摘要：土建路基下冻土存在着许多特殊的工程地质问题。根据多年的资料调查，随着全球变暖，路基下的冻土逐渐升温，导致冻土上限降低，冻土逐渐退化和融化。路基病害仍在发展。最突出的问题是热融沉降。冻土融化沉降导致路基不均匀沉降，最终导致沥青路面变形，导致纵向和横向裂缝等病害。本文在对多年冻土区沥青路面破坏数据调查的基础上，进一步分析了上述问题。
关键词：土建路基；道路问题对策
前言
土建路基冻土在我国广泛分布东北更为突出，土建路基冻土是指零摄氏度以下含有冰的岩石和土壤。冻土的组成为四相，即土壤颗粒、冰、水和空气。冰在冻土中起着黏结作用，对土建路基冻土也有很大的影响。在正常天气条件下，由于温度和负荷的变化，冰的性质极不稳定，导致冻土性质的大变率。因此，土建路基冻土区沥青路面的施工会产生许多病害，其中最大的病害是路基的解冻。
近年来，随着多年土建路基冻土地区沥青路面施工的发展，沥青路基路面施工和使用过程中出现的施工问题和病害种类和数量不断增多。工程实践表明，传统的提高冻土路基防护以保证路基稳定的方法有很大的局限性。因此，研究路基融化沉降引起的道路病害类型及防治对策，对多年冻土路基路面的设计与养护具有一定的参考价值。
1土建路基冻土沉降
土建路基冻土地区公路建设存在着许多特殊的工程地质问题。最明显的原因是热融沉降。如果设计、施工和养护方法不正确，冻土的热融可能导致路基、路面和坡脚的沉降。在冰层较厚的斜坡上，开挖容易引起土壤的热融，使冻融界面缓慢向下移动，形成热融坍落度。
1.1土建路基主要病害及分析
土建路基冻土区路基融沉的主要病害是路基不均匀沉降、裂缝和变形。此外，温度、太阳辐射、降水等气候条件；多年冻土土壤质量、地下含冰量、地表植被状况等多年冻土条件；路基高度、宽度、方向、工程防护措施等工程条件；工程范围内的水活动；人的活动是路基融化和沉降的主要原因。土建路基冻土区路基的稳定性 ，取决于地面温度的变化和路基下的冻土含冰量的变化，这与路基和路面的变形密切相关。土层冻融状态的不对称性最终导致沥青路面横向变形不同，左右沉降差大，容易诱发纵向裂缝病害。纵向裂缝的发展主要是路基正表面的变形大于路基负表面的变形，在道路基本体中形成了自身的沉降差。这也表明，正表面的融化更为严重，路基正表面的沉降更为严重。对于横向变形均匀的路基，其基本性能是年均布沉降变形，年变形差异不大，路基变形对路基和路面稳定性影响不大。由于路基沿线工程地质条件的不同，可能产生局部沉降和波浪沉降变形。
1.2主要路面问题及分析
土建路基冻土融化沉降引起的沥青路面病害主要有：土建路基冻土温度和荷载变化引起的沥青路面沉降、纵向裂缝和波浪变形以及季节性冻土冻融。这些道路病害的形成机理与多年冻土区独特的多年冻土组成和地质结构、线路高程和太阳辐射强度、当地温度、温度变化以及施工过程质量是否完全符合“规范”标准密切相关。如沥青表面温差、不同位移、低温收缩裂缝、温度疲劳裂缝等引起的裂缝；雨天或冻土引起的车辆荷载和融水引起的坑形成。在车辆荷载作用下，沥青路面的破坏将加剧。另外，在土建路基工程建设和使用过程中，土建路基冻土区沥青路面施工超载和车辆荷载过大，使沥青路面的破坏更加严重。
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1.3土建冻土不符合施工规范
在土建冻土施工过程中，由于施工现场管理不善，施工人员专业素质低，施工人员整体水平低，容易使土建施工不符合施工规范，造成严重的质量问题。在土木工程施工过程中，施工组织方案不完善，施工监理存在漏洞，施工技术审批执行不到位，容易造成土木工程质量问题。在土建冻土工程施工中，对施工区地质条件的调查不科学，软土地基处理不到位，不能根据地质条件进行科学合理的施工准备。
1.4土建设计错误严重
建筑质量与土木冻土工程设计有着密切的关系。一旦设计过程中出现严重错误，就无法保证土建冻土工程的施工质量。在设计过程中，设计人员未在施工区域进行现场踏勘，导致设计水平较低。在设计过程中，所使用的测量和绘图数据不规范，或数据之间的单位转换不科学，导致设计中出现严重错误。在计算荷载时，数值过小、内力分析误差、沉降缝和伸缩缝设置不当、悬臂结构挑眉的倾覆验算等，这些设计误差都是土木工程质量问题的潜在危险因素。
2对策研究
土建路基在多年冻土区沥青路面施工中，主要措施是根据冻土区的温度、冻土的组成、公路等级、路面的性能要求和使用寿命等，两种主要措施是保护冻土或破坏冻土。理论分析表明，路基填料应防止毛细水引起的冻胀、冻胀和热融沉降。沥青路面将因太阳辐射而发生新的热沉，应采取一些措施。在冰雪较厚的地下地段，应避免开挖、不填、不挖等措施，或采用相应的保温、防融材料和基底代替稳定材料。总结如下：
2.1土建路基方面
保温路基。为了降低土壤下部的年振幅，可在多年冻土路基上增加保温层，增加工业保温材料，可减少路基下1-2米的季节融化深度，从而增加多年冻土路基下的人工上限。
碎石路基。室内实验表明，单粒径砾石具有弱的自然对流换热，砾石层平均温度随砾石层厚度的增加呈指数下降。路堑边坡。在坡脚增设盲沟。路基基床积水在路堑时排入路基排水体。砾石采用过滤土工布包裹，确保盲沟长期有效。
2.2土建路基路面
结合理论分析和工程效果，从两个方面研究了多年冻土区沥青路面的性能。采用以低温耐久性为主要功能的多年冻土区合理的路面结构。结合工程实践，形成了多年冻土区沥青路面施工工艺，采用了沥青碎石的渗透工艺。根据冷补沥青混合料的材料标准，提高了粘结料与矿物材料的粘结性、混合料的初强度、成型后沥青混凝土的强度、混合料的水稳定性、混合料的耐低温性，以及对数据指标和施工工艺的要求。
结论
土建路基冻土区路基融沉变形是造成沥青路面结构破坏的主要原因之一。在全球变暖的背景下，多年土建路基冻土区路基在路面上发生不均匀融沉变形的概率大大增加。路基融沉引起的路面病害严重影响路面的使用性能和使用寿命。从理论上分析了路基融沉引起冻土区的类型、机理及特点，结合工程实践，详细指出了冻土区病害的分类及成因。从路基、路面、边坡三个方面分别提出了病害防治措施，为沥青路面的施工及今后的病害防治提供多方面的参考。
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论文作者:卢士平
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/30
标签：路基论文; 冻土论文; 土建论文; 病害论文; 多年论文; 路面论文; 沥青路面论文; 《防护工程》2019年8期论文;