为解决冻土路基在温度变化下产生的融沉变形问题,提高路基使用质量,依托国道218线那拉提至巴仑台公路项目第NBTZ-7标段工程项目,结合冻土路基设计和施工实践,采用换填片石法和泡沫混凝土法对冻土路基进行处治,并严格控制施工工艺。施工完成后对路段进行质量检测和温控效果检测,结果显示,其压实度和弯沉值均满足技术要求,且两种方法处理后的路基均有较好的低温保持效果,温控效果在0.9~1.7℃之间,可为冻土路基工程施工提供参考。
针对东港灌区输水渠道存在冻胀破坏问题,研究提出一种以玻璃纤维为外掺料的泡沫混凝土,并分析不同玻璃纤维掺量混凝土的性能。试验结果显示,当纤维掺量为0.6%时,试块在冻融前的抗压强度为15.15MPa;在冻融循环50次后,试块的抗压强度为14.62MPa。当纤维掺量为0%时,试块在冻融前的抗压强度为11.23MPa;在冻融循环50次后,试块的抗压强度为7.73MPa。研究结果明,泡沫混凝土在防冻胀中有较好表现。
着眼于季节性冻土区高铁路基防冻胀填料改良及路基保温措施,提出纤维泡沫混凝土作为基床表层填料或保温强化层材料的防冻胀路基结构形式。对纤维泡沫混凝土进行物理力学特性及抗冻融耐久性试验,在此基础上采用有限元仿真分析级配碎石基床、纤维泡沫混凝土基床、保温强化层基床3种路基结构的层间剪切应力、竖向应力、竖向位移等力学参数。结果表明:纤维泡沫混凝土具有良好的保温特性及冻融耐久性,其作为基床表层填料与级配碎石相比,路基结构力学参数均得到改善;其作为保温强化层材料可有效降低级配碎石基床表层剪切应力的最大值,提高路基结构整体稳定性。在一定程度上证明了纤维泡沫混凝土作为季节性冻土区高铁路基防冻胀材料的可行性。
近年来,泡沫混凝土作为一种轻质保温材料得到广泛应用,然而对泡沫混凝土作为保温材料应用于季节冻土区高铁路基的研究相对较少。以哈齐客专DK221+150断面的现场监测数据为依据,利用ABAQUS有限元分析软件,建立泡沫混凝土保温板路基的温度场模型,研究泡沫混凝土保温板在季节冻土区对铁路路基的保温效果。通过对不同工况下泡沫混凝土保温板路基进行温度场数值模拟,优化路基两侧泡沫混凝土保温板的铺设长度。模拟计算结果表明:泡沫混凝土保温板对路基具有明显的保温效果,当保温板的铺设方式为路基面全幅铺设且路基两侧的铺设长度由路肩延伸至4.0m时保温效果最佳。