论文摘要
本论文以内蒙古季节性重度冻土地区博克图至牙克石高速公路设计为工程背景，从季节性冻土路基冻胀内部机理、路基冻结深度计算理论入手，对季节性重度冻土地区公路的一般设计原则、主要病害及防治措施进行分析与研究。在本项目的设计过程中，根据项目路线经过的不同地质路段路基的不同情况，采用不同的方案对冻土路基进行了处理，本文得到的主要结论有以下几点：1、针对冻土层在地表下3.0米以内冻土段，采用全部挖除冻土层粘土，换填砂砾，然后重型路碾碾压，以消除地基工后沉降提高其稳定性，同时在路基底部0.5米铺设一层土工格栅，以增强路基的整体稳定性，路基两侧设2米宽，1米高的防水护脚。2、对于冻土层在地表下3.0米以外、路基填高大于冻土下临界高度冻土段，清除3米以内冻土层粘土换填，考虑到这些地段地下水位比较高，全部换填砂砾不易压实，另外，山皮石较砂砾隔温性好，为了提高路基稳定性，采用地表下抛填毛石，地表以上填筑35cm砂砾+15cm未筛分碎石的处理措施，待换填工作结束后再用重型路碾碾压，以消除地基工后沉降并提高其稳定性，同时在未筛分碎石顶面每隔0.2米铺设一层土工格栅，共设4层，其中2层仅设在路基边坡2米以内，增强边坡的稳定性，2层通铺，以增强路基的整体稳定性。3、当冻土层在地表下3.0米以外、路基填高小于冻土下临界高度冻土段，先采取路基填高大于冻土下临界高度冻土段的相同措施，同时再在距路基表面50cm处铺设一层5cm厚的XPS板隔温。XPS隔温板的密度不大于40kg/m3，抗压强度不小于250kpa，导热系数不大于0.028W/mk，吸水率不大于1.5%，水汽透湿系数不大于2.0ng/m.s.Pa，尺寸稳定系数不大于1.0。4、对内蒙古季节性重度冻土地区博克图至牙克石高速公路进行了研究设计，针对路线经过的不良地质路段的不同情况，分七种典型路基断面形式进行设计，并采用了沙砾换填，抛填毛石，铺设土工格栅和XPS板隔温等方法对特殊路基进行了处理。5、进行了主线路面、互通立交匝道、服务区匝道路面及其桥面铺装路面结构的研究设计。给出了路面结构型式、碎石的级配要求、原材料来源及质量要求等。