摘 要：由于常年冻土，我国高原地区路基的热平衡状态失调，路基变形情况十分严重。根据冻土地区的施工特点，从其冻胀性、融沉性和冻融过程出发，对常年冻土地区的路基情况进行实地分析和考察，并研究出相应的控制对策。
关键词：冻土；路基；冻胀性；热平衡
中图分类号：u416.1 文献标识码：a 文章编号：2095-6835（2014）10-0065-02
我国高原地区由于气温原因，公路经常会出现常年冻土的现象，这给公路的施工和设计带来了一定的难度。对路面钻芯取样，并进行分析，研究路基冻融产生的原因和变形的规律，可为控制路基变形提供良好的科学理论依据。对常年冻土地区公路建设的研究，关键要看其路基的变形状况、路面修筑技术和路面材料是否适合等。地处海拔3 500 m的新疆帕米尔地区是典型的常年冻土地区，当地的公路设计都符合我国的公路施工标准。对常年冻土地区的公路进行开发、设计和施工，对我国西部地区的开发具有至关重要的作用。
1 路段实地调查
1.1 路面状况调查
在对常年冻土地区公路的实际考察中，我们发现某段路面的变形损坏程度十分明显，这与路面的热平衡有密切的关系。经过比对，我们看到路基表面有沉陷、隆起等现象，柔性面较刚性面损坏更为严重，这表明冻融在很大程度上影响柔性路面。
1.2 钻芯取样
在现场，我们一共钻取了24个芯样，其中刚性路面占了4个。研究发现，多数的刚性路基都没有形成板体性，这主要是由于当地的气候条件使得刚性基层产生较大的干缩和温缩。WWw.11665.cOM
1.3 弯沉状况
使用贝克曼梁法来测量公路的弯沉情况，并采用符合国家标准的汽车对路面进行测量。研究发现，路面的中段比两侧的弯沉情况更为严重，同时，阳坡的弯沉深度要大于阴坡。这表明弯沉主要是受车辆的荷载所影响。
2 路基变形的研究
为了控制常年冻土地区路面的变形情况，我们可以对冻融情况进行研究和分析，主要从冻融过程、冻融特性、冻融的发展规律等几个方面着手。研究表明，由于受到热平衡状态的影响，冻土地区的路基损坏变形情况十分严重，针对冻土地区公路的工程施工特点，具体可以从以下几个方面进行分析。
2.1 冻土的融沉特性
在自重压密的作用下，冻土地区的路基面不断向外排水并出现固结下沉的现象，这个过程就是冻土的融沉性。冻土的融沉性是导致冻土地区常年路基变形的重要因素之一，也是冻土公路工程中最为突出的特点。根据多年来对冻土地区的路面研究发现，不管什么样的土质，在自由排水充足的情况下，冻土的融沉系数与冻土的含水量成正比；如果含水状况相同，那么融沉性最小的是粗粒土，融沉性最强的是粉质黏土。
在附加荷载和压密的共同影响下，溶化后的冻土面积因空隙水排出而产生压缩效果，在水消散之前，冻土下层的夹层土体下沉速度会十分缓慢，而整个冻土地面路基的下沉速度也会十分缓慢。
2.2 季节融化层的冻胀性
冻土在季节交替过程中发生冻结膨胀现象，被称之为土体的冻胀性。这一现象主要取决于土体的含水成分、颗粒成分、矿物成分和冻结条件。通常来说，土体的冻胀性与土体水量的上升情况成正比，与温度成反比，即温度越低，冻胀性越大。由于土体结构的疏密程度不一，因此冻胀性的程度也不相同，土体中层的冻胀性最强，下层最弱。我们称2/3以上的冻结程度的为强冻胀带。
土体的冻胀性与土体的密度也有关系，土体密度越大，冻结的程度也越大，但是当土体的密度达到1.68～1.8 g/cm时，密度越大，冻胀的程度就越小。土体的冻胀性与附加的荷载成反比，会随着附加荷载的增加而减少。
2.3 路基冻融过程
由于受到冻胀、水份迁移、融沉等多种因素的影响，冻土地区的冻融时间会不停地发生改变，这些物理力学不断作用于冻土路面上，使得路基的性能越来越低。常年冻土的道路根据变化可分为稳定冻结期、稳定融化期、不稳定冻结期和不稳定融化期。
路基从造型上看属于线形构筑物，所以按照平面的非稳态相变温度场的有关方程式对其进行分析，计算结果显示，温度场的分布会随着年限和时间的变化而发生改变，且是由水量在不同层次的路基土体中分布不均而造成的。青藏公路某段常年冻土地区公路施工多年后的每月冻融分布线的直观图如图1所示。从图1中可以看出，冻土路基温度场的分布是不
称的。
3 路基变形的控制对策
要控制常年冻土地区公路的路基变形，需要对其进行实地考察，对路面的修筑技术进行探索，分析控制路基变形的难点所在，同时还要研究常年冻土地区的路面材料和路基情况，掌握好常年冻土地区在地理因素、气候条件的作用下，各土体层次的结构和路面材料的特性。要利用科学的技术指导，分析常年冻土地区在特殊环境下产生的数据，为控制常年冻土地区路基变形提供理论依据。常年冻土地区的公路修筑技术一直是研究和控制路基解冻机理的重要方法。我们要在现有修筑技术的基础上，加入新的科学技术和方法来控制我国常年冻土地区路基的变形情况，保证我国常年冻土地区的公路安全建设。
参考文献
[1]刘永智，吴青柏，张建明，等.青藏高原多年冻土地区公路路基变形[j].冰川冻土，2002（01）.
〔编辑：王霞〕
