为更好地解决季节冻土山区突出的软基冻害难题,提出在弃渣碎石换填层上铺设保温板的“保温换填法”。基于工程实例,运用带冰水相变的考虑路基阴阳坡效应的有限元数值解法,模拟分析XPS保温板在不同的埋深、厚度,以及考虑冻融循环作用和地下水对XPS保温板导热系数不利影响(最不利工况)的条件下,路基不同部位最大季节冻深和路基阴、阳坡路肩横向热差异在30年内随时间的变化。结果表明:“保温换填法”在抬升路基不同部位的最大季节冻深和控制路基阴、阳坡路肩横向热差异方面都具有良好的效果,但具体效果与路堤高度有关,路堤高度越小效果越好;综合考虑经济性和长期保温效果,路面下0.8 m是XPS保温板合理的埋设深度,8 cm厚是合理的铺设厚度,按《公路路基设计手册》公式确定的6 cm厚在季节冻土山区路基中偏于不安全;同时,“保温换填法”也适用于季节冻土山区地下水位埋深浅的地段。
大量工程实践表明,在寒冷山区公路建设过程中,路基阴阳坡效应对冻土区路基的稳定性具有重要影响。以甘肃省南部山区季节冻土路基为例,基于新建宕昌—迭部二级公路试验段的现场监测资料,分析了季节冻土山区公路路基阴阳面的地温和变形差异,提出针对性的两种新型防治措施——措施A(阴坡侧路基下半幅铺设10 cm厚XPS板,阳坡侧路基下半幅铺设6 cm厚XPS板)和措施B(路基下满幅+阴坡坡面铺设6 cm厚XPS板),并通过数值模拟分析了这两种措施控制路基阴阳坡效应的效果。结果表明,在甘肃南部季节冻土山区,山体遮挡作用使公路路基阴阳坡发生转换,对路基横向地温的影响不容忽视,试验段K18+180段阴坡路肩与阳坡路肩地温最大相差6℃左右,公路路基横向地温存在显著的阴阳坡效应。地温的横向差异导致公路路基土体冻深和冻胀变形的横向差异,两个试验段路基中心与阳坡路肩的最大季节冻深在第一个、第二个冻结期内均相差约0.8 m和0.9 m,K18+180段阴阳坡路肩冻胀量差值的最大值为2.8 mm,出现在春融初期。路堤高度为1.0 m、2.0 m时,措施A和措施B都能显著地减小公路路基阴阳坡温度差异,并且控制效果明显优于普...