季节性冻土公路路基的冻害及对策研究

颜萍

摘要：本文介绍了我国季节性冻土公路的分布，公路路基冻害形成原因及危害，有针对性地提出了预防季节性冻土公路路基冻害的对策，为防治冻土路基危害的相关研究提供一些借鉴。

关键词：季节性冻土公路路基冻害研究

1 我国季节性冻土公路分布

我国季节性冻土公路冻害现象比较严重的地方有甘肃、东北三省、内蒙古、青海、新疆、四川省和陕西省（见下图）。

我国季节性冻土公路主要分布区域

根据相关报道，以上各省的公路冻害破坏程度都是较严重的，需通过后期的治理和维护才能基本保证道路正常运营。

2 季节性冻土公路的冻害

2.1 冻胀

冻胀是由于路基中水的冻结和冰体的增长引起土体膨胀、地表不均匀隆起的作用。

冻胀裂缝在受冻温影响的区域是比较常见的，尤其是新修的道路在早期的时候特别容易出现冻胀的病害。随着行车荷载以及冻融循环的不断增加，如果早期的冻胀裂缝没有能够进行及时的维修，那么随着时间的推移，雨雪不断侵入土体受冻融的影响，裂缝的宽度会随着温度变化逐渐增大，裂缝的长度也会逐渐延长，最终导致路面损害严重。当路面出现横向挠曲变形时，是对道路产生最大危害的一种常见变形，这种变形的主要特征就是总的变形量比较大，路基土体呈现不均匀状态，经常会伴随着纵横向裂缝的出现。

2.2 翻浆

出现翻浆现象的主要原因就是因为冻结期水分在土体内集聚，导致土体含水量超标成液现状态，春融期间路基融化的水分没有能够得到及时的排出。

因为春融期的路基解冻是比较慢的，所以反复的冻融循环直接导致道路结构遭受破坏、强度降低，最终使道路的承载力不能够承担外荷载，最终造成道路破坏的现象，并且因为翻浆而导致的鼓包一般都是沿着道路行车道发展的，对行车舒适和安全产生了非常严重的影响。

3 季节性冻土公路的冻害原因分析

3.1路基土质

土质出现冻胀现象最主要的原因就是因为水分迁移从而导致水分积聚造成的，而水分出现迁移的原因主要是土质本身。所以，土质含有的矿物成分能够对土颗粒表面的特性产生直接的影响，矿物颗粒对土冻胀产生的影响和矿物表面化学能直接挂钩，化学能和凝结水能力呈正比例关系，化学能越大，凝结水能力也随着增大，从而水分越不容易迁移，最终加大冻胀现象的发生。

3.2土体

土体中含有的水分是出现冻胀现象的物质因素，根据很多的工程实践，我们能够发现水分超过规定程度后会产生冻胀的现象，所以如果在外界条件一样的情形下，如果土体含有的水量越多，那么出现冻胀显现的几率和程度就会变得越来越严重。

3.3温度

土体在冻结的过程中就是土中温度的变化过程。因为土体中所有部位进行冻结的温度主要受到气温和路基填料的导热系数影响。在具体的工程实践中会经常性地使用到冻结指数，如果气温越低，那么出现冻结的指数就会随着增强，那么路基土冻结深度随着加深，聚冰可能性亦增大。

4 预防季节性冻土公路冻害的对策

4.1选择合适填料

在根本上改善路基土质的办法就是进行换填措施，将路基冻结深度范围内的冻胀敏感性土换填为弱冻胀或不冻胀土。这种方式的优点就是施工比较简便，而且又比较广泛的适用范围，但是这种方式也有缺点，缺点是如果使用换填法消除地基土冻胀或将冻胀变形控制到建筑物允许的范围内，那么就需要在全部或者部分的冻结深度内进行换填，换填的深度和工程造价以及防冻害效果是有直接关系的。

4.2 改善土质

改善土质也就是说使用固化剂或是抗水性能比较好的药剂对土的化学性质以及物理作用进行改善。在土质中使用添加剂改善土质的相关应用试验中，我们能够发现改善土质之后的路面是比较平整的，出现的裂纹比较少。

使用土壤改良剂的优点是能够对各类的土壤进行使用，防渗效果是比较好的，能够将路基承载能力以及水稳性在一定程度上进行提高。该缺点是添加剂的野外制备工艺没有达到国际的先进水平，而且施工季节要避免，如果出现拌和不均匀的情况会影响土质的改善。而上述提到的这些不足会对抗冻胀效果产生直接的影响。

4.3 完善排水及隔水措施

要做好路面排水，地面水采取边沟、排水沟及纵横向坡度拦截和排放，防止漫流下渗。地下水可设置截水暗沟或埋设防水板等，以截断、导引至路基范围外。使用织物包裹渗沟抗冻胀的效果明显，而且费用比较便宜。

5 结语

随着近几十年来我国科学技术的快速发展，季节性冻土区域的冻害防治技术已经能够在工程实践和技术改进的基础之上，获得了很大的进步以及可靠的研究成果，这些实践经验和研究成果对季节性冻土地区的建设提供了非常重要的建议。与此同时，在建设工程以及基础理论发展的过程中也出现了很多新的工程问题需要解决。所有相关的科研人员要继续根据实际情况出发，积极解决其中出现的问题，积极研究防治季节性冻土的有效方法。

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西南科技大学 土木工程与建筑学院 土木工程 卓越班 1501 四川 绵阳 621000