低，以至失去承载能力，在行车作用下形成翻浆。随着以后天气渐暖，蒸发量增大，冻层化透，路基上层水分下渗，土变干，土基强度又逐渐恢复，这就是翻浆的机理和发展的全过程。

1.2.2.翻浆的类型

根据引起翻浆水源的不同，翻浆可分为以下几种类型：

(1)地下水类