江 濤

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司,西安 710043)

引言

高速鐵路在季節(jié)凍土區(qū)，溫度正負交替變化，工程和水文地質(zhì)條件復雜，由此引發(fā)的路基凍脹問題嚴重影響著高鐵建設和安全運營[1]。路基季節(jié)性凍脹、融沉帶來的不均勻變形會引起軌面不平順，直接影響列車行駛的舒適度和設計速度目標值的實現(xiàn)[2]，引起軌道不平順，對高速列車的安全行車不利，其養(yǎng)護維修非常困難。如果凍脹量超過無砟軌道扣件的調(diào)低量4 mm，就無法通過調(diào)低扣件使鋼軌復位[3]，可見，凍脹量超過4 mm之后，對無砟軌道而言就屬于有害凍脹[4]。對于寒區(qū)有砟軌道客運專線，不同程度的凍脹變形造成列車運行晃動加劇，工務部門整修工作大幅增加[5]。因此，抑制凍脹變形為季節(jié)凍土區(qū)高鐵路基設計的一項重點工作。

銀西高鐵是《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》(2016年版)中“八縱八橫”高速鐵路主通道之一“包(銀)海通道”的重要組成部分。銀西高鐵甘寧段，線路全長377.78 km，其中，路基段長171.92 km。甘肅和寧夏境內(nèi)屬于中溫帶亞濕潤氣候區(qū)，晝夜溫差大，四季分明。年平均氣溫8.5～10.5 ℃，年平均降水量178.6～564 mm，年最大降水量848.9 mm，降水量自南向北遞減。極端最低氣溫-25.8 ℃，線路經(jīng)過區(qū)域最大凍結深度從低緯度的34 cm增大到高緯度的109 cm。

路基凍害一直困擾著鐵路運營和維護工作[6]，土體的凍脹融化過程實際上是土的水分遷移及液態(tài)-固態(tài)-液態(tài)的三相轉(zhuǎn)化過程[7]。研究表明，負溫、水分和土性是凍脹發(fā)生的三要素，其中，溫度是外因，水分是內(nèi)因，土質(zhì)是條件[8-10]。凍脹不僅是土的本身特性，更是土與環(huán)境共同作用的結果，除此之外，路基填料中細粒含量較高時，粗顆粒土仍會產(chǎn)生顯著凍脹[11]，可見，細顆粒含量能增加凍脹的敏感性[12-15]。

關于黃土的水泥改良土凍脹特性研究，改良土的單軸抗壓強度隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加而呈現(xiàn)不同程度的降低，而抗凍性能隨著養(yǎng)護齡期的增長有不同程度的提高[16-17]。水泥的加入使得改性土以鑲嵌狀結構出現(xiàn)，土粒之間通過針狀晶體和膠結物連接起來，這種加固作用使得改性土在經(jīng)歷了反復凍融循環(huán)之后結構依然穩(wěn)定，也就具有了較高的強度和較低的滲透性[18]。

高速鐵路列車運行速度快，安全性、平穩(wěn)性、舒適性要求高，路基填料及基礎的凍脹變形會影響軌道的平順性及運營安全。通過全面、準確的凍脹變形監(jiān)測，掌握路基凍脹的具體變化情況，可為采取合理的防凍脹加強措施及運營維護提供參考依據(jù)。

甘肅、寧夏地區(qū)均屬于寒冷地區(qū)，依據(jù)Q/CR9230—2016《鐵路工程沉降變形觀測與評估技術規(guī)程》[19]，路基地段應進行凍脹變形監(jiān)測，目前普遍采用人工監(jiān)測、自動監(jiān)測以及軌道動態(tài)監(jiān)測等方式進行聯(lián)合監(jiān)測的方法[20-24]。銀西高鐵甘寧段凍脹監(jiān)測處于施工期，凍脹變形監(jiān)測分為人工監(jiān)測和自動監(jiān)測，通過凍脹人工監(jiān)測可掌握全線凍脹分布情況，通過凍脹自動監(jiān)測可獲得路基凍脹的時空規(guī)律，通過人工監(jiān)測和自動監(jiān)測手段相結合，為凍脹整治處理對策提供科學依據(jù)并對路基凍脹防治效果進行評價。

1 工程背景

銀西高鐵按速度250 km/h標準設計，基床表層厚度無砟軌道段落為0.4 m、有砟軌道段落為0.7 m，填料為級配碎石，無砟軌道和寒冷地區(qū)有砟軌道填筑壓實后的滲透系數(shù)應大于5×10-5m/s?；驳讓雍穸葹?.3 m，里程DK170+118～DK490+300段采用6%水泥改良黃土；DK490+300～DK564+500段采用A、B組填料，凍結深度影響范圍填料的細顆粒含量小于5%，且填筑壓實后的滲透系數(shù)大于5×10-5m/s?；惨韵吕锍藾K170+118～DK490+300段采用4%水泥改良黃土，DK490+300～DK564+500段采用A、B組填料和C組碎石、礫石類填料。

銀西高鐵甘寧段完成了3年凍脹監(jiān)測，分別為2017年～2018年、2018年～2019年、2019年～2020年，包含人工監(jiān)測和自動監(jiān)測，路基凍脹監(jiān)測范圍為里程DK170+118～DK564+500，涵蓋甘寧段挖方、高填、半填半挖、低填方以及淺挖低填地段。

2 凍脹監(jiān)測方案

2.1 人工監(jiān)測

路基凍脹變形人工監(jiān)測斷面布置根據(jù)地質(zhì)、水文條件、不同凍結深度及路基結構形式等。凍脹變形監(jiān)測斷面間距不宜大于200 m，地下水發(fā)育的路塹地段應適當加密。每個連續(xù)路堤凍脹監(jiān)測區(qū)段不應少于2個觀測斷面；每個連續(xù)路塹凍脹監(jiān)測區(qū)段不應少于3個觀測斷面。

人工凍脹變形監(jiān)測，每處斷面設置3個沉降觀測樁，布置于雙線路基中心及左右兩側路肩0.9 m處，人工監(jiān)測典型斷面如圖1、圖2所示。

圖1 路堤地段人工監(jiān)測典型斷面

圖2 路塹地段人工監(jiān)測典型斷面

2.2 自動監(jiān)測

凍脹自動監(jiān)測斷面除對典型路基結構形式進行觀測，還重點關注地下水發(fā)育地段，包括地下水位較高的路塹地段、浸水路堤等，凍脹嚴重地段應適當加密監(jiān)測，部分自動監(jiān)測斷面與人工監(jiān)測斷面位置接近以相互驗證。凍脹自動監(jiān)測內(nèi)容包括基床分層凍脹、凍深和水分等方面。

自動監(jiān)測點位于路肩砟腳部位，凍脹量采用分層位移傳感器進行監(jiān)測，分別監(jiān)測基床表層及其以下凍層凍脹變形。如凍深較大，超過1.5 m時，應在深層增設位移傳感器；凍深采用溫度傳感器進行監(jiān)測，含水率通過水分傳感器監(jiān)測。每個斷面布設2個分層位移傳感器，對應布設深度為0.7，2 m；布設2個溫度傳感器，布設深度分別為0.7，2 m；布設3個水分傳感器，布設深度分別為0.3，0.9，1.3 m。自動監(jiān)測典型斷面如圖3所示。

圖3 自動監(jiān)測典型斷面

由于2017年～2018年甘寧段大部分路基本體正在施工，不具備凍脹監(jiān)測條件，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研，僅布設2個典型斷面；2018年～2019年自動監(jiān)測斷面增設至22個；受現(xiàn)場施工、點位破壞等因素影響，2019年～2020年實測斷面為18個，自動監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場布置如圖4所示。

圖4 自動監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場布置

3 人工監(jiān)測分析研究

3.1 路基凍脹總體性分析3.1.1 總體評價

2017年～2018年，于2017年11月，2018年1月、3月分別進行了3期監(jiān)測；2018年～2019年，于2018年10月、11～12月，2019年1～2月、4月分別進行了4期監(jiān)測；2019年～2020年，于2019年11月，2020年1月、2～3月和4月分別進行了4期監(jiān)測。

將各期觀測的高程差視為這一時間段內(nèi)路基發(fā)生的變形量(1～2期差為第二期觀測高程-第一期觀測高程，以下同)，正值為凍脹量，負值為回落量。表1為連續(xù)3年路基凍脹監(jiān)測不同量段分布(凍脹高峰)，該凍脹高峰是指某個觀測斷面在1個凍脹監(jiān)測年度中觀測到的最大凍脹值(最大觀測值-凍前觀測值)。

表1 連續(xù)3年路基凍脹人工監(jiān)測不同量段分布(凍脹高峰)

從連續(xù)3年凍脹高峰數(shù)據(jù)可以看出，凍脹變形值大于8 mm的分別為0%(2017～2018年)，2.78%(2018～2019年)和0.38%(2019～2020年)，凍脹達到高峰數(shù)值有限，且從監(jiān)測年度來看，2018年～2019年凍脹高峰值相對較多，經(jīng)凍脹斷面排查分析，主要是路基修筑過程中排水不暢導致，隨著路基本體修建完成和排水系統(tǒng)完善，2019年～2020年路基凍脹監(jiān)測對所有路基段落均進行凍脹監(jiān)測，但凍脹大于8 mm的段落僅為1個。產(chǎn)生凍脹的斷面累計達890個，其中，凍脹量0～4 mm的占比88.99%，可見銀西高鐵甘寧段路基凍脹有限。

表2為連續(xù)3年路基凍脹監(jiān)測不同量段分布(凍脹殘留)，該凍脹殘留是指在某個觀測斷面在1個凍脹監(jiān)測年度結束后凍脹殘留值(末期觀測值-凍前觀測值)?？梢钥闯?，經(jīng)過融化壓縮期，凍脹殘留值0～4 mm占93.71%，說明路基經(jīng)過凍融循環(huán)后，殘余凍脹量較小。凍脹量對比出現(xiàn)負值，初步分析是由于路基本體及地基沉降尚未完全穩(wěn)定，沉降值大于凍脹值，沉降仍處于變形期。

表2 連續(xù)3年路基凍脹人工監(jiān)測不同量段分布(凍脹殘留)

3.1.2 不同路基結構凍脹分析

為進一步分析不同路基結構形式下凍脹發(fā)生的規(guī)律，對2019年～2020年路基凍脹監(jiān)測段落全覆蓋獲得的凍脹高峰數(shù)據(jù)，按照挖方、高填、半填半挖、低填、淺挖低填5種路基結構形式進行分類統(tǒng)計，如表3所示。

表3 不同路基結構凍脹人工監(jiān)測分布(凍脹高峰)

從凍脹量分布來看，當凍脹量<4 mm時，挖方所占比例為60.55%，高填為20.68%，半填半挖為9.81%，低填為7.46%，淺挖低填為1.49%，排序為挖方>高填>半填半挖>低填>淺挖低填；當凍脹量為4～8 mm時，挖方所占比例為67.65%，高填為23.53%，半填半挖為5.88%，低填為2.94%，無淺挖低填，排序為挖方>高填>半填半挖>低填>淺挖低填；當凍脹量>8 mm時，全部分布在高填段落。以上說明，路基凍脹同路基結構存在一定關系，凍脹主要發(fā)生在挖方段落，這說明挖方段落更易積水，積水受凍結后產(chǎn)生一定程度的凍脹，隨著氣溫的降低，水分子不斷向凍結區(qū)遷移和聚集，進一步加劇了凍脹的發(fā)生。

從凍脹殘留值來看，經(jīng)過1個凍融循環(huán)期后，凍脹殘留值主要分布在±4 mm內(nèi)，其占比達到了95.31%，路基凍脹基本恢復到凍結前的水平。從不同路基結構所占比例來看，凍脹殘留值>4 mm時，挖方為80%，占比最高，這與凍脹高峰所揭示的規(guī)律相似，不同路基結構人工監(jiān)測凍脹殘留值分布表如表4所示。

表4 不同路基結構凍脹人工監(jiān)測分布(凍脹殘留)

3.2 水泥改良黃土凍脹分析

銀西高鐵甘寧段里程DK170+118～DK490+300基床底層及以下采用水泥改良黃土填筑(基床底層6%水泥改良黃土，基床以下4%水泥改良黃土)，水泥改良黃土填筑段落里程長，其凍脹規(guī)律尚不清楚，且目前高鐵改良土路基凍脹數(shù)據(jù)缺乏數(shù)據(jù)研究，為確保銀西鐵路甘寧段順利建設和安全運營，有必要針對水泥改良黃土加強凍脹觀測，以便及時發(fā)現(xiàn)和規(guī)避風險，并將水泥改良黃土凍脹對工程的可能影響降至最低點。

本次研究選取銀西高鐵正線水泥改良黃土填筑段落5個凍脹觀測斷面，分別代表深挖、高填、半填半挖、低填、淺挖5類典型工況，同時低填和淺挖斷面地下水位較高，其地下水對改良黃土凍脹的影響更具有一定代表意義，其凍脹觀測代表性斷面如圖5所示。

在凍脹觀測斷面分層設置凍脹觀測標識，分別在左路肩、路基中心、右路肩位置，并在其0.7 m(基床表層底)、2.2 m或3 m(基床底層底)，8.4 m(基床以下底部)深度埋設，如表5所示。

對以上5個典型路基斷面，通過2018年～2019年、2019年～2020年連續(xù)兩年的水泥改良黃土凍脹觀測，其觀測數(shù)據(jù)如表6所示。

表6 水泥改良黃土凍脹分層觀測成果

表6觀測數(shù)據(jù)為同一斷面同一位置，基床底層(6%水泥改良黃土)或基床以下(4%水泥改良黃土)該層的凍脹值，平均凍脹量0.15 mm，凍脹值較小，說明路基凍脹主要發(fā)生在基床表層級配碎石?；驳讓雍突惨韵碌乃喔牧键S土填料凍脹值很小，未觀測到明顯凍脹，這是由于黃土經(jīng)水泥改良后，改良土本身較好的隔水性有效避免了細粒土遇水凍脹，這對今后寒區(qū)高鐵使用水泥改良黃土填料具有借鑒意義，但由于寒區(qū)水泥改良黃土應用有限和觀測數(shù)量較少，建議對不同水泥摻入比、不同含水率的水泥改良黃土凍脹性能進一步進行深入研究。

4 自動監(jiān)測分析研究

4.1 路基凍脹總體性分析4.1.1 總體評價

通過2018年～2019年和2019年～2020年連續(xù)兩年監(jiān)測斷面樣本值統(tǒng)計分析，凍脹量主要分布在0～2 mm，其比例在90%以上，大于2 mm的凍脹值發(fā)生很少，最大值為20.89 mm，里程為DK302+747，表7為銀西高鐵甘寧段自動監(jiān)測斷面凍脹統(tǒng)計。

表7 自動監(jiān)測斷面凍脹統(tǒng)計

從表7可以看出，銀西高鐵甘寧段自動監(jiān)測在對典型路基結構形式、地下水發(fā)育地段等部分重點監(jiān)測的背景下，除較少斷面受匯水影響凍脹值較大外，凍脹值總體維持在較小范圍內(nèi)，揭示了防凍脹設計達到了預期目的，路基凍脹基本處于可控狀態(tài)。

4.1.2 不同路基結構凍脹分析

凍脹自動監(jiān)測斷面對挖方、高填、半填半挖、低填4種典型路基結構形式進行觀測，表8為不同路基結構自動監(jiān)測凍脹峰值統(tǒng)計。

表8 不同路基結構凍脹自動監(jiān)測分布(凍脹峰值)

從表8可以看出，當凍脹量<4 mm時，2018年～2019年挖方所占比例為38.09%，高填為23.81%，半填半挖為4.76%，低填為33.34%，排序為挖方>低填>高填>半填半挖；2019年～2020年挖方所占比例為33.33%，高填為16.66%，半填半挖為5.56%，低填為44.45%，排序為低填>挖方>高填>半填半挖；當凍脹量為4～8 mm時，連續(xù)2年4種斷面形式都沒有分布；當凍脹量>8 mm時，分布在挖方段落。以上再次說明，路基凍脹同路基結構存在一定的關系，凍脹主要發(fā)生在挖方和低填段落，這與人工監(jiān)測數(shù)據(jù)分析結果相似，設計時需做好路塹和低路堤段落的防凍脹設計，其中地下水發(fā)育地段更需重點關注，同時做好排水設計和施工。

從2個凍融循環(huán)期的凍脹殘留值來看，凍脹殘留值主要分布在±4 mm內(nèi)，其占比達到100%，路基凍脹恢復到凍結前的水平。從不同路基結構所占比例來看，挖方和低填占比較高，這與凍脹高峰所揭示的規(guī)律相似。不同路基結構自動監(jiān)測凍脹殘留值分布如表9所示。

表9 路基結構凍脹自動監(jiān)測分布(凍脹殘留)

4.1.3 基床分層凍脹分析

通過2018年～2019年和2019年～2020年連續(xù)2年對各個自動監(jiān)測斷面2個分層位移傳感器獲得的凍脹量和占比，如表10、表11分析可知，基床表層凍脹量占總凍脹量的平均占比達75.6%，說明表層凍脹明顯，需重點做好基床表層的防凍脹設計。

表10 基床各層凍脹量及占比(2018年～2019年)

表11 基床各層凍脹量及占比(2019年～2020年)

4.2 水泥改良黃土凍脹分析4.2.1 凍結深度分析

以里程DK435+565斷面為例，2018年11月下旬，路基本體出現(xiàn)負溫，凍深處于初期滯留期，持續(xù)時間約1周，12月5日凍深發(fā)展加快，至2019年1月24日，凍深達最大值1.13 m，此后隨著氣溫升高，凍深逐漸回落，3月5日回落為零，該斷面凍深變化時程曲線如圖6所示。

圖6 DK435+565凍深變化時程曲線

從DK435+565凍深變化時程曲線可以看出，凍結和解凍主要受當?shù)貧鉁赜绊懀?018年～2019年該斷面凍結時間約105 d，最大凍結深度未能超過路基基床深度，說明路基填料對凍脹的發(fā)生起到重要作用。

圖7、圖8分別為2018年～2019年和2019年～2020年連續(xù)2年的最大凍深分析曲線，2018年～2019年91%的斷面最大凍深大于0.7 m，凍深峰值為1.47 m；2019年～2020年僅有17%的斷面最大凍深大于0.7 m，凍深峰值為0.83 m，由此初步判斷2018年～2019年相對更加寒冷。

圖7 2018年～2019年最大凍深分析

圖8 2019年～2020年最大凍深分析

從連續(xù)2年的觀測來看，隨著銀西高鐵甘寧段里程的增加，最大凍深值與緯度的關聯(lián)特點不顯著，沒有完全呈現(xiàn)最大凍深值隨緯度增加而增加的特點。

4.2.2 凍脹變形時程分析

通過2018年～2019年和2019年～2020年連續(xù)2年對里程DK347+010兩個分層位移傳感器(深度0.7 m和2.0 m處)獲得的凍脹變形時程曲線分析可知，每年11月底至12月初，路基本體出現(xiàn)凍脹；12月中下旬，隨著氣溫的進一步降低凍脹快速增大；至1月中旬，凍深進入高峰平臺期，持續(xù)時間2個月，在此期間出現(xiàn)凍脹高峰，此后隨著氣溫升高，3月開始解凍，凍脹值快速回落，至4月回落到凍脹前水平，該斷面連續(xù)2年的凍脹變形時程曲線分別如圖9、圖10所示。

圖9 DK347+010凍脹變形時程曲線(2018年～2019年)

圖10 DK347+010凍脹變形時程曲線(2019年～2020年)

4.2.3 溫度與凍脹關系分析

通過2018年～2019年和2019年～2020年連續(xù)2年對DK347+010兩個分層位移傳感器(深度0.7 m和2.0 m處)和兩個分層溫度傳感器(深度0.7 m和2.0 m處)獲得的凍脹量與溫度對比曲線分析可知，每年入冬，氣溫逐漸降低，11月底至12月初，路基本體出現(xiàn)負溫，此階段路基發(fā)生凍脹，12月底氣溫加速降低，凍脹同時也加速發(fā)展，然后氣溫逐漸緩慢回升，隨著3月初路基本體溫度由負轉(zhuǎn)正，路基凍脹值下降較快，至4月回落到凍脹前水平。該斷面連續(xù)2年的凍脹量與溫度對比曲線分別如圖11、圖12所示。

圖11 DK347+010凍脹量與溫度對比曲線(2018年～2019年)

圖12 DK347+010凍脹量與溫度對比曲線(2019年～2020年)

4.2.4 含水率與凍脹關系分析

通過2018年～2019年和2019年～2020年連續(xù)2年對DK347+010兩個分層位移傳感器(深度0.7 m和2.0 m處)和兩個分層水分傳感器(深度0.3 m和0.9 m處)獲得的凍脹量與含水率對比曲線分析可知，0.3 m處含水率波動較大，在5%～35%幅值內(nèi)變化，0.9 m處含水率相對穩(wěn)定。這是由于基床表層受外部溫度影響最大，同時采用級配碎石填筑，最先發(fā)生凍脹，而基床深度處受外部溫度影響有限，同時由于采用水泥改良黃土填筑，其含水率變化很小。該斷面連續(xù)2年的凍脹量與含水率對比曲線如圖13、圖14所示。

圖13 DK347+010凍脹量與含水率對比曲線(2018年～2019年)

圖14 DK347+010凍脹量與含水率對比曲線(2019年～2020年)

隨著12月底和1月初凍脹的快速發(fā)展，0.3 m處含水率也快速下降，0.9 m處含水率緩慢下降，在其后的兩個多月內(nèi)，隨著凍脹處于高峰平臺期，含水率也變化較小，2月底隨著路基本體的解凍，0.3 m處含水率快速回升，0.9 m處含水率緩慢回升。這說明隨著氣溫的降低，基床表層賦存的部分液態(tài)水轉(zhuǎn)化為凍結水，含水率下降的同時發(fā)生凍脹，次年2月底隨著氣溫的回升，基床表層凍結水重新恢復為液態(tài)水，凍脹值減小。由此可以得出，基床表層級配碎石最易發(fā)生凍脹現(xiàn)象，這與級配碎石本身粗顆粒保水性差，同時受外界降雨、匯水、蒸發(fā)影響大有直接關系，由于基床底層及以下水泥改良黃土填料凍脹值較小，路基凍脹主要發(fā)生在基床表層，需重點做好基床表層級配碎石的防凍脹設計。

兩次凍融循環(huán)周期后，0.9 m處含水率比初始值略有增加，這說明土體深部和周圍介質(zhì)中的水分，受到凍結透鏡體影響，發(fā)生了水分向凍結區(qū)域遷移現(xiàn)象，加劇了凍脹發(fā)生。

5 凍脹防治效果評價

銀西高鐵甘寧段在設計之初就高度重視路基防凍脹綜合體系的建立，采用設置封閉層、隔斷層、填料防凍、完善排水的一整套防凍脹工程措施。路基防凍脹設計堅持以填料防凍脹為主、多種措施相配合的綜合防凍脹思路，基床表層應選用透水性好、細顆粒少的級配碎石；路塹和低路堤基床表層和換填底部應設置隔水層，防止水分在路基本體上下遷移；同時需完善排水系統(tǒng)，防止積水和匯水產(chǎn)生凍脹。針對保溫、防水、土的聯(lián)動治理，從凍脹監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，銀西高鐵甘寧段路基防凍脹取得了較好的效果。

2018年～2019年排查出的11個凍脹斷面，經(jīng)過分析研究，其凍脹原因主要是現(xiàn)場匯水或排水不暢，經(jīng)過現(xiàn)場逐斷面對路基排水溝和側溝、護肩及電纜槽泄水孔等路基排水設施進行檢查并確保排水順暢。2019年～2020年復查時，11個斷面的凍脹值均小于8 mm，說明監(jiān)測數(shù)據(jù)較為準確，這為路基鋪軌和2020年底銀西高鐵全線按計劃開通運營提供了重要保障。

由于銀西高鐵甘寧段路基基床底層及以下大范圍采用水泥改良黃土，因此，凍脹監(jiān)測針對在建高鐵項目水泥改良黃土的凍脹特性進行了分析研究，通過觀測發(fā)現(xiàn)，基床底層和基床以下的水泥改良黃土填料凍脹值很小，未觀測到明顯凍脹。

6 結論

通過連續(xù)3年對銀西高鐵甘寧段路基凍脹進行人工監(jiān)測和自動監(jiān)測的分析研究，得出以下結論。

(1)從凍脹監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，凍脹主要發(fā)生在挖方和低填段落，從人工監(jiān)測數(shù)據(jù)分析和自動監(jiān)測數(shù)據(jù)揭示，經(jīng)過凍融循環(huán)期，凍脹殘留值主要分布在±4 mm內(nèi)，解凍后路基恢復到凍結前水平，銀西高鐵甘寧段路基防凍脹設計和施工取得了預期效果。

(2)通過對水泥改良黃土的凍脹監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，基床底層和基床以下的水泥改良黃土填料凍脹值很小，無明顯凍脹。

(3)根據(jù)凍深變化時程曲線可以看出，銀西高鐵甘寧段凍結和解凍主要受當?shù)貧鉁赜绊懀畲髢鼋Y深度未超過路基基床深度，說明路基填料對凍脹的發(fā)生起到?jīng)Q定性作用，由于基床底層及以下水泥改良黃土填料凍脹值較小，路基凍脹主要發(fā)生在基床表層，需重點做好基床表層級配碎石的防凍脹設計。

(4)通過凍脹斷面分析，銀西高鐵甘寧段凍脹原因主要是現(xiàn)場匯水或排水不暢，通過整治，原有路基凍脹斷面不再凍脹，確保了銀西高鐵按時開通和安全運營。

(5)路基防凍脹設計應堅持填料防凍脹為主、多種措施相配合的綜合防凍脹思路，基床表層應選用透水性好、細顆粒少的級配碎石，路塹和低路堤基床表層和換填底部應設置隔水層防止水分在路基本體上下遷移，同時需完善排水系統(tǒng)，防止積水和匯水產(chǎn)生凍脹。