季节性冰冻路基病害及防治措施研究

论文摘要

路基是一种直接暴露于自然环境中的长线形构造物,直接受各种自然环境的影响。在中深度季节性冰冻地区,路基反复受到冻结——融化过程的影响,并在局部产生病害以至于破坏,给道路的使用造成严重影响,增大了社会综合成本。本文从路基冻害的野外调查、土的冰冻特性、土体中毛细水上升规律三方面入手,分别进行了专门研究,通过对成果的整理、分析、综合,比较全面的掌握了路基冻害的影响情况和一般规律,明确了路基季节性冰冻路基冻害的过程、主要影响因素,建立了路基冻害与土质、冻结指数等之间的参考关系,提出了评估路基冻害程度和路基抗冻性能的方法。在此基础上,提出了季节性冰冻地区路基冻害的防治原则和建议措施,病害路段的调查诊治方法,可以作为季节性冻害路基的防治的重要参考。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的意义
• 1.2 主要研究内容
• 1.2.1 季节性冰冻对路基的主要影响
• 1.2.2 研究的主要内容
• 1.3 研究方法和过程
• 1.4 主要研究成果
• 第二章 实体工程调查的意义和成果
• 2.1 实体工程调查的目的意义
• 2.2 实体工程调查工作内容和进程
• 2.3 实体工程调查工作获得的主要成果
• 2.3.1 确认了路基冻害与环境条件和路基自身条件的关系
• 2.3.2 掌握了路基冻害的主要影响因素
• 2.3.3 提出了通过融化沉降调查指导路基冻害维修工作的方法
• 2.3.4 为课题的研究成果提供了工程实证
• 2.3.5 改进了野外冻害调查的方法和手段
• 第三章 路基冻害的钻探调查
• 3.1 调查路段位置及工作概况
• 3.2 季节性冰冻引起的路基变形破坏
• 3.2.1 纵长裂缝
• 3.2.2 冻胀与翻浆
• 3.3 调查掌握破坏路段的基本情况
• 3.3.1 路基的地下水情况
• 3.3.2 路床土质情况
• 3.3.3 调查结论
• 第四章 冻害过程连续观测
• 4.1 观测路段选择和观测点的布置
• 4.2 钻探取样
• 4.3 地温观测
• 4.4 冻深观测
• 4.5 地下水位观测
• 4.6 地表冻胀观测
• 4.7 观测时间及频率
• 第五章 道路冻深观测研究
• 5.1 道路冻深现场测定方法
• 5.1.1 冻土器观测
• 5.1.2 钻探法冻深调查
• 5.1.3 地温观测法
• 5.1.4 冻深观测结果
• 5.2 冻深主要影响因素
• 5.2.1 气温的影响
• 5.2.2 地下水位对冻深的影响
• 5.2.3 线路走向和路基断面形状
• 第六章 路基冻胀观测
• 6.1 冻胀引起的路面变形观测
• 6.1.1 总体均匀抬升变形
• 6.1.2 路面横向挠曲变形
• 6.1.3 微量冻害的表现
• 6.2 影响路基冻胀的主要因素
• 6.2.1 水的影响
• 6.2.2 路基土状态的影响
• 6.2.3 路基高度的影响
• 6.3 冻胀量沿深度分布
• 6.3.1 分层动胀量的确定
• 6.3.2 典型路段冻胀沿冻深分布
• 6.3.3 实测冻胀量与理论值关系
• 第七章 天然冻土融沉试验
• 7.1 天然冻土融沉试验的意义及方法
• 7.1.1 融沉试验方法
• 7.1.2 试验数据整理
• 7.2 融沉试验成果
• 7.2.1 融沉试验数据
• 7.2.2 融沉系数与含水量
• 7.2.3 融沉系数与（w-w0）
• 7.2.4 融沉系数与干容重
• 7.2.5 融沉系数与路基实际冻胀量
• 7.3 融沉调查在道路冻害原因分析中的应用
• 第八章 冻结期间路基土体含水量的变化
• 8.1 冻结期间的路基含水量变化
• 8.2 影响水分迁移的主要因素
• 8.2.1 地下水的影响
• 8.2.2 路侧及地表水的影响
• 8.2.3 冻结指数的影响
• 第九章 土的冰冻敏感性研究的意义和方法
• 9.1 土的冰冻敏感性研究的意义
• 9.2 冰冻敏感性既有研究情况
• 9.2.1 有关的研究成果
• 9.2.2 有关冻胀敏感性的标准、规范规定
• 9.2.3 既有冻胀性分类方法存在的问题
• 9.3 试验基本条件及方法
• 9.3.1 试验用典型土的基本指标
• 9.3.2 试验方法
• 9.3.3 试样制备
• 9.3.4 试验研究工作量
• 9.3.5 主要试验设备
• 第十章 细粒土冰冻敏感性特征
• 10.1 细粒土冻胀试验成果
• 10.2 细粒土冻胀率与含水量的关系
• 10.3 超塑含水量与冻胀率之间关系
• 10.3.1 粘性土超塑含水量与冻胀率之间关系
• 10.3.2 粉土的η－（w－wp）关系分析
• 10.3.3 细粒土综合η－（w-wP）关系分析
• 10.4 土质条件对冻胀率的影响
• 10.5 小结
• 第十一章 粗粒土冰冻敏感性研究
• 11.1 粉砂的冰冻敏感性研究
• 11.1.1 试验基本成果
• 11.1.2 粉砂冻胀量与含水量之间关系
• 11.1.3 饱和度和干密度对冻胀性的影响
• 11.2 细砂的冰冻敏感性研究
• 11.2.1 细砂的冰冻敏感性试验基本成果
• 11.2.2 细砂冻胀率和含水量之间关系
• 11.2.3 其他参数对细砂冰冻敏感性的影响
• 11.3 中砂、粗砂、细砾的冰冻敏感性研究
• 11.3.1 中砂冻胀率试验成果分析
• 11.3.2 粗砂试验成果分析
• 11.3.3 细砾试验成果分析
• 11.4 粗粒土冰冻敏感性试验成果的综合分析
• 第十二章 原状土样冻胀性试验
• 12.1 原状土冻胀性试验的目的
• 12.2 原状粘性土试样冻胀性试验
• 12.3 原状粉土试样冻胀性试验
• 12.4 原状粉砂试样冻胀性试验
• 第十三章 细粒土法向冻胀力研究
• 13.1 冻胀力试验成果
• 13.2 冻胀力与含水量关系
• 13.3 法向冻胀力与冻胀率之间关系
• 13.4 容许部分变形条件下的法向冻胀力
• 第十四章 路基冻融过程中的变化
• 14.1 路基土体中的水分迁移
• 14.1.1 气态水迁移
• 14.2.2 毛细迁移
• 14.2.3 重力对水分迁移的影响
• 14.2.4 冰冻引起的水分迁移
• 14.2.5 路床的持水能力
• 14.2 季节性冻土的结构
• 14.3 季节性冰冻路基的冻结
• 14.3.1 路基的冻结过程
• 14.3.2 不同类型的路基在冰冻过程中的反应
• 14.3.3 地下水对路基冻结的影响
• 14.3.4 路基土质对路基冻结的影响
• 14.3.5 冻结路基内的应力
• 14.4 季节性冰冻路基的融化
• 14.4.1 土在融化过程中的变化
• 14.4.2 季节性冰冻路基的融化过程
• 14.4.3 融化过程中路基工作状态的变化
• 第十五章 季节性冰冻地区路基冻害预测评估
• 15.1 路基季节性冰冻引起的破坏
• 15.1.1 土体体积变化的影响
• 15.1.2 路基强度变化的影响
• 15.1.3 含水量的变化和影响
• 15.2 冻害评估评价指标
• 15.3 试验项目及方法
• 15.3.1 依据试验规程
• 15.3.2 试验参数
• 15.4 冻害评估的方法
• 15.4.1 基本假设
• 15.4.2 计算所需基础数据
• 15.4.3 冻胀量预估的近似计算方法
• 15.4.4 试验含水量的选择
• 15.5 路基抗冻性能分析
• 15.5.1 冻胀性路基
• 15.5.2 冰冻敏感性路基
• 15.5.3 冰冻弱敏感路基
• 15.5.4 非冻胀路基
• 第十六章 季节性冰冻地区路基冻害的防治
• 16.1 路基冻害防治措施的分类
• 16.2 控制冻胀量的措施
• 16.2.1 设置地下排水设施
• 16.2.2 提高路基填土高度
• 16.2.3 换填非冻胀性材料
• 16.2.4 设置保温层
• 16.2.5 设置厚层路面
• 16.3 抵抗冰冻破坏的措施
• 16.4 忍受路基冰冻变形的措施
• 16.5 路基路面综合防冻问题
• 16.6 公路路基抗冻设计
• 16.6.1 公路工程路基综合抗冻设计原则
• 16.6.2 路基的抗冻构造设计
• 16.6.3 基础资料收集
• 16.6.4 路基抗冻性能初筛
• 16.6.5 路基抗冻性能详细分析
• 16.6.6 路基抗冻设计
• 16.6.7 进一步加强和改进公路工程路基抗冻设计的建议
• 第十七章 土体冰冻对结构物的影响及防治
• 17.1 重力式挡土墙
• 17.2 加筋土挡墙
• 17.3 隧道衬砌
• 17.4 小桥涵扩大基础
• 总结
• 一、修订了“季节冻结土层冻胀性与冻前含水量关系参考表”
• 二、纠正了在以往工作中的一些错误认识
• 三、建立了部分可供工作参考的关系式
• 四、提出了路基抗冻性能评价方法和路基抗冻性能分类方法
• 五、提出了冻害防治原则、防治措施和路基抗冻基本做法
• 六、提出了通过融化沉降调查指导路基冻害维修工作的方法
• 七、对一些相关问题进行了扩展探讨
• 参考文献
• 季节性冰冻路基病害及防治措施研究摘要
• Abstract
• 致谢