多年冻土区域特殊路基设计内容分析

贺咏楠

(哈尔滨华龙公路工程设计有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000)

1 多年冻土地区路基设计的关键技术

1.1 多年冻土区域路基设计思路

对于冻土区域的路基施工，国内外这方面的经验有很多，其主要是借助于提升路堤高度和铺设保温材料的方法具体实施，以阻断路基内外的热量流通，从而减慢多年冻土冰的融化速度。然而这样的方式只能延缓冰融，并不能切实地改善冻土地基的固有性能。从高原区域多年冻土特性入手，加之经过不断的理论与实践的反复进行，以青藏高原固有的冷能为基础进行冻土地基防控比较适宜。通过热传导以及对流和辐射等方式的调控，以固有冷源注入冻土区域，从而达到冷却冻土地基的效果，如此也就达到了稳固冻土性能的目的。另外，碎石护坡的方式对于减少外界热量进入路基也有着突出功效。就多年探究和实践的经验来看，降温冷却以达到冻土性能稳定是根本准则，而气候方面的变化也应做到特定考虑。只有这样才能切实地保障该区域路基施工的稳定高效。

1.2 路基成套技术的设计方法

对于铁路沿线来说，因其多年冻土以及气候的特殊情况，对其实施采取多年冻土路基成套技术比较可行。具体的操作主要包括片石气冷和碎石护坡以及热管、隔热保温和挖除换填等相关流程。具体部署应根据特定的设计，与此同时还要保证各方面指标与既定环境的协调。

(1)路基设计的沉降变形要求

对于道路工程来说，路基无疑是其承载力保障的最为核心的部分，与此同时行车的安全与稳定也与其有很大关系。对于高速铁路来说，为防止出现路基沉降变形的不良情况，应重点关注一下几点：①路基主体工程务必要以土工结构的现实情况为准进行具体设计，通常整个的设计年限为100年。②路基工程的直接目的是保障行车的稳定安全，因此其中涉及到的沉降值务必要处在一个合理的区间，与此同时还应与区域的地质条件等现实情况保持协调。③对于铁路路轨类型的路基，其施工完成后的沉降一般应小于15 ram。

(2)路基成套技术的可靠性分析

通常情况下的路基施工，其完工后的沉降量不得超过30 cm。而其中涉及到的片石气冷以及碎石护坡等成套技术的操作能够有效控制沉降变形，但是对于高速铁路来说，这样的效果并不显著，因此应对其开展具体的可靠性分析。其中的地基断面地温和沉降等都应进行精细的监测，以判定冻土的热稳定性和做出特定的设计。而对冻土路基完工后沉降变形的测定，一般应由路基下冻土融化下沉变形压缩以及高温冻土升温过程中的压缩变形等多种因素综合进行，与此同时还应结合年平均气温的一个变化状态，以做出该区域路基未来50年的沉降量分析。由此可见，对于高速铁路等规格较高的道路路基施工，相应的成套技术在防控沉降变形方面应做出特殊的处理。

1.3 多年冻土复杂程度划分及工程结构设置

(1)多年冻土复杂程度等级划分

所谓的多年冻土，其是一种以气候为主以及多种环境因素共同影响而形成的区域性产物。就对未来气候变化的预测显示，未来一百年的年平均气温将以以0.03～0.04 ℃的速率升高，而由此带来的必将是冻土区域结构性的根本变化，例如高寒冰冻土区域融化以及地面滑塌等不良情况，这样一来进行道路工程就更为艰难。加之青藏高原的冻土路基多靠近低洼积水和河流，水带来的热量必定较大，因此也就极易对冻土的热稳定性造成不良影响。鉴于这样的现实情况，避免附近积水对冻土路基造成不良影响就应做到重点分析，而以桥带路可作为一种防控手段，但应注意区域性的排水问题。另外，还应就冻土的不同路段进行特定分析，这样具体设计和施工起来才会更为科学高效。

(2)工程结构设置

对于多年冻土路基的结构设置来说，前期有过两种设计方案，但因造价高于8 m跨简支梁方案，因此决定采用跨在 “极差” 路基等级之外的路基工程执行方式，与此同时也可采取桩板结构通过的方式，进而在填土的合理设置以及片石气冷等成套关键技术的作用下，即可达到稳固冻土结构的目的。其中涉及到的桩板结构即是以控制沉降变形为准，但应对冻胀变形有所防控，一般应采用成套关键技术以防止冻土融化。另外，需要注意的是，对于“极差”等级之外的路基桩板，其中涉及到的抗冻胀等务必要达到现实的具体需求，而路基填料也应达到具体施工的有关标准。

2 结 语

本文主要论述的是多年冻土区域路基设计过程中用到的一些关键技术，以期能通过以上的分析对相关的路基设计提供一定的参考。以上所论述的两类方案由于涉及到诸多的混凝土浇筑施工以及需要大量的机械动力和人力操作，而就未来资源节约以及环境保护的现实情况来看，这样的操作方式显然不能长期推行下去，且还存在诸多的对于冻土土壤扰动的不良情况。因此对于划分“极差”等级的路基以建桥防控为准，相信在对多年冻土路基现实性的不断实践以及探究的基础之上，未来针对此类特殊地质条件所进行的道路工程路基施工会更为稳定高效。