1、冻害理论基础知识
1.1 冻害产生原因分析
冻害是一种路基病害，冬季由路基、脏污道床中的滞留水结冰，使土体膨胀，挤压道床，造成线路几何尺寸发生变化形成冻胀。在春季气温升高，路基、脏污道床中的冰融化成水，造成体积缩小，道床回落，线路几何尺寸发生变化，形成春融，冻胀和春融形成的病害统称为冻害。产生冻害的主要因素有气温、土质、水分、路基结构等，其中土质是造成冻害的内部因素，温度是媒介，水分是条件。按照冻害产生部位的不同，可分为道床冻害、路基表层冻害、路基深层冻害。包西铁路冻害主要为路基冻害，约占冻害总数的75%，道床不洁引起冻害约占总数的25%。
道床冻害
道床底部及石碴内存水结冰，体积膨胀，顶起部分轨枕，致使线路几何尺寸发生变化。此类冻害特点是冻胀点距离轨枕底部较近，气温变化时发生冻起或春融都较为迅速，轨枕突然升高或回落，继而引发线路几何尺寸不平顺，危及行车安全。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
成因分析
造成道床冻害的水份来源于秋季降雨和初冬降雪后融化的水份，因路拱反坡或道床脏污等问题造成排水不畅，道床积水冻结后将轨枕顶起产生冻害。道床冻害与道床厚度不足、道砟不清洁、含土量超标、道床排水不畅等因素有直接关系。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
路基冻害
由于降水使得铁路路基的内部含水量较大，在短时间路基内的水分得不到及时排出，使路基内部水分积聚、结冰，体积膨胀，将轨道整体顶起，致使线路几何尺寸发生变化。此类冻害的特点是：冻胀点在道床以下，对线路的影响可被道床缓冲，气温回暖时春融略缓于道床冻害，气温骤降时冻害的形成和发展速度较慢。具有代表性的为涵顶冻害和路基地段的冻害。在垫土层较薄的涵洞顶部，如果线路道床也较薄，起不到缓冲冻胀的作用，则冻害高度最高可达23mm，是我段管内冻害的最高峰值，且冻害形成和发展较快。在其它路堤、路堑或垫土层较厚的涵洞顶部，冻胀或春融都比较缓慢，冻害高度一般在8mm-15mm，如果道床较厚，因道床缓冲作用，路基冻害对线路平顺度的影响并不明显。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
成因分析
（1）水份聚集
陕北地面土质为湿陷性黄土，吸水后粘度较大，因此水份不易蒸发。包西铁路路基填料设计为砂砾石，施工中混杂有黄土，搀和的填料颗粒构成无数小孔，地表冻结后，因毛细现象，虹吸导流，不断将渗入路基内部的地表水抽至地表，使冻土层含水量逐渐饱和，冻胀体积越发膨大，逐渐顶起线路，形成冻害，春季气温回暖后，地表已经吸水饱和的冻土层逐渐融化，出现路基表面泥泞不堪的浅表层翻浆现象，列车碾压时不均匀沉降，使线路高低不平，形成春融乱道。
（2）持续低温
冻害的严重程度与冻害地点的冻深有关，冻深越大，体积膨胀越明显。当气温降至0℃以下时，地表水会被冻结，但因路基基床存水量很少少量的地表水冻结后不足以顶起线路，诱发冻害。因此，只有持续低温，使冻土层深度逐渐扩大，才能引发水份聚拢，使冻胀体积不断增大。经历多年观测分析，当气温达到-12℃及以下持续一周时，冻害就会逐渐产生，包西铁路冻害产生时间一般为12月中旬左右。
（3）路基结构
路堤、路堑及垫土层较厚的涵洞处，只受线路上方的冷空气单向作用而降温，冻害发生较慢，冻起高度也小，但垫土层较薄的涵洞顶部由于受线路上方及涵洞下过风双向作用，冻土层厚度加倍，因此冻害发生迅速，冻起高度也大。
因此我们可以看出，道床、路基中的含水率越高，道床厚度越薄，道床脏污、涵顶填料不达标，冻害对线路几何尺寸变化的影响就越大，造成的危害就越大。
1.2 冻害的表现形式及危害
1.冻害的外部表现形式。在冬季，路基道床的冰冻，多数是形成较远距离的均匀冰冻；但是个别地段，则由于局部水文，地质条件（包括路基填土）的不同，在短距离内产生不均匀的冻胀，这种不均匀的冻胀会导致线路的高低不平顺和水平不良。其形成的局部差异，从线路纵断面上区分，其外部表现形式主要有三种：
（1）驼峰状：路基道床在短距离内的冻胀高度，较大于相邻地段的均匀冻胀高度，从而形成的凸起病害。主要发生在冻害初期阶段，多出现在函顶处所。
（2）凹谷状：路基道床在短距离内的冻胀高度小于相邻两端的冻胀高度，从而形成凹槽状和波浪型病害。多发生在路基地段和涵洞冻胀中后期，尤其在涵顶冻害达到稳定值，涵两侧结合部冻胀比较明显。
（3）阶梯形：路基道床的两相邻地段，出现冻胀高度不均匀，在两不同冻胀高度的交换点处所形成的冻害。
2.冻害产生的危害。冻害具有经常性而且具有突发性，给行车安全带来极为不利的影响。冻害会造成涵洞顶部拱起、冻凸，路基地段出现波浪型、交错型高低、三角坑病害，曲线扭曲，直线地段两线间单股冻起形成单侧水平等严重危及行车安全的病害。还会使路基、道床强度降低，加速道床翻浆板结，缩短零配件使用寿命，恶化轨道工作条件，危及行车安全。因此针对冻害形成的成因，采取有效的措施防治冻害的产生，具有极其重大的意义。
2、冻害监测及预防
2.1 冻害监测方法
2.1.1 路基冻胀监测系统
（1）设计原理。针对包西铁路冻害变化特征，参照《建筑变形测量规范》JGJ8有关规定，选用HCF700-B2静力水准计进行路基冻胀、融沉监测。HCF700-B2静力水准计是一款基于连通器原理的差压式传感器，利用各监测点间压力值的变化计算出路基冻胀量，是测量两点或多点间相对高度变化的精密仪器。
（2）设计方案。结合实际情况，对于铁路线路有意义的不是路基冻胀的绝对数值，而是在纵横方向上路基冻胀的不均匀程度。冻胀的不均匀性和暖季的不均匀融沉，常使轨道结构的水平、高低等发生不均匀的变化，其改变了线路的整体平顺度，从而给行车带来安全隐患。因此本方案选取四段冻起高度达15-22mm的区段线路，设置路基冻胀融沉监测实验点。实验区段分别为：k356+705- k356+760涵洞顶部；k367+465- k1367+483涵洞顶部；k310+207- k310+236路基地段；k480+675- k480+706涵洞顶部，每个线路段在轨枕上部署3-4个监测点，总计16个测点（含基准点），每个测定结合线路状态的实际情况进行间隔布置。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
2.1.2 冻害预防撒盐分析
（1）盐浓度与冰点降低值分析。根据工业盐质量浓度与冰点降低的对应关系（如表2-1和图2-6，引用自《化学化工物性数据手册》），结合我段管辖范围气候条件、设备特征等因素，分析确定冻害预防撒盐数量。
（2）撒盐用量标准。通过模拟实验，得出当工业盐质量溶度每增加1%时，溶液冰点会降低0.91℃，最终我段确定出工业盐质量浓度为17%-20%时，冰点降低在-12–16℃之间，符合我段管内冻害实际情况。因此确定出撒盐标准为：冻害峰值在5mm～10mm时，撒盐2kg/孔，冻害峰值在10mm以上每增加5mm，每孔撒盐量增加1kg。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
（3）撒盐时间和范围。撒盐可以降低水的冰点，缓解线路冻害产生。道床撒盐后为使盐能随雨水溶解、渗透到土壤中去，并在当年冬季就能发挥作用，必须把握撒盐时间。一般在9—10月份为好（各地区气温和降水条件差别大，应区别对待）。撒盐时间过早，雨水较大，会造成盐份流失而失去作用；撒盐时间过晚，降雨量减少，盐份不能充分溶解，起不到应有的作用。选择撒盐时间还要参考当年降雨量和土壤墒情，区别对待。撒盐时将轨枕盒内及轨枕头外100mm范围内的道砟扒开至与轨枕底平齐。撒盐时冻害始终点范围内的每个轨枕盒用眼量要均匀铺在槽内，同时按恰当比例，逐渐减少始终点外两端纵向顺坡用盐量。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
2.3 虹吸原理埋设吸水管分析
（1）排水原理。高效虹吸排水工法，是在排水管（板）外侧表面上开设一定规格的细长毛细长槽，毛细长槽下面开设一定尺寸的Ω状孔。利用细长毛细长槽排水管将地下土壤中的饱和水迅速吸出充盈成个细长槽，从而使得下部Ω孔形成全封闭，从而导致压力差成立，根据流体力学虹吸和狭口两侧压力差的原理，使得充盈毛细长槽的地下水，源源不断的从排水管中排出。
（2）分体式高效虹吸排水管结构。毛细长槽和Ω 孔开设在毛细排水套管上，排水套管套装在内管上。整个排水管由芯管、排水套管、接头、管帽组成。分体式排水管连接可靠、适应变形能力较强，同时由于毛细管的特殊设计，使得其保土性优于整体式，特别适用于土质含量较大的地质情况下。分体式又分为纵向毛细管（Ⅰ型）、环向毛细管（Ⅱ型）和垂直插入式（Ⅲ型）三种。
（3）高效虹吸排水工法方案设计。根据定性分析和试验结合的方式进行病害治理技术设计。拟定选取一百米的路基地段，在路基两侧分别向路基中心线法方向打孔，然后埋入 DRM/GM-67*1000 型高效虹吸排水管。 排水管埋深在道床冻结面底部（即 1 米-1.5 米处，根据实际冻结面确定），位于现场坡面灌木植被中，排出的道床地下水顺两侧坡面下部混凝土保护面板流入两侧底部排水明沟。埋管打孔道床两侧坡面分别向线路中心线方向呈 0.5%向上坡度，排水管布置上下两排，呈梅花状布置，间距 1.5 米。
3、冻害检查方法
3.1 冻害分级
冻害分级划分。管内线路冻害按照冻起高度分为轻微冻害（冻起高度≤15mm）、一般冻害（15mm﹤冻起高度≤25mm）及严重冻害（25mm﹤冻起高度≤50mm）、特别严重冻害（冻起高度＞50mm）四个等级。
3.2 静态检查
1.检查方法。冻害静态检查应使用轨检仪、轨距尺、钢板尺、弦线等检查工具，检测线路冻起高度，严禁目测冻害。每次检查及时将检查情况填写在冻害检查记录本上，记录线路变化情况，根据测量数据，按整治标准处理。并指定专用文件盒进行存放，以备检查。
2.检查周期。（1）冻害冻胀期、回落期，工区对轻微冻害每周至少检查一次，对一般冻害及以上处所和使用调高扣件地段每周检查不少于两次。（2）冻害稳定期，工区对轻微冻害、一般冻害处所和使用调高扣件地段每周检查一次，严重冻害及以上处所每周检查两次。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
3.3 冻害测量
3.3.1 冻害观测周期。冻害观测点每周测量一次。严重冻害及以上处所必须纳入冻害观测点测量，并根据实际情况，加密测量次数。1.检查方式。动态监控：主要指轨检车、车载仪、便携式添乘仪及人工添乘晃车检查。
3.3.2 检查周期：（1）轨检车检测，按照路局轨检车检测计划，做好数据分析及应用；（2）车载仪检测，根据车载系统检查情况，每天8:00查阅检查数据，对二级及以上超限及时通知各综合维修车间；（3）便携式添乘仪检测，冻害冻胀期及回落期，每日安排专业人员按照规定进行添乘检查，冻害稳定期每两天添乘检查一次。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
4、冻害整治措施
4.1 冻害整治措施
4.1.1 进行预垫板
线路冻害具有点多面广、起冻至稳定周期短、春融回落集中爆发等特点，为减轻冻害整治工作量，确保行车安全，在冻害前，对冻胀区段进行预垫调高垫板。预垫调高垫板作业结合线路大机捣固施工一并进行，预垫调高垫板在作业前必须对冻害标注的起止范围进行仔细核对，在冻胀区进行垫板，每处预垫调高垫板厚度不得超过10mm，垫板叠加不得超过2块。
4.1.2 进行线路清筛
线路道床边坡脏污、轨枕盒道床板结，导致道床中的积水无法排出。冬季气温达到零度以下，脏污道床地段就会出现冻胀，造成几乎尺寸无法保持。道床清筛能有效减少道床冻害的产生，通过人工边坡清筛和机械清筛两种方式改善道床透水性，使道床中的积水及时排出，减少道床中的滞留水份，同时对道床外侧土垅区段路肩进行整平做好路肩排水，达到减轻冻害产生的目的。
4.1.3 进行涵顶换填
涵顶换填是整治涵顶冻害的最佳方法。涵顶冻害的发生与涵顶路基填土为“冻胀土”有很大的关系。将涵顶路基冻胀土更换为卵石、碎石等渗水性好的填料，做好涵顶两侧排水，能有效解决涵顶冻害问题。
4.1.4 埋设排水管道
埋设排水管是路基地段整治冻害有效办法，夏季降雨时，通过排水管排除道床渗入水，阻止水进入路基填土层；秋季大风季节，风进入PVC排水管对道床中残留的水分进行风干。最终达到降低路基道床含水率，整治线路冻害的目的。
4.1.5 冻害垫板作业
对砼枕线路及道岔冻害可根据冻害不同分级，采取垫板作业的方法进行整治。
⑴轻微冻害（冻起高度≤15mm）󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
轻微冻害发生后可采用调高垫板整修。每处调高垫板不得超过2块，总厚度不得超过15mm。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
⑵一般冻害（15mm﹤冻起高度≤30mm）󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
一般冻害发生后，垫板超过15mm的砼枕地段采用调高扣件整修，每处调高垫板不得超过3块。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
⑶严重冻害（30mm﹤冻起高度≤40mm）󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
严重冻害发生后除使用调高扣件整修外，直线地段每隔三孔、曲线地段每隔二孔加装轨距杆。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
⑷特别严重冻害（冻起高度＞40mm）󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
特别严重冻害发生后，应使用木枕和轨距杆交替安装，即每隔一孔穿一根木枕，加铁垫板后用道钉钉固，在没有穿木枕的一孔紧靠轨枕一侧加装轨距杆，保持钢轨、道钉、铁垫板、木枕密贴，扣压力足。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
4.1.6 垫板作业的标准
在线路上垫入或撤出冻害垫板，在正线、到发线上，顺坡长度应为：允许速度不大于120km/h的线路不应小于冻起高度的600倍，允许速度120km/h（不含）-160km/h的线路不应小于冻起高度的1200倍；在其他站线上，顺坡长度不应小于冻起高度的400倍。冻起高度超过20mm时，两端顺坡之间不应短于10m的过渡段，其坡度应与线路坡度一致。
在道岔上垫入或撤出冻害垫板，在正线、到发线上，顺坡长度应为：允许速度不大于120km/h的线路不应小于冻起高度的600倍，允许速度120km/h（不含）-160km/h的线路不应小于冻起高度的1200倍；在其他站线上，顺坡长度不应小于冻起高度的400倍。辙岔和转辙部分不得有变坡点。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
4.2 冻害整治效果
4.2.1 线路清筛整治冻害的效果
通过对近五年清筛地段冻害产生数据进行对比分析，冻害产生的峰值减小了10mm，达到7mm以下，冻害产生数量减少75%（如表4-2)。太中银铁路上下行K1258+350-K1258+600、K1259+600-K1264+200地段于2014年秋季进行机械清筛以后，冻害数量和冻起峰值明显减小。该区段2013年冻害数量15处，冻起峰值最大15mm；2014年当年清筛后冻害数量7处，冻起峰值最大8mm；2015年该区段冻害数量6处，冻起峰值最大7mm；2016年冬季该区段未产生冻害，2017年冬季仅产生冻害2处，最大峰值5mm。因此道床清筛是解决路基地段道床冻害最有效的方法，现场作业效率高、清筛深度满足要求，可以增加洁净道床厚度，有效改善道床透水性和排水条件，从而有效制约道床冻害的产生。
| 序号 | 年份 | 冻害数量 | 最大冻起高度 | 备注 |
| 1 | 2013 | 15 | 15 | 未清筛 |
| 2 | 2014 | 7 | 8 | 清筛后 |
| 3 | 2015 | 6 | 7 | 清筛后 |
| 4 | 2016 | 0 | 0 | 清筛后 |
| 5 | 2017 | 2 | 5 | 清筛后 |
4.2.2 涵顶换填整治冻害的效果
通过对涵顶换填试验点连续三年的观测分析（如表4-3）。一是冻起最大峰值明显减小。如试验点K1377+773涵顶冻起最大峰值，由2015年度的20mm减小到2017年度的5mm，最大峰值减小了15mm；K1227+407涵顶2015年度峰值10mm， 2017年度无冻害产生。二是冻害产生时间也明显延迟。如试验点K1377+773涵顶，2015年度最初产生冻害时间为12月7日， 2017至2018年度该处产生冻害时间为2018年1月8日，产生时间推迟一个月； K1227+407涵顶，2015年度最初产生冻害时间为12月27日， 2017至2018年度未产生冻害。因此通过更换既有脏污石砟增加道床厚度、更换填土层增强填料层透水性、增设排水孔改善排水系统的方式从下到上对涵顶部分进行改造，能够有效整治涵顶冻害。
| 序号 | 年份 | k1377+773涵顶换填试验点 | k1227+407涵顶换填试验点 | 备注 | ||
| 最大冻起高度 | 产生冻害时间 | 最大冻起高度 | 产生冻害时间 | |||
| 1 | 2015年-2016年 | 20mm | 2015年12月7日 | 10mm | 2015年12月27日 | |
| 2 | 2017年-2018年 | 5mm | 2018年1月8日 | 0mm | 未产生冻害 | |
4.2.3 埋设排水管整治冻害的效果
通过对埋设排水管试验点连续三年的观测分析。2016年16处观测试验点中，有12处冻起高度明显减小（路基地段8处、涵洞顶部4处），有4处冻害（涵顶）与往年持平；2017年16处观测试验点中，有13处试验点冻起高度再次减小（路基地段7处，涵洞顶部6处），有3处试验点与2016年度冻起高度持平（涵洞顶部2处、路基地段1处）（如表4-4）。2016年与2015年相比，冻起峰值平均减少6mm，最大减少13mm；其中路基地段平均减少9mm，最大减少13mm，涵洞顶部平均减少3mm，最大减小6mm，并且有2处路基地段未产生冻害；2017年与2016年相比，冻起峰值平均减少3mm，最大减少5mm，路基地段和涵洞顶部平均减少值均为3mm和最大减少值均为5mm。（如表4-5）因此可以证明埋设排水管能够有效减轻线路冻害的产生，尤其对于路基地段效果明显，可以有效防止道床渗透水进行路基表层，从而减轻路基表层冻害对道床的影响，达到控制冻害的目的。
埋设排水管处所冻害数量分析表󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
| 项目 | 线路特征 | 冻害数量变化 | 备注 | |
| 2016年与2015年相比 | 2017年与2016年相比 | |||
| 冻起高度明显减小处所 | 路基地段 | 8 | 7 | 选取试验点8处 |
| 涵顶地段 | 4 | 6 | 选取试验点8处 | |
埋设排水管处所冻起高度统计分析表
| 项目 | 分类 | 冻起高度数值变化 | 备注 | |
| 2016年与2015年相比 | 2017年与2016年相比 | |||
| 总体冻高减小量 | 平均冻高减小量 | 6 | 3 | |
| 最大冻高减小量 | 13 | 5 | ||
| 路基地段冻高减小量 | 平均冻高减小量 | 9 | 3 | |
| 最大冻高减小量 | 13 | 5 | ||
| 涵顶地段冻高减小量 | 平均冻高减小量 | 3 | 3 | |
| 最大冻高减小量 | 6 | 5 | ||
文章来源：PPT《铁路线路冻害防治研究》
