为有效提高路基的稳定性和承载能力,延长道路使用寿命,论述季节性冻土地区路基病害防治重要性,分析季节性冻土地区路基常见的冻胀、融沉和翻浆等病害及成因,并提出控制土中的含水量、提高路基填土高度和压实度、换填基床土和铺设保温层等防治策略,以供参考。
文章概述了冻土地区路基病害的成因和发展规律,包括水分迁移、冻融循环等关键因素,详细分析了冻土地区常见的路基病害类型,如沉降、变形和裂缝等,并深入探讨一系列针对性的治理技术,包括增加路基宽度、加强排水系统、合理选择填料材料、改进施工技术、加强维护管理以及建立病害监测与评估体系等,旨在为冻土地区路基的施工、病害治理实践等提供一定参考依据。
多年冻土区独特气候条件下公路路基、路面长期面临各种冻害,影响其安全性和稳定性。以新藏公路某项目施工路基实际发生的病害为例,结合冻土的分布概况,分析高寒、高海拔地区多年冻土区公路路基病害产生的原因,提出防治措施:不仅要建立顺畅的排水系统、采取合理的保温措施,还要合理地设计及施工,尤其是材料、路基和路面结构的选择。
文章结合俄罗斯远东地区多年冻土路基处治前期研究实例,通过收集俄罗斯地区多年冻土路基处理方法,对俄罗斯地区现状道路多年冻土路基病害进行调查。借鉴俄罗斯多年冻土地区成功实践经验,并吸取多年冻土处治失败案例的教训,进一步研究和优化多年冻土处治措施。结合项目所在区域特点,在对楚科奇地区多年冻土特性研究基础上,以提高冻土上限为目的,提出符合楚科奇地区的多年冻土处治方案。
冻土地区的土层性质对公路路基稳定性的影响至关重要,随着冻土地区公路建设项目的不断增加,冻土地区公路路基的设计工作面临更多挑战。为了探究多年冻土地区公路路基稳定性的影响因素和设计难点,文章从路基勘察设计的角度总结了此类地区公路路基设计的影响因素和存在的问题,并给出了不同月份路基的稳定系数及路基设计的针对性提升改善措施。结果表明,6月—10月冻土地区的路基稳定系数为2.0左右,其他月份路基稳定系数较高;通过铺设基地保温层和优化路基填筑施工及强化路面结构设计可以有效解决多年冻土地区公路路基设计面临的问题。
青藏铁路1401旱桥位于唐古拉山多年冻土区。青藏铁路正式运营后,1401旱桥桩基连续多年出现沉降现象,严重危害了铁路的安全运营。对2009—2018年间沉降数据的分析表明,经过2009年、2011—2012年以及2017年三期的整治,该旱桥桩基已经趋于稳定。进一步分析发现,1401旱桥桩基沉降的主要原因包括浅层多年冻土夏季升温、青藏铁路沿线气候变暖、深层承压水外泄导致的冻土升温和下限升高。青藏铁路1401旱桥桩基的整治措施表明,冻土区桩基沉降的治理工作是一个复杂长期的过程,必须综合考虑各项整治措施对多年冻土地基的热扰动,建议开展青藏铁路旱桥的监测,增强早期发现、治理桩基病害的能力,提高青藏铁路旱桥路段的运营水平。
针对青藏铁路K1297+055路桥过渡段多年冻土区路基沉降变形,通过现场调查、理论分析及室内试验,分析了路桥过渡段病害产生的成因,采用在桥台台背回填片石的技术措施,并对变形和地温进行监测。结果表明:实施整治措施后的最终沉降量为14.7~15.8 mm,达到规范要求,且地层多年冻土上限较措施前减小约1.5 m,有效提高了路基整体稳定性。
青藏铁路开通运营16年后,多年冻土路基情况整体良好,仅部分路段存在路基沉降变形、排水不良、路基开裂等病害;主要采用土护道、片石护坡、热棒、排水盲沟等综合补强措施,大部分地区整治效果良好。通过分析,多年冻土路基病害产生的根本原因是多年冻土场变化及水热防护不足,而现有补强措施大多遵循主动降温、冷却地基、保护冻土的原则,忽略了水热侵蚀对多年冻土的影响,因此还需增加水热防护措施;对于常见多年冻土路基病害且成因清晰的地段仍可采用现有措施进行补强,而对于病害反复发生地段需重新勘察后再制定整治方案。此外,考虑气温升高对多年冻土的影响,还需开展更高升温条件下现有补强措施的有效性及新型补强措施的研究。
隧道衬砌的服役性能对多年冻土隧道的安全至关重要。病害是影响衬砌服役性能的主要因素,多年冻土隧道衬砌病害主要包括隧道衬砌变形及开裂、隧道衬砌混凝土冻融劣化及隧道衬砌渗漏水结冰。隧道衬砌变形及开裂的主要原因有隧道环境、隧道设计及施工、衬砌材料等因素。病害防治措施主要包括建立可靠的防排水系统、采取合理的防冻保温措施及选用合理的衬砌结构等。通过选取合适的防治措施,可显著提高衬砌的服役性能。
为减轻冻土土质对高速公路施工的影响,提高路基的稳定性,分析冻土的土质特点,阐述冻土地区路基设计理论,并提出高速公路冻土路基病害预防措施,为相关工程提供参考。