多年冻土公路工程分类研究进展与研究

向冲

云南大学滇池学院建筑工程学院 云南省昆明市 650011

摘要：在世界各国的冻土学术研究中，对冻土工程进行科学的分类都是其重要的研究内容之一。我国是幅员辽阔的大国，土地类型多样，冻土地区的公路基础交通设施等的建设是我国交通强国战略的重要组成部分。因此，对多年冻土及有关公路工程分类进行研究对我国的交通等事业的发展有重要意义。文章介绍目前主要的冻土分类研究成果，介绍多年冻土公路工程分类的研究进展，并对多年冻土公路工程分类进行思索，希望能够对我国的冻土学相关研究有些许促进作用。

关键词：多年冻土；公路工程分类；冻土分类研究成果；工程分类研究进展；工程分类研究思索

引言

相较于一般土地类型而言，冻土的显著特征就是其温度要不高于标准大气压下的物体的结冰温度，并且其内部要含有冰类物质。尽管其性状与一般土体明显不同，但是其与一般土体同样存在一些共性。它是一种具有复杂性的冰胶相结合的体系。因为其复杂性，冻土在热力学方面表现出的特征不具有稳定性，也因为其此特性，施工人员在其表面建设道路交通工程的难度性显著提升。因为道路工程在建造使用过程中，其地基中一旦出现冰的融化或生成等现象，都会导致地基的体积发生变化，进而引起地基遭受破坏，影响道路工程使用安全。因此，相关人员应该加大投入于冻土及其公路工程进行分类研究的工作。

一、多年冻土分类目前主要研究成果

（一）国际上多年冻土分类主要研究成果

根据目前的研究成果和过程来看，世界主要的冻土学研究工作人员通常将冻土从两个标准角度来进行分类工作。一种标准就是土的主要性质和冻土内部含有冰的程度。另一种标准就是在一定工程标准下的冻土分类标准。在第一种标准分类情况下，从事冻土学的研究人员可以借助此方法实现对冻土类型的深入研究，一些从事相关冻土工作的人员也可以据此提高其工作的针对性和效果，相关人员更可以借助此方法实现对冻土情况的精确描述。在第二种标准分类情况下，道路工程的建设人员可以借助此种分类方法实现对特定冻土的危害程度的精确掌握。在此种分类标准之下，相关的冻土建设和勘察等拥有科学的依据。在美洲的北部地区，冻土的相关分类主要根据的是土体的本来性质和其内部含冰的特征。相关人员在对土体进行分类时，主要依据三个部分。第一个层次是对土地状态的分类，第二个层次是对土被冰冻状态下的特征的描述，第三个层次则是对明显性冻土的描述。俄罗斯的冻土分类标准主要是冻土层的冰量、胶结程度等数据。依据不同冻土含冰量的差距，相关人员将俄罗斯的冻土分成含冰冻土和富冰冻土两种类型。依据不同冻土胶结量的差距，相关人员将俄罗斯的冻土分成坚实冻土、具有塑性的冻土和较为松散的冻土三种类型。当冻土中的含盐量比例超出一定程度时，此种冻土被分类成为盐渍化的冻土。

（二）中国的多年冻土分类主要研究成果

早在建国的初期阶段，我国就已经开始对多年冻土分类开展研究工作。早在1973年，我国的相关研究著作中就已经提出了多年冻土分类的标准。在改革开放的初期阶段，我国的研究人员在依据大量实验的基础上，得出冻土相关岩性数据和其含水量之间的数学关系。根据此种关系，我国将主要的冻土分成五种类型。分别是不融化沉土、弱融沉土、以及融、强融沉土和强融陷土五种类型。通过我国的多年研究，我国已经全面掌握冻土的不同性状对我国公路建设地基稳定性的影响，能够提出针对性措施有效解决我国多年冻土公路工程建设方面的地基稳定等问题。

二、多年冻土公路工程分类研究进展

（一）多年冻土公路工程分类方法

我国的多年冻土公路工程分类方法主要被归纳在相关的公路设计规范中。我国的多年冻土公路工程分类标准主要包括土体的类别、土体的含水程度、土体的融沉系数等。我国的研究人员通常主要依据土体的融沉系数指标而将多年冻土分为少冰、多冰、富冰、饱冰以及含土冰层五种。施工人员在冰含量较多的冻土层进行公路工程建设时，应该采取能够保护冻土不受损害的施工措施。施工人员在含冰量和含水量均较多的冻土层进行公路工程建设时，同样应该采用能够保护多年冻土的施工措施。如果施工设计人员发现施工措施造成对多年冻土的破坏，但是不会导致公路路面的大面积沉降现象的发生，则其进行施工工艺的选择时就可以不再顾及对冻土土体的保护。施工人员在含冰量不多的冻土层进行公路建设时，应该保证公路建设的完整性，而不必考虑冻土层是否被破坏。

2. 多年冻土公路工程分类特征

上述介绍的对冻土根据其融沉系数进行分类的指标主要是依据相关实验人员对冻土含水量数据对该系数的影响性来测算的。这种方式的难度性不高。一般的冻土地区公路建设的相关设计单位都可以依据实验方法来测算特定冻土的具体类别。此种方法的实际效果和效率均比较好，设计人员在对工程建设的冻土现场进行测量工作时，可以根据科学的抽样测量方法进行检测，也可以依据设计人员的工作经验来进行检测，保证冻土检测的结果能够对现场的公路工程施工产生积极的辅助作用。在不同的分类结果之下，施工设计人员会决定是否采用破坏冻土层的施工工艺和方法等。

（三）多年冻土公路工程分类问题

目前的多年冻土公路工程分类方法对我国的公路工程建设行为有重要的辅助作用。相关人员根据此种分类方法，可以有效促进我国公路地质良好水平的维护。施工人员可以在充分考查冻土公路工程建设水平的基础上实现对冻土融化问题的充分预先考虑，避免公路工程的地基在使用过程中出现沉降问题，影响公路工程的使用寿命和往来车辆的行驶安全。但是此种分类方法忽略了对当地温度因素的考虑。不同的温度水平对当地冻土的含水量水平有重要的影响。根据相关研究表明，不同的热力学水平能够对冻土的沉降系数产生决定性的影响。

三、多年冻土公路工程分类研究思索

根据相关的实践经验和研究现实可以表明，我国的多年冻土公路工程分类研究的主要方向和内容都是围绕我国的多年冻土公路工程而展开的。我国工程人员主要采用的冻土分类标准也是根据不同冻土类型对道路等工程建设的质量影响程度而来的。此种方法的采用对我国的道路工程建设事业有重要的积极意义。但是此种方法的采用同样是不健全的，不利于相关的研究人员对冻土性质等的充分掌握，不利于我国冻土学研究的进一步深入。经过多年的研究和实践，我国已经能够明晰冻土沉降系数的最重要影响因素就是冻土的外部恒定温度数据。因此，相关人员在对多年冻土公路工程进行建设时，其首要保证的就应该是公路的建设温度环境和使用的温度环境。

结语

综上所述，随着我国的公路道路交通事业向高海拔、高寒地区的发展，我国的冻土环境对其发展效果有重要的影响。为了保证我国的多年冻土公路工程事业的顺利进步，对冻土进行分类研究和对冻土公路工程进行分类探索有重要意义。相关人员应该采用综合性措施保证公路建设过程中的对地基沉降问题的预防，避免因为冻土层的破坏而影响公路的使用，从而促进我国交通事业的发展。

参考文献：

[1]黄芝权.多年冻土公路工程地质钻探技术探究[J].工程技术研究,2019,415:57-58.

[2]王金祥.高原多年冻土公路路基施工技术探索研究[J].科技经济导刊,2020,2812:63-64.

[3]张锦生,王川川.大兴安岭地区多年冻土公路路基设计[J].公路交通技术,2012,01:4-6.

[4]张屹明,马宏岩,徐安花.抛碎石护坡在冻土公路工程中的应用探讨[J].青海科技,2007,03:48-51.

作者简介：向冲（1986-1），男， 汉族，研究生学历，职称 :工程师，研究方向: 道路与铁道工程