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
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。
季节性冻土地区铁路路基冻害及整治措施研究
表１ 仅 为根据路 局资 料统计 的 ２ ５ ｍｍ 以上 冻胀 量 的长度 ，根据 现场 调查 及 各工 务段 的 了解 ， 目前 局管 内线 路 还普 遍存 在 冻胀 量小 于 ２ ５ ｍｍ 的冻 害 ， 全部冻 害地段约 占线路长 度 的 ８％ 。
２ 冻害的种类及危 害 冻 害按其 产生部位 ，可分 为 以下三类 ：
局管 内大部 分 既有 铁路 建设 年 代 久远 ，整 体技
术标 准低 、设备 老化 ，产 生 了较 多 的路 基 病 害 。根 据２ ０ ０ ７～ ２ ０ １ １年 铁 路 局 秋 检 资料 ，对 冻 胀 量 大 于 ２ ５ ｍ ｍ 地段 路基统计如表 １ 。
表１ ２ ０ ０ ７ — ２ ０ １ １ 年 哈局冻 胀量大 于 ２ ５ ｍ ｉ ｌ ｌ 地段 统计
靠站 台一侧 的轨面高度要低 于外 轨 面 ，也形 成冻 害。 根 据哈尔滨 工务段 冻 害调 查结 果 统计 ，２ ０ ０ ７年 站 场 发 生冻害 １ ７ １ 处 ，道岔冻 害 ２ ２ 处 ；２ ０ ０ ８年站 场冻 害 ３ １ ２处 ，道 岔冻 害 ２ ６处 ； ２ ０ ０ ９年站 场 发生 冻 害 ３ ８ ０ 处 ，道岔冻 害 １ ７处 。 （ ４ ）近年来 ，为适 应提 速 的要 求 ，对部 分 线路 进 行 了局部 转线 移设 改 造 ，因未 脱 离原 有 的 自然地 理 条件 ，亦 未采取 相 应 的 防治 措施 ，也 导 致产 生 了 些新 的冻 害 。如 ，京 哈 线 的新 转线 地 段 就发 生 了 冻害 ３ １ 处。
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２ ０６ ・
路 基 工 程 Ｓ ｕ ｂ ｇ ｒ ａ ｄ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ４年第 １ 期 （ 总第 １ ７ ２期 ）
季节性冻土地基病害与整治策略分析
季节性冻土地基病害与整治策略分析路基是道路的重要组成部分，它是公路的基础，其强度和稳定性直接影响到整条道路的使用效果。
因此。
提高路基的强度和稳定性是控制整个道路施工质量的关键。
这就决定了当道路穿过季节性冻土地段时，必须对路基进行必要的处理，以防止季节性冻土对路基造成危害。
一、季冻区路基病害1. 冻胀引起的破坏当冬季赴温传入地下，路基中水分（包括通过路基土中毛细管上升到路基内部的地下水及孔隙中原有的部分水分）冻结成冰，并形成冰夹层、多晶体冰晶等形式的冰侵入体，水分冰冻后体积将增加5%～10%，引起土颗粒的相对移动，使土体体积产生不同程度的扩张现象。
如果冻胀力大于基底上的荷载，路基就可能被抬起，形成冻胀丘及隆岗等一些地形外貌。
2. 融沉翻浆在季节性冻土地区水文地质条件不良地段，冬季路基土体由于冰冻作用，使其含水量增大，春季化冻时路基中水分不能及时排除，形成潮湿软弱状态（翻浆），并且土体在融化固结过程中会产生局部地面的向下运动，使路基承载能力严重下降，危害道路的使用性能，不利于道路安全、正常、舒适运行。
二、成因分析路基的病害是与气温、土质及水源条件密切相关的，主要发生在气候严寒、具有季节冻结深度的地区，其土质以细颗粒的粘性土为主，往往富含水分。
分析季节性冻土区路基病害产生的原因主要有以下几个方面1. 气温秋末初冬，形成较大的温差梯度。
由于土中薄膜水具有自高温向低温转移的特性，较大的地温差，将使深部的土中水向基床上聚集，结成扁冰体。
初冬气候温和，降温缓慢，使冻结线在基床上层滞留时间较长，造成水分向上聚集的有利条件。
春寒较长，晚春气温急剧回升，基床上部土融化较快，大量的融冻水分无法排出，又来不及蒸发，形成流塑状泥浆。
2. 水源秋末多雨，冻结前土基原始含水量大。
土层冻结具“开系统”条件，地下水位在冻层附近。
地表排水系统不畅，积水较多，或路基有道碴槽积水，向基床渗透聚集。
路基内部毛细水密布，不能及时排出。
冬季侧沟积雪较多，春融期又遇降水，造成融冻层湿度恶化。
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。
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。
季冻区路基病害及防治措施
工程科技季冻区路基病害及防治措施金荣刘佳顺刘兵曹云龙（张向东指导）（辽宁工程技术大学土木与交通学院，辽宁阜新123000）1概述我国冻土分布广阔，多年冻土区面积215万平方公里，季节冻土区是513.7万平方公里，两者之和约占国土面积的75％。
而且由于冻土特别是季节性冻土会产生冻胀、融沉以及造成路面翻浆和冻土路基的养护等一系列工程问题，所以关于冻土的研究一直是学术界的一个热点问题。
目前关于冻土的研究无论从理论分析、室内试验、工程实际还是冻胀预测模型的研究都比较深入系统，提出了一系列的路基冻害的防治措施，建立了冻胀理论模型，特别是青藏铁路的建设极大的推动了我国冻土研究的发展[1-3]。
马立峰等针对牙林线北段试验工程段，结合现场实测地质资料和气温资料，综合运用了XPS保温板、EPS保温板、热棒、保温护道多种防治措施进行了路基病害整治的试验研究，利用有限元分析软件对该试验段路基病害整治效果进行了数值分析研究[4]。
徐学祖等分别进行了封闭系统正冻土、己冻土中水分迁移的室内土柱试验和开放系统非饱和正冻土水分运动的现场测试工作，研究了水分运移的规律，并建立了冻土冻胀理论模型及冻胀控制措施的研究[5-6]。
王悦东等对冻土非线性断裂破坏进行了数值模拟，基于非线性断裂力学理论建立了关于冻土非线性破坏的胶结力裂纹模型，分别基于能量的观点和修正因子法，通过测试试样的非线性参数来求出非线性应变能释放率，得到两种测试结果吻合较好的结论，同时指明了冻土断裂力学发展的方向[7]。
这些成果对于季节性冻土路基的设计具有重大的指导意义，也是进一步研究的基础。
2路基病害2.1冻胀机理冻胀和翻浆都是在夏秋地面水下渗或下水位升高的基础上，在冬季负气温的作用下，发生水分迁移，使路基上层水分增多，并冻结成冰而形成。
冻胀可分为原位冻胀和分凝冻胀。
冻胀水原位冻结，造成体积增大9%，但由外界水分补给并在土中迁移到某个位置冻结，则体积将增大1.09倍。
季节性冻土地区铁路路基冻害分类及综合整治
呼和浩特铁路局管内线路所处地区均属于季节性冻土地区,冻结最大深度为1.4~2m,铁路路基冻害对铁路安全行车威胁很大,这里主要介绍路基冻害部位分类,不同冻害采用整治方法及达到的效果。
1季节性冻土地区铁路路基冻害部位分类1.1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。
表层病害形成的主要原因:(1)基床填料土质不均,致使基床强度不一,在列车荷载作用下,产生不均匀沉降,引起基床面不平整,造成降水不能及时排出,水分渗入到基床土体内,当土层含水量增大且超过了起始冻胀含水量时,基床土体中的水结冰,体积膨胀,同时水分又向冰结封面补给,水分比冻前增加较大,形成冻害。
(2)路基坡面表层为非匀质土。
由于路堤填料来源不同,且在填筑时,土层的厚薄和夯填密实度不同,致使填料的结构、层次等条件的不同,在冻期经水分迁移、聚积,其聚流量也不尽相同,产生的冻胀量也不等,从而形成坡面冻害。
(3)气温对土的冻结有一定的影响。
受地形、地质、日照及植被覆盖的不同,路堤的不同部位(阴坡、阳坡)其热交换不同,对土中冻结率的影响也不同。
在土冻结时,由于表层土温及冻结速率的不同,其水分迁移的聚流量和冻胀量便不相同,产生了冻害。
1.2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。
2路基冻害的整治措施与控制2.1冻害日常控制2.1.1冻害排查为加强冻害管理,确保整修有据可依,呼和工务段制定了详细的检查制度和方法。
浅析深季节冻土地区路基冻害的预防
第３４卷第１６期・２９０・２００８年６月山西建筑ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥＶ０１．３４Ｎｏ．１６Ｊａｎ．２００８文章编号：１００９．６８２５［２００８）１６—０２９０—０３浅析深季节冻土地区路基冻害的预防薛宝科摘要：结合通辽一霍林河扩能改造通辽枢纽工程及既有路基病害情况，论述了深季节性冻土区铁路、公路常见病害的产生机理，分析了影响路基病害的主要因素、不同部位冻害的特点及危害，提出了深季节性冻土地区路基冻害防治措施的意见。
关键词：路基，铁路，冻土地区，强度，温度中图分类号：Ｕ４１６．１文献标识码：Ａ１概述１．１自然概述通辽铁路枢纽位于内蒙古自治区东部通辽市境内，是东北地区西部重要的区域性铁路枢纽。
枢纽区第四系沉积厚度巨大，出露地层上部主要为第四系全新统人工填土，冲积粉质黏土，粉土，粉、细砂，中砂，下部为第四系中更新统冲积粉质黏土，黏土，细砂、中砂。
该区属中温带亚干旱大陆性气候，春秋多风，冬季寒冷，夏季炎热少雨，蒸发强烈，气候干燥，降雨多集中在６月～９月四个月份。
年平均气温７．４℃，极端最高温度３８．５℃，极端最低温度一３３．９℃，接触的底基层可以采用路拌法施工以外，其上面的各层均应采用集中场拌和摊铺施工法，以确保标高、横坡、强度、平整度达到设计要求。
当采用摊铺机进行基层施工时，为了消除中间高两侧低的现象，可适当调整摊铺机两侧的横向斜杆，使熨平板呈中间低两头翘状态。
严格控制基层平整，面层铺筑前用３ｍ直尺对基层进行平整度检测，平整度差且大于８ｍｍ的路段应进行整平。
面层摊铺前认真清扫基层表面，确保基层表面整洁，没有松散浮料和杂质。
如有泥土还应用压力水冲洗干净；如基层表面局部透层沥青或下封层脱落，则应将脱落处基层表面清洗干净后补撒透层沥青或补做下封层。
认真抄平放线，确保基层标高和基准线标高准确无误。
基层标高超过允许范围时，高处必须铲平，低处可用下面层补平。
面层铺筑前受到其他工序污染，如表面滴落水泥成硬渣时，应予及时清除，以确保面层平整度。
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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。
在水分聚积到一起而且还移动的时候,其中的
结构和自身的土质因素和表层的层次等很多的条件是不一样的,自身的聚合量也
不一样,形成的冻胀量也是不同的,这样就形成了冻害。
就比如说某一个地方的路堤,因为不同的填筑土质,引发了单侧路基冻起, 左侧比右侧低了大约二十mm。
3、地表水或地下水对路基土体的浸湿不均匀
路基土的不均匀润湿条件有：路基床表面不均匀,水都不一样，路基水范围(涵盖河流现象)；);单裂缝隙水;范围边沟水,地下潜水或表面积水位置倾斜到一边。
4、温度影响形成的冻害
对土壤冻结温度的影响，如果温度的地形、植被、土壤、阳光和热将不同，
同时对土壤冻结率有不同的影响。
在土壤冻结,因为不同的表温度和冻结速率和
水分迁移流和冻胀量是不一样的,出现了冻害。
最重要的是,土壤、水、温度和冻
胀的其他条件,关键是地表水的表面冷伤害,低温和土壤敏感,当然,也不可小觑。
唯有在土壤、水、温度与其他条件本身产生差异的时候，出现了冻害。
冻害是冻
胀现象的数量差异值而不是冻胀量。
是由于冻胀值的差别,当出现表层冻害，而
且没有充分补给地下水,其价值极少大于50毫米。
（二）、较大的冻害
路基深层冻害出现的时期很晚，出现在冻结期间的后期，东北地区通常是在
十二月中旬以后，一直到冻期后期才可以终结冻害的产生，地下水影响这深层冻
害的产生。
假如没有地下水，哪怕土质的差别再大，下面出现脱水的情况，仍然
不会出现太多的冻胀情况。
1.
路基冻害形成原因
路基基床表面不平坦导致基床表面存水,由于基床表层被水分浸入，土层水
含量提高超过了起始冻胀含水量时,表层里的水冻结,体积扩张的同时水分又向结
冰地方补给,水分比结冰之前更大，就产生冻害。
但是土的覆盖聚集深度和层次
也不一样。
冻土中的未冻水随着温度减小的方向移动,在温度高的土体领域内,由
于未冻水含量降低而损害了该土体领域内冰水二者的热力平均,造成了未冻水向
冰方向的水分移动,让初始水含量高于未冻土的水含量,这表示土体中的水分正在
从头散播,水分从未冻土中向冻土中移动。
三、路基冻害整治的工程措施
根据大量的出版文献，路基冻胀主要是表面冻结，冻胀变形主要侧重于基床
的限度内，冻胀路基基床表层的冻胀量占冻胀总面积的70%以上。
所以，路基
冻胀变形控制，尤其是基床的表面层冻结变形，是解决路基基床冻胀控制问题的
主要点。
（一）、表层冻胀损害的处理措施
表面层冻害是冻害路基防治的关键，由于在路基冻结的研究中，认识到大部
分冻害都是路基表面层冻结。
对于路基表面层冻害采取的预防措施是多种多样的。
总结后为以下三个方面:
1排水和隔水
将地表水排放出去或者将疏导地下水和下层水的隔断全部放低下来就是排水
和隔水的最终目的，以此来解决或者减轻路基产生的土体冻胀的问题。
2、改土
将路基土体中并不平整、顺滑的土壤剔除出去，或者将土的性质改变是主要
目的，以此来解决或者减轻路基产生的土体冻胀的问题。
3、隔温
让冻胀性的土壤与冻结层分离或者是大部分与冻结层分离开是主要的目的，
以此来解决或者减轻路基产生的土体冻胀的问题。
地面以及地下的排水设施、同
土替换、垫层设砂、将炉渣垫层、盖被以及起道等等都是经常使用在日常生产和
生活中的主要手段。
（二）、路基深层冻害的预防方法
对于铁路深层路基冻害的预防方法我们选择双层路基进行，上层为钢筋网加
混凝土铺设；下层为涵管层，涵管层可以将地下水、路基、路面、边沟地表水进
行引流，从而将这些水排除铁路路基，使得路基水分含量大大缩小，对于冰雪消
融也能起到很好的导流作用，而且涵管占了铁路路基的主体，使得冻土路基、软
土路基无法形成对深层路基的冻害作用，因为涵管内部为真空，温度如何变化对
涵管毫无作用，这样就避免了深层路基冻害的现象。
但是铁路路基承载力大，受
列车的振动强，因此单靠涵管作为列车路基，显然是支撑不起的，为此我们必须
在涵管上层加入钢筋混凝土才能支撑路基承载力，再进行浇筑钢筋混凝土时，需
对涵管进行填埋并且振捣结实，防止涵管受力不均造成破裂。
钢筋混凝土浇筑完
毕后在上面铺设碎石颗粒，以保护铁路路面。
在浇筑钢筋混凝土时也要留下导流口，以便将路面积水及时排除，避免冻害。
四、对季节性冻土地区铁路路基冻害防治时必须注意的
（一）、必须在严寒地区铁路修筑的设计和施工中采取预先防治冻害措施
路基开挖填充填充是直接作用于在地面上的，易受水文和气象以及地质结构
的性质因素的不良影响。
虽然在调查和设计中，广泛的收集资料、研究和分析，但通常没有深入、全面的了解自然，不适当的研究和分析是不可能将不良位置完
全规避的。
一旦选择施工不当的位置和或工程措施，可能会导致灾害发生，不只浪费很多处置资金，还对铁路运输有长期影响。
（二）、分析探讨冻害产生因素和法则采取正确的预防措施
只有在充分调查的前提下，针对其产生因素，采取好的预防方法，防治冻害才能收到理想的效果。
（三）、运用防止冻害的方法
以清理部分病害区域的冻害高度为标准，让附近量地区的冻胀值在一定的范围内慢慢转变，让线路拥有符合规定的纵邻。
运用预防冻害的方法时，第一就要将排水思考到，随后在将其他方法的配合考虑进去。
由于水不但可以减小路基的强度，从而导致其他路基方面的病害，还关系到路基的稳定性。
因此，在预防水害方法的时候，必须将怎么疏干路基放在第一位。
在进行预防冻害的方法时，必须做到就地取材，因地制宜。
在进行预防冻害的设计时，一定要对症处理，经济合理，持之有效。
结束语
这些年来对路基冻害情况的治理,管内比较大且成段连续的冻害治理已取得
了很大的成果。
就现在的冻害现象来看,其功效还是不错的,为确保运输的安全性起到了很大的意义。
在后来的铁路保护和修理的施工中,应尽量季节性冻土独特
的工程地质特性斟酌好。
针对季节性冻土的特性,展开关于防治路基冻害的探讨
分析,进行现场模拟实践,找出路基冻害的出现因素,探讨冻害出现的法则,通过不同的很好的方法进行预防,概括成功经验,在新建铁路建设和以前的铁路养护维修中,通过“动态设计,信息化建设;一次解决,杜绝遗留,让刚施工的以及修正的铁
路路基冻害现象尽量的减少。
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