季冻区高速公路路基冻害调查及试验观测

在对吉林省几条高速公路进行的野外冻害调查、现场观测和室内冻胀、水分迁移模拟试验的基础上,依据取得的野外资料和室内试验数据,对季冻区高速公路路基冻害的原因和影响因素进行分析和探讨;对冻害与水分关系、路基冻害水分来源、水分迁移特征以及由于路面底基层二灰土性能恶化失效导致的道路翻浆等问题进行了深入研究.同时利用本项目综合研究的特点,将竖管法毛细水沿高度分布的研究资料与由冻胀试验揭示的各种冻胀率——含水量变化规律有机结合起来进行分析,从而得到了毛细水冻害有效高度,试验结果表明:规范值相对试验值在一些情况下偏低,有的低很多,对路基防冻抗冻设计不利.研究成果对公路路堤最小高度设计和挖方段防冻处理深度设计等防冻措施的采用有实际意义.     

二灰稳定煤矸石基层材料温缩性能的试验

目的 为了探讨二灰稳定煤矸石材料对于环境温度变化的敏感性以及应用于寒冷地区路面基层的可行性.方法 采用电测法研究二灰稳定煤矸石温缩性能.结果 二灰稳定自燃煤矸石的温缩性能明显优于二灰稳定未燃煤矸石;二灰稳定煤矸石的平均温缩系数随着二灰质量比的减小呈抛物线规律变化,在二灰质量比为1:3左右时最大.结论 二灰稳定煤矸石基层材料的温缩性能与煤矸石集料的种类以及二灰质量比有关;与其他半刚性基层材料相比,二灰稳定煤矸石基层材料具有较好的温缩性能.适合于用作寒冷地区道路的路面基层.     

浅谈公路冻胀的破坏与防治

在寒冷地区,铺筑高级路面的道路或砂石路面及其附属构造物、挡土墙、人行道和坡面等。由于土或岩石中产生的冻胀作用,常常使这些构造遭受较大的破坏。造成道路破损,因而影响车辆的通行,降低道路的使用寿命。     

季冻区高速公路路基冻害调查及试验观测研究

本文在对吉林省几条高速公路进行的野外冻害调查、现场观测和室内冻胀、水分迁移模拟试验的基础上,依据所取得的野外资料和室内试验成果数据,对季冻区高速公路路基冻害的原因和影响因素进行分析和探讨;在冻害与水分关系、路基冻害水分来源、水分迁移特征以及由于路面底基层二灰土性能恶化失效导致的道路翻浆等问题进行了深入研究。同时利用本项目综合研究的特点,将竖管法毛细水沿高度分布的研究资料与由冻胀试验揭示的各种冻胀率—含水量变化规律有机结合起来进行分析,从而得到了毛细水冻害有效高度,这对公路路堤最小高度设计和挖方段防冻处理深度设计等防冻措施的采用都有实际意义。本文结合工程实际得出的结论,对季冻区道路路基勘察、设计、施工和维护都具有一定的参考借鉴价值。     

填料类型对季节冻土区覆盖效应的影响

季节冻土区高速公路路面的大面积覆盖层使得路基填料内部水分在外界温度梯度和路面隔水作用下向上迁移并累积,加剧了路基的冻胀和融沉危害.通过室内试验,重现了季节冻土地区路基覆盖效应形成过程,建立非饱和土的"水-汽-热"模型,仿真分析中国兰州某地区不同路基填料覆盖效应形成过程和差异.结果表明,季节温度作用下土体水分向不透水层底部聚集,且聚集现象随着冻融循环次数的增加而加剧;当路基填料分别为砂土、粉土和粉质黏土时,由于填料导热性能和持水性能的差异,最大冻结深度分别为1.21、0.97和0.89 m;不同覆盖层下的水分运移均以水汽为主,以粉土作为填料时的水汽迁移现象最明显,砂土、粉质黏土和粉土填料路基对应的水分迁移量分别为0.68%、2.86%和12.56%,三者水分聚集深度依次变浅.可见在已有的粉土路基工程中应重点防治水汽迁移引起的路基病害.     

PAMCATS固化土强度及抗冻性能研究

PAMCATS固化剂是一种针对寒冷无砂石或少砂石地区研制的新型聚合物土壤固化剂,它不仅能够大大提高土体的强度,而且具有较好的水稳定性和抗冻性能。利用无侧限抗压强度试验、加州承载比（CBR）试验、回弹模量试验研究该固化土的强度性能指标,利用冻融循环试验研究其抗冻性能。     

道面结构不均匀冻胀模型试验及数值模拟

为更好地揭示道面结构内部温度场、水分场和冻胀量的基本规律,为防治道面结构不均匀冻胀病害提供有效的理论依据,自主设计了道面结构不均匀冻胀模型试验箱,开展了外部水分入渗道肩和道面结构不均匀冻胀模型试验,基于ABAQUS的二次开发实现了道面结构内部水热力三场耦合数值模拟,并将数值模拟结果与模型试验结果进行了对比分析.结果表明:模型试验直观地模拟了跑道与道肩冻胀错台现象,并阐明了错台的原因是跑道与道肩的不均匀冻胀;客观地揭示了道面结构内部温度场、水分场及冻胀量的发展规律;水分通过道肩渗入道面结构引发水分场的重分布;道面结构不均匀冻胀是水热耦合作用的产物,温度梯度和降温速率影响着冻结过程中水分的迁移和积聚,水分场的重分布反过来也影响着温度的传递.数值模拟结果与模型试验结果吻合良好,且符合实际,数值模型的正确性和适用性得到了验证.结合模型试验的客观性优势和数值模拟的全面性优势有助于深入研究更多寒区构筑物地基的不均匀冻胀病害问题.     

结合料稳定粉土抗水、抗冻性能试验研究

通过对黄河冲（淤）积粉土地区道路基层材料水温稳定性试验,分析常用结合料稳定粉土抗水、抗冻性能差的原因研究证明,二灰土外掺工业纯碱（ Ｒｃ）或工业水玻璃（ Ｒｓ,湿法生产）,能显著提高该地区道路基层材料的抗水、抗冻性能     

埋藏土中塑料薄膜渠道防渗技术在寒冷地区的应用

通过对埋藏土中塑料薄膜渠道防渗工程的塑料薄膜的耐冻胀性能分析、膜上土体稳定性分析和经济分析，表明埋藏土中塑料薄膜渠道防渗技术在寒冷地区可以有效地工作，可广泛推广应用。     

结合料稳定粉土抗水,抗冻性能试验研究

通过对黄河冲（淤）积粉土地区道路基层材料水温稳定性试验，分析常用结合料稳定粉土抗水、抗冻性能差的原因。研究证明，二灰土外掺工业纯碱（Ｒｃ）或工业水玻璃（Ｒｓ，湿法生产），能显著提高该地区道路基层材料的抗水、抗冻性能。     

沥青稳定碎石排水基层的工程应用

沥青稳定碎石排水基层可以显著减少沥青路面早期水损害,通过工程实践应用,提出设置排水基层的典型路面结构型式和排水基层材料配合比设计方法,对沥青稳定碎石排水基层的施工关键技术进行研究,并通过现场试验评价,说明沥青稳定碎石排水基层排水效果良好,显著减少沥青路面早期水损害发生的可能性.     

道面结构不均匀冻胀水热耦合模型试验及现场验证

为更加全面客观地认识机场道面结构的温度场、水分场及其耦合作用的基本规律,为季冻区机场道面结构不均匀冻害的防治提供理论依据和措施建议,设计道面结构不均匀冻胀水热耦合模型试验箱,开展外部水分渗入道肩试验和道面结构不均匀冻胀水热耦合模型试验,并利用现场冻胀量监测结果验证了模型的可靠性和适用性.结果表明:模型试验直观地模拟了跑道与道肩冻胀错台现象,阐明了其产生的原因和机理;揭示了机场道面结构温度场、水分场及其耦合作用的基本规律;外部水分入渗对机场道面结构水分场重分布有较大影响;机场道面结构的不均匀冻害是其内部水热耦合作用的产物,降温速率和温度梯度影响冻结时的水分积聚和迁移,反过来水分的重分布也影响温度的传递.采用室内缩尺物理模型试验和现场监测相结合的研究思路和实施方法不仅为季冻区建筑物不均匀冻胀问题的防治提供了理论基础,也丰富了人们探索水热耦合规律的方法,具有一定的参考价值.     

废发泡塑料骨料作为道路防冻胀材料的实验研究

为了对废发泡塑料再生利用,将废发泡塑料进行熔融减量化处理、冷却破碎后生成废发泡塑料骨料.由于废发泡塑料骨料导热性差、密度小,本文提出了利用废发泡塑料修筑道路防冻胀层的方法.在室内,对废发泡塑料稳定路基土和基层材料的力学性能和隔热性能进行了试验,并修筑了试验路,实验证明,掺加废发泡塑料骨料可以提高路基土、特别是软弱黏性土路基的承载力.同时在基层或路基土中掺加废发泡塑料骨料可以大幅度降低道路的冻结深度;掺加废发泡塑料可以有效降低道路冻结深度,在施工工艺和防冻效果方面具有优良的性能.     

黑龙江省引嫩红旗泡水库渣油沥青─砼料石护坡冻害分析

本文结合实例分析了渣油沥青━砼料石护坡冻胀的产生、发展及破坏规律。得出渣料护坡在寒区是可行的结论．     

间歇冻结控制人工冻土冻胀的试验研究

土体冻胀容易引起地表产生不均匀变形，因此控制冻胀的产生和发展始终是人工冻结技术的重要课题．通过试验比较了人工冻土在连续冻结模式、控制时间的间歇冻结模式和控制深度的间歇冻结模式下，土体冻胀的发展变化规律及冻胀控制与冻结模式之间的关系．结果表明：与连续冻结和控制时间的试验相比，在冻结锋面趋于稳定和温度梯度趋于恒定前，采用控制冻深的间歇冻结模式能够有效地抑制人工冻土冻胀的发展，冻胀量仅为连续冻结模式的19．8％；不同的变温起始时间对冻土冻胀控制的效果不同，在冻结过程刚刚进入拟稳定阶段时，迅速改变冷端温度，将使土样内的温度场不能达到稳定状态，从而推迟起始冻胀的时间，抑制冻胀的产生．     

土体冻胀试验系统的研制与应用

为了研究土体在不同环境下的冻胀特性,自主设计研制了土体冻胀试验系统.该系统模拟自然条件下路基土的工作状态,从温度荷载的加载方式、上覆荷载的加载方式、水分补给方式、侧向约束条件等方面严格控制试验环境.基于温度控制盘、滑动绝热装置的创新设计,在实验室内实现了对路基土冻胀过程的真实模拟,并实现了冻结过程中温度分布、上覆压力和冻胀变形的实时监测.最后,通过饱和粉质黏土冻胀试验的测试结果,验证了该系统的可靠性和有效性,明确了土体冻结过程中的温度分布特征和冻胀变形规律.     

桩基础约束条件下季节冻土场地冻胀量的二维数值求解

根据热传导理论建立水热相互迁移模型,利用有限差分方法求解二维季节冻土的时程温度场,由二维土体中水份迁移质量微分方程求解成冰量,进而得到场地的自由冻胀量。由于建筑物基础的侧表面对土体冰胀过程产生约束作用,使土体产生与冻胀相反的约束变形,因而桩基础约束条件下季节冻土场地的最终冻胀量为有限差分方法求解的自由冻胀量与约束冻胀量之差;该理论计算结果与模型试验实测值基本吻合,验证了该数值求解方法的正确性与合理性。     

人工冻结土体冻胀融沉的模型试验

在分析人工冻结土体与自然冻结土体的冻结差异、比较国内外土体冻融模型试验装置的基础上,介绍了所研制的人工冻结土体冻胀融沉模型试验装置及其应用情况．并利用该试验装置对徐州地区常见的粘土进行了冻结试验,检验了该试验装置的可靠性和实用性;得出了人工冻结土体在冻融过程中土体在垂直方向上的冻胀远小于它在该方向上的融沉等几点结论     

不同人工冻结方向条件下土的冻胀试验研究

为了解决人工冻结施工中的冻胀问题,从工程实际出发,进行不同人工冻结方向以及不同冻结温度模式(恒温和正弦变温)的冻胀试验研究,并对试样的温度场、冻胀量、含水率及干密度等进行对比分析.试验结果表明:在相同试验条件下,正弦变温冻结试样的冻胀量值最小,自下而上恒温冻结试样的冻胀量最大;自上而下恒温冻结、正弦变温冻结和自下而上恒温冻结试样的含水率和干密度变化趋势相同,可知在相同试验条件下,冷端输出的冷能一定时,人工冻结试样内部水分迁移规律将相同.