【正文】 生化學(xué)反應(yīng)對(duì)環(huán)境污染小。 工程實(shí)例 ： 河南平臨高速公路 5 合同段（ K32＋ 500 至 K32＋ 550、 K32＋ 700 至 K33＋ 354）為挖方路段，設(shè)計(jì)路床的原計(jì)劃為換填 50 厘米厚的砂礫石。在凍結(jié)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)石灰土有十分明顯的聚冰現(xiàn)象，因此不會(huì)導(dǎo)致石灰土整體結(jié)構(gòu)的破壞。因?yàn)樵撀范蔚靥巸鐾羺^(qū)，為防止地下水結(jié)冰和構(gòu)筑物的凍脹，排水溝下鋪設(shè)了保溫板，在保溫板上下各設(shè)置 米厚的中粗砂墊層。 砂墊層適用于各種土基比較潮濕的地段，土基土體中設(shè)置砂墊層防治道路凍脹翻漿 道路凍脹翻漿的成因與處理方法 24 最適合用于產(chǎn)砂石的地區(qū)，這樣可以節(jié)約工程成本。經(jīng)過(guò)多年的調(diào)查，結(jié)果顯示 ：在這樣十分潮濕的地段，砂墊層內(nèi)并未完全蓄滿水，而是只見(jiàn)砂墊層下層有時(shí)會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)。 改善路面結(jié)構(gòu) 在凍脹翻漿地段，常采用整體性較好的石灰土、煤渣石灰土、水泥穩(wěn)定砂礫等半剛性結(jié)構(gòu)層，以加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)。（如圖 314） 如圖 314 隔離層 道路凍脹翻漿的成因與處理方法 22 隔離層按使用的材料可以分為兩類： （一）透水性隔離層 透水性隔離層一般用碎石、礫石或粗砂等做成，厚度一般都在 1020 ㎝，為了防止淤塞，應(yīng)在隔離層上面或下面設(shè)置防淤層，隔離層底面應(yīng)高出地面水 20 ㎝以上，并向路基兩側(cè)做成 3%的橫坡。 [19] （ 1）砂墊層可以起到排水蓄水的作用，對(duì)減輕路面凍脹翻漿的產(chǎn)生具有促進(jìn)作用。路基土層的壓實(shí)對(duì)毛細(xì)水上 道路凍脹翻漿的成因與處理方法 20 升的這種作用效果，必然會(huì)反映在季節(jié)性凍土地區(qū)負(fù)溫差引起的水分聚積現(xiàn)象上，冬季路基土層所引起的水分積聚主要靠毛細(xì)水的遷移來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 其中，設(shè)置各種排水措施，盡量減少毛細(xì)水的補(bǔ)給和水分的積聚，盡可能的使路基土體保持干燥是加強(qiáng)路基排水最有效的方法。而道路翻漿現(xiàn)象的產(chǎn)生除要具備以上三個(gè)主要因素外，最后還要經(jīng)過(guò)行車荷載的作用。 道路凍脹翻漿的成因與處理方法 18 第三章 道路凍脹翻漿的處理方法 高路凍脹翻漿的防治原則 在道路凍脹翻漿地區(qū)進(jìn)行道路設(shè)計(jì)時(shí)，要貫徹以預(yù)防為主、防治結(jié)合的 原則，路線盡可能的選擇干燥路段，但當(dāng)路線必須經(jīng)過(guò)道路凍脹翻漿地區(qū)時(shí)，則應(yīng)采取必要的防治措施，同時(shí)應(yīng)積極做好地下水和地面水的排水設(shè)計(jì)，注意填土高度。在其他條件相同時(shí)，交通量愈大，車輛愈重，道路翻漿現(xiàn)象也會(huì)越多，越嚴(yán)重。到了春融期，該路段土基中水分就比較少，該路段就不易發(fā)生道路翻漿現(xiàn)象或不發(fā)生道路翻漿現(xiàn)象。因此，在一些潮濕的路基上鋪上黑色瀝青以后，便會(huì)使路基中的水分不能很暢通地從 路面蒸發(fā)出來(lái)，結(jié)果就導(dǎo)致了道路翻漿現(xiàn)象。如果具備道路翻漿的水、土質(zhì)、溫度等自然條件，但沒(méi)有行車荷載的作用，也是不會(huì)產(chǎn)生道路翻漿現(xiàn)象 道路凍脹翻漿的成因與處理方法 16 的。道路翻漿的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是水 在土體中轉(zhuǎn)移和變化的過(guò)程。在過(guò)往車輛的反復(fù)碾壓下，路面便會(huì)發(fā)生開(kāi)裂、車轍、斷碎、沉陷、冒泥翻漿等病害。路基土層中水的來(lái)源如圖 29 所示。水分在液態(tài)轉(zhuǎn)化為固體的過(guò)程中，體積會(huì)增大，就會(huì)形成嚴(yán)重的道路凍脹 現(xiàn)象。 道路凍脹發(fā)生時(shí)，如果凍結(jié)過(guò)程中沒(méi)有充足的外部水源供給，這時(shí)的土層中 只會(huì)產(chǎn)生較薄的“聚冰層”和“冰夾層”，凍脹量就十分小，對(duì)路面結(jié)構(gòu)構(gòu)成不了太大的破壞，這時(shí)就稱為道路的輕微凍脹。這時(shí)候，土體中就不會(huì)發(fā)生水分的遷移和積聚，只會(huì)在土孔隙中凍結(jié)成一些冰晶體，形成不了造成土層凍脹的“冰夾層”和“聚冰層”。為道路凍脹破壞的產(chǎn)生提供充足的條件。 道路凍脹的影響因素 土質(zhì) 影響道路凍脹的主要因素是路基的土質(zhì)（如圖 28）。當(dāng)冰晶的分凝作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)比土顆粒的薄膜水向凍結(jié)鋒面遷移時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致下邊有效水分補(bǔ)給區(qū)的土體含水量大大減小，此時(shí)凍結(jié)線前緣的土體便會(huì)產(chǎn)生收縮。這便是土中水分遷移的機(jī)理。為了更直觀的了解土中毛細(xì)水的上升情況，我們可以借助水在毛細(xì)管內(nèi)上升的現(xiàn)象來(lái)加以說(shuō)明，如圖 24 所示。 [5]凍脹是指凍結(jié)鋒面前進(jìn)過(guò)程和已凍土繼續(xù)降溫過(guò)程中，正凍土中的孔隙水或已凍土中的未凍水原位凍結(jié)，造成體積增大，而當(dāng)土體凍結(jié)以后，由于土顆粒表面能的作用，土中始終存在未凍結(jié)的薄膜水，在溫度梯度的誘導(dǎo)下，薄膜水會(huì)從溫度高出向溫度低處遷移，正是由于水的抽吸作用使水分集聚 在前進(jìn)的凍結(jié)鋒面后方并凍結(jié)，分凝成冰透鏡體，這一過(guò)程稱為分凝凍脹。 道路凍脹產(chǎn)生的危害 所謂的道路凍脹，主要是冬季在路基土中沿著溫度的降低方向生成冰晶形狀的霜柱，使路面上隆起的一種現(xiàn)象。 80 年代，凍脹研究工作轉(zhuǎn)向了對(duì)凍脹機(jī)理和凍脹防治措施的研究。 80 年代初期，O’Nelilletal 首先提出了剛性冰 模型。 1990 年《中國(guó)凍土》一書(shū)的出版反映了我國(guó) 30 多年來(lái)凍土研究的進(jìn)展。此后國(guó)際凍土大會(huì)每 5 年舉行一次更加加快了關(guān)于凍土研究的步伐。 十九世紀(jì)中后期，由于西伯利亞工農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及人口的大量遷移，尤其是西伯利亞鐵路的修建，推動(dòng)了關(guān)于凍土的研究。 圖 12 道路病害圖 圖 12 道路病害 不管是道路的凍結(jié)還是融化，都會(huì)造成路面平穩(wěn)度的降低甚至是破壞，嚴(yán)重的威脅著工程和建筑物的安全和穩(wěn)定，特別是給公路尤其是高速公路的正常運(yùn)行造成了安全隱患，同時(shí)也額外增大了公路的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，給公路工程建設(shè)帶來(lái)了巨大的危害，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成了 重大的損失。例如，隨 道路凍脹翻漿的成因與處理方法 2 著大氣溫度的降低，土體的溫度下降到 0℃或 0℃以下，土體就會(huì)發(fā)生凍 結(jié)，產(chǎn)生冰晶體，使土體的體積膨脹，引起變形，這便是凍脹現(xiàn)象。s largest highway disease , a serious threat to the security and stability of engineering structures , especially to the road , especially caused by the normal operation of highway safety problems , as well as additional increases road maintenance fees for highway projects has brought great harm to the national economy while causing significant damage. The substance is produced by road frost boiling phase change process migration and water in the subgrade soils . By analyzing the hazards of domestic and foreign research status and road frost boiling boiling road frost produced , a clear sense of road frost boiling research. Further study of the mechanism of road frost boiling generated Frothing road is acpanied by the occurrence of road frost , frost heave road Frothing formation process is a very important stage of development, so that the road is heaving with boiling unity two stages of the process and the road heaving with boiling consistency both have differences. Frothing road frost action is the result of many factors , including soil, water, temperature and road conditions are the basic cause of road frost boiling phenomenon . And proposed road frost Frothing prevention principles , prevention measures and construction precautions to avoid road frost and boiling the occurrence of disease , thereby extending the life and lives of the highway. Permafrost regions of guiding significance for highway design , construction, maintenance . Keywords： Frothing road frost , frozen soil , moisture migration III 目錄 摘要 ..................................................................... I Abstract ................................................................ II 第一章 緒論 ............................................................. 1 凍土及其研究意義 ................................................. 1 國(guó)內(nèi)外凍土研究概況 ................................................ 3 凍土研究概況 ................................................ 3 國(guó)內(nèi)外關(guān)于道路凍脹翻漿研究概況 .............................. 4 第二章 道路凍脹翻漿成因的分析 ........................................... 6 道路凍脹產(chǎn)生的危害 ................................................ 6 道路凍脹機(jī)理及影響因素 ............................................ 7 道路凍脹機(jī)理 ................................................ 7 道路凍脹的影響因素 ......................................... 11 道路翻漿機(jī)理及其影響因素 ......................................... 13 道路翻漿機(jī)理 ............................................... 13 道路翻漿的影響因素 ............