季节性冻土地区公路路基设计要点分析

董大为

（黑龙江省五常高等级公路管理处，黑龙江五常 150090）

季节性冻土地区公路路基设计要点分析

董大为

（黑龙江省五常高等级公路管理处，黑龙江五常 150090）

以季节性冻土地区公路路基设计要点进行分析，以此来说明冻土地区路基设计的质量好坏直接影响着冻土地区的公路质量。

季节性冻土；公路路基；设计要点；分析

1 季节性冻土地区公路路基设计要点

1.1分析冻胀原因、进行跟踪勘测

前面我们说到在季节性冻土地区的公路出现冻胀现象，我们通常用冻胀量和冻胀率来体现公路的冻胀特点，即为公式η=h/H×100％来计算，其中η-冻胀率；h-冻胀量；H-冻结土层厚度。而形成冻胀现在的主要因素为“土质、水量、温度”三方面。因此在季节性冻土地区修筑公路，对冻胀现象问题，要求路基设计从这三方面着手勘测。

（1）土质

在对季节性冻土地区进行路基设计时，对土质的研究非常关键。如何对季节性冻土地区的土质进行调查分析，是路基设计之前的重要因素。在冻土地区，要在等距离间隔下的土质进行钻挖，达到冻土深处进行采样分析。在对土质的分析中着重查看土质的颗粒状态、土质所含的矿物质、土壤密度、含水程度等。在土质研究中，土质颗粒的组成至关重要，与粉土、黏土都有一定关系。例如：粉土中，天然含水量为12.5％～33.5％，图层冻胀程度为2～4级。

（2）水量

水量，即为地下水含量。在对季节性冻土地区进行路基设计时，对地下水的调查可与对土质的调查共同进行。含水量大的土其冻胀量大。对于土的含水量可以通过公式w=Mw/Ms*100％来进行核算，Mw是土中水的质量，Ms是土与水的质量。

（3）温度

对于季节性冻土地区地表的气温调查，是决定着公路是否会发生冻胀现象的重要因素。特别是调查研究地基的冻结深度至关重要。因此地表温度的调查是影响路基设计的主要环节，设计人员可以根据当地的气象站了解温度情况，也可以对近几年来的地表温度变化进行分析。

1.2路基设计中，加强对季节性冻土地区路面翻浆的防治措施

（1）路基设计时增加填土高度

在季节性冻土地区对公路路基进行设计，首先想到的是如何保障路面强度和稳定度。由于路基填土高度增加，使路基高于地下水或地面水分，使路面远离地下水的迁移或冻结。因此，在季节性冻土地区的路基设计中，保证上限不下降，要求路基高度不小于临界高度，所谓临界高度是保证冻土上限不下降的路基最小填土高度。从而减小冻胀现象发生。以青藏公路路堤临界高度为例，由于路堤认为上限与天然上限和路堤填土高度三者之间有较好的线性关系，根据临界高度的定义，则砂砾路面路堤的临界高度H砂，H砂=1.0-0.15h天，沥青路面路堤的临界高度H沥，H沥=2.46-0.40h天。

（2）有效控制路基水分排泄

所谓的翻浆现象就是水分在路基中进行迁移、变化的过程。地下水和路基地表附近的水分是形成季节性冻土地区公路路面翻浆的重要因素。对这些水分进行有效的排泄是公路路基设计必须考虑的问题，在路基设计中，要尽可能的对这些水分进行排泄，以减少水分聚集和毛细水的供给，时刻保持着路基的干燥性。

（3）增加路基压实度

所谓路基的压实度，就是对路基的夯实度，是指土或其他材料压实后的干密度与标准最大干密度之比。在路基设计中，压实度是其质量检测的关键指标之一。根据《公路路基施工规范》的压实度标准（高速公路、一级公路1.5 m以下的路堤压实度标准从90％提高到93％，1.5 m以上各层分别提高一个百分点；二级公路1.5 m以下从90％提高到92％，0.8～1.5 m从90％提高到94％，0～0.8 m从93％提高到95％；三、四级公路路堤基底压实度不小于85％），增加路基的压实度可以减少路基上部水分和聚冰程度。在季节性冻土地区，压实度与冻胀率有很大关系，当压实度为80％-90％时，路基土冻胀率最大，因为80％的压实度其毛细水上升的高度较高，而当压实度在90％以上时，粉质黏土中的弱结合水占据了路基中的细小孔隙，使毛细水无法上升，从而使路基上部的水分不能聚集而结冻。

（4）设计防冻层

在季节性冻土地区或多年冻土地区修筑公路，对于路基的设计要求路面的总厚度不小于规定的最小防冻厚度。在冻土地区，如冻深小于0.5 m的地区，那么路基则不需要设计防冻层，例如以水泥混凝土的路面来说，要根据冻深的情况来设计防冻层。

（5）设计隔温层

无论是公路的冻胀现象、融沉现象还是翻浆现象都离不开温度因素的影响。在冻土地区，公路路基的设计可以增加隔温层来减少或者防止土基结冻，从而防止各种不良现象的发生。对于隔温层来说，压实材料的首要特点就是要求不导热，如树皮、木屑等，铺在土基内部或者土基顶层。有的公路甚至可以依靠泡沫等材料进行隔温，以此来防止毛细水或者地下水的具体结冻或者春融时的融沉、翻浆现象。

2 结束语

季节性冻土地区的公路路基设计虽然比较困难，但是国家《公路路基设计标准》的颁布给在冻土地区修筑公路提供了有效的可行性依据。我国的青藏公路的修建就充分说明了冻土地区的公路路基设计是可以达到标准水平。青藏公路海拔高，多年冻土，但是根据土基冰层中含冰量的测试，采取填筑足够高度的路基以此保护冻土的方法，使路面吸收的热量不至于影响路基下面的冻土土基，采取路基排水设施以及防范地面水对路基的浸浊，从而达到稳定路基的目的，所以在季节性冻土地区，公路路基设计的各个要点对将来公路的寿长和质量都起着至关重要的作用。

［1］ 王书娟，陈志国，秦绪喜等.季节性冻土地区公路路基冻融过程实时监测分析［J］.路基工程，2015，（1）：39-42.

［2］ 武铁雷，佟艳芳.季节性冻土地区公路冻胀翻浆防治措施［J］.黑龙江交通科技，2011，34（4）：14.

U416.1

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1008-3383（2016）09-0071-01

2015-10-30