浅谈季节性冻土路基的处置——以省道455色锣路道路改建工程为例

唐利方

(四川兴蜀公路建设发展有限责任公司, 四川成都 610000)

浅谈季节性冻土路基的处置
——以省道455色锣路道路改建工程为例

唐利方

(四川兴蜀公路建设发展有限责任公司, 四川成都 610000)

在高原山区道路改建施工中穿过季节性冻土是较普遍的，季节性冻土对道路路基、路面的破坏较大，经过1～2年的冻融变化，道路就会出现弹簧、下沉、路面开裂、翻浆、冒泥等地质病害，严重影响行车安全。为此在道路改建施工中就必须加强路基的处置，确保路基的稳定，保障道路的安全运营。根据实际施工中的效果，文章简要概述了对季节性冻土路基的处置方案。

季节性冻土； 处置； 方案

1 季节性冻土的形成及病害性状

本项目区属于寒温带大陆性季风气候，工程区温度低，气候严寒，四季不分明。冬春寒冷干燥，夏秋温凉宜人，干湿季明显，雨热同季，平均海拔3 500 m。路线经过区段存在多处冻土层，主要是所在地地下水、地表水丰富，路线内侧常年积水，而目前边沟及涵洞排水不畅，从而导致路基积水，进而形成冻土。冬季温度降至0℃以下时，随最低温度、温差、负低温持续，促成土体水的聚流、聚冰在土体中1～1.5 m范围产生冻胀，土体积膨胀，结构变松散，而强度降低。春季因地表温度上升至0℃以上时，冻土路基在热力和荷载作用下，在有害冻结深度范围内产生融化，并伴随着土的一系列物理力学性质的改变，土体结构松散、含水量大的路基产生自重作用下的融化下沉，土体强度大大下降，并产生荷载作用下的压缩下沉，导致路面形成弹簧、产生网状裂纹。雨季地表水和地下水通过裂缝、松散结构土体的空隙渗入，加大路基土体含水量，在荷载作用下，路面弹簧、下沉和网状裂纹情况进一步扩大。次年冬季和春季路基土体又产生冻胀和融化，路基土体的物理力学性质进一步恶化，路面弹簧、下沉和网状裂纹状况更趋严重。如此，气温降低冻胀→路基土体结构松散→气温升高融化→土体强度降低、压缩下沉→路面裂纹扩大→土体含水量加大的反复冻融循环导致路面大量裂纹开裂、下沉，在荷载作用下，路基下高含水量的土形成泥浆通过裂纹、缝隙挤出使路基变形，路面鼓包、翻浆、冒泥浆等病害。

2 处置方案

采用挖除冻土层1～1.5 m厚，换填片石、砂砾石，根据区段内地表水和地下水的丰富程度确定是否需设置纵横向盲沟的方式处置。

3 施工设备、材料的准备

在针对季节性冻土层施工中，所需要的机械设备主要是：压路机、挖掘机、自卸车；材料主要是：片石、砂砾石、防水土工布。

4 施工准备

(1)在施工前查明施工范围内是否存在地下管沟、构筑物和管线，并确定其准确位置，采取保护措施。以免造成破坏，耽误正常施工；

(2)片石、砂砾石要符合设计要求，同时施工单位要对其进行相关实验检测，符合现行相关规定后，方可使用。

5 施工工序

(1)工艺流程： 测量放样→开挖或换填→平整场地→验槽→片石、砂砾石进场→人工铺设片石，撒布砂砾石嵌缝找平→振动压路机碾压密实→撒砂砾石混合料→振动压路机碾压密实。

(2)根据现场开挖探坑确定冻土层厚度，按照设计要求确定换填深度，将冻土层挖除；

(3)人工摆片石：片石平面朝下，尖面向上，石与石之间竖向紧密靠拢。遇有过大石料用石工锤改制成25～35 cm，才能使用；铺砌中，片石与片石之间产生的空洞， 缝隙用小片石填塞，并用石工锤敲击密实。片石摆插结束后，经验收 合格再撒布碎石嵌缝找平，用20 t振动压路机碾压密实，然后再撒砂砾石混合料，用20 t振动压路机碾压密实。片石垫层压实的紧密程度及所需碾压遍数由施工试铺路段确定。片石铺筑层数根据换填深度确定，即换填1 m时铺1层片石，换填1.5 m时铺2层片石。

(4)砂砾石填筑:片石铺筑完成后即可铺筑砂砾石，每层厚30～40 cm，用20 t振动压路机碾压密实，分层填筑到设计标高即可。

6 施工中注意事项

(1)开挖冻土到换填标高后，若设计有纵横向盲沟，需先将其实施完毕再施工片石层；

(2)片石材料要求使用不易风化的石料，石料的强度不应小于30 MPa，片石厚度不小于15 cm。每层填筑高度25～35 cm为宜。

(3)砂砾石透水性材料需洁净无杂草、树根、草皮等杂质。

以上是结合季节性冻土层在施工中总结的施工方案及相关要点。须在施工过程中严格控制，才能达到设计的要求，使高原道路改建工程在穿过季节性冻土层时能克服路基路面弹簧、下沉和网状裂纹等病害处置的目的。

[1] JTG F10-2006 公路路基施工技术规范[S].

[2] JTG E51-2009 公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].

[定稿日期]2017-08-02

唐利方(1983～)，男，本科，工程师，主要从事道桥施工建改管理。

U419.92

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