高原季节性冻土地区公路的养护与管理措施

西藏自治区拉萨市第四高级中学  次吉

摘  要：我国青藏高原冻土地区分布广泛,冻土对交通设施破坏作用比较严重。高原特殊的气候条件和季节性冻土对高原公路的养护管理负面影响也比较大。本文从分析季节性冻土的原理和危害入手,阐述了高原冻土区公路养护和管理的原则,并对做好季节性冻土区公路的养护和管理浅谈了自己的一些看法。

关键词：高原地区；季节性冻土；冻害防治；施工工艺

青藏高原是世界上中高海拔、低纬度、面积最大的冻土分布区。在青藏高原腹地昆仑山、唐古拉山的冻土区铺筑沥青路面是公认的世界性难题,曾被称为公路领域的“哥德巴赫猜想”。从建国开始,几代的公路交通科研工作者在“世界屋脊”艰辛探索、无私奉献,用勤劳和智慧创造出了一条平均海拔超过4500米的“天路”——青藏公路。然而,青藏高原脆弱的生态环境、寒区冻土和人类的工程活动之间存在着较为突出的矛盾。因此,如何做好高原季节性冻土地区公路的养护与管理,保持良好的生态环境,是保证交通畅通,加强高原对外联系,促进高原地区发展,维护社会稳定和巩固国防建设的重要环节。
      近年来，由于国家对西藏地区的扶持政策，西藏地区公路建设发展迅速。但是因为西藏位于我们青藏高原地区，属“中-深季节性冻土区”季节性冻土路段频繁。因此要做好西藏地区的公路建设必须要高度重视季节性冻土路段路基施工的质量控制,研究季节性冻土产生的原因，并因地制宜的采取相应的施工工艺进行季节性冻土的防治工作。
       1.季节性冻土成因及危害
       季节性冻土是土体在特定的土质、水分和气温相互影响下形成的,在负温条件下,土体中的水分结晶并形成冰层、冰透晶体、多晶体等形状侵入土壤,引起土壤体积增大,导致路基纵、横断面发生变化,破坏路面的平顺性。由于冻结时水分向上部土层迁移,导致上部土层内含水量较高,春融时上部土体首先融化,下部未融化的冰冻层成为隔水层,使得上部己融化土层的水分不能排出,表层土体处于水饱和状态,土体强度降低,在车辆荷载等作用下产生翻浆冒泥、冻胀等病害。
       影响季节性冻土路基冻胀翻浆的主要因素有温度、路基含水率及路基填料性质。所以季节性冻土防治工作也应该从这三方面着手进行。
       2.季节性冻土预防治理方法
       2.1温度
       从温度方面着手进行季节性冻土治理，主要是选用导热系数比路基结构小的材料，使保温材料内外的热量传递减少，降低外界大气温度对保温材料以下路基结构的影响，同时减小冻深、阻止水分向上层面的迁移，进而防止路基冻胀。但在路基内铺设保温材料，普遍存在着保温材料抗压性能低、造价高的缺点。所以该方法一般作为治理季节性冻土的辅助治理手段。在从保温方面着手的防冻害方法中因为高原地区昼夜温差较大，所以在白天施工完成后也可以采取覆盖青稞秸秆等进行保温，使路基在夜晚能保持相对较高的温度，一定程度上减少路基冻胀的发生。
       2.2路基含水率
       路基的含水率是影响路基冻害的重要因素，当路基的含水率超过起始冻胀含水率时，在适宜的温度条件下就会引起路基冻害。根据不同的路基水来源条件将路基冻害分为受地下水影响冻害、受地表水影响冻害、受填土含水率影响冻害，根据不同补给水条件要采取不同的措施来防治季节性冻土对路基的危害。
       2.2.1受地下水影响冻害
       受地下水影响冻害表现为地下水埋深较浅、土壤含水率接近饱和、地基松软及承载力不足。该种条件下采取换填处理可以有效隔断地下水的上升,提高路基的整体性,解决路基冻胀和翻浆冒泥的危害。具体施工方法为先挖除松软地基（挖除深度为软土以下为准），然后进行换填片石处理，最后在片石上方与路基顶0.4-0.6m范围内换填砂砾石。同时在地下水丰富地段设置盲沟、渗沟等地下排水系统，降低地下水位。
       2.2.2受地表水影响冻害
        受地表水影响冻害表现为路面积水及积水下渗引起路基浸泡产生涎流冰及路基冻胀等。该条件下施工应采取完善地表排水系统及防止路基坡脚积水。具体做法为在路面上设置合适的路拱以利于路面排水；同时在路基表层0.8m范围内将冻胀土换成砂砾石,提高基床土质的强度；为防止大气降水渗入路基,在路基面铺设塑料排水板,增设浆砌排水沟。
        2.2.3受路基填料含水率影响冻害
        该种影响一般针对于地下水位较深或路堤较高的季节性冻土区,路基填土不受地下水补给的影响,但若施工时路基填土含水量较高或受大气降水下渗的影响,造成路基填土含水量超标。针对这种冻害的形成条件，施工时采取在路基顶面设置间距1-2m，深2m左右的石灰、粉煤灰挤密桩，通过挤密土体和石灰、粉煤灰的活性作用,降低路基含水量,改善路基土质,提高路基承载力，从而解决路基冻胀危害。
        2.3路基填料性质
        路基填料对路基的冻胀影响表现在填料的粒度组成、密实度、液塑限、渗透性及矿物成分等方面。含粉粘粒较多的土体一般更易发生冻胀，粉性土的冻胀量最大，粘性土次之，砂砾土冻胀量最小。在季节性冻土路段施工选择路基填料时，在冻土深度范围内应使用砂砾土或级配良好的碎石进行填筑，禁止使用粉土及粘性土。在改变填料性质的方面还可以使用添加剂来改变土壤的物理化学性质使之满足施工要求，但在实际施工时因为各地土壤组成不同，需要复杂的试验来确定添加剂的种类及添加量，所以该种方法适用面较窄，不能大范围推广使用。在填筑中还要注意在同段路基填筑中相同层次的应采用相同的填料，不能用不同的材料混合使用，以免引起不均为沉降及不均匀冻胀的发生。
        3.结束语
        随着西藏地区公路事业的蓬勃发展，季节性冻土产生的路基翻浆冻胀危害对道路的危害问题日益突出。本着路基病害整治“以防为主、防治结合、力求根治”的原则，季节性冻土的防治工作也应该从设计施工出发，从产生冻害的根源处理，力求根治季节性冻土所产生的的危害。

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