高寒地区高速公路路基抗寒防冻设计指南

ICS93.080.01

CCSP66

T/QHHS

青海省公路学会团体标准

T/QHHSXXX-2024

高寒地区高速公路路基抗寒防冻设计指南

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（征求意见稿）

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2024-XX-XX发布2024-XX-XX实施

青海省公路学会  发布

T/QHHSXXX—2024

高寒地区高速公路路基抗寒防冻设计指南

1范围

本文件界定了高寒地区高速公路路基抗寒防冻设计的术语和定义，确立了总则，提供了资料调查和

设计等技术指导。

本文件适用于高寒地区高速公路路基抗寒防冻的设计。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对宜的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T50123土工试验方法标准

GB50324冻土工程地质勘察规范

JGJ118冻土地区建筑地基基础设计规范

JTG3430公路土工试验规程

JTG/T3331-04多年冻土地区公路设计与施工技术规范

JTGD30公路路基设计规范

JTGD31-06季节性冻土地区公路设计与施工技术规范

JTG/TD32公路土工合成材料应用技术规范

DB63/T1886多年冻土地区高等级公路路基技术状况评定

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

高寒地区

海拔超过1500m且月平均气温低于-10℃的地区。

3.2

冻土

具有负温或零温度并含有冰的土（岩）。

[来源：GB50324-2014，2.1.1]

3.3

冻胀

因土中水的冻结和冰体（特别是凸镜状冰体）的增长引起土体膨胀、地表不均匀隆起。

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[来源：DB63/T1886-2021，3.6]

3.4

冻胀率

冻土体积增大量与冻结前土体体积之比值的百分率。

[来源：GB50324-2014，2.1.18]

3.5

标准冻深

在空旷野外、地表裸露平坦地区的不冻胀性黏性土冻深观测站，实测不少于10年的年最大冻深的平

均值。

[来源：JTGD31-06-2017，2.1.4]

3.6

道路冻深

道路横断面中从路面表面最低点到最大冻深处不包括冻胀量的冻结厚度。

[来源：JTGD31-06-2017，2.1.5]

3.7

道路多年最大冻深

路基路面抗冻设计时，根据标准冻深、路基湿度状态、路基断面形式、路基和路面材料的热物性计

算确定的道路冻深最大值。

[来源：JTGD31-06-2017，2.1.6]

4总则

4.1路基抗寒防冻设计遵循“安全、经济、合理、环保”原则。

4.2依据沿线气象、水文和地质及土质试验等资料，结合当地冻害防治经验进行抗冻设计。

4.3宜优先采用成熟可靠的抗冻技术和材料，确保路基的抗冻性能和使用寿命。

4.4路基冻害严重路段可采用换填法，换填时采用级配良好且透水性好的不冻胀或弱冻胀土，并铺设

保温板、保温护道。

4.5降雨量或降雪量较大地区，宜充分考虑地表水和地下水，做好排水设计。

4.6抗冻设计除满足JTGD31-06外，还宜满足本文件要求。

5资料调查

5.1气象资料

5.1.1气温

通过调阅历史气象资料或现场监测，收集区域气温变化情况，包括年平均气温、月平均气温、冻结

起止时间及极限最低温度等。

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5.1.2降水

通过调阅历史气象资料或现场监测，收集区域降水情况，包括年平均降雨（雪）量，最大年降雨（雪）

量，以及降水时间分布等。

5.2水文和地质资料

5.2.1水文

查明冻前地表水的分布、水位变化、地下水位及波动范围、涎流冰规模及地下水出露等情况。

5.2.2地质

工程地质调查内容包括但不限于：

a）对地基土和取土场填料进行颗粒分析试验，确定冻前天然含水率、液限、塑限及天然密度等，

明确土的类型并宜按JTG3430规定进行定名；

b）确定土的冻胀特性，对粒径小于0.075 mm的颗粒含量超过15 %的路基土宜测定其冻胀率，试验

方法宜按JTG3430执行。

5.2.3设计冻深

根据当地多年、连续的冻土观测资料，宜按公式（1）确定设计冻深：

Zd=Z0zszwzczt0···········（1）

式中：

Zd—设计冻深，m；

Z0—标准冻深，m；

zs、zw、zc、zt0—各冻深影响系数，按照附录A查取。

5.3冻害资料

既有工程冻害调查内容包括但不限于：

a）已有路基的冻胀、融沉变形、翻浆、边坡滑塌、涎流冰等常见冻害及防排水设施的冻害情况；

b）工程冻害防治措施及实施效果。

6设计

6.1填料选择

6.1.1路基冻深范围内的土的冻胀性宜按附录B确定，按公式（2）计算平均冻胀率：

z100%……………（2）

hz

式中：

-冻胀率，%；

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z—地表冻胀量，mm；

h—冻结层厚度，mm。

6.1.2路基冻深范围内各层土质填料宜具备良好的耐冻性、低吸水率和高强度，结合路基高度、干湿类

型、路面结构类型及容许总冻胀量等确定，宜按附录C选择。

6.1.3路基填料不满足抗冻等级要求时，宜采取换填不冻胀性材料、提高路基高度、阻断地下毛细水上

升及降低地下水位等措施。

6.2路基临界高度

6.2.1冰冻条件下的路基临界高度计算宜按JTG/TD31-06执行。

6.2.2当不满足路基冰冻临界高度要求时，可选择下列抗冻措施：

a）提高路基高度；

b）设置防冻垫层、隔离层，必要时设置渗沟和排水沟。

6.3路基结构

6.3.1易发生冻胀地区宜加厚防冻层和隔热层，并设置隔水层；不易发生冻胀地区宜设置抗冻层。

6.3.2宜根据冻深预测结果确定防冻层厚度，宜为30 cm～50 cm。防冻层材料宜选择级配良好的碎石、

砾石、粗砂等不冻胀或弱冻胀材料。

6.3.3隔热层宜设置在含水量梯度较大、温差明显的区域，多位于路面结构层以下；隔热层上下宜铺设

8 cm～10 cm的找平层。

6.3.4隔水层宜设置在道路最大冻深线以下，宜采用符合JTG/TD32规定的土工膜、复合土工膜、复合

防排水板等土工合成材料；防渗材料的厚度、材质及类型宜根据气象和地质条件确定。

6.3.5对无法引排的路基坡脚积水，宜设置护坡道隔离。护坡道的高度应高出积水最高水位不小于0.5 m，

宽度宜为1.0 m～3.0 m。可以引排的积水路段宜先排除积水，待干燥后采用砂砾进行护坡道填筑。

6.4排水系统

6.4.1地下排水设施的汇流排水通道宜设置在冻深线以下，位于冻深范围内的地下排水设施宜采取保温

防冻措施。

6.4.2降雨量或者降雪量较大地区，宜在路基范围内设置纵横向排水系统。

6.4.3排水设施的位置和坡度宜根据地形条件合理设置，确保排水通畅。

6.4.4路基地表排水设计包括但不限于：

a）根据地表径流情况、地形、地质、排水条件等，采取疏、截、堵等措施；

b)挖方路段宜设截水沟或拦水埂。土质和水文条件较差的路段，截水沟或拦水埂内缘与上边坡坡

脚距离宜大于5 m。土质截水沟宜进行沟底、沟壁铺砌及基础的防渗防冻处理；

c）中（重）冻区高速公路和一级公路不宜设置盖板式边沟；

d）当边沟下无地下排水设施时，沟底距路床顶面宜大于0.30 m，纵坡宜大于0.75 %；路堑段边沟

距离土路肩外侧宜大于1.0 m，且距离坡脚或防护设施基础宜大于1.0 m；

e）铺砌类地表排水设施基础下宜设置防冻垫层，厚度可根据地基土的性质和当地经验确定，宜大

于15 cm。

6.4.6路基地下排水设计包括但不限于：

a）用于排除地下水的渗沟宜设置在路肩范围以外；

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b）排水管、渗沟等地下排水设施宜设置在当地最大冻深线以下大于25 cm，不满足要求时宜采取保

温防冻措施；

c）拦截流向路基地下水的渗沟宜设在迎水一侧边沟下或边沟外，且沟底高程不低于下路床底部；

d）渗沟宜采用粒料类材料，且粒料中粒径小于2.36 mm的细颗粒含量不大于5 %，填料外围宜设反

滤层。渗沟位于路基范围外时，填料顶部宜覆盖大于15 cm的不透水材料；

e）管式、洞式渗沟最小纵坡宜大于0.5 %，渗沟出口宜高于地表排水沟常水位20 cm以上；

f）地下排水设施出水口的基础宜设置在冻深线以下，出水口向内2 m～5 m范围宜采取保温措施，

出水口外衔接的排水沟沟底纵坡宜大于10 %；

g）路线的凹形竖曲线底部、低洼河谷地段宜进行专门排水设计。

6.5边坡

6.5.1中（重）冻区细粒土路基宜根据降水和冰冻条件放缓边坡，边坡坡率挖方宜采用1:1～1:1.5，

填方宜采用1:1.5～1:1.75，浸水路堤宜不小于1:1.75。

6.5.2中（重）冻区超过5 m的黏质土和粉质土路基边坡宜进行抗滑稳定性验算，验算宜按JTG/TD31-06

执行；抗滑稳定系数小于1.20时，宜根据实际情况调整坡率或进行加固，加固措施和设计方案宜按JTG/T

D31-06执行。

6.6特殊路段

6.6.1桥头接合处宜进行特殊抗冻设计，如设置桥头搭板、过渡段防冻层等。

6.6.2隧道进出口段宜加强排水设计，并设置有效的防冻层。

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附录A

（规范性）

冻深影响系数

表A.1给出了冻深影响系数。

表A.1冻深影响系数

类别zszwzczt0

土质（岩性）影响湿度（冻胀性）影响周围环境地形影响

细

砂、

粘性碎石不冻弱冻强冻特强村镇城市城市

因素粉冻胀平坦阳坡阴坡

土土胀胀胀冻胀旷野近郊市区

砂、

粉土

系数1.001.201.301.401.000.950.900.851.000.950.901.000.901.10

注1：土的冻胀性影响一项,按本规范表A.1的土冻胀性分级进行判别。

注2：周围环境影响一项,城市市区人口为20万～50万人，只考虑城市市区的影响；50万～100万人，需考虑5 km～

10 km的近郊范围；大于100万人，还需考虑10 km～20 km的近郊范围。

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A

A

附录B

（规范性）

季节冻土与季节融化层土的冻胀性分级

表B.1给出了季节冻土与季节融化层土的冻胀性分级。

表B.1季节冻土与季节融化层土的冻胀性分级

冻前天然冻前地下水位距设计冻深的冻胀

土的名称及代号平均冻胀率Ƞ（%）冻胀类别

含水率W（%）最小距离hw（m）等级

碎（卵）石，砾砂、粗砂、不饱和不考虑Ƞ≤1I不冻胀

中砂（粒径小于0.075 mm

颗粒含量均不大于15%），饱和含水无隔水层时1＜Ƞ≤3.5II弱冻胀

细砂（粒径小于0.075 mm

颗粒含量不大于10 %）饱和含水有隔水层时Ƞ＞3.5III冻胀

＞1.0Ƞ≤1I不冻胀

w≤12

≤1.0

碎（卵）石，砾砂、粗砂、1＜Ƞ≤3.5II弱冻胀

中砂（粒径小于0.075 mm＞1.0

颗粒含量均大于15 %），12＜w≤18

细砂（粒径小于0.075 mm≤1.0

颗粒含量大于10 %）3.5＜Ƞ≤6III冻胀

＞0.5

w＞18

≤0.56＜Ƞ≤12IV强冻胀

＞1.0Ƞ≤1I不冻胀

w≤14

≤1.0

1＜Ƞ≤3.5II弱冻胀

＞1.0

14＜w≤19

粉砂≤1.0

3.5＜Ƞ≤6III冻胀

＞1.0

19＜w≤23

≤1.06＜Ƞ≤12IV强冻胀

w＞23不考虑Ƞ＞12V特强冻胀

＞1.5Ƞ≤1I不冻胀

w≤19

≤1.5

粉土1＜Ƞ≤3.5II弱冻胀

＞1.5

19＜w≤22

≤1.53.5＜Ƞ≤6III冻胀

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冻前天然冻前地下水位距设计冻深的冻胀

土的名称及代号平均冻胀率Ƞ（%）冻胀类别

含水率W（%）最小距离hw（m）等级

＞1.5

22＜W≤26

≤1.5

6＜Ƞ≤12IV强冻胀

＞1.5

26＜W≤30

≤1.5

Ƞ＞12IV特强冻胀

W＞30不考虑

＞2.0Ƞ≤12I不冻胀

W≤WP+2

≤2.0

1＜Ƞ≤3.5II弱冻胀

＞2.0

WP+2＜W≤WP

+5≤2.0

3.5＜Ƞ≤6III冻胀

黏性土＞2.0

WP+5＜W≤WP

+9≤2.0

6＜Ƞ≤12IV强冻胀

＞2.0

WP+9＜W≤WP

+15≤2.0

Ƞ＞12V特强冻胀

W＞WP+15不考虑

注1：WP—塑限，W—冻前天然含水率在冻层内的平均值（%）。

注2：盐渍化冻土不在表列。

注3：塑性指数大于22时，冻胀性降低一级。

注4：小于0.005 mm粒径含量大于60 %时，为不冻胀土。

注5：当碎石类土的填充物大于全部质量的40 %时，其冻胀性按填充物土的类别判定。

注6：隔水层指季节冻结层底部及以上的隔水层。

注7：对冻胀变形敏感的工程尚宜考虑冻胀类别为“不冻胀”土的微冻胀性对工程的影响。

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附录C

（规范性）

路基土质填料选择

表C.1给出了路基土质填料选