道路冰锥病害及防治技术

1 引言

我国大部分国土面积处于寒冷地区，道路冰锥(俗称涎流冰)及连带病害现象比较常见．冬季冰锥上路阻碍交通并可能引起交通事故；春季气温回升，冰锥融化，冰雪融水积在路面或沿路面裂缝渗人基层，引起道路翻浆病害；另外，在道路上坡方向的冰锥、积雪融水汇集流向路基造成道路的水毁病害．关于冰锥的形成机理及防治措施，科研技术人员已经做过许多工作．在俄罗斯，研究工作集中在冰锥的动力特性、数值预报、防治原则及工程成本上，大多数研究都基于东西北利亚的铁路建设而开展的．Aliekxiev et al.总结并建立了冰锥防治及保护道路构筑物的技术信息系统．在美国，Carey总结了地表水及地下水形成冰锥的情况及防治措施；Saarelainen et al．认为，在地下水流近道路之前，应当在冻结深度范围内将之收集到排水管中并通过冬季涵洞排走；Ted S．Vision 研究了美国阿拉斯加德纳里国家公园公路沿线的冰锥和融化失稳等病害，并提出了相应得减灾方案．在中国，冰锥现象非常普遍，特别是在东北、西北高寒地区，道路冰锥病害十分严重，阻碍交通、毁坏道路，在一定程度上制约了地方经济的发展．冰锥的形成受到气候、地理地质、水文等诸多因素的控制，其形成特征在不同区域有不同的表现．本文研究了道路冰锥病害情况；分析了道路冰锥的发育机理及类型；同时指出了道路冰锥病害预防、治理的原则及方法．

冰锥的形成对道路有如下几个方面的危害：

(1)冬季冰体上路，阻碍交通，威胁交通安全．

(2)冬季冰锥形成过程中产生的冻胀现象会对护面墙、涵洞翼墙等附属构筑物产生破坏；

(3)春季冰体融化的过程中在护面墙上留下剥蚀的痕迹，同时路面上的冰体融化会浸泡路基、产生严重的翻浆病害，破坏路面和路基结构．

2．针对甘肃省的冰锥特征，提出如下防治原则及方法：

(1)以防为主，治理为辅、加强养护相结合．

(2)选线时尽量绕避冰锥易发地带．道路通过寒区时，勘察设计阶段应进行冬季野外调研和线路历史的冰锥资料．

(3)防治措施选择应符合环保要求，避免引发地质灾害，减少对环境影响．

(4)对自然条件下形成的冰锥建议将采用提高路基、加深上边坡边沟、加大桥涵静空的方法处理．

(5)路基工程宁填勿挖，避免因施工挖方切断地下含水层形成涎流冰．对小型堑坡冰锥，建议采用适当超挖边坡的方法处理(不违背环保要求的前提下)．

(6)对潜水涎流冰，由于它一般是大面积渗水，不像泉水涎流冰那么集中，并且随每年气温的变化、最初冻结时间的迟早、潜水量的大小，在一定范围内变换位置出现，在干旱或夏季勘测时不易发现，在秋末降水较多的年份应该加强冬季的养护巡视．

(7)采取保温、隔水方法处理冰锥时，尽可选择性能好，施工方便的材料，可减少对环境的影响．

3. G213道路冰锥防治方法

由于路段位于高寒，且降水较大地区，冰锥病害比较严重．特别是在挖方较大的地段，针对不同的发生类型的冰锥，工程上采取了不同的处理方法．

在K380左右的路段，山坡泉水冰锥规模较大，冰体从远处山坡一直蔓延到公路上，呈扇形分布．在靠近公路的时候，规模还比较大．为防治这一冰锥对公路的危害，工程实践中设计了边沟和涵洞，同时提高了路基高度．边沟与涵洞相连接．边沟有两个作用，一是排除夏季、秋季的雨水；二是挡冰和导冰．远处蔓延过来的冰体被排水拦截，同时由于排水沟的纵坡较大，部分冰体可以沿着边沟流向涵洞，排泄到路基下方．同时边沟的设置也避免了冰锥冰体与路基坡脚的直接接触，防止对坡脚的侵蚀．通过抬高路基、设置边沟和涵洞这几种措施，有效的防治了该路段冰锥对道路的危害．该路段的有效蓄冰空间可达30 m³。．

在G213合郎路K370左右的地段，由于路基挖方较大，地下水露头数量多，且很分散，水流溢出量大．道路施工过程中第二个冬季(2003年冬季)产生了严重的冰锥病害，交通十分困难，且在春季，融冰水使得道路更加泥泞．针对该路段的冰锥病害的特征，工程中采用保温渗水盲沟的方法进行处理(图5)．