高原多年冻土地区道路纵向裂缝病害机理及对策.pdf

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1、V01．42，No．4沪I．J童材第42卷第4期August，2016Sic^z‘口nB“泓赢讹纪一口ls2016年8月高原多年冻土地区道路纵向裂缝病害机理及对策桂云海(国家林业局昆明勘察设计院，云南昆明650216)摘要：本文简要分析了高原多年冻土地区较为常见的道路病害以及引发病害的原因，同时对纵向裂缝形成机理加以分析，并从新建道路、裂缝处置等方面分析了如何对高原多年冻土地区道路纵向裂缝进行处理，以期保证该区域道路的使用安全，延长其使用寿命。关键词：高原；多年冻土；纵向裂缝；病害机理中图分类号：U418．6文献标志码：B文章编号：1

2、672—4011(2016)04—0178—02DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2016．04．088O前言高原多年冻土地区的道路受到复杂地理环境以及恶劣自然环境的影响，往往会使得大量路基出现纵向裂缝。不仅如此，这类裂缝具有数量多、规模大以及发展迅速等特点，若施工人员只是按照原有养护方式进行道路养护，无法从根本上避免纵向裂缝的产生与发展，而是要使用具有针对性的养护措施对道路进行养护。因此，高原多年冻土地区道路养护便成为大部分企业关注的热点。1高原多年冻土地区道路普遍病害及原因1．1高原多年冻土地区道路普遍病害

3、1)路基边坡滑落或坍塌。高原多年冻土地区中，部分地区具有较丰富的地下冰，路基在修建过程中，使得土层热力平衡状态被破坏，进而使地下冰被热量溶解，造成路基边坡滑落甚至坍塌。该类型病害往往集中出现于挖方部分或是填高较低的低填方部分。2)路堤基底滑动以及失去稳定性。冻土地区中的山岳、丘陵以及山前缓坡区域，往往地下存在发育较快的地下冰，因为路堤的修建作业会对地面温度情况形成一定影响，使得融化深度逐渐增加，多年冻土逐渐被融化，直接导致土层融化，进而形成热融沉陷以及热融滑坍等地质问题，引发路堤基底滑动，从而使路堤基底失去稳定性，导致路基发生变形，并

4、受到损害⋯。3)路面开裂或是错台。多年冻土区域，因路基土层及地基出现冻胀或热融现象，引发路基变形或被损坏，导致沥青路面出现开裂现象或水泥混凝土路面开裂以及错台。路面开裂包含有横向裂缝以及纵向裂缝两种情况，通常情况下，纵向裂缝会贯穿路基填筑部分，部分纵向裂缝深度甚至可以达到60—70em。而横向裂缝往往集中于路面部分，往往可以贯穿路基断面。路面发生开裂以及错台的主要原因是路基温度降低而引发了土体收缩，使得垫层以及基层形成裂缝。不仅如此，车辆行驶过程中也会对路基施加力，且基层裂缝部分与沥青面层底部所形成的应力较为集中。加之温度逐渐下降，沥

5、青面层所用材料在低温状态作者简介：桂云海(1982一)，男，上海人，本科，工程师，主要从事公路设计工作。·178·下，抗变形能力也会随之降低，同样会导致路面开裂¨1。1．2高原多年冻土地区形成病害的因素1)气温。高原地区属于高寒大陆性气候，气候寒冷且较为干燥，空气相对稀薄，且具有强烈的太阳辐射。较高的海拔高度对气温也会形成一定影响，同多年冻土的分布之间存在一定关联。高原气温的高低对冻土地区路基的热稳定性具有较大影响，路基温度场状况同样会受到影响。气温的高低起伏不仅影响了多年冻土的存在以及发展，与多年冻土的状态参数，如融化指数、年平均气

6、温等也有较大关系。近年来，我国冻土区域受温度影响，退化严重，直接导致路基热稳定性受到影响，使得路基温度场分布状况异常，公路病害也因此发生。2)降水与蒸发。影响季节活动层湿度情况的主要原因是降水与蒸发。以青藏高原为例，其融化季节正值雨季。高原地区在雨季中，季节融化层土体湿度增加速度明显，浅层土体尤为明显，补给过程中垂直渗流呈增长趋势。而当冻土区域处于蒸发时期时，土体水分蒸发之后热度大幅下降，融化需要的时间逐渐缩减，而骨架结构也会因季节活动层湿度的起伏而发生变化，使热周转能力受到影响。2纵向裂缝机理2．1纵向裂缝形成空间过程融化深度之间的

7、差异，使得各部分应变矢量以及塑性应变之间也存在区别，使得路基纵向裂缝在形成过程中形成如下三个区域po。1)发育区域。发育区域往往存在于纵向裂缝形成过程中出现形变的阶段，因为融化层软弱区域开始出现，导致软弱区域以及该区域之上附近区域都形成较为明显的形变。该形变较为严重的区域便称为发育区域(图1中I所在位置)。发育区域的存在直接导致纵向裂缝的形成，发育区域的规模以及形变程度直接决定了纵向裂缝形成的几率以及形成后的规模。飞渺圈1发育区域所在位置2)诱发区域。诱发区域存在于纵向裂缝在形成该过程中的强度破坏阶段以及形变或丧失稳定性的阶段，诱发区

8、域的存在为纵向裂缝的产生提供了条件。诱发区域的形成原因是发育区域被压实，该区域往往在整体形变活动的上方，承受了初始形变阶段所施加的压缩力以及后期形变阶第42卷第4期印I．』迂材v01．42，No．4—201—6年8月Si