季冻区公路路基水热场阴阳坡差异与防冻胀模拟

在国道G109那曲至拉萨的季节性冻土路段设置监测断面,对季节性冻土区路基的地温、含水率和冻胀位移进行连续监测,依据实时监测数据,利用所建立的冻土路基水-热耦合模型,分析季节性冻土区公路路基水-热场的季节变化特征以及阴阳坡差异,并结合水-热场计算结果分析路基的冻胀性以及多种措施下防冻胀效果,并以路基监测期内含冰量的标准差表征路基损伤程度。研究结果表明：季节性冻土区公路路基的温度场与水分场具有明显季节变化特征,在路基路面以下8 m深度范围内,地温受外界环境变化影响较大;由于阴阳坡效应,温度场、水分场、冻胀量场与损伤场的横向分布不对称,相较于阳坡,阴坡冻胀量更大,严重损伤区域更多;路基冻胀量在2月份达到最大,2月底正常天气下路基阴坡肩和阳坡肩冻胀量分别为31.5 mm和26.0 mm左右,而极寒天气下,路基冻胀量明显增大;在保温板措施下,路基损伤区域明显减小,并集中于保温板外表面与路面之间;综合使用保温板、水泥稳定砂和碎石隔水层的措施下,路基阴阳坡肩冻胀峰值分别减少25.4%与30.7%,有效降低了路基冻害。