为了探索高寒地区沥青路面铺筑短期对冻土层温度场的影响，通过对路面各结构层材料进行热传导试验和碎石空隙率试验，得出不同结构层的热力学参数，通过有限元方法建立二维冻土温度场模型，分析了沥青路面在4月、7月和10月份铺筑短期对冻土温度场的影响规律。结果显示：沥青路面铺筑短期的热效应使得冻土温度场呈梯形分布。其中，7月份铺筑路面造成冻土层温度上升最高可达2.13℃,冻土0℃等温线下降深度大于0.78 m,最不利于冻土的温度稳定性。为此，基于弯沉等效思想在路基顶面通过铺设碎石层进行温度改善和刚度补偿设计，结果显示：铺设1.0 m厚的碎石层，路基和冻土层温度下降1.89～27.22℃,0℃等温线抬升0.54～1.95 m,路基顶面当量回弹模量可提升至125～180 MPa,以上可为高寒冻土地区的公路建设提供参考。
结合某高速公路项目，分析了多年冻土地区路基处理技术的应用，说明了冻土路段中的冻土分布情况，阐述了采用碎石桩施工技术和换填砂砾施工技术处理不稳定路基的效果。研究结果显示，建议埋深超过3m的冻土采用碎石桩处理技术，不足3m的冻土采用换填砂砾处理技术，以稳定路基结构。
本文以高原地区某二级公路项目为依托,从工程地质选线、勘探评价以及对应的工程处置方案等方面,对冻土地区路基处理方案进行阐述,以期为今后类似工程提供设计参考。
针对我国季节性冻土区高速铁路路基水泥稳定碎石基床压实质量控制标准缺乏的现状,结合现行设计规范和相关试验规程,以冻土区高速铁路水泥稳定碎石基床为研究对象,将地基系数、动态变形模量、变形模量、回弹模量和无侧限抗压强度作为评价指标,研究水泥稳定碎石基床各项压实指标的适用性及相关性。结果表明:水泥稳定碎石基床的地基系数受填料自身特性影响较大,二次变形模量测试过程繁琐,可采用直接反映路基压实状态的一次变形模量为水泥稳定碎石基床的压实检测指标;各压实指标与回弹模量、无侧限抗压强度间存在较好的指数函数关系,因此可通过室内试验较易获得的回弹模量、无侧限抗压强度推算复杂试验条件下的压实质量控制指标,为季节性冻土区水泥稳定碎石基床的压实性能提供快捷、有效的估算方法。
高速铁路对轨道平顺性具有非常高的要求,在季节冻土区建设的铁路面临着路基冻胀问题,由路基冻胀引起的轨道变形严重影响了高速铁路运行的安全性与舒适性.通过对比其他学者关于路基冻胀的处理与防治方法,提出了采用水泥稳定级配碎石代替普通级配碎石作为基床表层填料,同时在路基边坡铺设保温护坡的方法来防治路基冻胀.根据哈大客运专线季节冻土区的地质及气候条件,采用有限元数值仿真方法分析路基基床表层采用水泥稳定级配碎石和在路基边坡加设保温护坡后对路基温度场的影响.并将分析结果与哈大客运专线的现场实测结果进行了对比,验证了有限元数值仿真结果的可靠性,分析结果表明:在基床表层换填水泥稳定级配碎石,同时在路基边坡铺设3.0 m高、2.5 m宽的保温护坡后可以有效缓解路基的冻胀,与无任何保温措施的普通路基相比,路基中心处的最大冻结深度减小了0.5 m,路肩处的最大冻结深度减小了1.1 m.
通过测量平均粒径为1,2,3和5 cm的天然碎石层的反射率,以揭示影响碎石层反射率的主控因子。为了提高碎石层的反射率,将不同粒径骨料均匀涂上高反射率材料,并将实测碎石层表面的反射率与采用ASTM E1918A规范计算结果进行对比。研究发现:ASTM E1918A规范计算值是文中模型的一个特例。当太阳辐射瞬时强度值变化小于20 W/m2,模型计算的反射率与ASTM E1918A计算值的偏差在0.00～0.03。由于碎石层表面粗糙度,其反射率总比新鲜碎石平面的反射率低0.10～0.25,且随着骨料粒径的增大,天然碎石层的反射率逐渐降低。因为从表面散射反射的光子重新回到表面的概率增大,加剧了碎石孔隙间的多重反射,从而降低了反射率。经喷涂高反射率材料后,可将碎石层反射率从0.262提高至0.433,提高幅度在0.10～0.20。提高碎块路基的反射率可以有效地降低路基边坡温度,有利于保护冻土路基的稳定性。
近年来我国东北地区多年冻土呈退化趋势,导致冻土问题越来越突出。本文介绍了典型的冻土路基处理方法,并结合某公路路基工程,根据公路段的冻土分布提出碎石桩复合路基法进行冻土路基处理,详细分析了该处理方法的效果及经济效益,为今后类似工程提供参考。
用透水土工布包裹道砟碎石填筑的截排水纵向盲沟,是哈尔滨-大连高速铁路(简称哈大高铁)在大开挖路堑段采用的重要的防冻胀工程措施.由于碎石层在顶部温度较低时,其中发生对流换热过程而强化对其下部土体的降温作用,可能导致盲沟底部冻结而影响其防冻胀效果.通过数值仿真软件分析了排水盲沟的温度状况,结果表明:对于哈大高铁的气温环境,在不考虑积雪影响的条件下,将发生盲沟底部排水管冻结积冰,影响纵向盲沟防冻胀效果的问题.在盲沟顶土层中加设0.1 m保温板能够提高盲沟底部的最低温度,推迟起始冻结时刻,缩短冻结时长,但不能完全避免盲沟底部排水管的冻结问题.在有表层保温板的条件下,在盲沟底部换填砂层虽然不能提高盲沟碎石层的温度,但却能有效提高盲沟底部的温度.复合措施可以有效解决盲沟底部冻结的问题.
本课题主要研究严寒地区高速铁路路基基床级配碎石填料的微变形与控制原理。在考虑温度、含水率及荷载变化的基础上，主要开展高压实状态下级配碎石在冻融过程中其内部水热运移规律和由此引起的微变形的研究。寒冷地区级配碎石的这种微变形对高速铁路的运营有着至关重要的影响。课题将通过冻融试验、微观观察和模型试验等手段，查清温度变化、水分变化条件和载荷作用下级配碎石微变形机理，建立相应模型;考虑冻胀对轨道板的作用,建立动力相互作用模型,用于指导严寒地区高速铁路设计与养护。级配碎石内冻胀微变形在以前的研究工作中未受到充分的重视，也是目前严寒地区高速铁路建设中发现的新问题, 此方面的研究成果将对冻土力学学科做出特殊贡献，对严寒地区高速铁路的建设具有重要的意义。
2014-01冻土地区公路工程施工,由于地基的冻融作用及其他不良冻土现象的影响,通常会产生各种工程病害,进而影响工程质量。碎石桩的复合地基施工技术,通过碎石桩及桩间土的共同作用形成承载力较高的复合地基,改善土的物理力学指标,提高地基土的承载力,减少地基土的压缩变形,并消除路基下多年冻土的融沉和不均沉降等病害。