高寒地區(qū)高速公路路基抗寒防凍設計指南征求意見稿

3T/QHHSXXX—2024高寒地區(qū)高速公路路基抗寒防凍設計指南本文件界定了高寒地區(qū)高速公路路基抗寒防凍設計的術語和定義，確立了總則，提供了資料調查和設計等技術指導。本文件適用于高寒地區(qū)高速公路路基抗寒防凍的設計。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對宜的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T50123土工試驗方法標準GB50324凍土工程地質勘察規(guī)范JGJ118凍土地區(qū)建筑地基基礎設計規(guī)范JTG3430公路土工試驗規(guī)程JTG/T3331-04多年凍土地區(qū)公路設計與施工技術規(guī)范JTGD30公路路基設計規(guī)范JTGD31-06季節(jié)性凍土地區(qū)公路設計與施工技術規(guī)范JTG/TD32公路土工合成材料應用技術規(guī)范DB63/T1886多年凍土地區(qū)高等級公路路基技術狀況評定3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1高寒地區(qū)海拔超過1500m且月平均氣溫低于-10℃的地區(qū)。3.2凍土具有負溫或零溫度并含有冰的土（巖）。[來源：GB50324-2014，2.1.1]3.3凍脹因土中水的凍結和冰體（特別是凸鏡狀冰體）的增長引起土體膨脹、地表不均勻隆起。4T/QHHSXXX—2024[來源：DB63/T1886-2021，3.6]3.4凍脹率凍土體積增大量與凍結前土體體積之比值的百分率。[來源：GB50324-2014，2.1.18]3.5標準凍深在空曠野外、地表裸露平坦地區(qū)的不凍脹性黏性土凍深觀測站，實測不少于10年的年最大凍深的平均值。[來源：JTGD31-06-2017，2.1.4]3.6道路凍深道路橫斷面中從路面表面最低點到最大凍深處不包括凍脹量的凍結厚度。[來源：JTGD31-06-2017，2.1.5]3.7道路多年最大凍深路基路面抗凍設計時，根據(jù)標準凍深、路基濕度狀態(tài)、路基斷面形式、路基和路面材料的熱物性計算確定的道路凍深最大值。[來源：JTGD31-06-2017，2.1.6]4總則4.1路基抗寒防凍設計遵循“安全、經濟、合理、環(huán)?！痹瓌t。4.2依據(jù)沿線氣象、水文和地質及土質試驗等資料，結合當?shù)貎龊Ψ乐谓涷炦M行抗凍設計。4.3宜優(yōu)先采用成熟可靠的抗凍技術和材料，確保路基的抗凍性能和使用壽命。4.4路基凍害嚴重路段可采用換填法，換填時采用級配良好且透水性好的不凍脹或弱凍脹土，并鋪設保溫板、保溫護道。4.5降雨量或降雪量較大地區(qū)，宜充分考慮地表水和地下水，做好排水設計。4.6抗凍設計除滿足JTGD31-06外，還宜滿足本文件要求。5資料調查5.1氣象資料5.1.1氣溫通過調閱歷史氣象資料或現(xiàn)場監(jiān)測，收集區(qū)域氣溫變化情況，包括年平均氣溫、月平均氣溫、凍結起止時間及極限最低溫度等。5T/QHHSXXX—20245.1.2降水通過調閱歷史氣象資料或現(xiàn)場監(jiān)測，收集區(qū)域降水情況，包括年平均降雨（雪）量，最大年降雨（雪）量，以及降水時間分布等。5.2水文和地質資料5.2.1水文查明凍前地表水的分布、水位變化、地下水位及波動范圍、涎流冰規(guī)模及地下水出露等情況。5.2.2地質工程地質調查內容包括但不限于：a）對地基土和取土場填料進行顆粒分析試驗，確定凍前天然含水率、液限、塑限及天然密度等，明確土的類型并宜按JTG3430規(guī)定進行定名；b）確定土的凍脹特性，對粒徑小于0.075mm的顆粒含量超過15%的路基土宜測定其凍脹率，試驗方法宜按JTG3430執(zhí)行。5.2.3設計凍深根據(jù)當?shù)囟嗄?、連續(xù)的凍土觀測資料，宜按公式（1）確定設計凍深：式中：Zd—設計凍深，m；Z0—標準凍深，m；Ψzs、Ψzw、Ψzc、Ψzt0—各凍深影響系數(shù)，按照附錄A查取。5.3凍害資料既有工程凍害調查內容包括但不限于：a）已有路基的凍脹、融沉變形、翻漿、邊坡滑塌、涎流冰等常見凍害及防排水設施的凍害情況；b）工程凍害防治措施及實施效果。6設計6.1填料選擇6.1.1路基凍深范圍內的土的凍脹性宜按附錄B確定，按公式（2）計算平均凍脹率：×100%……………（2）式中：η-凍脹率，%；6T/QHHSXXX—2024z—地表凍脹量，mm；h—凍結層厚度，mm。6.1.2路基凍深范圍內各層土質填料宜具備良好的耐凍性、低吸水率和高強度，結合路基高度、干濕類型、路面結構類型及容許總凍脹量等確定，宜按附錄C選擇。6.1.3路基填料不滿足抗凍等級要求時，宜采取換填不凍脹性材料、提高路基高度、阻斷地下毛細水上升及降低地下水位等措施。6.2路基臨界高度6.2.1冰凍條件下的路基臨界高度計算宜按JTG/TD31-06執(zhí)行。6.2.2當不滿足路基冰凍臨界高度要求時，可選擇下列抗凍措施：a）提高路基高度；b）設置防凍墊層、隔離層，必要時設置滲溝和排水溝。6.3路基結構6.3.1易發(fā)生凍脹地區(qū)宜加厚防凍層和隔熱層，并設置隔水層；不易發(fā)生凍脹地區(qū)宜設置抗凍層。6.3.2宜根據(jù)凍深預測結果確定防凍層厚度，宜為30cm～50cm。防凍層材料宜選擇級配良好的碎石、礫石、粗砂等不凍脹或弱凍脹材料。6.3.3隔熱層宜設置在含水量梯度較大、溫差明顯的區(qū)域，多位于路面結構層以下；隔熱層上下宜鋪設8cm～10cm的找平層。6.3.4隔水層宜設置在道路最大凍深線以下，宜采用符合JTG/TD32規(guī)定的土工膜、復合土工膜、復合防排水板等土工合成材料；防滲材料的厚度、材質及類型宜根據(jù)氣象和地質條件確定。6.3.5對無法引排的路基坡腳積水，宜設置護坡道隔離。護坡道的高度應高出積水最高水位不小于0.5m，寬度宜為1.0m～3.0m?？梢砸诺姆e水路段宜先排除積水，待干燥后采用砂礫進行護坡道填筑。6.4排水系統(tǒng)6.4.1地下排水設施的匯流排水通道宜設置在凍深線以下，位于凍深范圍內的地下排水設施宜采取保溫防凍措施。6.4.2降雨量或者降雪量較大地區(qū)，宜在路基范圍內設置縱橫向排水系統(tǒng)。6.4.3排水設施的位置和坡度宜根據(jù)地形條件合理設置，確保排水通暢。6.4.4路基地表排水設計包括但不限于：a）根據(jù)地表徑流情況、地形、地質、排水條件等，采取疏、截、堵等措施；b)挖方路段宜設截水溝或攔水埂。土質和水文條件較差的路段，截水溝或攔水埂內緣與上邊坡坡腳距離宜大于5m。土質截水溝宜進行溝底、溝壁鋪砌及基礎的防滲防凍處理；c）中（重）凍區(qū)高速公路和一級公路不宜設置蓋板式邊溝；d）當邊溝下無地下排水設施時，溝底距路床頂面宜大于0.30m，縱坡宜大于0.75%；路塹段邊溝距離土路肩外側宜大于1.0m，且距離坡腳或防護設施基礎宜大于1.0m；e）鋪砌類地表排水設施基礎下宜設置防凍墊層，厚度可根據(jù)地基土的性質和當?shù)亟涷灤_定，宜大6.4.6路基地下排水設計包括但不限于：a）用于排除地下水的滲溝宜設置在路肩范圍以外；7T/QHHSXXX—2024b）排水管、滲溝等地下排水設施宜設置在當?shù)刈畲髢錾罹€以下大于25cm，不滿足要求時宜采取保溫防凍措施；c）攔截流向路基地下水的滲溝宜設在迎水一側邊溝下或邊溝外，且溝底高程不低于下路床底部；d）滲溝宜采用粒料類材料，且粒料中粒徑小于2.36mm的細顆粒含量不大于5%，填料外圍宜設反濾層。滲溝位于路基范圍外時，填料頂部宜覆蓋大于15cm的不透水材料；e）管式、洞式滲溝最小縱坡宜大于0.5%，滲溝出口宜高于地表排水溝常水位20cm以上；f）地下排水設施出水口的基礎宜設置在凍深線以下，出水口向內2m～5m范圍宜采取保溫措施，出水口外銜接的排水溝溝底縱坡宜大于10%；g）路線的凹形豎曲線底部、低洼河谷地段宜進行專門排水設計。6.5邊坡6.5.1中（重）凍區(qū)細粒土路基宜根據(jù)降水和冰凍條件放緩邊坡，邊坡坡率挖方宜采用1:1～1:1.5，填方宜采用1:1.5～1:1.75，浸水路堤宜不小于1:1.75。6.5.2中（重）凍區(qū)超過5m的黏質土和粉質土路基邊坡宜進行抗滑穩(wěn)定性驗算，驗算宜按JTG/TD31-06執(zhí)行；抗滑穩(wěn)定系數(shù)小于1.20時，宜根據(jù)實際情況調整坡率或進行加固，加固措施和設計方案宜按JTG/TD31-06執(zhí)行。6.6特殊路段6.6.1橋頭接合處宜進行特殊抗凍設計，如設置橋頭搭板、過渡段防凍層等。6.6.2隧道進出口段宜加強排水設計，并設置有效的防凍層。8T/QHHSXXX—2024凍深影響系數(shù)表A.1給出了凍深影響系數(shù)。表A.1凍深影響系數(shù)ΨzsΨzwΨzc土土脹脹脹9T/QHHSXXX—2024季節(jié)凍土與季節(jié)融化層土的凍脹性分級表B.1給出了季節(jié)凍土與季節(jié)融化層土的凍脹性分級。表B.1季節(jié)凍土與季節(jié)融化層土的凍脹性分級顆粒含量不大于10%）I1<?≤3.5?>3.5w≤12>1.0I1<?≤3.512＜w≤18>1.03.5<?≤6w＞18>0.56<?≤12w≤14>1.0I1<?≤3.514＜w≤19>1.03.5<?≤619＜w≤23>1.06<?≤12w＞23?>12Vw≤19>1.5I1<?≤3.519＜w≤22>1.53.5<?≤6T/QHHSXXX—2024>1.56<?≤12>1.5?>12W＞30>2.0I1<?≤3.5>2.03.5<?≤6>2.06<?≤12>2.0?>12V—塑限，