我国是世界上第三冻土大国，高海拔冻土居世界之最，冻土充分发育，其中长期处于冻结状态的多年冻土主要分布在东北大、小兴安岭、松嫩平原北部及高山地带和青藏高原上，冬季冻结、春夏季融化的季节性冻土遍及长江流域以北的广大地区。

季节性冻土随着冬春交替会出现反复的冻结与融化，当外界水分补给充足的时候，就会发生水分迁移，导致严重冻胀与翻浆病害的发生，严重地威胁着铁路、公路工程的安全与稳定，给铁路、公路尤其是高速公路的正常运行造成了安全隐患，也额外增大了运营期间养护费用，给工程建筑物带来巨大危害，给国民经济造成了重大的损失。季节冻土区路基在交通荷载作用下的冻胀翻浆问题是一个复杂的热、力相互作用过程，又是一个急需解决的实际工程难题。

中国科学院寒区旱区环境与工程研究所科研人员运用传热学及Biot固结理论建立季节冻土区公路路基的动力分析模型，以季节冻土区典型冻胀翻浆路基为例，分析其工程处理前、后的动力反应特性。研究结果表明：1.路基温度场的研究表明修筑路基后，在路基及其下部地基中将会产生大片的力学性质极不稳定的高温冻土层；2.路基运营期当交通荷载刚驶入或离开路基计算断面时，路基内的加速度、速度、位移、应力、孔隙水压力均振荡剧烈。但与普通路基相比，防冻胀翻浆路基的碎石层大大削弱了汽车动荷载的冲击振动作用；3.防冻胀翻浆路基中间存在透水层（碎石），减小了路基内的孔隙水压力，与普通路基相比，防冻胀翻浆路基的最大孔隙水压力比减小达30％左右，这对延缓、消除路基病害产生有很大作用。

该研究对我国冻土理论的发展，铁路、公路工程的大规模建设都具有重大意义；为防治季节冻土区路基的冻胀翻浆提供了有益的理论依据和工程措施。

本研究成果受到国家自然科学基金项目（41101068）、国家重点基础研究发展计划（“973”计划）项目（2012CB026102）、国家自然科学基金创新群体项目（41121061）共同资助；研究成果发表于《冰川冻土》。

 

普通路基型式

 

防冻胀翻浆路基型式