8-1多年冻土地区路基
《公路养护技术与管理》习题答案
绪论重点：1.车辆荷载对公路的影响。
2.自然因素对公路影响。
3.车辆荷载和自然因素共同作用对公路的影响。
4.公路养护工作的特点。
5.公路养护工作的过程和内容分类。
6.公路养护工作的技术政策和方针。
难点：1.多个自然因素共同作用对公路影响。
2.车辆荷载和自然因素共同作用对公路的影响。
3.公路养护工作的特点。
4.公路养护工作的未来发展方向。
思考与练习1.公路养护的目的是什么？答：就是运用先进的技术和科学的管理方法，合理的分配和使用养护资金，通过养护维修使公路在设计使用年限内经常保持完好状态，并有计划地改善公路的技术指标，以提高公路的服务质量，最大限度地发挥公路的运输经济效益。
2.公路养护的任务是什么？答：1）进行路况及管理设施调查，通过管理数据库，建立公路及设施的综合评价体系。
2）根据公路及设施的运营状况，制订可行的养护计划和规划，实施有针对性的及时养护，保证公路健全的服务功能。
3）不断探索新的养护技术与管理措施，积极采用新技术、新材料、新工艺、新设备，以最经济的方式达到最佳养护效果。
4）努力推行并建立合理、高效的机械化养护方式，不断提高机械配备率的机械作业占有率，保证公路养护的速度与质量。
5）建设一支能适应公路现代化养护的管理队伍，变被动养护为主动养护，变静态养护为动态养护，达到养护的高标准、高质量、高效率、高机动性。
3.叙述公路养护分类和内容。
答：公路养护的过程可分为小修保养、中修、大修和改善四类，1）小修保养工程：对管养范围内的公路及其沿线设施经常进行维护保养和修补其微损坏部分，使之经常保持完好状态。
通常是由养路道(渡)班(站)在年度小修保养定额经费内，按月(旬)安排计划经常进行小修保养。
2）中修工程对公路及其公路设施的斗艇性衅损和局部损坏进行定期的修理加固，以恢复原状的小型工程项目。
它通常是由基层公路管理机构按年‘季)安排计划并组织实施的工作。
3）大修工程对公路及其工程设施．的较大损坏部分，进行周期性的综合修量，以全面恢复到原设计标准，或在原技术等级范围内进行局部改善，或个别增建设施i以逐步提高公路通行能力的工程项目。
多年冻土地区的路基施工规定
多年冻土地区的路基施工规定
1、施工前应核查沿线冻土分布、类型、冻土上下限、冰层上限、地面水、地下水以及有无其它如热融（湖、塘）、冰丘、冰椎等不良地质路基地段情况。
2、施工必须严格遵循保护冻土的原则，使路基施工后仍处于热学稳定状态。
路基原则上均应采取路堤型式，尤其在厚冰发育地段，并尽可能避免零填或浅挖断面，以免造成严重热融沉陷等病害，弱融沉或不融沉的多年冻土地区，路基施工可按融化原则进行。
3、路基排水与加固除满足水力和土力条件外，还应考虑由于施工因素如排水系统修筑等引起的热力变化，不导致多年冻层上限的下降。
4、路基处于其它不良地质地段时，应按下列规定施工：
冰椎、冰丘地段采用冻结、拦截、截水墙、保温渗沟排水等方法处理；热融湖（塘）地段的路堤水下部分应用渗水性土；松软基底两侧宜设反压护道；沼泽冻土地段路堤下部应设置隔离层和隔温层，并保护好两侧地表植被；水鼓丘较重路段，可在上游主流处设地下渗沟或将水引到一定距离外的地面积冰场。
1。
关于多年冻土地区公路路基的设计
第 １ 卷 第 ２期 ６
２０ ０ ８年 ４ 月
呼伦贝尔学院学报
Ｊ ｒ ａ ｏ ｏｕ ｎ ｌ ｆ Ｈｕｌ ｎｂ ｉｒ ｕ ｅ ｅ Ｃｏ ｇ ｌｅ ｅ ｌ
Ｎｏ． ２
Ｖｏ１１ ．６
Ｐｕｂ ｉｈ ｄ ｉ Ａｐ ｉ． ０８ ｌｓ ｅ ｎ ｒｌ ２０
（ ）融ｌ 四 沉
大杨树段公 路的修建 中 ， 试验 了多种处理病 害的方 法，进
一
步完善 了高纬度冻 土地 区路基病害的防治技术， 对今 后
多年冻 土地 区路基的 设计和 施工具有 重要指导意义。
二 、冻土地 区公路 的病害特征
多 年冻土区路 基上部 为季节融化层， 基底为多 年冻土
良 的工 程地质和 水文 地质 现象。
（ ）翻浆 一
收 稿 日期 ：２ ０ ．６２ ０ ７０ ．３ 作者 简介 ：刘 茂海 （１７ 一）男 ，汉族 ，呼伦贝尔市公路勘 测规划设计有 限公 司 ，工程师 。 ９３
．．
７ ． ９ ．
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者为河冰椎。它们漫延结冰就成为涎流 冰． 形成积冰掩埋路 基面的现象。它们—般 发生于初冬，成熟于深冬，消失于春 末。冰害容易使路面产生纵 向裂缝、横 向裂缝 、网裂等。
土，而西部高山、高原多年冻土区则属于高海拔多年冻土。
路面发生弹簧、裂纹、 鼓包 、 车辙、唧泥等现象， 称为翻浆。
（ ）冻胀 二
高寒不 良土质中所含 的水分在负温下结晶 ， 生成各种 形 状的冰侵入而导致土体积 的增大， 使路 基隆起而造成面
层开裂 。 其主 要表现是土层 表面不 均匀的升 高。冻胀土与 结构物 基础之间主要产生 冻结力和冻胀力 （ 分为切向冻胀 力 、法向冻胀力、冻胀反 力） 。 （ ）寒冻裂缝 三
多年冻土地区路基施工
多年冻土地区路基施工崔巨良李德学(河南省交通建设工程有限公司，河南郑州450052)工程技术E}寅要】在我国有很多地区都是冻土地区，大多在边远地区。
解决冻土地区的施工技术问题，保证工程质量，是关系到公路在冻土地区的运输-窑x-全，对实施国家西部大开发具有极其重要的意义。
本文通过冻土区路基工．程施工实践，对冻土区路基施工技术及质量控制措施进行了总结。
[关键词]多年冻土区；路基施工技术；路基工堆多年冻土地区路基施工前应详细调查沿线冻土分布、类型、冻土上下限、冰层上限、地面水、地下水及有无其他热融(湖)塘、冰丘、冰椎等不良地质情况。
由于各永冻区的自然条件和土壤冻结条件差别显著，所以很难有统一的路基施工方案，施工方法应依据对土基冻融状态的设计要求而选定。
1在保证地基土壤处于冻结状态下的路基施工在道路施工过程中，使土基保持冻结状态，即永冻土的上限不下降，创造土基夏季不融化条件。
在施工期宜选在冬季，因此冬季必须完成大量土方工程。
如在融期施工，则应采取快速分修的施工方法，以免冻层暴露太久，冻土上限下降，引起沉隐破坏。
路基填方作业时，应采用端部卸土的方法填筑。
汽车、拖拉机等带轮子的设备，在前面尚未铺设足够的填料以支持它以前，严禁在坡道上进出。
一般应掌握：1)土基冻结深度大于30cm后开始取土；2)路堤下部各层高为05m时，按逐步向前法填土，以后的各层按纵向法施工。
净砂和砂砾石最易于作路堤填料，因为这种填料具有非冻结性，排水性能好，在冻结季节便于开挖和运输。
当路堤高度较小时，可在路堤下部先填—部分细颗粒土，厚度—般不，J、于1．0m o保证足够厚度的路堤是为了有效地对冻土隔热，国外经验有采用苯乙烯泡沫隔热层、卵石隔热层等做法，以维持地下土壤处于冻桩状态。
2限制土基融化深度的路基施工在限制土基融化深度的路段，路基应当采用当地的粘质土和无粘性的碎屑土修筑，高速公路和一级公路宜设置集中取土场；富冰冻土、饱冰冻土以及含土冰层路段确需就近解决部分土源时，必须在路基坡脚10m以外取土：斜坡地表路堤取土坑应设在上坡一侧，取土坑深度均不得超过当年多年冻土上限以上土壤厚度的80％，坑底应有坡度，积水应有出口。
冻土地区路基处理方法
冻土地区路基处理方法
1.混凝土路基：混凝土路基是在地表层下面预先铺设混凝土层，这可
以有效地防止地面冻结和路面变形。
2.碎石路基：在混凝土路基之上，可以覆盖一层碎石，以增强路基的
承压能力。
碎石路基还有助于加速路基中水的排放，防止水在路基中凝结
导致路基软化。
3.排水系统：冻土区域的路基中潜在的水分需要得到有效地排除才能
防止路基冻结和变形。
因此，在路基设计时，应考虑设置排水系统，确保
路基中的水分能够及时排出。
4.保温层：为了防止地表层下的路基冻结，可以在路基底部设置一层
保温材料，如聚苯乙烯泡沫板等。
5.路基加固：对于较软的地面，可以通过加固处理将路基加固和加厚，以加强路基的承压能力和抗冻性。
总之，在冻土地区的道路建设中，应考虑地表下面的自然环境，采取
相应的路基处理方法，确保道路的正常使用，并保护地下生态环境。
多年冻土地区路基工程施工以及施工策略分析
１ Ｏ—ｌ 月 秋 冬 季 节 或 ３— １ ４月 开 春 季 节 ， 时 的地 温 低 ， 这 开
挖后基坑外 围融化 圈较 小 ， 对冻 土破坏较小 。挡水板基坑应
在施工以前必须对道 路的地表土进行整理 ， 在路基施工
范围内 ， 有树根的表土必 须挖 除 ； 含有 地表 水 、 泥 、 对 对 淤 杂
决制止使用 ， 更换 规定的符合设计要求 的水泥及水质。在开 挖施工之前 ， 应审核施工单 位报送 的开挖 和处理方 案 ， 施工
草、 腐植土及高原草盖土等 路基 的地基 应清 理干净 ； 使用 平
不 小 于 ０ ２ｍ。施 工 时 需 注 意 挡 水 板 开 挖 基 坑 时 间 选 择 在 ．
在 填 筑 施 工 之 前 ， 须 对 各 个 取 土 场 做 代 表 性 土 样 的土 必
工试验 ， 用规定 的方法求得各个取 土场的最大干密度和最佳
含水量 ， 以便指导路基土 的压 实施 工。分层填土厚度大小 与
１ ３ 填 方铺 筑 与压 实 ．
在既有 线 路路 基 两侧 ， 设 Ｓ Ｒ 高分 了复 合 防水卷 铺 ＰＥ
材。由于 Ｓ Ｒ Ｐ Ｅ挡水板 的阻 挡 ， 使地 下水 不再 渗入基底 ， 消 除了热源 ， 基底地温降低 ， 使正温 区消失。挡水板直立 铺设 ， 下部 挡 水 板 必 须 深 入 多 年 冻 土 上 限 下 ０ ５ｍ， ． 上端 露 出 地 面
尽量采用人力开挖 ， 少 基坑暴露 时 问 ， 减 防止 挡 水 沟 曝 晒 和
多年冻土地区路基的设计探究
多年冻土地区路基的设计探究多年冻土给我国当代工程建设带来了较大的影响，路基作为工程建设的基础工程，其质量问题直接关系到工程建设的质量。
在我国多年冻土地区，其路基设计显得更为重要。
文章对我国多年冻土地区路基设计进行了相关的探究。
标签：多年冻土；路基；设计引言我国冻土地区分不广泛，多年冻土地区路基施工的关键技术对我国当代工程建设质量有着这重大影响。
在我国多年冻土地区主要分布在大小兴安岭、青藏高原、喜马拉雅山以及东部某些山地。
而我国全面建设小康社会当中，大力修建公路来加强东西区域间的联系。
而这些地区的冻土对我国当代公路工程建设影响是非常大的，路基作为工程建设的基础工程，是受冻土直接影响最大的一项工程。
为了保障我国当代工程建设质量，就必须对这些多年冻土地区的路基进行合理设计。
1 我国多年冻土概述多年冻土是指持续多年冻结的土石层，可分为上下两层，上层每年夏季融化，冬季冻结，称活动层，又称冰融层；下层常年处在冻结状态，称永冻层或多年冻层。
在我国，多年冻土地区主要分布集中在青藏高原、喜马拉雅山、大小兴安岭等地区，我国多年冻土地区面积占到我国总面积的百分之二十。
在这些冻土地区，地基土的冻结给地基工程的整体建设造成了很大的影响。
中、低纬高山和高原地区的冻土层，主要受海拔高度的控制。
一般来讲，海拔越高，冻土层越厚，低温也越低，永冻层顶的埋藏深度越小。
土层的冻融变化是土木工程建设中必须考虑的重要因素，处置不当将带来严重后果。
2 多年冻土给路基造成的危害2.1 路基冻胀在我国多年冻土地区，海拔较高，气温较低，在季节融冻层中，当土层中的水分达到了一定限值时，受温度的影响，土层中的水分就会冻结，水分冻结就会成为固体，长期以来，冻土地区的路基就会出现冻胀现象，给道路安全造成一定的隐患。
2.2 路基沉降路基基底土层分布着土冰层，这些土冰层是常年受低温影响，土层水分被凝固，但是我国当前路面每天所承受的荷载是连续不断的，时常还会出现负载，当路面受到的负荷超过路面的最大限值时，就会出现路基下降，土层之间的间隙就会缩小，同时冰土层就会加速融化，路基基底融化就会产生路基下沉，如果修筑路基工程不注重排水工作，就会造成积水，水越积越多就会产生热效应，使得冻土地区的地下冰加速融化，从而导致融沉。
多年冻土地区公路热棒路基设计
热棒开始在我国使用 ， 主要应用在青藏铁路高海拔多年冻土 区上 ， 许多科研单位都修筑 了公路 热棒路基 试验段 ， 经实 但 地调查 发现 ， 公路热棒 路基边坡土质松散 ， 含水量较大 ， 且产
生了纵向裂缝 ， 不均匀沉陷变形等一系列病害。我国多年冻 土面积约为 占到国土面积 的 ２ ． ％ ， 理的利 用热棒制 冷 ， ２４ 合 并提 出一套合 理的热棒 路基设 计方法 对多年冻 土地 区的公 路修筑有重要 意义 。 １ 热 棒 路 基 工 作 原 理
（ 长安大学特殊地 区公路工程教育部重点实验 室 ）
摘
要： 多年冻土地 区修筑路基是 一世界性难题 ， 热棒路基是保护冻土 的一种尝试 。在调查 已建热棒路基及
试验路段并掌握热棒工作原理的基础上 ， 分析 了热棒路基的设计原则 和依据 ， 并提 出了多年冻土地 区热棒路
基的设计方法。
关键词 ： 多年冻土 ； 热棒路基 ； 设计原则
（） ３ 工程地质勘察资料 工程地质勘察资料 主要包括 以下及方面 ： 多年冻土的分 布情 况及冻土 类型 、 土质状 况多 年 冻土 地温 、 土上 限、 冻 植 被、 积水情 况等 。工 程地 质资料的完善有助于帮助设计者找 到最佳 的设计方案 ， 提出有效的工程措施 ， 防治路基病 害。
３ 热棒路基设计 方法 在热棒路基设计时所有指标 的确定 ， 以保护多年冻土 均 或控制冻土融化速率为 出发点 。 ３ １ 路 堤 高度 的确 定 ．
措施使路基保持在 最小 临界高 度 （ 即路 基最 小填 土高 度 ） ； 控制冻土融化速率的设 计原则 是指保持 多年冻 土引起 的路 基沉 降不会降低公路的服务水平 ， 证在 道路设计使用 年限 保 内多年冻土的人为上限不降低 ， 或由于人 为上 限的下降 产生 的融沉变形在设计允许变形范围 以内的原则 。
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多年冻土地区路基
青藏线冻土处理
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冻土相关概念
冻土： 凡是土温等于或低于零摄氏度、且含有冰的 土(石)。 分类： 短时冻土（数小时/数日以至半月） 季节冻土（半月至数月） 多年冻土（3年至数万年以上）。
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冻土相关概念
上限：多年冻土层的顶面 下限：多年冻土层的底面 天然上限：在大自然条件下形成的上限； 人为上限：受人为活动影响形成的新上限； 多年冻土上限和季节融冻层相衔接的，称为衔 接的多年冻土， 多年冻土上限和季节融冻层之间为不冻层所隔 开的称为不衔接的多年冻土。
不带风门的通风管
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青藏线多年冻土技术
冻土路基工程措施
（3）通风管措施
带风门的通风管
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青藏线多年冻土技术
冻土路基工程措施
（4）热棒措施
32公里线路使用热棒
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青藏线多年冻土技术
冻土路基工程措施
（4）热棒措施
冷凝器
利用管内工质（氨 水）的气液两相转 换； 依靠冷凝器与蒸发 器之间的温差 通过对流循环实现 热量传导
边坡受热面增大 坡向作用增强 造成人为冻土上限抬升不均匀
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青藏线多年冻土技术
冻土路基工程措施
（10）以桥代路措施
在复杂冻土地段， 修建低架双排柱小跨度 钢筋混凝土梁桥。 复杂冻土地段
高温极不稳定、高含冰量 冻土厚度大、埋藏浅的细 颗粒土地段 高含冰量冻土斜坡 水文和水文地质条件复杂 地段
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冻土的危害5/54源自多年冻土不良地质现象1. 2. 3. 4. 5. 地下冰。 冰锥、冰丘。 热融坍滑。 热融沉陷和热融湖( 塘) 冻土沼泽。
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青藏线多年冻土技术
青藏高原多年冻土特征
热稳定性差 厚层地下冰和高含冰量冻土比重大 对气候变暖反应极为敏感 太阳辐射强烈(日照一般为26003000h/a)
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青藏线多年冻土技术
冻土路基工程措施
（2）碎石（片石）护坡(或护道)措施
阳坡碎石护坡 1.6m 填 土 填筑片石 0.8m 阴坡碎石护坡
碎石护坡路堤横断面结构示意图
碎石护坡 片石护道 填 土 填筑片石
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片石护道路堤横断面结构示意图
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青藏线多年冻土技术
冻土路基工程措施
（3）通风管措施
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（8）路基排水措施
路堤 挡水埝
C15预制混凝土块板 下设750g/m复合土工膜
细砂 角砾土
天然冻土上限
SPRE挡水板,厚1.2mm
路基防排水横断面示意图
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青藏线多年冻土技术
冻土路基工程措施
（9）合理路基高度措施
路基填筑高度2.5-5.0 m
冻土上限变化和路基高度变化呈非线性关系
太高的路基不利于冻土稳定
m 1:
.5 1 1: 2%
填 土
0.2m中粗砂反滤层 0.2m碎砾石 1.5m填筑片石 粒径0.2-0.4m 2% 排水土拱，厚0.3m
填土
片石气冷路基断面示意图
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青藏线多年冻土技术
冻土路基工程措施
（2）碎石（片石）护坡(或护道)措施 主要解决坡向效应引起的路基不均匀变形问题
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（7）基底换填措施 （8）路基排水措施 （9）合理路基高度措施 （10）以桥代路措施
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青藏线多年冻土技术
冻土路基工程措施
（1）片石气冷措施
适应于高温极不稳定、不稳定冻土区
片石气冷路基累计达117公里
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青藏线多年冻土技术
冻土路基工程措施
（1）片石气冷措施
路基宽度 2.0 护道
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青藏线多年冻土技术
主动降温的设计思想
传统设计思想，主要是通过增加热阻保护冻土
。国内外大量工程实践证明，增加热阻措施，
如增加路堤高度和采用保温材料，能够延缓多
年冻土的融化，但不能从根本上改善路基的热
状况
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青藏线多年冻土技术
主动降温的设计思想
克服了传统上采 用被动保温工程 措施的弊端，广 主动降温、冷却地基、保护冻土 泛采用主动降温 的工程措施 充分考虑气温升 高对将来冻土工 多年冻土工程设计实现“三大转变” 程的不良影响
填 土 隔热保温材料 50cm
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隔热保温材料路堤横断面结构示意图
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青藏线多年冻土技术
冻土路基工程措施
（7）基底换填措施
在挖方地段或填土厚度达不到最小设计高度的低路堤 地段采用
隔热保温材料
高含冰量冻土 天然冻土上限 基底挖除换底
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基底换填处理断面示意图
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青藏线多年冻土技术
冻土路基工程措施
蒸发器
气液两相交换
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热棒寒季工作机理示意图（暖季停止工作）
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青藏线多年冻土技术
冻土路基工程措施
（5）遮阳棚措施
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青藏线多年冻土技术
冻土路基工程措施
（6）隔热保温措施
仅在低路堤和部分路堑上采用 8cm厚挤塑聚苯乙烯（XPS）板 铺设保温板
降低导热系数 置换当量填土厚度 单向导热
冻土环境分析
静
态
动
态
冻土保护方式
冻土治理措施
被动保温
单一措施
主动降温
综合施治
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结合气温变化、水文条件以 及工程结构性要求等，灵活 运用不同措施加以解决
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青藏线多年冻土技术
冻土路基工程措施
（1）片石气冷措施 （2）碎石（片石） 护坡或护道措施 （3）通风管措施 （4）热棒措施 （5）遮阳棚措施 （6）隔热保温措施