在凍土地區(qū)修筑公路，由于凍土土質(zhì)、溫度、水及荷載的作用引起應(yīng)力場(chǎng)的變化和重新分布，從而導(dǎo)致所修筑的路基、路面凍脹、翻漿、融沉；橋涵凍脹隆起和融化下沉、墻身開(kāi)裂甚至錯(cuò)位等病害。如何避免凍土地區(qū)公路發(fā)生病害，一直是高寒凍土區(qū)筑路科技工作者探索和研究的課題。

內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市位于我國(guó)東北部，地處高寒地區(qū)，凍土分布較多。為研究多年凍土地區(qū)道路修筑技術(shù)“30l國(guó)道多年凍土地區(qū)路基路面穩(wěn)定性研究”課題列入“八五”交通部行業(yè)聯(lián)合科技攻關(guān)計(jì)劃，在30l國(guó)道甘一博段上鋪設(shè)了試驗(yàn)路，并于2002年進(jìn)行了技術(shù)鑒定。111國(guó)道騰大段“高寒地區(qū)島狀凍土軟土地基處理研究”課題于1998年自治區(qū)交通廳批準(zhǔn)立項(xiàng)的科研課題。本文以這兩個(gè)項(xiàng)目的研究成果為主要依據(jù)，探討分析凍土地區(qū)公路的病害特征及防治措施。1

凍土地區(qū)公路的病害特征及原因分析1．1

翻漿

在高寒凍土地區(qū)，由于在土壤凍結(jié)過(guò)程中匯聚了過(guò)多的水分，且土質(zhì)狀態(tài)不好，到春暖化凍時(shí)水分不能及時(shí)排出，從而造成土基軟弱，強(qiáng)度降低。在車輛荷載的作用下，路面發(fā)生彈簧、裂紋、鼓包、車轍、唧泥等現(xiàn)象，稱為翻漿。1．2

凍脹

高寒不良土質(zhì)中所含的水分在負(fù)溫下結(jié)晶，生成各種形狀的冰侵人體而導(dǎo)致土體積的增大。其主要表現(xiàn)是土層表面不均勻的升高。凍脹土與結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)之間主要產(chǎn)生凍結(jié)力和凍脹力(分為切向凍脹力、法向凍脹力、凍脹反力)。

凍脹本身不僅引起道路破壞，還可引起橋梁、涵洞基礎(chǔ)的凍害，特別對(duì)早期所修建的尤為突出。主要表現(xiàn)為橋梁墩、往基礎(chǔ)凍脹隆起，融化下沉，臺(tái)身在切向凍脹力和法向凍脹力共同作用下出現(xiàn)裂縫，甚至墩(臺(tái))基礎(chǔ)整體上抬或傾斜。涵洞凍害主要表現(xiàn)為洞身的凍脹隆起和融化下沉，端墻及八字翼墻圬工開(kāi)裂及涵洞管節(jié)的錯(cuò)位和脫離。1．3

融沉

在多年凍土地區(qū)，由于地下冰層埋藏較淺，在施工及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中各種因素使多年凍土局部融化，上覆土層在土體自重和外力作用下產(chǎn)生沉陷，從而造成路基嚴(yán)重變形。主要表現(xiàn)為路基下沉，路堤向陽(yáng)側(cè)路肩及邊坡開(kāi)裂、下滑，路塹邊坡溜塌等。融沉病害多發(fā)生在低路堤地段。1。4

其他病害

除了以上幾種常見(jiàn)凍害外，還有冰丘、冰錐、延流冰等，也容易使路面產(chǎn)生縱向裂縫、橫向裂縫網(wǎng)裂等。2

試驗(yàn)路鋪筑及觀測(cè)情況

為了限制公路各類凍害的發(fā)生，并了解不同性質(zhì)的路面路基填料、路基高度對(duì)基底多年凍土溫度變化規(guī)律的影響，從而取得凍土溫度及筑路材料的熱物性和路基形狀、氣候條件等因素之間的內(nèi)在規(guī)律，確保凍土地區(qū)筑路的穩(wěn)定，在兩個(gè)凍土研究項(xiàng)目上都做了一定長(zhǎng)度的試驗(yàn)路段。2．1

301國(guó)道甘一博段的試驗(yàn)路

在交通部科研“八五”行業(yè)聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目“30l國(guó)道沿線島狀凍土地區(qū)路基路面穩(wěn)定性研究”中，其在30l國(guó)道甘一博段的施工樁號(hào)k140十400～k140十800、k158十900～kl59十400，kl80十400～k18l十300三個(gè)段落上鋪設(shè)試驗(yàn)路。路基要求0～80

cm范圍內(nèi)填筑碎石土，且其中的土的含量不大于10％，以增加基底透水性，提高承載力，并起到阻止毛細(xì)水上升過(guò)高而造成路基含水量過(guò)大的作用，降低在秋凍季節(jié)低溫下發(fā)生嚴(yán)重凍脹的可能性。路面結(jié)構(gòu)為4cm瀝青混凝土，25cm水泥石灰綜合穩(wěn)定砂礫，40cm天然砂礫。在試驗(yàn)路施工過(guò)程中，根據(jù)不同情況適當(dāng)增加第一層碾壓厚度及增大壓路機(jī)噸位，減少路基沉降，提高路基整體強(qiáng)度。第一層填料厚度以碾壓成型而不產(chǎn)生松軟現(xiàn)象為宜。試驗(yàn)路路基填筑完工后對(duì)路基進(jìn)行了彎沉和承載板試驗(yàn)。2．2

111國(guó)道騰克——大楊樹(shù)段試驗(yàn)路

在111國(guó)道騰克——大楊樹(shù)段上進(jìn)行的是自治區(qū)交通廳科研項(xiàng)目“高寒地區(qū)島狀凍土軟土地基處理研究”，其中不僅要求對(duì)凍土進(jìn)行處理性研究，還要對(duì)軟弱地基進(jìn)行處置，因而試驗(yàn)路上對(duì)路基進(jìn)行了多種方案處理。在29十100～30十100用密實(shí)法即各類校進(jìn)行擠密；在60十800～62十800采用了換填法，換填素土和換填砂礫；在64十600～65十400采用拋石擠淤法和拋石擠淤法+反壓護(hù)道。路面結(jié)構(gòu)為5cm瀝青混凝土，20cm水泥穩(wěn)定砂礫，20(40)cm天然砂礫。經(jīng)多種方法經(jīng)濟(jì)分析，認(rèn)為處理淺層軟基凍土用拋石和換填比較經(jīng)濟(jì)科學(xué)；處理較深層的軟基凍土，可結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，選用不同的密實(shí)法處理。放3

棕膛公路凍害的防采治措施邪

(1誓)擠掌握影響凍土緒的主要因素，古了解破壞機(jī)理浮，改進(jìn)設(shè)計(jì)方駝法。套恢鮮多年凍土地區(qū)絹公路設(shè)計(jì)一般賽可采取以下方福法。顫徑①點(diǎn)保護(hù)凍土。在頂進(jìn)行公路設(shè)計(jì)丑時(shí)，通過(guò)采取丑適當(dāng)?shù)拇胧娜缭O(shè)置保溫層號(hào)、保溫護(hù)道、盒鋪筑淺色路面住等措施保證公蟲(chóng)路的人為上限黨不低于天然上鏈限。該原則主掛要用于低溫多則年凍土段，年唯平均地溫為分－求1牙．熱5感～瓶—惡3派．城5掌℃齊，含冰量高，們凍土人為上限慰較淺的路段。飲棉②且控制融化速度匠。其路基高度殃按滿足公路設(shè)辮計(jì)使用年限內(nèi)戲路基變形量不放大于允許變形類量的設(shè)計(jì)方法氣進(jìn)行設(shè)計(jì)。該舊原則主要用于振地溫較高，年禍平均地溫纖－組0凳．悄5著～蜘－鋼1埋．沙5透℃?zhèn)z，含冰量低的保路段。賺測(cè)③馬加速融化。主憑要用于地溫較蝕高少冰凍土或劈富冰凍土且厚巴度較薄的地段籠。前一類，凍浸土融化的下沉吊量較小，當(dāng)基盛底融深嚴(yán)為殼3畏～蕉5房m葉時(shí)，即使下沉知量大一些，一濤般不會(huì)危及路媽基穩(wěn)定性。后打一類可采取挖絲除預(yù)先融化富庸冰土層或用人吉工爆破、機(jī)械疲鏟除富含冰層催并換填干燥土霧層。襯

(2羅)煉改進(jìn)施工技術(shù)飾，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管希理。傾

(3灶)暈加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)晨意識(shí)，維護(hù)多久年凍土地區(qū)的曾生態(tài)平衡。頭(4才)圖采取適當(dāng)措施猾，進(jìn)行公路凍鍬害綜合防治。導(dǎo)①羽提高路基高度市，降低垂直地佛溫梯度。路基版的高度應(yīng)以降濫低垂直熱流至折接近熱平衡為世原則，使凍土屈上限埋深達(dá)到贏可能融化的最趨大深度，一般嬸要根據(jù)實(shí)測(cè)資辯料，進(jìn)行熱學(xué)賺計(jì)算得到，也挨可參照射表籍2羽取值套②替放緩邊坡或加掠寬加高護(hù)坡道答。護(hù)坡道的寬易度不宜小豈于離2內(nèi)～枝3階m繳，在排水不暢那的地段不宜小盞于脂5得m亭。高度一鄉(xiāng)般芳0鋪．晴8繩～攀1僑．維5槳m沒(méi)為露宜踢(廢主要考慮到經(jīng)的濟(jì)紡性礙)訂。如放緩邊坡到，則邊坡坡度港可塊取電1撒：臭2摟．演5根～請(qǐng)3大．考0毯。遺允③日改善排水設(shè)施價(jià)，加強(qiáng)地面排售水。裹④騙選擇適宜路基表填料。在內(nèi)蒙岸古多年凍土地化區(qū)進(jìn)行公路工邊程的建設(shè)中，