摘要：在道路建设与养护过程中，路基的冻胀问题对于道路的养护有着很大的阻碍。而在季节性冻土区，冻胀现象与之后的融沉现象会使得路基产生变形，这对与客运专线而言会极大地影响运行速度和运行的安全性，因此，在设计与建设路基的过程中，防冻胀处理是必要的，也是在可能出现冻胀地区保障路线安全的关键。本文将就冻胀问题进行分析，并对引起冻胀的原因进行总结，最后提出进行防冻胀工程的措施。
关键词：客运专线；路基工程；防冻胀；处理措施
在客运专线的建设中，路基往往会出现冻胀的情况。而在冻胀之后还伴随着融沉现象。这两种现象使得客运专线会出现变形的问题，而这种变形往往会使得轨道平衡性降低，进而影响客运专线的运行速度和运行安全性，也为客运专线的养护带来了困难。目前，客运专线路基工程的防冻胀工作已经成为了一项逐渐被人们重视的工作。但是在实际中，防冻胀工作由于经验的缺乏，使得在发现冻胀现象时候往往不能进行有效的处理，也不能对冻胀进行很好的预防。故进行防冻胀现象的研究越来越受到人们的重视。
一、冻胀现象
冻胀这种现象出现的原因是由于土中水的冻结和冰体（特别是凸镜状冰体）的增长引起土体膨胀、地表不均匀隆起的作用。冻胀一般会导致地面发生变形，形成冻胀垄岗。冻胀的原因包括土中原有的水结冰体积膨胀；同时也包括土冻结过程中下部未冻结土中的水分迁移并向冻结面富集，水分相对集中，水与土粒分异形成冰透镜体或冻夹层，使土体积膨胀。
冻胀现象的出现，往往会造成很大的影响，对桥梁而言，主要表现为基础上抬、倾斜、断裂等，使基础失去稳定，从而造成局部或整体上的破坏；对客运专线而言主要表现为路基沉陷、边坡滑移、路面翻浆、鼓包、弹簧以及路面开裂等。路面开裂（裂缝）主要是由于低温冻缩和低温冻胀两种冻害形式共同作用的结果。其中，纵向裂缝是由于土基的不均匀冻胀所致。而低温冻缩（低温缩裂）则是由于基层和面层材料的收缩（冻缩或干缩）引起的，其裂缝则表现为自上而下或自下而上的，往往是贯穿基层和面层。
二、引起冻胀现象的因素
（一）填料中细粒物料的含量
当物料中的粗颗粒物料占据了较大比例时，粗颗粒表面的能量较低，此时在表面几乎不能吸附，从而不能形成毛细结构，也不能在冻结时将其中的水分迁移走，这就导致在粗颗粒中并不会使得冰聚集起来，这样的结果就是并不会出现明显的冻胀现象。而当细粒物料的比例增加时，会出现较为明显的毛细现象。在毛细作用下，物料中的水分随着冻结锋而进行迁移，从而使得冻结层变厚，出现明显的冻胀现象。
（一）物料中的含水量的影响
冻胀现象是物料中的水分结冰而引发的。要发生冻胀现象，就要使得路基物料中的含水量大于冻胀含水量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常来说，地基中的水分包括两个方面，一个是地表水一个是地下水，其中，地表水主要是从降水而来，地下水则是通过毛细现象补充得到的。在这两种现象对物料中的水分持续进行补充的过程中，物料发生冻胀的程度越来越大，最终发生冻胀现象。因此，要解决冻胀问题，就需要对物料中的含水量进行控制。
（二）温度的影响
温度的影响对于冻胀而言是极为关键的，这种影响主要体现在物料的冷却速度上。在物料中水分含量不变的情况下，温度越低，则物料出现冻胀的程度越大。
三、防止冻胀的措施
经过分析可知，粒径、水分与温度是影响冻胀的三个主要因素，因此在防止方面主要从这三方面下手。
（一）进行路基设计
对客运专线进行设计时候，要对路基进行防冻胀方面的设计，在进行设计时，要注意控制小粒径物料在总物料中所占的比例，通常而言，在压实后细颗粒占比小于百分之五。
（二）对地表水进行处理
水分在物料中的含量会对冻胀现象有很大的影响。要对冻胀现象进行预防，控制物料中的地表水含量是必不可少的。
1.要在表面设置防水层，通常选用沥青来做防水层材料。在进行沥青选择时，通常选择延展性较好、粘稠度较低的沥青，同时还要注意沥青混合料的物料比，保证防水层有着较好的抗裂和韧性。
2.在路基上设立防水层。列车在长期的运行过程中，由于高强度的震动，往往会导致表面的防水层开裂，出现渗水的情况。故要将那些渗入到路基中的水分及时排出，通常是将不透水的水土工布垫在路基上阻止水分进入路基。
3.进行路基间的排水。对于路基间的降水，通常是用排水孔对水分进行排出，从而避免排水将路基周边的土壤冻结，导致另外问题的出现。
（三）对地下水进行处理
在地下水较为丰富的地区，也要考虑地下水对路基的影响。
1.设置防渗断层。通过设置防渗断层，可以起到防渗的作用，从而保证物料中的含水率不受地下水毛细作用的影响。
2.降低地下水水位。在地下水位较高的地区，要在路基两侧设置暗沟等方式降低地下水位，在根本上阻止地下水对物料中水分的补充。
3.加深排水渠道。如果建设处地势较为平坦，而地下水较浅时，可以考虑使用路堑来垫高基床。
（四）设置护道
在路基上设置护道，能够减少路基的积水问题，从而减少路基中含水率，减少冻胀现象的幅度，同时还能够防止开裂等问题的出现。在进行护道的设置时，应注意使得护道高度高于冻结深度。
（五）对涵洞顶部进行处理
根据调查，冻胀现象在涵洞顶部的危害较为严重，故加强进行涵洞顶部防冻胀措施是必要的。要注意在进行处理后压实的细颗粒密度小于15%。
结束语
客运专线铁路具有运行速度和技术标准高的特点，与有砟轨道结构相比，采用无砟轨道结构，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。客运专线铁路路基因冻胀引起的危害难度很大，因此就需要采取一定的措施来对这种现象进行防治，从而保证专线在运行过程中的运行速度与安全性，为我国客运专线的安全稳定发展做出贡献，提高客运专线在各种环境下的适应性。
参考文献：
[1]赵润涛，李季宏，李曙光.客运专线路基工程的防冻胀处理措施[J].铁道勘察，2011，37（4）：70-71.
[2]彭京平.季节性冻土地区客运专线路基工程防冻胀措施研究[J].交通科技，2010（2）：116-118.
[3]袁伟.严寒地带客运专线路基防冻胀施工技术[J].山西建筑，2011，37（32）：141-142.
论文作者:续冠逸
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/16
标签：路基论文; 物料论文; 现象论文; 专线论文; 客运论文; 水分论文; 地下水论文; 《建筑学研究前沿》2018年第14期论文;