多年凍土地區(qū)公路設(shè)計與施工技術(shù)細則

1、提綱12341. 多年凍土區(qū)公路建設(shè)存在的問題花大公路1. 多年凍土區(qū)公路建設(shè)存在的問題u青藏公路（G109）：是進藏運輸?shù)闹魍ǖ?，穿?50km多年凍土地帶，全段二級標準，瀝青路面，平均速度約為80km/h1. 多年凍土區(qū)公路建設(shè)存在的問題u青康公路（G214）：是青海、西藏兩省區(qū)干線公路，穿越約300km多年凍土，全段二級標準，瀝青路面和水泥混凝土路面共存，平均速度約為70km/h，現(xiàn)正進行高速化改造1. 多年凍土區(qū)公路建設(shè)存在的問題u新藏公路（G219）：是連接新藏兩省區(qū)唯一干線，是中印、中巴邊境戰(zhàn)略主通道，穿越累計380km多年凍土區(qū)，無高級路面，2003年開始升級改建，目前平均速度不

2、到50km/h1. 多年凍土區(qū)公路建設(shè)存在的問題u其他國道317、318，東北大小興安嶺的部分公路（黑北、伊嘉、加漠等）等均有少量路段穿越多年凍土或島狀多年凍土1. 多年凍土區(qū)公路建設(shè)存在的問題1. 多年凍土區(qū)公路建設(shè)存在的問題1. 多年凍土區(qū)公路建設(shè)存在的問題1010年氣溫上升0.30.30.4 0.4 平衡Q輸出 Q進入 熱交換地表條件水文環(huán)境植被條件1. 多年凍土區(qū)公路建設(shè)存在的問題融沉波浪開裂1. 多年凍土區(qū)公路建設(shè)存在的問題瀝青路面：瀝青路面：開裂車轍老化混凝土路面：混凝土路面： 斷裂松散自然老化1. 多年凍土區(qū)公路建設(shè)存在的問題 橋梁：橋梁：樁基融沉冰害涵洞：涵洞：凍脹1. 多年凍

3、土區(qū)公路建設(shè)存在的問題洞內(nèi)滲水頂部掛冰洞內(nèi)路面結(jié)冰洞口路塹雪害洞口冰雪融水涌入2. 細則編制概況 條件已經(jīng)成熟自1954年青康公路第一次發(fā)現(xiàn)多年凍土至今，我國多年凍土地區(qū)公路修筑技術(shù)的工程建設(shè)歷史已有50多年，研究歷史持續(xù)30多年，特別是成套技術(shù)的完成取得眾多突破性成果，然而至今沒有行業(yè)技術(shù)規(guī)范出臺。區(qū)域發(fā)展需要我國多年凍土地區(qū)地域遼闊、資源豐富、經(jīng)濟落后，實現(xiàn)交通的跨越式發(fā)展是西部大開發(fā)和振興東北老工業(yè)基地戰(zhàn)略決策的需要。對科學貫徹后續(xù)公路建設(shè)中和諧交通的理念具有重要意義。高速技術(shù)準備青藏高速公路及東北多條省級高速公路已列入國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃，未來高速公路建設(shè)中必將面臨眾多新的問題?？紤]高速

4、公路建設(shè)特點與多年凍土地區(qū)特殊條件，形成導(dǎo)向性文件，迎接新挑戰(zhàn)。2. 細則編制概況 總結(jié)經(jīng)驗 結(jié)合實際 研究試驗 規(guī)定指標 明確方法 提出細則系統(tǒng)總結(jié)以往工程的成熟經(jīng)驗，從多年凍土區(qū)氣候環(huán)境、生態(tài)環(huán)境以及凍土環(huán)境的實際出發(fā)，有針對性的開展試驗、檢測工作，規(guī)定指標、明確方法，使提出的細則不僅能滿足當前多年凍土地區(qū)公路改（擴）建的需要，還能適應(yīng)將來一段時間內(nèi)新建公路突飛猛進發(fā)展的需要，使其成為多年凍土地區(qū)公路勘察設(shè)計施工的科學性、實用性、導(dǎo)向性的技術(shù)文件。2. 細則編制概況 1先進實用 參考相關(guān)規(guī)范參考相關(guān)規(guī)范 結(jié)合地區(qū)特點結(jié)合地區(qū)特點 跟蹤已有工程跟蹤已有工程 確保先進實用確保先進實用2科學合理

5、 廣泛征求意見廣泛征求意見 依據(jù)工程經(jīng)驗依據(jù)工程經(jīng)驗 納入可靠成果納入可靠成果 保證科學合理保證科學合理3專業(yè)協(xié)調(diào) 發(fā)揚技術(shù)民主發(fā)揚技術(shù)民主 協(xié)調(diào)專業(yè)意見協(xié)調(diào)專業(yè)意見 開展必要研究開展必要研究 恰當?shù)贸鼋Y(jié)論恰當?shù)贸鼋Y(jié)論4突出特點 考慮凍土環(huán)境特點考慮凍土環(huán)境特點 突出與一般地區(qū)差異突出與一般地區(qū)差異 提出關(guān)鍵指標方法提出關(guān)鍵指標方法2. 細則編制概況 單位分工編制單位名稱完成內(nèi)容主編單位中交第一公路勘察設(shè)計研究院規(guī)范的立項、工作大綱、調(diào)研、編制、統(tǒng)稿、組織評審等；凍土路基設(shè)計與施工、特殊路基設(shè)計與施工、多年凍土區(qū)路面設(shè)計與施工參編單位中科院寒旱所凍土路基設(shè)計青海省公路科研勘測設(shè)計院凍土路基、多

6、年凍土區(qū)瀝青路面設(shè)計與施工黑龍江省公路勘察設(shè)計院島狀凍土區(qū)路基路面設(shè)計與施工長安大學多年凍土區(qū)瀝青路面設(shè)計與施工3. 細則編制實施過程 紅其拉浦達紅其拉浦達坂坂1 調(diào)研高原多年凍土地區(qū)（高海拔中低地緯度）青藏鐵路青藏公路214國道318國道317國道219國道315國道中巴公路3. 細則編制實施過程 紅其拉浦達紅其拉浦達坂坂2 調(diào)研東北多年凍土區(qū)（高緯度低海拔）加格達奇加格達奇北安北安嘉蔭嘉蔭加漠公路黑北公路哈伊公路伊嘉公路3 調(diào)研阿拉斯加管線、道路、房建等資 料收 集現(xiàn) 場調(diào) 查重 點座 談?wù){(diào) 研 方 式3. 細則編制實施過程 調(diào)控對流調(diào)控輻射調(diào)控傳導(dǎo) 被動措施：改變土體表面輻射條件，改變土

7、體與大氣及凍土熱傳導(dǎo)狀態(tài)； 主動措施：調(diào)控對流的方法包括通風路基、碎（片）石路基及熱棒路基； 綜合措施：三類調(diào)控的相互組合，如熱棒與隔熱板路基的組合等。3. 細則編制實施過程 專題：多年凍土地區(qū)瀝青路面耐久性能研究1.多年凍土地區(qū)公路工程地質(zhì)研究2.多年凍土地區(qū)公路病害和機理研究4.多年凍土地區(qū)路基穩(wěn)定性技術(shù)研究5.多年凍土地區(qū)路面設(shè)計與施工技術(shù)研究6.多年凍土地區(qū)橋涵工程技術(shù)研究7.多年凍土地區(qū)公路生態(tài)環(huán)境保護與評價技術(shù)研究8.多年凍土地區(qū)公路養(yǎng)護與維修技術(shù)研究9.季節(jié)性冰凍地區(qū)路基路面穩(wěn)定技術(shù)研究10高原（山）地區(qū)筑養(yǎng)路職工安全與健康保障研究3.水熱力耦合效應(yīng)與路基路面溫度場變化規(guī)律研究多

8、年凍土地區(qū)公路修筑成套技術(shù)研究5項國際領(lǐng)先6項國際先進3方面填補空白6方面重大創(chuàng)新3. 細則編制實施過程 4. 細則總體解讀 細則細則u 工程地質(zhì)勘察技術(shù)細則u 區(qū)劃、分類評價標準u 一般土質(zhì)路基設(shè)計原則、合理斷面、處治策略、設(shè)計方法和關(guān)鍵指標等u 特殊路基設(shè)計原則、實用條件、合理結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵參數(shù)等u 施工工藝與流程u 合理路面材料與結(jié)構(gòu)u 低溫耐久性控制指標u 路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計型式u 施工工藝與流程u 提出多年凍土區(qū)橋涵設(shè)計的特殊要求u 提出設(shè)計方法u 施工工藝與流程u 路基路面施工質(zhì)量檢測標準u 環(huán)境保護策略與對策4. 細則總體解讀 4. 細則總體解讀 4. 細則總體解讀 4. 細則總體解讀

9、 4. 細則總體解讀 指導(dǎo)思想：寧填勿挖。凍土融化是凍土工程病害的最主要原因，多填少挖具有避免擾動凍土環(huán)境、保護凍土覆蓋層的積極作用?？可絺?cè)挖方基地發(fā)生條帶狀熱融，波及路面發(fā)生縱向裂縫斜坡高含冰量凍土融化，導(dǎo)致滑塌現(xiàn)象，選線階段應(yīng)予以回避斜坡高含冰量凍土融化，導(dǎo)致滑塌現(xiàn)象，選線階段應(yīng)予以回避4. 細則總體解讀 重視環(huán)境保護。多年凍土地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，植被恢復(fù)非常困難，應(yīng)特別強調(diào)環(huán)境保護工作。大面積鏟除植被后發(fā)生融沉，只得改道大開挖引起融凍泥流大面積鏟除植被后發(fā)生融沉4. 細則總體解讀 線形指標選用隨海拔升高，駕駛員血氧含量減少，反應(yīng)時間要比正常情況下增長。設(shè) 計 速 度（km/h）120100

10、8060403020高海拔停車視距（m）反應(yīng)時間3.5s280215160115755535反應(yīng)時間3.0s260200150110705030 高海拔地區(qū)停車視距4. 細則總體解讀 4. 細則總體解讀 凍土工程地質(zhì)分區(qū)?？筛鶕?jù)地貌條件、凍土分布和特征及凍土物理力學指標進行分區(qū)，反映凍土工程地質(zhì)條件和場地復(fù)雜程度。場地復(fù)雜程度凍土溫度（）含冰狀態(tài)不良地質(zhì)現(xiàn)象對環(huán)境影響復(fù)雜場地-1.5厚層地下冰發(fā)育強烈發(fā)育影響大一般場地-1.5地下冰發(fā)育一般發(fā)育有不利影響簡單場地-1.5地下冰不發(fā)育不發(fā)育無影響勘察場地復(fù)雜程度4. 細則總體解讀 工程地質(zhì)勘察與取樣工程地質(zhì)勘察適宜的時間應(yīng)有利于工作，又不至于過多

11、影響凍土環(huán)境。凍土地質(zhì)坑探凍土巖芯4. 細則總體解讀 4. 細則總體解讀 路基防排水考慮地表水對多年凍土的不利影響，采取措施疏導(dǎo)地表水，做好路基排水防護設(shè)計。排水不良形成積水導(dǎo)致基地融化路塹積水加速底部融化排水溝排水不暢導(dǎo)致基地融化設(shè)置排水通道設(shè)置防水護坡4. 細則總體解讀 路基高度多年凍土地區(qū)新建路基設(shè)計高度應(yīng)大于最小填土高度。零填路基在道路運營1年后即發(fā)生病害低填路基，隨路基高度增加，凍害時間有所延緩中等高度路基（1.42.0 m），一般在運營23年后發(fā)生凍害凍土路基病害與路基高度存在一定關(guān)系4. 細則總體解讀 路塹設(shè)計應(yīng)遵循保護多年凍土的原則進行路塹設(shè)計。粘性土(夯填)或加鋪保溫材料草皮

12、或植物邊坡防護層高含冰量多年凍土層砂礫或粗粒土0.5m保溫性能好的填料或加鋪隔熱保溫材料砂礫或粗粒土0.5m路基中線凍土上限1m 地面線路面結(jié)構(gòu)層砂礫或粗粒土0.5m當?shù)靥盍仙暗[或粗粒土0.5m高含冰量多年凍土層草皮或植物邊坡防護層粘性土(夯填)或夾鋪保溫材料凍土上限1m 路基中線地面線路面結(jié)構(gòu)層部分挖除多年凍土換填的路塹斷面形式全部挖除多年凍土換填的路塹斷面形式未采取保護措施的凍土挖方路塹，在施工后1年內(nèi)發(fā)生的熱融沉陷4. 細則總體解讀 4. 細則總體解讀 隔熱層路基適用于低溫多年凍土路段。4. 細則總體解讀 片塊石路基可用于高溫凍土區(qū)地下泉水發(fā)育或地表徑流較發(fā)育的區(qū)段，也可用于治理高含冰量

13、區(qū)段融化夾層發(fā)育所引發(fā)的路基病害。4. 細則總體解讀 通風管路基可用于路基高度大于2.0m的高溫高含冰量多年凍土路段。4. 細則總體解讀 熱棒路基可用于極高溫多年凍土區(qū)或凍土退化區(qū)；或用于治理由于融化盤偏移所引起的路基不均勻沉陷、縱向裂縫等病害。4. 細則總體解讀 4. 細則總體解讀 瀝青面層材料的選擇多年凍土區(qū)氣溫低、降溫速率快、晝夜溫差大、日照強烈、紫外線輻射強烈、凍土路基不均勻變形等特殊使用條件，選用瀝青混合料的技術(shù)要求重點應(yīng)強調(diào)抗低溫和老化性能。4. 細則總體解讀 瀝青混合料的配比瀝青混合料宜采用骨架-密實結(jié)構(gòu)，且混合料的瀝青用量宜在室內(nèi)試驗確定的最佳瀝青用量基礎(chǔ)上增加0.5-0.8個

14、百分點，以提高面層瀝青混合料的低溫抗裂性和抗凍特性。 骨架空隙結(jié)構(gòu) 懸浮密實結(jié)構(gòu) 骨架密實結(jié)構(gòu) 4. 細則總體解讀 4. 細則總體解讀 橋涵地基設(shè)計原則融沉、強融沉地段，橋涵地基宜采用保護凍土的設(shè)計原則；不融沉和弱融沉地段，橋涵地基宜采用容許融化的原則?；A(chǔ)埋深應(yīng)滿足基地強度、穩(wěn)定性驗算和凍拔力的要求。橋臺與基礎(chǔ)埋設(shè)過淺，多年凍土融化，大橋兩頭逐年下沉兩年后，大橋南、北段下沉，已成險橋舊橋凍拔破壞，新橋加大基礎(chǔ)埋深，并換填地基土凍脹推力使橋臺傾倒、梁板折斷4. 細則總體解讀 金屬波紋管涵金屬波紋管涵作為柔性結(jié)構(gòu)涵，較適合大變形和不均勻變形地基使用。運營多年的金屬波紋管涵運營多年的金屬波紋管涵4

15、. 細則總體解讀 4. 細則總體解讀 4. 細則總體解讀 凍土路基填料路基填料不良、路基壓實度不夠或壓密不均勻?qū)斐蓛鋈谧冃尾睢?. 細則總體解讀 路基施工期積水路基施工中造成路基側(cè)向人為積水，或原積水坑沒有在施工中處理與排除，積水浸泡引起路基邊坡與路肩坍塌。4. 細則總體解讀 保溫板路基施工隔熱層施工時，施工機械不能直接碾壓隔熱板，應(yīng)按照設(shè)計的最小壓實度進行填料攤鋪，達到最小壓實厚度要求后再用機械壓實。4. 細則總體解讀 片塊石路基施工片塊石應(yīng)選擇無風化、裂紋的石料，采用重型振動壓路機碾壓，邊坡宜采用人工碼砌。重型振動壓路機碾壓挖掘機施工平整邊坡4. 細則總體解讀 通風管安裝宜采用人工或小型起重設(shè)備安裝，安裝應(yīng)平順，避免碰撞接口，損壞通風管。4. 細則總體解讀 熱棒安裝熱棒吊裝時嚴禁壓傷或擦傷熱棒及上部翅片，吊裝結(jié)束后，及時用砂土回填。4. 細則總體解讀 4. 細則總體解讀 路面施工條件溫度低、施工期短、碾壓成型困難、養(yǎng)生條件有限。路面攤鋪溫度普通瀝青混合料應(yīng)在130 以上，改性瀝青混合料攤鋪溫度應(yīng)在140 以上4. 細則總體解讀 4. 細則總體解讀 橋梁施工應(yīng)選