高寒地区特殊路基设计与施工技术探究

高寒地区特殊路基设计与施工技术探究

何建敏

何建敏招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067

摘要：对于高寒地区的路基进行施工设计，虽然施工难度比较大，但是为了提高了高寒地区路基的稳定性与安全性。本文主要对高寒地区路基的形成原因和主要特征进行分析，并针对于高寒地区的实际环境条件，提出了相应的施工方案，并提出了相应的控制施工质量的建议。

关键词：高寒地区；特殊路基；施工设计在公路的施工建设中，高寒地区的路基是最为特殊的，施工难度也相当大。因此在施工之前，对高寒地区路基的特点要进行科学的调查与探测，然后给出具体的、适合的施工方案，将现阶段一些先进的研究成果和实践设计方案引用进来，本文主要针对于高寒地区的特殊路基，从以下几个方面进行探索。

一、高寒地区路基的主要特征及形成原因不同的病害原因就会形成不同的路基地形，多年的高寒天气造成路基出现局部变形现象，使路基沿线的平面分布出现不均匀的现象。

造成高寒地区特殊的路基现状，主要有三个方面的原因：（1）自身原因。这主要是高寒地区的特殊天气状况导致的，常年以来这些路基处于冻土的情况下，导致路基的水、热处于不平衡的状态，引起了路基结构的变化，另一方面，高寒地区的路基含冰量非常高，而且还伴有严重的融化夹层的现象，使路基内的冻结核越来越严重；（2）自然条件，常年恶劣的低温天气，限制了施工进度，造成实际的施工现状与预先设计的施工方案形成很大的差距，就会破坏路基的局部结构；（3）人为原因。在对高寒地区的路基施工的过程中，由于恶劣自然环境的影响，施工人员为方便，在取土的时候，选择就近原则，甚至在施工时，不按照具体的施工标准来进行，违背了施工原则，在一定程度上，使高寒地区的冻土情况更加严重，加剧了路基病害的程度。

1、对高寒地区的公路给予保温设计这主要是由于高寒地区的冻土现象比较严重，给予保温设计也是对冻土的一项保护措施。为了确保路基的稳定性，及必须对路基下的常年冻土给予保护，因此，在设计堤坝时，对堤坝的高度有一定的要求，具体的施工方法如下所示：（1）对填料的确定。在对路基进行填补时，填料的选择要格外注意，对于公路来说，在进行填料时砾石与净砂是最好的选择，在堤坝高度没有达到标准时，填补的细粒土至少为1m。如果堤坝要经过河流区域，对于水下端填补的土粒，必须具有良好的渗水性，所填补的高度必须高于最高水位至少0.5m，如果在填补过程中遇到填补的土具有黏性，或是土的透水效果不好时，必须对其最好状态的含水量进行测试和控制，值得注意的是所用的填料中不能含有草根；（2）填筑。

在对公路进行施工时，路基的填筑工作也是极其关键的，因此，必须保证其质量，在施工过程中主要注意一下三点：一是在进行第一层填筑时，应该采用筑坝截流的方法，厚度的标准为0.5m以上，这也是保护冻土最有效的方法；二是应该使用粗颗土粒作为填料，比如：碎石块、砂卵石等；三是在填筑时，要保护好公路的表面，不能破坏了公路的原来状态；（3）控制路基的沉降情况。根据上述对高寒地区路基病害特征的分析，可以知道对高寒地区的公路来说，路基出现沉降现象是比较常见的如图1所示，所以考虑到这一点，要在将来可能发生沉降的地段要作出标示，要留出足够的路肩宽度，为以后的加宽做好准备，还要根据以往的监测资料对路基的沉降量进行精确，经过详细的分析路基的沉降量一般为0.20-0.23m；（4）对排水防水系统的设计。为了达到良好的排水防水效果，可以使用片块石、碎石路基，如图2所示，对于片块石、碎石路基，这种路基地段内部有很多孔存在，由于孔多，就会出现空气对流的现象，也是利用此路基的这个特点，才设计了多孔的碎石路基，达到热交换的目的，在这样的设计中，每一个碎石的表面都可以与气体直接接触，使得对流和导热作用同时发挥出来。

图1高寒地区路基沉降的观测曲线由于风力的作用，气体会由外部进入碎石内部，由于气体的对流强度比较大，不仅起到了有力的隔热作用，在传热的过程中，对流发挥着主要的作用，即使是在极寒地区，还会起到保温作用，同时在高温地区，通过空气对流还会起到保护路基的作用，使得路基内部的温度差不断减小，如图3所示。另一方面，由于路基下面存在的地下水比较多，而这些多孔图3碎石路基的通风效果图的碎石路基，为其提供了流动的通道，使得低下水可以顺利排出路基内部，这样路基内部的水也会存在的比较均匀和稳定，这样在气温极低的冬天，多孔会对路基起到屏蔽的作用，使得冷热交换呈规律性的变化，有利于路基具有耐用性、热稳定性；（5）对公路坡边的防护。通常公路的坡边的选土原则与路基中段是有区别的，主要以砂性土、黏性土为主，在坡面进行铺设时，要选择保温效果好的粘土及材料，比如塔头草、泥炭、草皮、苔藓等，都可以对路基坡面给予很好的保护。根据上述对高寒地区特殊路基施工设计的分析，也对高寒地区的特殊路基有一定的了解，因此在施工设计时，就有了一定的设计方向，在施工之前，施工设计人员就会根据高寒地区的实际情况，提出更加合理的施工方案。

图2碎石路基的施工流程图2、对高寒地区特殊路基的质量控制对施工路基的质量进行控制，主要还是针对于以上的设计方案来讲：（1）在选择隔热材料时，要严格按照规范的标准，对于XPS板的强度、尺寸以及搭接方式都要按照标准进行，在施工之前，要对所有材料给予试验检查，对于每一个板材的选择都要进行严格的质量检控，对于不符合规定板材要及时退回去和更换；（2）对于板与板之间的衔接缝隙，要给予精确的检测和处理，对每一个板层都要压实，尽量使过渡之处的衔接尽量做到细微化，使每一处的转变更加具有效果；（3）对于施工的每一个环节都要严格控制，对于每一段路基采用何种的土粒，都要根据路基的实际情况，进行选择，比如路拱位置，要选用粗颗粒，厚度在30cm左右，对于坡度也要有严格控制，范围为2%-4%。

结束语综上所述，通过对高寒地区路基的实际情况的探索和分析，针对于路基的具体情况，提出了相应的实际方案，主要是对路基给予保温设计，设计方法分别为对填料的确定、填筑的质量控制、控制路基的沉降情况、对排水防水系统的设计、对公路坡边的防护。提高了高寒地区路基的稳定性与安全性。

参考文献[1]周宏元,曾长贤.《公路特殊路基设计规范》修订解析[J].铁道标准设计,2012(6).[2]樊云龙,毛雪松,侯仲杰.多年冻土地区热棒路基的设计原则和方案[J].路基工程,2012(8).[3]王福明,邹江山,肖来兵.高纬度多年冻土地区公路路基施工技术[J].交通建设与管理,2014(12).姓名何建敏，性别男，1985.06.26，籍贯：四川南充，学历：大学本科，职称：助理工程师，研究方向道路工程，单位：招商局重庆交通科研设计院有限公司