在寒冷地区,铺筑高级路面的道路或砂石路面及其附属构造物、隧道、挡土墙、人行道和坡面等。由于土或岩石中产生的冻胀作用,常常使这些构造遭受较大的破坏。土所产生的冻胀引起道路的冻害。造成道路破损,因而影响车辆的通行,降低道路的使用寿命。
所谓的道路冻胀,主要是冬季在路基土中沿着温度的降低方向生成了冰晶体形状的霜柱,使路面产生隆起的一种现象。隧道侧墙的破坏主要由于土中霜柱的作用使土体沿冷却方向的横向产生冻胀,从而使隧道的侧壁,向冷空气侵入的隧道中心轴方向推移,因而沿着侧墙部分的水平方向产生了作用力。坡面上的冻胀作用是沿着垂直方向发生的。冻胀作用使道路产生的破坏状态在中央部分冻胀量最大,因而沿路面中心线的纵断方向上产生纵向裂缝。这种冻胀破坏与冬季期间道路除雪情况以及路面施工接缝情况有密切关系。施工时在路面中心如果有接缝,则接缝处水平方向的抗拉强度比路面其他部分要小。
冻胀现象已经成为道路产生破坏的一种形式。在春融期,由于路基土中冰晶体的融解,又成为土基或垫层承载力降低的原因。对砂石路,春融期间在荷载的作用下产生的翻浆现象,将会使道路出现严重病害。
为了防止上述的冻胀现象所引起的道路破坏,首先需要了解冻胀发生的机理,因此对引起道路冻害的一些因素,如土质、气温、土中水等要详细进行调查,特别是对防止道路等土木构造物产生冻胀作用采用的措施研究中,应注意易引起地基冻胀的土是否发生了冻结,因而确定土的冻结深度是非常必要的。另外,对道路附属构造物上部的填土是否会产生冻胀,也有必要进行确定。在那些寒冷地区,对冻结深度的确定及其深度范围土的冻胀可能性的判断都成为冻胀调查的要点。