季节性冻土地区公路路面抗冻设计分析

【摘要】季节性冻土地区冬季公路因路基冻胀使路面形成不均匀的突起，让引起路面开裂，造成行车舒适度和路面使用性能降低，因此，开展季节性冻土地区公路路面抗冻设计的研究是很有必要的。本文主要是在总结了他人研究成果的基础上，对季节性冻土地区公路路面抗冻设计的相关内容做了分析。

【关键字】季节性冻土；公路路面；抗冻；冻深

季节性冻土地区的公路路面抗冻是一个世界性的话题，很多国家在上世纪初就开始了此方面的研究，我国对季节性冻土地区公路抗冻设计的研究起步较晚，但经过半个多世纪的努力，也有了相应的成果，提出了影响大地冻深的因素、起始冻胀含水量和冻胀系数、土的冻胀影响因素、抗冻垫层厚度计算方法等，解决了部分地区冻胀翻浆的问题。推动了我国有季节性冻土地区的公路事业的发展。

1、公路冻区的影响

不同的季节性冻土地区的冰冻深浅不同，对公路路基、路面及桥涵所造成的严重程度不一，国内已经对全国大部分的季节性冻土地区进行了道路冻区区划，设计人员可以根据不同冻区的道路进行相应的抗冻设计。国内按冻结指数对公路冻区进行一级区划，并遵照潮湿系数对冻深的影响进行二级区划。

2、大地冻深的影响

公路抗冻设计依照于公路冻深的断定，而公路冻深是根据公路所在范围的大地冻深，并也考虑公路建筑材料热物性系数、干湿状况及公路的断面形式处理得出的。大地冻深与3个因素有关。①土质的含水量。因为土质的热容比水小，热容大水相变成冰时所放出的热量大，因此，对于含水量小的土质冻深大，即冻深与潮湿系数有关；②冻结指数。冻结指数越小，冻深越小。冻结指数是冻结的外部影响因素。③土质类别。不同土质的导热系数是不同的，比如：砂土的导热系数较大，粘土的导热系数相对就较小，对于导热系数越大的土质冻深越大，每个地区的土质都是曾在差异的，因此冻深计算也存在地区系数，对于系数的确定，与所在地区纬度和海拔高度及土质类别有关。

3、路面在冻胀力作用下的抗冻设计

季节性冻土地区公路冻胀是冻害形成最关键的原因，冻胀对路面的毁坏作用关键在于不匀称冻胀引起的，由于一般情况下路基并不是一个均质受冻体。不均匀的冻胀力使路面遭受到了变形、损毁。通过对季节性冻土地区冬季路面冻胀的观量，得出结论：路面在不均匀冻胀作用下容易变横向挠曲面变形。但是假如变形过大，路面出现弯拉破坏，便产生纵向开裂。

相对半刚性基层沥青路面、水泥混凝土路面应进展基础层面材料冻胀力作用下产生的拉应变试验和计算。路面材料产生的拉应变必须小于材料的容许应变值。

4、总结

季节性冻土地区的公路设计难度较大，需要考虑的问题很多，本文因篇幅有限，仅对季节性冻土地区公路路面抗冻设计的相关内容做了分析，借鉴简支梁理论提出路面抗冻胀开裂的计算公式。由于部分省份的观测数据较少，大地冻深的计算中，一些数据来源于经验值，这就需要设计人员具备丰富的工作经验，不断的积累，不断的开展季节性冻土地区的公路路面抗冻设计的研究。