摘要：在我国很多高寒地区，路基损坏问题一直是现阶段在交通工程运行过程当中存在的一个主要问题，也是影响冻土地区铁路和公路各项技术以及行驶安全的重要影响因素。只有研究冻土地区路基土体的冻胀原理，并且针对这些原理提出一定的解决措施，才能够在未来时期减轻由于冻害所造成的路基损害。本文从冻害的定义及分类入手，分析了冻害的成因，针对冻害的成因提出了相应的解决措施，希望能对下一阶段的施工有所帮助。
关键词：铁路运输；路基冻害；防治
我国国土面积较为广阔，存在着各种各样的气候类型。而在北方地区，存在很多异常寒冷的冬天。由于冬季气温较低，铁路路基损坏问题、冻胀问题是影响着北方地区铁路运输安全平稳的一个重要因素。只有解决掉冬季铁路路基冻害问题，才能够推动高寒地区铁路的运营和发展。想要解决冻害问题，首先就要对冻害有着更为明确的认识，了解冻害的成因只有这样才能够选择更为合适的防治措施，进而推动冻害的整治。
一、冻害的定义及其分类
1.1冻害的定义
冻害是由于在一些低温地区，由于气温过低，基床土质、水和温度等诸多因素的不协调，导致基床土地冻结，进而所引起的线路在纵向上距离或者横向距离上出现的不均衡冻胀，导致路面不平顺或者方向不良的现象。
1.2冻害的分类
我们可以按纵向外部形态将冻害分为三种，一种是冻峰，另外一种是冻古，还有一种是冻阶。冻害横向的外部形态可以分为单侧冻害、双侧冻害和交错冻害。除了按外部形态进行分类之外，我们还可以按冻害产生的部位将冻害进行分类。道床冻害是由于道床不洁而产生的冻胀，虽然不是路基冻害的范围之内，但是它产生的原因以及产生之后的性质都对线路产生了巨大的影响，这种影响与路基冻害所产生的影响是一致的。表层冻害是由于地表水受到气温的影响进而发生变化引起了线路的冻胀，这种冻胀是发生在路基土体临界冻结深度内的上半部分，一般冻起的高度都比较小，经常表现为早起早落。而在深层冻害受地下水所影响产生的冻胀，经常发生在路基临界冻结深度下半部分，这种冻胀高度比较大，表现是晚起晚落。
二、冻害的成因分析
2.1温度的影响
产生冻害最主要的因素就是温度的变化，温度过低会使路基表面及路基本体发生结冰现象，进而形成路基冻害。当气温达到0℃以下就会产生结冰现象，就容易发生冻害情况。对于铁路线路而言影响最大的温度就是地表温度，如果地表温度低于0℃，冻害的发生就会变得更为频繁，导致铁路线路道床及轨道几何尺寸发生变化。对于我国的一些高原气温较低的地区，冰冻期时间较长，这样的话就会使当地的铁路发生冻害的几率大大增加。
2.2水的影响
除了温度之外，水也是引起路基出现冻害情况的主要原因之一。如果没有水的存在，路基也不会出现冻害情况，只有有水存在路基才会出现冻害，水是引起冻害产生的一个主要因素。如果在路基附近没有水的存在，那么温度再低也不会引起冻害情况的出现。在土地当中的水分会随着一年四季不同时段的变化而产生变化，正由于这种周期性的变化才使得铁路周围的水分以及铁路本身的稳定性受到影响，进而会严重影响铁路的正常运输秩序。由于路面的不平坦情况，导致我们在进行排水的时候也是比较不方便，进而使冬季产生冻害的情况大大增加。
2.3土的影响
土质不良也会引起铁路路基冻害的产生。在北方很多铁路的路基土质大多都为砂粘土、黏土，这种土质与其他的南方土质相比，土壤中的含水量比较高。所以在冬季如果气温下降幅度比较大，就很容易出现结冰现象。随着气温的骤降，土地的温度如果达到水的结冰点，就会使土壤当中的水分变成冰，进而产生冻土。与南方相比，这种土壤结冰的概率更高，而且在土壤结冰之后会使基床变形，进而对铁路造成更为严重的不良影响。
2.4其它因素影响
在铁路产生冻害的过程当中，除了受到温度、水和土壤的影响之外，还会有其他的因素影响，比如说道床不规范、铁路的维修养护不到位、道床的厚度不达标等，这些因素都会使得铁路由于列车多次经过而产生的压力、冲击力造成铁路基床变形，进而使得铁路线路的不平整，导致纵向和横向的排水效果较差，引起线路冻害的情况出现。除了上述几种情况之外，如果道床的表面不够干净，在一些高原风沙较多的地区，道床还会积聚风沙，产生更多的粉尘，这些粉尘会和列车的煤炭粉混合在一起，造成道床不洁的情况出现，这样就会导致排水不良，引起大范围的冻害情况出现。
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三、铁路路基冻害的整治措施
3.1增设基床表层排水孔
在基床表层的底部我们可以增设一些排水孔，沿坡度的垂直方向进行增设，这样的话在成孔之后再进行清洁就会更为方便。并且，我们还需要安装一定的透水土工布包裹的开孔排水管，在安装排水管过程当中，我们要注意间距有两米以上。
3.2路基面渗水裂缝封闭
我们在对路基渗水裂缝进行封闭的过程当中，要采用协调能力、粘接能力好并且具有一定自愈能力的封闭材料，只有这样才能够达到我们的封闭要求。再对封闭层进行封闭的过程当中，如果出现了温缩形的裂缝，我们就需要采用封闭层和底座板、底座板和路基面层间的离缝进行整治，只有这样才能够保证在使用过程当中裂缝不会出现渗水情况。
3.3基床底层排水盲沟施工
我们在对底层排水盲沟进行施工的过程当中，首先要仔细分析施工的位置图，根据排水施工平面定位的布置图进行精确测量。在地面上就确定出排水沟的边线，增设施工平面和高程控制桩，这样才能够保证在施工过程当中定位准确。在进行施工的过程当中，在基床底层横向排水管处进行安装，在侧沟路基侧以及下部设置我们所需要的盲沟。在进行排水孔的打孔过程当中，要保证间距达到两米，成孔之后我们才可以安装排水管。
在安装排水管的过程当中，保证排水管的直径达到100mm，管体当中要开设孔槽，采用透水土工布进行包裹。在排水盲沟底部要铺设土工布，在土工布上浇灌50mm厚的混凝土。浇灌混凝土之后再进行坡度检验，从而保证盲沟的排水正常。在混凝土排水管安装的过程当中要按照最初的设计进行管道安装，要有四米长的混凝土管，并且要将混凝土管固定住。同时，在混凝土管的表面还要有砂浆顺坡，使得渗水可以顺利的进入我们所安装好的混凝土管。
我们在安装好混凝土管之后，还要铺设土工布，将土工布铺入我们所挖好的盲沟内。在铺设土工布时，在沟面上应当留有土工布的卷边，从而保证土工布可以包裹我们所剩余的碎石填料。在铺设土工布的过程当中要注意土工布与土工布之间的连接要保留在300mm左右，从而保证土工布的过滤效果。在进行土工布的安装过程当中，应当采用更为稳定的固定措施，以防我们在填充碎石的过程当中土工布出现移动的现象。
我们在土工布安装好之后，就需要将碎石进行填充。首先需要将垫层垫到一定的强度，然后选择直径为五到十厘米的碎石进行填充。在原有的沟渠结构恢复之后，碎石填充完毕之后，才可以在碎石的顶部铺设所需要的保温板。
除了上述的几项之外，在进行水沟钢筋捆扎和模板支护的过程当中，我们一定要本着先测量后施工的原则，从而保证我们所施工好的盲沟和原有的水沟连接顺畅，最后再对水沟进行浇筑。
3.4冻害预垫
为了提高整体的铁路路基冻害整治效果，我们就需要相关的技术人员对该地的实际情况进行调查。首先就需要对于当地的天气情况和铁路路基的冻害情况进行更为详细的了解，对于铁路路基的冻害高度、长度、起始位置都进行更为详细的数据调研，为后续的冻害处理提供更多的科学依据和数据保障，从而保证我们在进行动态处理的过程当中，有更为科学的数据作为支撑。在每年大机综合维修作业之前，我们可以将所受所收集到的动态信息作为参考进行集中的处理，进而对冻害进行预垫。在预垫过程当中首先需要保证数据的准确性，保证位置准确性和厚度合理性。
一般来说，我们在进行预垫的过程当中，预垫厚度要与路段冻害的起始高度相适应。在进行预垫的过程当中，一定要注意冻害预定高度要控制在15mm以下。在预垫过后，要重视对于冻害顺坡的处理，避免在预垫过后出现质量问题。最后我们还需要根据实际的冻害情况于遇见的工作量进行调整，从而避免由于冻害顺坡垫板过厚导致之后的轨道高低出现问题。
3.5采取更为有效的保温措施
铁路出现冻害问题最主要的原因就是由于温度过低，所以只要我们采取了保温措施，就能大幅度减轻出现冻害情况的可能性。为了避免涵洞地表温度在0℃以下，我们就可以根据地表的实际情况采取一些的保温措施，比如说我们可以利用草袋子或者其他的保温材料堵住涵洞的洞口，进而阻止外界的冷空气进入涵洞，从而让涵洞内的空气温度得以保持。将涵洞洞口封堵起来，除了可以减少外界冷空气进入，还可以减少冻害顺坡的长度，减轻铁路路基受到的冻害高度，以及我们在整治冻害过程当中的压力。除此之外，如果我们采取有效的保温措施，对出现冻害的路基采取隔水方法，这样的话也会让本段的路基有更好的保温效果，减轻冻害的情况。如果我们使冻害的初始高度得以降低，整段铁路的冻害伤害程度就会大幅度降低，从而使得我们后续的冻害处理更为简单。
结束语
由于我国国土面积较广，很多地区存在着冬季结冰的现象。由于冬季结冰情况也导致冬季很多地区的路基出现了冻害情况，为此我们只有解决掉冬季东海的问题，才能够保证铁路的运行更为安全平稳。本文通过对于冻害的成因进行分析，从而提出了一系列铁路路基冻害的整治措施，希望这些措施能对未来的铁路路基冻害整治有所帮助。
参考文献
[1]闫宏业,蔡德钩,张千里,朱忠林,刘莉.铁路路基冻害防治保温技术研究[J].铁道建筑,2015(01):51-55.
[2]郭锐. 季节性冻土区运营线路基冻害防治技术[D].西南交通大学,2012.
论文作者:周海宝
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
标签：冻害论文; 路基论文; 铁路论文; 过程论文; 情况论文; 土工布论文; 温度论文; 《基层建设》2019年第26期论文;