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。

2.3 冰害
在我国多年冻土地区，冬季气温低，地下水容易结冰，结冰后会产生冻胀现象从而使得地面被迫隆起，形成冰锥，当冰锥面积达到一定范围时，就会使得路面出现裂缝，寒冻裂缝主要由土体局部不均匀冻胀形成的路基横向扭曲，或冬季气温急剧变化引起的土体不均匀收缩引起的。

寒冻裂缝一般在冬季逐步出现而到春季会慢慢回落，但反复冻融会破坏路基稳定性，在车辆振动作用下可引起路堤边坡的滑坍，从而不利于道路车辆以及行人的过往。

3 多年冻土地区路基设计的重要性
近年来，我国建设工程规模不断扩大，在我国当前公路工程中，路基作为公路工程的一项基础工程，路基是行车部分的基础，它是由土、石按照一定比例要求建筑呈带状土工构筑物，因此，路基必须具有一定的力学强度以及稳定性，从而保障公路的使用寿命[1]。

然而在我国多年冻土地区，路基的稳定性受到冻土结构、水分等多种因素的影响，使得路基质量问题一直存在。

路基作为我国当前道路工程的重要组成部分，它是工程建设的基础，是公路的支撑结构，是我国交通的基础设施，承载着过往车辆、人的负荷，路基质量的好坏直接决定着公路的使用寿命。

我国多年冻土地区地形复杂，地势多样，对路基进行合理性设计不仅可以降低人力、物力、财力等方面的消耗，同时还可以改善人们的生活质量，促进我国经济的稳定发展。

4 多年冻土地区路基设计
多年冻土地区地形结构的复杂性使得其路基设计工作越来越重要了。

在多年冻土地区，其路基质量关系到该地区经济的稳定发展，对我国经济的全面发展有着重大关联系。

因此必须对其进行合理设计。

基设计的内容包括路堤、路堑设计，路基排水和防护工程设计。

4.1 路堤
路堤是指路基顶面高于原地面的填方路基，在结构上分为上路堤和下路堤，上路堤是指路面底面以下的80-150cm范围内的填方部分，下路堤是指上路堤以下的填方部分。

在我国多年冻土地区，首先对路基地形进行勘察，了解冻土地区土的类别[2]。

含水量以及融沉情况，路堤施工应先做好临时防、排水系统；基底、坡脚及影响路基稳定的范围内不得积水浸泡。

傍山修筑路堤时，应防止地表、地下水渗入路堤结构各部位。

填筑地面横坡陡于1：2.5和池塘、软土等复杂路堤，必须进行沉降和位移观测，控制填筑速率，发现异常，应立即停工处理。

在不稳定的地面斜坡及易于倾塌滑动的斜坡上施工时，人行道离填方坡脚线不得小于5m，并应设警示标志。

4.2 路堑设计
路堑是通过开挖天然地面做成的路基。

在我国多年冻土地区，路堑通过的地层结构比较复杂，受各种自然因素的影响，很容易发生变形。

在路堑设计中，应遵循多填少挖的原则[3]。

在多年冻土地区应避免路堑开挖，如果实在避免不了，在设计选择工程处理措施时应当在保证工程建筑稳定性的前提下，尽量减少冻土的破坏，同时做好防护措施，路堑开挖前，应先做好引、截、排水和防渗设施。

施工中如遇地下水涌出，应先排水，后开挖；每级边坡开挖后应及时施作坡面防护和排水设施。

为了防止自然降水下渗而造成基底冻土层融化，要采用适当的填充材质，同时在冻土层上方铺设一层粗砂。

4.3 排水设计
水的作用是造成路基病害最主要的因素。

路基排水的目的就是为了保障路基的稳定性。

在我国多年冻土地区，冻土层结构的复杂性决定了其路基必须要做好排水工作[4]。

为此，设计人员首先要根据冻土地区的地形环境进行勘察，要因地制宜，选用适当的排水设备，结合农田水利等各种排水设施和水利工程进行综合设计，尤其是在路堑地段，要设置好挡水埝，防止多年冻土受外力因素影响而出现积水问题，从而保障路堑的稳定性。

4.4 防护工程设计
我国多年冻土地区的地形结构的复杂性决定了其路基设计必须做好高防护工程设计。

在我国多年冻土地区，海拔较高，气候恶劣、空气稀薄，在这种条件下，为了保障路基的稳定性就要进行合理设计[5]。

可以采用浆砌片石护坡、护面墙等工程防护措施，为了防止自然降水带来的冲击影响，在采用挡土墙来进行支撑，保障冻土地区土体的稳定性。

5 结束语
在我国多年冻土地区路基设计工程中，受我国冻土地区地形、环境、水文、温度等多方面因素影响，使得路基所受灾害程度越来越大，给我国当前经济的发展造成了一定的影响，通过对冻土地区路基的合理设计，从路堤、路堑、排水、防护等方面入手，有效的保障了路基质量，为我国经济的发展提供了基础，从而使工程项目的投资发挥更大的经济效益和社会效益。

参考文献
[1]李勇，韩龙武，许国琪.青藏铁路多年冻土路基稳定性及防治措施研究[J].冰川冻土，2011（4）.
[2]曹国安，邸旺亮，蒋永莉，等.牙林线多年冻土地区路基下沉机理及整治研究[J].路基工程，1996（5）.
[3]艾世勃，李君富.遮阳板与保温材料组合措施整治多年冻土地区路基病害数值分析[J].岩土工程界，2007（3）.
[4]刘永智，吴青柏，张建民，等.高原多年冻土地区公路路基温度场现场实验研究[J].公路，2000（2）.
[5]胡晓阳，王连俊，张光宗.Logistic及Verhulst预测模型在路基沉降预测中的拟合研究[J].铁道标准设计，2013（9）.。