季冻区路基冻胀融沉控制指标研究.doc

季冻区路基冻胀融沉控制指标研究我国是世界上拥有冻土面积第三大的国家,季节性冻土分布十分广泛,面积达到国土面积的一半以上。受公路建设条件限制,公路路基填筑难以实现全部采用非冻胀敏感性材料,而且随着公路建设理念的不断提升,具有明显节地效果的低路堤已在季冻区公路建设中普遍采用。路基冻胀和融沉将导致路面开裂、不均匀变形及整体承载能力下降,冻胀引起的变形及沉陷难以养护,对行车安全造成的影响大,季节性冻融和冻胀已经成为困扰我国季冻区公路路基建设和运营质量的重要难题。近年来,公路设计技术和理念不断发展,具有安全、占地少、环保、与自然环境协调性好等优点的低路堤公路成为今后的发展趋势。但是,因为低路堤公路的地下水位较高,增加了湿度,大大增加了冻胀融沉隐患。再加上由于受路面施工等方面因素影响,路面结构层的层间不能完全粘结,路基的冻胀融沉变形与路面结构的容许开裂之间的关系将变得更加复杂,对路面开裂控制将更加不利。因此,基于路基路面变形协调和一体化设计的路基冻胀融沉控制指标研究将更加必要且有意义。本文以季冻区路基冻胀融沉变形为研究对象,通过对吉林省公路路基冻胀融沉变形进行观测和监测,系统研究了季冻区路基冻胀融沉变形的监测方法以及基于路面开裂和平整度控制的路基冻胀融沉控制指标。通过典型路段路基的冻胀融沉变形观测及监测,分析了路基冻胀融沉变形随时间变化规律,首次采用分布式光纤传感技术监测季冻区路基冻胀融沉变形,提出了路基冻胀融沉变形综合监测技术。分析了10种工况条件下路基冻胀融沉变形对路面开裂的影响,提出了不同路面层间连接状态下路基冻胀融沉变形的致裂层位。通过室内试验研究,提出了冻胀融沉试验边界条件及不同因素对路基土冻胀融沉变形规律的影响。建立了基于路面开裂和平整度控制下的路基冻胀融沉变形分析理论,基于路面结构响应提出了季冻区路基冻胀融沉控制指标。结果表明,高速公路半刚性基层沥青路面路基允许冻胀值不大于25mm,柔性基层沥青路面路基允许冻胀值不大于50mm。