多年冻土区高速公路特殊路基设计方法研究

 
 
 
年冻土区高速公路特殊路基设计方法研究
 
 
 
 
 
 
 
学校：青海交通职业技术学院
专业：道路桥梁工程技术
姓名：李富云
学号：11011203010
指导老师：莫延英
完成日期：20131115
 
 
 
 
 
 
第章
11课题背景研究意义
回顾青藏高原年冻土区年开展路基工程质研究工作指出冻土工程质勘探方法进展总结出整套冻土区工程质勘察暂行规定细年工作特注重冻土温含冰量研究冻土工程质中特十分重参数量观测试验基础总结出关路基稳定性干重结提出气候转暖背景高温冻土区筑路必须采冷路基方法寻求气候转暖策冻土工程质预报研究取进展冻土区路基工程质研究方提出新建议
第二章年冻土路基病害形式
21路基沉陷
年冻土天然限附细粒土定量细粒土充填粗颗粒土中存厚层冰高含冰量冻土埋藏浅受气候生态微貌水文条件等天然素种活动影响容易融化天然限降融化土体重作发生融沉修筑路堤开挖路基破坏冻土保护层冻土限升加路基填土高度够路基排水畅等原导致路基土层发生热融沉陷路基沉陷变形破坏
22路基边坡滑坍
冻土路堑开挖冻土埋藏深度变浅完全暴露气中固态冰开始融化土体饱水强度急剧降果处理会引起路堑边坡开裂溜坍滑厚层冰分布区路基修建破坏土层热力衡状态发生热融滑坍导致路基边坡发生滑溜坍塌种病害发生挖方段高度足低填方路段
23路基均匀变形
路堤路堑路堤桥结构形式尺寸年冻土温度场产生影响产生均匀变形融区附年冻土环境变化极敏感交界处路基易产生均匀变形4)路基冻胀翻浆路基土层中水冻结成冰产生体积膨胀路基发生均匀冻胀导致路基变形开裂含量冰体路基融化时水分时渗车轮作路基发生坍滑路面开裂泥等翻浆病害5)裂缝阴阳坡导致路基温度场年冻土限横称产生均匀沉降年冻土路基表面路肩等部位出现裂缝裂缝宽度毫米甚十毫米长度米甚十米路基稳定性影响
第三章
31年冻土路基处理
路基高度18m少冰冰冻土路段路基底部进行清表处理填筑厚50cm砂砾碎石砂砾料0075mm颗粒含量超5颗粒组成符合垫层材料级配求检测合格分层铺设采机进行摊铺然击压路机碾压击碾压采设计求压路机分层进行碾压碾压距路肩外边缘保持
1m安全间距碾压开始时宜慢速碾压35遍然逐渐开始增速行驶速度10－20kmh碾压遍数设计求工作面起伏停止压机刮继续施工碾压完成试验员检测弯沉值干密度弹性模量等指标合格报监理工程师验收碎石填筑碾压部填筑30cm砂砾砂砾部铺设双塑钢土工格栅格栅采双塑钢土工格栅抗拉强度80KNm延伸率等10幅宽4m铺设时强度高方置垂直路堤轴线方工土工格栅拉直紧贴承层格栅扭曲折皱格栅连接处搭接宽度20cm连接处扎丝绑扎采Φ8U形钢筋钉固定U形钉横均2m间距布设路基压实度达设计求取土场合格填料填筑路基两侧设置保温护道 
路基高度18m少冰冰冻土路段原面进行超挖开挖深度满足设计求回填时采碎石砂砾填料质量满足求分层进行摊铺层厚度20cm振动压路机碾压密实换填原路面部填筑30cm砂砾颗粒组成符合垫层材料级配求砂砾部设双塑钢土工格栅施工求 
般路基处理年冻土区水草沼泽路段进行表开挖直接填筑80cm砂砾碎石采分层填筑然击压路机碾压砂砾填筑碾压部铺设双塑钢土工格栅施工完成路基两侧设置防水护道护道设20cm粘土防水层 
表水草沼泽富冰（饱冰）冻土路段表开挖直接铺筑30cm砂砾然采击压路机碾压砂砾挤入面砂砾填筑碾压部设置120cm片石填筑路基片块石求弱风化未风化新鲜硬质岩石粒径取1025cm边长15cm长细3强度30MPa压碎度25空隙率25施工时片石料采机械次性倾填设计厚度高10cm左右采取先低高先两侧中间投料方式进行型机械摊处配合工细石料找型压路机碾压整片石层施工完铺设透水土工布土工布质量符合设计求工土工布拉直紧贴承层格栅扭曲折皱搭接处钢丝绑扎固定然填筑
30cm砂砾垫层分两层进行铺设分层碾压密实砂砾层部铺设土工格栅格栅质量满足设计求 
年冻土限2m年冻土厚度5m路段采热棒XPS板复合路基表开挖直接铺筑50cm砂砾碎石然采击压路机碾压砂砾挤入面砂砾填筑碾压部填筑30cm砂砾垫层砂砾部铺设双塑钢土工格栅完成分层填筑路基填料填料质量符合设计求振动压路机碾压密实XPS板厚度8cm宽度路面等宽抗压强度065MPa导热系数003Wm·℃容重449kgm3XPS材料机抽样检验质量关施工时承层清理整XPS板埋设底基层40cm处XPS拼接方式设计求进行定购XPS板时预先制作搭接槽XPS板工程措施段位弯道时采直积累集中拼缝处理进行铺设热棒技术求ф83×5mm工作温度5℃时传热力低6KW工作温度60℃~ 50℃时工作压力0~22PMa工作时间低20年壳采机械入年冻土层埋置深度外露部分长度满足设计求路线走间距4m然冷凝器壳联接联接时径变化 
富冰饱冰含土冰层低填浅挖路段基底开挖完成机进行整振动压路机碾压设计求密实度填筑碎石前铺设隔水土工布土工布质量符合设计求工土工布拉直紧贴承层格栅扭曲折皱搭接处钢丝绑扎固定碎石采分层填筑逐层碾压XPS板厚度8cm宽度路面等宽抗压强度065MPa导热系数003Wm·℃容重449kgm3施工前部碎石层整压实XPS板埋设基层30cm处XPS拼接方式设计求进行定购XPS板时预先制作搭接槽XPS板铺设完成检查误进行板填料铺筑施工机械直接碾压XPS板施工时合适填料卸车运抵路段端卸料铲车填料预留压实厚度前剩填料推运次类推完成板填料铺筑机整压路机压实
32季节性冻土段处理
季节性冻土段水草水草沼泽基表开挖直接铺筑30~50cm砂砾碎石然采击压路机碾压击碾压采25KJ型压实功率更三边形击式压路机碾压碾压25遍砂砾挤入面击碾压时避免孔隙水消散带工沉降采取时间空间间歇碾压相应排水措施时加强侧排水工程
基础应置季节冻融土层直接冻土接触基础基底修筑年冻土层(永冻土)时基底应设置隔温层保温层材料铺筑宽度应基础外缘加宽1m 保持冻结原设计明挖基础年均温等高3℃时应冬季施工年均温低3℃时季节施工应避开高温季节
第四章年冻土路基稳定性工程措施
41调控热传导类
该类工程措施调整路基高度路基填料材料热物理参数增路基热阻减缓工程作冻土路基影响确保路基稳定
411调整路堤高度研究表明路堤高度年冻土区路基稳定密切相关采提高路堤高度保护冻土时实际路堤高度必须路堤高度路堤高度
412保温隔热路基该路基路基加铺层保温材料利保温材料低热导性(热阻)阻止部热量进入部土层起保护年冻土作种方法
413保温护道路基坡脚路基体具热融条件沉降速率易导致路基边坡失稳采护道进行侧保护
42调控流类
该类工程措施调控路基边界路基部流换热
状况保证冻土路基稳定
421热棒热棒种工冷装置利换热介质液汽两相循环基中热量带出起冷基目寒季热棒采集气中冷量传输基中冷冻基年冻土提高年冻土基稳定性暖季空气温度高冻土体温度热棒中汽液两相达衡热棒停止工作气中热量通热棒传冻土中保持冻土良冻结状态
422碎石通风路基该类路基利填石路基通风透气性实现保护冻土路基目块片石路堤较空隙较强流冬夏冷热空气空气密度差异断发生冷量交换热量屏蔽维持冻土限热衡条件保持现冻土限位置促限升
423通风路堤通风路堤通路基中隔定距离设置定尺寸圆降低路基中温度种措施寒冷季节冷空气较密度重风作中热空气挤出达冷基目
43调控辐射类
该类方法通增加道路边界表面反射率较少路基体吸收太阳辐射起降低温保护冻土作
431反射表面刷漆罩面1963年美国加**改变路面面层颜色减少路面吸收太阳辐射热量降低道路融化深度刷漆罩面导致路面抗滑性降造价升高该方法未推广
432遮阳棚(板)应遮阳棚(板)遮挡路堤效保护路堤边坡邻区域采遮阳棚方法措施路基土降温利遮阳棚预防路堤堤身基底土免受直接太阳辐射雨雪水影响造成路基底冻土层退化线路沉陷原实质遮阳棚路堤堤身基底土冷作类似年冻土基房屋建筑物室利室外空气然通风基实施冷作提高遮阳棚太阳辐射反射率增加遮阳棚防辐射效果遮阳棚外表面涂具高反射性质涂料油漆例涂白色银白色油漆材料效果会更佳
第五章结语
关年冻土路基研究目前已取长足进步许方面然进步深入采取效措施方法冻土路基进行处治严加理加强协调方面公路工程创造良济效益社会效益针年冻土路基处治问题研究蕴涵巨现实意义应交通行业建设持续发
展战略举措

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