[发明专利]一种用于提高季冻区公路路基冰冻稳定性的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及的是一种用于提高季冻区公路路基冰冻稳定性的方法。

背景技术：

我国冻土分布广阔，多年冻土区面积215万平方公里，季节冻土区是513.7万平方公里，两者之和约占国土面积的75％。我国北方大部分地区属季节性冰冻地区，冬季，随着大气温度的下降，在地-气的热交换过程中，土体温度降到土中孔隙水的结晶点时，土体便发生冻结，土中孔隙水及来自外界水源的迁移水将会出现冰晶体。在负温差影响下，水分向上移动形成聚冰层。在有水源补给的条件下，聚冰层不断加厚，导致土体体积膨胀，产生附加应力和变形，即冻胀现象。它将会引起路基稳定性减弱，甚至路面变形开裂。到了春季，随着气温的上升，冻结后的土体从上层开始融化，但冻土层的下层尚未溶解，水分无法下渗，使土体含水量增大、强度降低，这时，常常发生路基沉陷及道路翻浆等融沉现象，影响行车安全。总之，无论是冻结还是融化，都将造成路面平整度的劣化，路基强度的破坏，严重威胁着工程建筑物的安全与稳定，给公路尤其是高速公路的正常运行造成了安全隐患，其破坏后的治理也需要花费巨大的精力和财力。

路基病害具有隐蔽性、潜伏性，这是由路基在路面结构中所处的特殊位置所决定的。路基作为路面的基础要求具有足够的强(刚)度和稳定性。对于季冻区冻土，每年都要经历反复的冻融，对路基的强度及稳定性都有严重的影响，因此路基冻害发生率较多年冻土区更高。路基强度是路面设计的依据，也是决定路面承载能力和结构整体性的主要因素，对于沥青路面，70％～95％的弯沉取决于路基，而路基竣工后产生的不均匀沉降会直接引起路面平整度的迅速衰减和路面结构的破坏，这正是长期以来我国公路早期损害普遍、严重，公路使用寿命偏短的重要原因之一。

水分迁移是产生冻胀的直接因素，面对来自路面、路基与路面间(部分公路)、边坡、地表长期积水以及地下水等的水的威胁和冰冻的威胁，我们往往缺乏有效的保障措施，一些路基的强度衰减迅速，一些边坡滑塌较重，并进一步造成路面早期损坏严重。对于季冻区公路而言，路基潮湿状态是决定路面承载能力的主要因素，是路基强度设计取值、路面结构类型选择的重要依据。它是由其所处的环境决定的，如夏秋季的降水与蒸发，冬季的温度及其梯度，冻融与冻胀作用，尤其是冻前地下水和地表长期积水等。在路基土的湿度、温度、土质三者当中，湿度的变化是路基强度变化的主因。研究路基冰冻稳定技术，维持其湿度稳定是前提，这对于保障季冻区路基冰冻稳定，控制路基不均匀变形，提高路基耐久性尤为重要。

为了限制冻土的水分迁移，保障路基的冰冻稳定性，我国现行规范中采用路基临界高度和最小填土高度控制路基干湿状态，以防冻层厚度指标控制设计，此外，《公路沥青路面设计规范》规定，路基处于下列状况的路段应设置垫层：①地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿状态的路段；②排水不良的土质路堑有裂隙水、泉眼等不良的岩石挖方路段；③季节性冰冻地区可能产生冻胀的中湿、潮湿路段；④基层可能受污染的路段。也就是说，受地下水以及季冻区气候因素影响下的中湿、潮湿路段都应设垫层。垫层应具有一定的强度和较好的水稳定性，在冰冻地区尚需具有较好的抗冻性。

但是实际应用中发现存在以下问题：

1.垫层的设置虽然能降低地下水向路面结构内传送的可能，但是路基内仍然会有含水量的明显增加，加之最大冻深一般超过了垫层的深度，在综合冻融的影响下，造成路面基础的软化和不均匀，造成大量病害的发生。

2.目前垫层多采用粒料类，例如砂砾或碎石，直接摊铺在路基上，在含水量增加和行车自重作用下，造成路基土对砂砾垫层的污染，最终结果形成了类似于泥结碎石的结构，这严重降低了垫层作用的发挥。

3.目前我国公路基层多采用半刚性基层，该结构在强度形成过程中不可避免的会发生干缩和温缩开裂，最终以反射裂缝的形式发展到路表面，这将提供降水下渗的途径。也就是说，有可能存在部分表层水渗入路基的可能性，而现有的砂砾垫层并无法阻止该部分水渗入路基。

所以，有必要从上部防水，下部阻水两方面强化对路基含水量的控制，已保证路面使用性能和寿命。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于提高季冻区公路路基冰冻稳定性的方法。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于提高季冻区公路路基冰冻稳定性的方法，其特征在于，包括步骤：

(1)路床顶面设置上隔离层；

(2)路床下多年最大冻深处设置下隔离层。

进一步的，所述的步骤(1)中，采用乳化沥青稀浆封层；做成两侧不小于0.5％的向外纵坡。