季节性冻土地区路基保温性能数值计算分析

李 林，白彦辉，孙永乐，王一博 ，王连广

（1.中铁七局集团第二工程有限公司，辽宁 沈阳 11000，2.东北大学，辽宁 沈阳 110004）

季节性冻土地区的路基，在冬季零下温度的作用下，内部水分结成冰，路基土体发生冻胀。因此，需要对季节性冻土地区的路基进行保温处理。我国对于路基冻害的防治，主要通过在路基内部铺设保温板，学者对这类问题也进行了相关研究。Cai 等[1]通过保温试验，对季冻土地区路基进行了研究，发现XPS 材料能够满足路基保温要求，防冻胀效果良好。宋宏芳等[2]通过数值分析并结合现场监测数据，对纤维泡沫混凝土的保温性能进行研究，发现纤维泡沫混凝土具有良好的保温特性以及冻融耐久性。目前，针对保温材料的铺设方式并无统一标准，大多数学者建议在路基基床处平行于路基面埋置5.20cm 厚的保温材料，也有些学者建议平行于路基面埋置保温材料的同时在路基边坡处也埋置保温材料。王功博等[3]通过现场试验，测试10cm 厚的XPS 保温板对路基保温性能的影响，结果发现，在路基基床表层铺设10cm 厚的XPS 保温板可大幅减少路基冻胀及最大冻结深度。为此，本文利用ABAQUS 模拟铺设保温板后路基的温度场和位移场变化情况，研究保温板材料及其铺设位置对路基保温性能的影响，并给出最佳保温材料以及最佳铺设参数。

1 模型建立

1.1 尺寸与单元

路基横断面宽13.6m，边坡坡度为1:1.5，坡脚处向左右两边各延伸20m，模型底边沿地基表面向下延伸20m。路基填筑断面图见图1。……