季节性冻土区高速铁路路基填料及防冻层设置研究_刘华

季节性冻土地区铁路路基冻害及其防治措施作者：杨帅来源：《建筑工程技术与设计》2015年第14期【摘要】季节性冻土地区的铁路路基冻害会阻碍列车的安全、稳固运转。

本文在分析季节性冻土地区铁路路基冻害分类的基础上，进一步对季节性冻土地区铁路路基冻害的防治措施进行探究，希望以此为我国季节性冻土地区铁路的完善提供一些具有价值性的参考依据。

【关键词】季节性冻土；铁路路基冻害；防治0. 引言冻害是铁路、公路中常见的一类病害，尤其是我国东北区域的铁路路基冬季都会发生冻害现象，危及到行车安全[1]。

一般经常性的是由于土壤性质不同而引起的不均衡，在线路上形成高低不平的各类冻包、单股侧向冻起、双股异向冻起等冻害现象，最终因为土壤融冻回落，土壤中水份重新调节，导致路基翻浆冒泥、道碴陷槽、边坡坍塌与路基塌陷等路基病症。

鉴于此，本文对季节性冻土地区铁路路基冻害及其防治措施进行分析与探究具有较为深远的意义。

1. 季节性冻土地区铁路路基冻害的分类1.1冻土地区铁路路基的表层冻害表层冻害主要包括了四个方面的原因，首先是路基基床面不整齐，容易积水。

其次是路基土体的表层是非均匀的质地。

然后是地表水或者地下水给路基的土体造成了不均衡的浸湿。

最后是气温影响导致的冻害，在土冻结时，由于表层土温及冻结速率的不同因而其水分迁移的聚流量和冻胀量便不相同，产生了冻害[2]。

1.2冻土地区铁路路基的深层冻害深层冻害表现的大小与地下水位的高低有关。

当地下水位距基床面近时，则冻胀量大，反之冻胀量较小。

如果地下水位在冻期中下降不多，其本身冻胀很大，当水位又处在水分迁移的距离内，则冻害在冬期末也还能向上冻胀。

因此，深层冻害形成的原因主要是地下水所引起的冻胀差异。

2. 季节性冻土地区铁路路基冻害的防治措施2.1板式无碴轨道建设板式无碴轨道构造属于我国的铁路工程中的一类先进、新型的轨道构造。

它的优势相当明显，包括了列车在运行过程中让乘客非常舒适满意、轨道的品质很好、放置装配非常简单迅速、有很好的抗滑动能力、期间的维护与检修成本较低等。

季节冻土区高速铁路路基温度场及保温措施研究的开题报告一、选题背景高速铁路是一种重要的现代化交通运输方式，能够极大地提高经济和社会发展的效率。

然而，在季节冻土区建造高速铁路路基时，会遇到路基温度场异常的问题，这会极大地影响高速铁路的安全和稳定运行。

因此，研究季节冻土区高速铁路路基温度场及保温措施，具有重要意义。

二、选题意义1.提高高速铁路路基的安全性能季节冻土区的气象条件极其恶劣，实地施工时会受到很大的限制，同时路基的稳定性受季节变化的影响也非常明显，因此研究季节冻土区高速铁路路基温度场及保温措施，可以提高高速铁路路基的安全性能，确保高速铁路的顺利运行。

2.提升铁路建造技术水平季节冻土区的高速铁路建造对技术水平要求很高，研究季节冻土区高速铁路路基温度场及保温措施，也可以提升铁路建造技术水平。

3.为研究其他领域提供参考季节冻土区高速铁路路基温度场及保温措施的研究，对其他领域（比如：桥梁、道路、建筑等）的防冻保温工程研究提供了可借鉴的实用经验。

三、主要内容和研究方法1.主要内容（1）研究季节冻土区高速铁路路基温度场的特点和影响因素；（2）评估季节冻土区高速铁路路基温度场对高速铁路运行的影响；（3）分析保温措施的种类和适用条件；（4）研究不同保温措施对高速铁路路基温度场的影响。

2.研究方法采用理论研究和实验研究相结合的方法，理论分析季节冻土区高速铁路路基的温度变化规律，实验测试不同保温措施对路基温度场的影响。

同时，借助计算机模拟，对季节冻土区高速铁路路基温度场进行较为精确的预测及评估。

四、预期结果和成果1.预期结果（1）明确季节冻土区高速铁路路基温度场特点和影响因素；（2）评估季节冻土区高速铁路路基温度场对高速铁路运行的影响；（3）筛选出适用于季节冻土区高速铁路路基的保温措施；（4）分析不同保温措施对高速铁路路基温度场的影响。

2.预期成果（1）发表一篇SCI论文一篇；（2）撰写一本具备一定实用性的专著；（3）为高速铁路和防冻保温工程领域提供参考依据。

季节性冻土地区道路冻深的研究摘要：冻深的确定是季节冻土区路基防冻设计的主要内容之一。

根据察格高速公路典型路段道路冻深的现场观测资料，对确定道路冻深的各种现场方法的优缺点进行了对比，并且对影响道路冻深大小的气温、地下水位、土质和含水量、线路走向和路基断面形状等因素进行了分析探讨。

关键词：季节性冻土；道路；冻深季节性冻土是指冬季冻结而春夏融化的土层，受季节气候影响明显。

我国季节性冻土面积约为514万km2，占国土面积的53.5%。

季节性冻土的冻胀和融沉作用对工程影响非常大，冻结时地层承载力大，解冻时融陷强度低。

因此在季节性冻土地区进行公路、铁路建设时需严格考虑季节性冻土对工程的影响并采取适当的防范措施以保证冻土路基的稳定性。

土体的冻胀将造成公路、铁路线路不平整，甚至影响行车安全，所以设计冻深的合理确定是保证冻土路基稳定的前提。

土的冻结深度是冻结能力的体现，也是决定各种冻土地区工程防冻胀处理措施的主要指标。

1 设计冻深常用计算方法1. 1 改进的斯蒂芬公式法斯蒂芬公式是目前广泛应用的冻深计算公式，是基于冻深与气温之间相互关系得到的。

最初始的斯蒂芬公式考虑因素过于简单，使得冻深计算精度误差较大，后经多年实践研究，对公式中热量进行修正，提出了改进的斯蒂芬公式：2.1 气温在建立气温与冻深的经验关系时，为了能够较真实地反映气温对冻深的影响，通常引入空气冻结指数Tkd的概念，用空气冻结指数代替气温变量，建立空气冻结指数与冻深的关系空气冻结指数是指某地在冻结期间的日平均气温tkd累积值的绝对值，冻结期为从本年度入冬时月平均气温在零下那一个月开始到来年初春月平均气温在零上那一月终止的一段时间，日平均气温为每天2点、8点、14点和20点四个时刻气温的平均值。

冻结指数Tkd可用下式表示：空气冻结指数Tkd=冻结期日平均气温tkd的绝对值气温不仅影响冻深值大小，而且还影响最大冻深出现的时间。

2.2 土质和含水量对冻深的影响路基土对冻深的影响有两方面，一是土质，二是含水量。

季节性冻土区高速铁路新型防冻胀路基力学特性研究宋宏芳;刘晓贺;李佰林【摘要】着眼于季节性冻土区高铁路基防冻胀填料改良及路基保温措施,提出纤维泡沫混凝土作为基床表层填料或保温强化层材料的防冻胀路基结构形式.对纤维泡沫混凝土进行物理力学特性及抗冻融耐久性试验,在此基础上采用有限元仿真分析级配碎石基床、纤维泡沫混凝土基床、保温强化层基床3种路基结构的层间剪切应力、竖向应力、竖向位移等力学参数.结果表明:纤维泡沫混凝土具有良好的保温特性及冻融耐久性,其作为基床表层填料与级配碎石相比,路基结构力学参数均得到改善;其作为保温强化层材料可有效降低级配碎石基床表层剪切应力的最大值,提高路基结构整体稳定性.在一定程度上证明了纤维泡沫混凝土作为季节性冻土区高铁路基防冻胀材料的可行性.【期刊名称】《铁道学报》【年(卷),期】2018(040)011【总页数】7页(P98-104)【关键词】高速铁路路基;季节性冻土区;纤维泡沫混凝土;防冻胀结构;力学特性【作者】宋宏芳;刘晓贺;李佰林【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044;石家庄铁道大学土木工程学院,河北石家庄050043;石家庄铁道大学土木工程学院,河北石家庄050043【正文语种】中文【中图分类】TU213.1冻土产生的冻胀融沉现象对铁路路基工程的影响重大。

对于多年冻土，由于其厚层地下冰埋藏较浅，受地面活动影响较大，较易发生融化现象，而厚层地下冰融化产生的土体融沉是导致多年冻土区路基变形和破坏的重要因素。

多年冻土地区使用保温法对冻土路基进行保护可以有效防止多年冻土融化，改变进入多年冻土内部的热周转量，减弱路基的修建造成的热积累发展趋势，延缓多年冻土地区路基变形和破坏[1]。

对于季节性冻土，防冻胀问题也是路基设计、施工的难点。

目前，季节性冻土区路基修筑时，已采取了限制路堤高度，改良路基填料，设置隔水、排水设施，修筑保温护道等措施来应对温度的季节性变化产生的冻胀现象[2]。

季节性冻土地区铁路路基冻害及对策分析引言一直以来，冻裂、裂缝等质量危害都是冻土地区公路路基的一种质量通病，不仅大大降低了公路建设服务质量，还给后期修筑施工造成了很多的不便，致使公路无法正常运行。

因此，考虑到冻土路基的特性，进一步提高公路结构的稳定性，加强对公路路基的保温养护是非常重要的，同时相关建设单位还应该加大对节能环保型保温材料的应用，以免破坏到周围生态环境，促使道路建设的社会效益与生态效益得以充分体现。

一、季节性冻土地区铁路路基冻害部位分类（一）、表层冻害表层冻害特点是：一般隆起高度为10mm～40mm；在呼和浩特铁路局管内地区一般从11月上旬开始，最晚到12月中旬停止发展，来年4月中旬～5月上旬回落完。

表层冻害危害主要表现在：可引起路肩纵向高低变形、开裂，造成基床表层土体强度降低，从而引起道碴沉陷，导致轨道纵向高低变形；引起坡面隆起变形、开裂，导致土体强度降低。

（二）、深层冻害路基深层冻害产生的时间较晚，在冻期的后半期产生，呼和浩特铁路局管内地区一般在12月中旬以后，直到冻期末冻害才能停止。

深层冻害的产生大多是因地下水的关系，如果没有地下水，即使土质有所差异，下部呈现脱水现象，也无多少冻胀。

二、温度对季节性冻土地区铁路路基的影响通常情况下，在受到气温变化的影响下，冻土路基一般产生升温速率的主要原因体现在两个方面，一方面是冻土中参与的冰和水的相变潜热数量，另一方面则是地基土层的导热系数。

如果冻土地基中含有较高的冰量时，当温度发生变化，将会产生大量的冰水相变。

所以，含冰量高的冻土地基温度对于气温改变的感应相对迟缓。

这样一来，若是在气温胜率相同的情况下，一旦冻土地基处于剧烈相变的地区，其地基温度变化随之产生更多数量的冰水相变。

因此，这种高含冰量的冻土地基的速率不高。

相反，当冻土地基处于平稳区段时，低温发生变化，相变热量减少，此时导热系数将会成为主要影响因素，使得含冰量较高的冻土地基速率加快，同时季节性的冻土地基正是因为这一点，才会导致年平均温度急剧上升。

多年冻土区桥隧过渡段路基防冻措施方案研究发布时间：2022-08-11T08:04:08.384Z 来源：《城镇建设》2022年5卷第6期作者：阳元光1[导读] 对于多年冻土区桥隧过渡段路基防冻问题阳元光11. 重庆交通大学土木工程学院，重庆 400047摘要：对于多年冻土区桥隧过渡段路基防冻问题，它不但会降低行车安全性和舒适度，还影响着日后的安全运营。

本文先介绍青藏铁路所采用的片石路基原理，再介绍了常用路基保温板的方案，最后再创新了一种利用钢管混凝土提高路基整体刚度的防冻方案，为冻土区桥隧过渡段路基防冻提供更多选择。

关键词：桥隧过渡段、路基、冻土0引言近些年来，随着我国社会经济的高速发展，各地的文化交流密切频繁，高速公路逐步进入山区，受到山区地形影响，会出现较多的桥隧相连，桥隧过渡段是铁路、公路工程中普遍存在的问题。

尤其是在多年冻土地区桥隧过渡段的灾害问题更为明显，多年冻土对温度十分敏感，不同温度下的物理性质差异极大，这会给修筑在冻土上的铁路、公路造成各种病害，要考虑纵向沉降外，还需要考虑融沉问题，国内众多专家和学者在冻土区路基方面开展了一系列的研究，更多的侧重于冻土区桥隧过渡段路基力学研究。

目前冻土区桥隧过渡段路基防冻工程措施方案较少，所以本文对多年冻土区桥隧连接路基段防冻措施方案进行探讨，以供参考。

1桥隧过渡段路基防冻处理方案1.1片石路基在多年冻土区修建的铁路，公路容易出现大量病害，例如青藏铁路在路桥过渡段出现了严重的冻胀冻融的问题，青藏路基的病害是受含水率以及温度影响，为了减少这种原因引起的路基病害，就应该要有效控制路基的含水率和温度，使路基体以及周边地基处于冻结状态。

片石路基是一种冷却型路基，具有成本低，取材易，降温好等优点，因为冷空气下沉，热空气上升，形成热交换来达到控制路基温度的目的。

片石路基在青藏铁路中应用较广且取得了良好效应，片石路基降温原理主要是以下三种。

第一，温度传递机理，片块石层与冷空气接触，片块石有温度传递的功能，降低下方路基的温度，从而达到降温的效果；第二，自然对流换热机理，由于自然冷空气与路基缝隙间的热空气存在密度差，在重力作用下，自然冷空气与缝隙间的热空气，形成自然对流换热，完成热交换；第三，强制对流换热机理，利用自然风力以及列车过往所产生的风力，使自然冷空气进入到片石层的缝隙中，进行热交换，达到路基降温的目的。

季节性冻土地区铁路路基冻害及其防治措施摘要：在寒冷地区,在铁路路基中经常见到的一种问题就是冻害,特别是在北方区域的铁路路基只要到天气寒冷的时候就会出现冻害的情况,要紧的将对交通安全造成影响。

通常出现的是因为土壤特性的差异而导致的不平均,在道路上出现凹凸不平的形状各异冻包、双股异向冻起、单股侧向冻起等冻害状况,最后因为土壤融冻降低, 水份在土壤中从头分拨,导致路基翻浆冒泥、坡面塌陷、道碴陷槽以及路基沉没等路基问题,削弱了线路水平以及线路上部设备使用寿命,提高了许多的修理资金。

对于不同的冻害现象,经过认真探讨,运用完善的治理方法,保证交通的安全同行。

关键词：季节性冻土；路基冻害；措施引言我国国土辽阔，季节性冻土区占总面积的55%左右，而铁路路基遭受冻土区路基冻胀的破坏，严重威胁了铁路运营的安全。

无碴轨道在寒冷地区的高速铁路路基冻胀难题是一个世界性的问题，现阶段我国铁路行业没有丰富的经验可以借鉴，也没有精确的规范。

根据议事规则维护方式与沉降控制，高铁路基工后沉降要小于15mm，横向结构物交界处如路基、桥梁等工后沉降要小于5mm。

所以说高速铁路极为严格的管控路基变形，路基最大冻胀变形量要小于5mm，这极大的增加了设计和施工难度，同时要保证防冻技术对策的有效性。

1.季节性冻土地区铁路路基冻害部位分类（一）、表层冻害1、路基基床面平整度差，容易积水路基基床面凹凸不平，非常容易导致基床面出现积水的情况，由于基床表面有积水的浸入，土层含水量过大，超出了起始冻胀含水量，水分在表层中结冰，造成体积胀大，冻结锋面又有水分补充，水含量较冻前增加很多，导致发生冻害。

由路基机床面平整性差而造成的冻害，通常在50mm以内，基本在30-50mm之间。

道碴囊和道碴陷槽的深度决定了冻害的深度。

在我国东北一些铁路局管内，通常在路基机床30-50mm的深度范围内。

2、不是匀质特性的表层路基土体因为路堤自身的土质问题来路不一样,还有就是在进行填筑的时候压实的密实程度以及土层中厚与薄也是不一样的;路堑的土体因为是天然的,可是土的掩盖堆放层次以及厚度也完全不一样。

石刚强：季节性冻土地区高铁路基冻胀规律及防治对策研究・99・DOI：10.13379/j.issn.1003-8825.2019.03.19季节性冻土地区高铁路基冻胀规律及防治对策研究石刚强(中国铁路总公司工程质量监督管理局，北京100844)摘要：哈大高铁是世界上首条投入运营的新建高寒季节性冻土地区高速铁路。

通过对哈大高铁路基冻胀监测数据综合分析，研究了路基冻胀发展变化规律，结果表明：路基冻胀发展包括初始波动、快速发展、稳定维持和融化回落期4个阶段，最大冻结深度普遍大于标准冻深；冻胀变形总体可控并趋于稳定，冻胀变形主要集中在表层级配碎石层，较高的路基含水率加剧了冻胀变形。

建议后续路基冻胀防治应对设计冻深根据填料类别等因素进行修正，采用路基基床级配碎石掺水泥不冻胀整体结构，将冻胀观测结果作为沉降评估的重要依据。

关键词：高寒季节性冻土地区；高速铁路；路基工程；冻胀；防治对策；工程质量中图分类号：U416.1+68文献标志码：A文章编号：1003-8825(2019)03-0099-050引言我国季节性冻土主要分布在东北、华北、西北等高纬度地区，占国土面积的53.5%⑴，其中冻深超过1.5m的季节性冻土区域约占国土面积的37%o季节性冻土区的铁路路基因处于开放的大气环境中，经受周期性冻融循环作用，随着寒季填料中水结成冰和暖季冰融化成水，路基面会产生冻胀抬升或融化下沉现象。

当不均匀的冻胀引起轨道几何尺寸超过容许偏差时就形成了冻害，严重影响线路的正常运营。

穿越我国东北地区的哈大高速铁路是我国在高纬度严寒地区设计建设的标准最高的无祚轨道高速铁路，于2012年12月1日开通运营，线路全长903.939km,正线路基长231.245km,其中无祚轨道路基长181.97km。

沿线最冷月平均气温-3.9~ -23.2咒，极端最低温度-39.9最大季节冻土深度93-205cm,每年从10月底开始冻结，次年4 ~5月全部融化。

路基的填料冻胀分类及防冻层设置发表时间：2016-11-25T16:36:18.137Z 来源：《基层建设》2016年19期作者：任雪原[导读] 摘要：在现代交通迅速发展的过程中，路基对于整个公路建设具有非常重要的意义。

菏泽市公路管理局工程二处山东菏泽 274000 摘要：在现代交通迅速发展的过程中，路基对于整个公路建设具有非常重要的意义。

路基作为公路的重要组成部分其填料和防冻是关键的一部分，公路建设中对公路的防冻层的设置要重视，因为防冻层对于整个公路的建设具有非常重要的意义。

本文将从路基冻害的形势着手，进一步探析路基的填料冻胀分类及防冻层设置。

关键词：路基；填料冻胀；防冻层 1.路基冻害分类1.1路基的冻结每年的路基冻结程度是采用最大的路基冻结厚度。

通常把路基路基冻结所能达到的最大深度成为路基的最大冻结深度。

路基冻结对整个路基的建设具有非常大的影响，冻结的距离不能基于进行施工，因为在冻结的路基上施工会造成冻结消失的时候路面裂缝的产生，而冻结一般发生在冬天，人为的解冻又是一个非常浩大的工程，经济效益严重下降，所以一般的路基工程会在冬天的时候取消，以免造成不必要的经济损失和不合格的工程。

1.2路基的冻胀路基的冻害中还有一类是属于冻胀，冻胀的形成原因主要是因为土壤中水的冻结和冰体的增长，一般会造成地表路面发生形变像地面隆起等等。

冻胀发生得到主要作用力是冻胀力，冻胀力是含水的物质在零摄氏度以下的外界条件中，完成水结冰，从而产生了向周围膨胀的外力，冻胀力的大小与物质的体积和含水量有很大的关系，物质的体积越大，其含水量越多，物体的冻胀力越大，造成的冻胀危害也就越多。

冻胀发生主要是热胀冷缩的原理，土壤中的水份发生了冻结，对其他的成分产生了挤压，从而形成冻胀的危害。

路基冻胀的影响因素包括土壤质量，温度以及土壤中的水份含量。

这些因素对于整个路基冻胀有或多或少的影响，其中土壤质量是非常关键的一项，土壤中粒子在水的作用下，当温度达到零摄氏度以下的时候，其直径变小，而表面积变大，水份在冻胀的过程中也在增大，一般常用的填料有砾砂、砾石和粗砾，他们冻胀性由大到小为砾石，粗砾，砾砂，土。

运营管理季节性冻土区铁路路基冻害研究现状朱志有，王磊，刘振奇，李雄锐（中国建筑土木建设有限公司西南分公司，重庆404100）摘要：近年来，我国季节性冻土区铁路路基冻害研究积累了诸多经验，也取得了良好的工程实践效果。

但是，在地质、气候、冻融循环等诸多因素共同影响下，季节性冻土区铁路路基冻害问题仍然突出。

在交通强国、东北老工业基地振兴、西部大开发等新时代战略驱动下，越来越多的铁路工程向季节性冻土区推进，我国铁路网也将进一步完善。

基于现有研究基础及成果，分别从土体路基、涵顶及桥涵过渡段路基、石质路基等方面，讨论季节性冻土区引发路基冻害的主要因素，对在建铁路和既有铁路的路基冻害治理措施研究现状进行分析与总结，并提出有针对性的深化研究建议。

关键词：季节性冻土区；铁路路基；冻害；填料；排水；注浆；地温控制中图分类号：U213.1文献标识码：A文章编号：1001-683X（2022）03-0124-07 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2021.09.09.0010引言我国多年冻土面积约2.060×106km2，占陆地面积的21.5％；季节性冻土面积约5.137×106km2，占陆地面积的53.5％［1-2］。

在冻结状态下，冻土强度较大、压缩模量高，具有弹性体的工程性质特征；当温度升高时，其冻结状态逐渐消失，土体强度急剧下降，并产生冻土蠕变和流变现象［3］。

在“交通强国”“东北老工业基地振兴”“西部大开发”等新时代战略驱动下，我国冻土区铁路网进一步完善。

但是，冻土地区特有的地理位置、气候特征及地质条件等因素，导致了基础设施建设过程中的诸多问题，铁路路基冻害就是其中一项较严重的问题。

由于季节性冻土区冬季温度低、夏季温度高，土体常年处于冻融循环过程中，导致该类土体在不同季节其结构受力存在极大差异。

同时，土体冻融循环还可能造成土体出现塌陷及鼓包现象，导致季节性冻土区常出现路基冻害。

浅谈季节性冻土地区高速铁路路基防排水设计作者：李峰来源：《建筑工程技术与设计》2014年第35期【摘要】本文结合新建吉林至珲春铁路重点控制工程JHSKⅡ标路基排水的施工实践，阐述了季节性冻土地区高速铁路路基防排水设计情况。

【关键词】季节性冻土路基防排水地表排水基床排水地下排水1、前言随着我国铁路经济的发展，全国各地加速铁路建设，我国东北地区的高速铁路项目近年来也陆续开工和通车，而东北地区冬季漫长，属于季节性冻土地区，如何处理严寒地区的防冻胀问题是路基施工的一大难点，路基防排水则是处理防冻胀问题的关键。

本文以新建吉林至珲春铁路重点控制工程JHSKⅡ标路基排水施工为例浅谈季节性冻土地区高速铁路路基防排水设计。

2、工程概况新建吉林至珲春铁路设计时速为250km/h，全线铺设有砟轨道，重点控制工程JHSKⅡ标位于威虎岭剥蚀中低山区，山顶多呈浑圆状，冲沟发育，属浅切割区，植被发育，森林茂密。

本区属北亚温带湿润半湿润大陆性季风气候。

按照对铁路工程影响的气候分区，该区为严寒地区。

夏季短促温暖，冬季漫长酷寒，春季干旱多风，秋季凉爽，四季分明。

年平均气温4.0～6.8℃，1月平均气温-10.3～-23.4℃；极端最低气温-29.2～-42.5℃，年平均降水量528～670mm，主要集中于6～8月。

土壤最大冻结深度：184cm，每年从10月开始冻结，次年4月开始融化。

3、路基排水总体设计路基应有良好、完善的排水系统。

排水设备应布置合理，与桥涵、隧道、车站等排水设备衔接配合，有足够的过水能力，保证水流畅通。

排水工程应结合具体条件，适当加强路基的横向排水设施，并及时实施，防止在施工期间因地表水及地下水的侵入而造成路基松软和坡面坍塌。

3.1地表排水设计（1）对路基有危害的地面水，通过设置侧沟、天沟、排水沟及边坡平台截水沟，将水拦截引排至路基范围以外，防止水流冲刷路基。

（2）侧沟、天沟、排水沟或截水沟排水设施过水截面尺寸根据流量计算。

季节冻土区高速铁路路基冻胀机理及规律研究季节冻土区高速铁路路基冻胀机理及规律研究随着我国高速铁路的迅速发展，大面积结冰的季节冻土区高速铁路路基的冻胀问题引起了广泛关注。

为了确保高速铁路的安全运营，研究季节冻土区高速铁路路基的冻胀机理及规律势在必行。

冻胀是指在季节性冻土地区，土壤在冻融循环作用下由于冻水的膨胀而发生的变形现象。

在高速铁路路基上，土壤冻胀会导致路基不稳固、变形、裂缝等问题，严重危及铁路的运行安全。

因此，对季节冻土区高速铁路路基的冻胀机理进行深入研究尤为重要。

首先，冻胀机理主要受冻融循环作用和地下水位变化的影响。

冻融循环作用是指土壤由于温度变化而发生冻胀和融胀的循环过程。

在冬季，土壤中的冻水膨胀会引起路基土体的变形；而在夏季，随着温度的升高，冻水会发生融化，导致土体的回缩。

这种循环过程会不断地使路基土体发生变形，从而增加了路基的沉降和不均匀变形风险。

另外，地下水位的变化也会影响冻胀机理。

当地下水位高于路基底部时，冻融作用会更加剧烈，导致更严重的冻胀问题。

其次，冻胀规律受土壤物理力学性质、水分含量和孔隙结构等因素的影响。

土壤物理力学性质包括土壤的密实度、孔隙度、占空比等。

这些性质会影响土壤的抗冻胀能力和变形特性。

例如，密实度较高的土壤抗冻胀性能较好，而孔隙度较高的土壤则容易发生冻结膨胀。

水分含量对土体的冻融特性也有很大影响。

过高或过低的水分含量都会使土壤的冻胀性能下降，容易引发路基破坏。

此外，孔隙结构也会影响冻胀规律。

孔隙大小和分布对冻结水的排泄和变形具有重要影响。

较大孔隙会容纳更多的冻结水，从而增加冻胀因素。

最后，针对季节冻土区高速铁路路基的冻胀问题，应采取相应的措施来确保路基的稳定和安全。

首先，可以采用地基改良技术，如加固工法、排水工法等，提高土壤的抗冻胀能力。

其次，加强构造设计和施工质量控制，保证路基的稳定性和可靠性。

此外，合理控制路基的水分含量，避免土壤过湿或过干，对减少冻胀问题也有积极意义。

季节性冻土区铁路客专路基防冻胀措施摘要：新建兰新铁路为设计250km/h的无砟轨道客运专线，路基冻胀直接威胁无砟轨道线路的稳定、安全运营。

兰新线LXS-6标地处祁连山腹地，该地区为季节性冻土区，为防止路基发生冻害，结合其他线经验，对降水量大、气候寒冷、地下水丰富（地基含水量高），地基土为易冻胀土且路基结构形式抗冻胀性能差的路基均采取防冻胀措施。

采用一系列有效的工程措施后，基本解决了路基冻胀问题，为后续类似工程提供了借鉴经验。

关键词：季节性冻土；客专；防冻胀；措施一、工程概况新建兰新铁路第二双线甘青段LXS-6标，路基长度为35.1km。

该标段地处祁连山腹地的门源盆地，年平均降水量530mm，最大积雪厚度为23cm，土壤最大冻结深度2m，极端最低气温-34.5℃。

工点范围内出露地层为全新统洪积粉土和第四系上更新统洪积粉土、粗圆砾土和卵石土。

该范围内无地表水分布。

根据探孔揭示，地下水埋深13~15m，赋存于卵石土层中，为第四系空隙潜水，主要受大气降水补给。

二、路基冻胀风险分析路堤主要是由于冬季路基面雨水或积雪融化下渗引起路基本体含水量增高，遇冷产生冻胀。

低路堤基床换填下挖引起地表水、地下水径流条件改变，当基底为不透水或低透水层时造成的季节性暂时积水，与冷产生冻胀。

分析路堑产生冻胀的原因有以下三个方面：第一，冬季路基面积雪融化下渗引起路基本体含水量增高；第二，对已设盲沟的出水口保温措施不到位或堵塞，引起盲（渗）沟排水不畅；第三，工程施工改变了原地形及地貌形态，同时也改变了表水径流条件和渗流途径，路堑边坡也增大了表水的汇水和下渗面积，路堑槽形结构更有利于表水的汇聚，部分表水下渗形成了局部暂时性的滞留水，遇冷产生冻胀。

三、工程措施1.低路堤地段为阻止坡脚积水下渗，避免引起路基地基冻胀，增设防冻胀护道。

路肩以下边坡高度不小于1m段落，采用将原脚墙加高1m的补强方案；路肩以下边坡高度不及1m段落。

采用将原脚墙加高至护肩底面的补强方案。

1 引 言随着经济的快速发展和交通运输的不断改善，越来越多的公路和铁路在季节性冻土地区得以建设和使用。

我国季节性冻土区约占总国土面积的53.5 %左右[1]，在这些地区，季节性冻土地区的冻融循环作用，引起路基结构不均匀沉降、翻浆冒泥等病害,给铁路公路安全运行带来隐患[2]。

对道路基层和路面的稳定性造成了严重威胁。

尤其是在寒冷的冬季，路面结冰和路基沉降的问题更加突出，严重影响了交通运输的安全和舒适性。

为了保障冬季季节性冻土地区道路的正常使用，路基保温技术被广泛应用。

其主要功能是通过保温材料[3]对路基和路面进行保温，限制季节性冻融循环对路基的影响，提高路面的抗冻性能，保障公路和铁路的正常运行。

因此，研究季节性冻土地区路基保温措施，探索适合这些地区的保温材料和技术，具有重要的理论和应用价值。

2 国内外研究现状近年来，随着我国经济的高速发展和建设的不断推进，对路基保温技术的需求日益增加。

国内外学者对季节性冻土地区路基保温技术[4]进行了广泛研究。

国内的研究主要集中在保温材料的选择和性能评价、铺设方式及保温层厚度的优化、保温层与路基结合的改进等方面。

已有的保温材料主要包括发泡聚乙烯、聚苯板、挤塑板等，这些材料在保温效果、耐久性、施工方便性等方面都有不同程度的优势，但也存在一定的缺点。

同时，国内学者还开展了对不同保温材料组合的实验研究，以提高保温效果。

国外的研究主要集中在路面保温和抗冻结技术的研究上。

路面保温技术常采用的方法是对路面进行加热，以降低路面温度，减少冻融循环对路面的损伤；抗冻结技术则主要包括路基排水、路基加固等措施，以提高路基的承载能力。

另外，在保温材料的研究方面，国外还有一些新型材料和技术被提出，如微泡沫材料、太阳能路面等。

总体而言，季节性冻土地区路基保温技术的研究已经相当成熟，但在保温材料的选择、保温层铺设方式等方面还存在一些问题，需要进一步研究和完善。

同时，随着新材料和新技术的不断涌现，季节性冻土地区路基保温技术的发展前景也非常广阔。

铁路路基防冻问题的解决摘要：季节性冻土区路基冻胀和融沉使路基产生不均匀变形，是影响铁路运行速度和安全的重大隐患之一，解决路基冻胀问题是季节性冻土区路基设计的关键。

结合哈局鸡西工务段多年路基冻害整治情况，对季节性冻土区路基冻害整修工作进行了技术总结。

关键词：铁路；路基；防冻；解决我国东北地区既有铁路冻害比较普遍、严重，路基冻胀和融沉使路基产生不均匀变形，破坏轨道的平顺性，成为影响铁路运行速度和安全的重大隐患之一，也给铁路养护维修造成很大的困难。

普通铁路运行速度和技术标准较低，对路基工程防冻胀措施往往重视不够。

为了适应经济快速发展，满足经济日益增长的需要，需要对路基冻害维修积累经验，以恢复路基应有的功能。

1．研究目的和内容铁路具有运行速度和技术标准高的特点，对路基平顺性要求大大提高，对路基工程质量和工后沉降变形提出了更高的要求。

铁路路基因冻胀引起的危害和整治冻害的难度都很大，必须采取措施防止路基发生冻胀导致路基产生的不均匀变形。

结合多年路基冻害整治情况，对季节性冻土地区铁路路基的防冻胀问题进行了研究，通过对路基冻胀主要影响因素的分析，提出了相应的防冻胀处理措施。

2．路基冻胀的主要影响因素2.1 填料中细粒含量对冻胀的影响当土颗粒直径较大时，土颗粒表面能很低，表面吸附作用几乎没有，很难形成毛细结构，冻结时水分迁移很弱，以致不会发生水分迁移，也就不存在聚冰现象，因而冻胀系数很小；随着粉黏粒含量的增加，土颗粒间的毛细作用变得比较强烈，冻结时孔隙毛细水向着冻结锋面迁移、结冰，形成一定厚度的聚冰层，引起冻胀，冻胀系数变大。

对于A、B 类填料中细颗粒（颗粒粒径≤0.075 mm）小于15%的卵石、碎石、粗砾、细砾，以及细粒含量小于5%的砾砂、粗砂及中砂，认为这类填料的冻胀性不会受水的影响，为非冻胀填料。

2.2 填料中含水量对冻胀的影响土中的水分是引起路基冻胀的必要条件，只有当路基土体的含水量大于其起始冻胀含水量时，路基才会发生冻胀。

季节冻土区铁路路基冻胀研究进展
曹元兵
【期刊名称】《铁道工程学报》
【年(卷),期】2017(034)004
【摘要】研究目的:冻胀问题是深季节冻土区高速铁路路基面变形控制难点之一.高速铁路对路基变形要求极高,特别是无砟轨道,冻胀变形更增加了其控制难度.鉴于加深高速铁路路基冻胀研究的必要性和紧迫性,本文系统总结近年来季节冻土区铁路路基冻胀的研究进展.研究结论:(1)季节冻土区铁路路基的防冻胀设计方法:德国、法国、日本等国都是通过冻结指数确定冻结深度,在冻结深度范围内填筑非冻胀填料,我国的不同之处在于采用标准冻深计算设计冻深;(2)季节性冻土冻胀形成机理包括水分迁移和成冰作用,冻胀发生三要素是:负温、细粒土和水,控制冻胀的措施主要为三类:保温、改良填料和改良水分,并分别总结介绍其研究成果及进展;(3)展望了未来的研究方向:加强现场监测和仿真分析;(4)本研究结论可为进一步研究高速铁路路基冻胀提供参考.
【总页数】5页(P6-9,20)
【作者】曹元兵
【作者单位】铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津300251
【正文语种】中文
【中图分类】TU433
【相关文献】
1.分析换填法抑制季节冻土区铁路路基冻胀效果 [J], 何宇航
2.换填法抑制季节冻土区铁路路基冻胀效果分析 [J], 许健;牛富俊;牛永红;刘华
3.季节冻土区铁路路基冻胀研究进展 [J], 张少欣
4.季节冻土区铁路路基冻胀研究进展 [J], 张少欣
5.季节冻土区高速铁路路基冻胀特性研究 [J], 颜庆宇
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季节性冻土地区公路路面抗冻设计【摘要】随着经济的快速发展，公路的建设越来越多。

但在季节性冻土地区公路路面工程冰冻损害仍比较普遍，为了延长公路路面的使用寿命，就需要加强季节性冻土地区公路路面的抗冻设计，本文就路面在冻胀力作用下的抗冻设计和路面防冻层厚度的设计进行了深入分析，希望能为以后类似的设计提供参考。

【关键词】季节性；冻土地区；路面；抗冻；设计1、季节性冻土地表层土冬季冻结，夏季全部融化的土叫季节性冻土，这些地区叫季节性冻土地区，简称季冻土和季冻区。

目前冬季冻土地区公路路面冰冻损害现象比较普遍，季节性冻土地区公路路面冰冻出现损害现象主要是由于路基冻胀使得路面产生不均匀的隆起，以此导致了路面的开裂，其公路畅通和使用寿命受到影响，为有效防止或者减少冰冻损害现象的发生，就需要对公路工程进行抗冻设计计算。

本文主要根据《公路水泥混凝土路面设计规范》与《公路柔性路面设计规范》规定，对路面抗冻设计进行了相关的分析。

2、路面在冻胀力作用下的抗冻设计冻胀是季节性冻土地区公路发生冰冻损害现象主要原因之一，其主要是受路基的影响，路面各处损害现象会随着路基各处土质的不同、密实度不同和含水量不同而不一样。

路面在不均匀冻胀力作用下会产生一定的破坏和变形。

采用简支梁的受力计算方法来计算路面材料不同冻胀力作用下的应变值，在进行受力分析时，所取的路面横向宽板宽为1米，将其简化成简支梁，其所受的力为均匀荷载，然后再建立力学模型，根据具体情况将路面产生的应变和应力计算出来，如下图所示：简支梁在均匀的荷载作用下其挠度f和应力σ计算公式分别如下：从（4）式可以得出，材料在不均匀冻胀力作用下产生的应变指比路面材料的容许应变值[εR]要小，且其大小还受路面宽度和路面厚度的影响。

式中：E为路面材料弹性模量；b为路面横向宽度；I为截面对中性轴的惯性矩；其中εs是路面材料弯曲拉应变，是根据试验来确定的；Zj为路基总冻胀值；ε为路面材料因路基冻胀产生的应变；ξ为路面不均匀冻胀系数，二级公路取0.15，一级和高速公路则取0.2；k为路面材料安全系数，其取值是根据材料均匀性、试验条件和公路等级取1.05到1.1；路面计算宽度为Bk，二级以下和二级公路一般取全宽，一级、高速公路则取的是半幅宽，多车道取得是最大值12米；Hi为路面设计厚度。