青藏公路热棒路基降温效能

为了分析多年冻土区热棒路基的工程效果,定量评价其降温效能,基于青藏公路热棒路基试验工程近11年的现场监测数据,分析了热棒路基的地温特征、温度场形态和冻融过程,估算了阴阳坡影响下热棒附近的水平热收支状况。建立了空气-热棒-冻土地基三维非稳态耦合计算模型,分析了不同结构形式(单侧直插式、单侧斜插式、双侧直插式与双侧斜插式)的热棒路基的降温效能。实测结果表明:在热棒作用下,阳坡侧路基地温可降到-1.5℃附近,较普通路基地温降低约3.0℃,阴坡侧路基地温最低达到-2.1℃;热棒路基经过11年的营运,阳坡侧冻土上限抬升约0.95m,基本达到天然地基水平;阴阳坡两侧热棒的年平均实际功率分别约为69.80、54.07 W,且热棒路基在最初5年传递能量较大,第6年后逐渐减小,此后路基的热状况进入相对稳定的状态。计算结果表明:双侧直插式热棒路基与双侧斜插式热棒路基第20年冻土上限分别为2.88、1.88m,而单侧直插式热棒路基与单侧斜插式热棒路基第20年冻土上限分别为3.84、3.46m,因此,双侧热棒路基的长期降温效果明显强于单侧热棒路基,斜插式热棒路基强于直插式热棒路基;单根热棒的年平均功率为47~56 W,与试验工程监测结果较为吻合。     

多年冻土区热棒路基应用效果

为了研究热棒在青藏公路多年冻土区的应用效果,基于楚玛尔河试验监测场地8年的地温观测数据,以水平温度梯度为指标,分析了不同时期热棒的有效半径。为了提高热棒的调控效果,拓展热棒的使用范围,满足宽幅路基强吸热的使用要求,依托北麓河与安多2个试验监测场地,分析了热棒-XPS板路基与热棒-片块石路基地温监测数据。分析结果表明:热棒工作1年后的有效半径约为2.3m,此后,随着热棒工作时间的增加,热棒影响范围逐渐增大;在热棒工作的前5年,地温降幅明显,周围土体地温降幅都基本维持在0.5℃以上,之后每年降温较小,这主要是由于外界环境温度升高,气温与地温的温差逐渐减小,热棒工作的动力逐渐衰减引起的;在热棒工作的8年中,由于热棒的持续制冷作用,热棒路基的人为上限基本不变,而普通路基同时期人为上限最大降低约为80cm;热棒-XPS板路基从6月份开始,XPS板上下温差不断增大,最大温差约为17℃,有效阻隔了暖季大量热量向板下传递;热棒-片块石路基通过2年的调控作用,地温最大降幅为0.51℃。     

热棒材料高导热性对其降温效果影响的三维非线性有限元分析

热棒在多年冻土路基工程中均有应用,其在寒季吸收冻土热量,并通过对流把热量释放到大气中,从而降低地基温度使其保持冻结状态,减小路基沉降.暖季热棒停止工作,但由于热棒材料本身的高导热性,会使土体吸收比不设置热棒时更多的热量,从而削弱其制冷效果.基于热棒的工作原理,结合唐古拉山多年冻土区的有道砟填土路基,采用有限单元法分析热棒材料高导热性对其降温效果影响.计算结果表明:考虑热棒高导热性时路基下方温度低于-0.5℃低温区半径比不考虑此因素时平均减小0.5m,地温也比不考虑此因素时高.说明热棒材料本身的高导热性降低了其降温效果,其作用不可忽略.     

京漠公路冻土路基热棒施工技术研究

国道京漠公路图强奋斗林场段存在大量富冰冻土,不能直接作为路基结构。在分析冻土路基施工的基本原则上,讨论热棒施工在冻土路基的适用范围以及注意问题,并从热棒路基施工技术工作原理、特点和热棒施工工艺等方面对冻土地区路基热棒工艺进行重点研究。     

多年冻土地区公路热棒路基设计

多年冻土地区修筑路基是一世界性难题,热棒路基是保护冻土的一种尝试。在调查已建热棒路基及试验路段并掌握热棒工作原理的基础上,分析了热棒路基的设计原则和依据,并提出了多年冻土地区热棒路基的设计方法。     

高海拔多年冻土区砂石路面公路的路基温度场特征

为了研究修筑公路对高海拔多年冻土层热状态的影响，开展了新藏公路多年冻土区路段沿线病害调查，在海拔5 400 m地带修筑了冻土地温监测断面与气象监测站点；对气温、地温、辐射强度进行了监测，依据监测结果计算了冻土上限处的热流通量，分析了多年冻土层地温变化特征；基于热传导和热扩散理论，建立了天然地基及普通路基下部多年冻土地温-深度理论预测模型。研究结果表明：多年冻土区公路病害主要由于沥青路面大量吸热导致，热棒、隔热层等主动、被动保护的手段虽有一定效果，但不能改变多年冻土的快速退化；研究区域天然地基与路基中心一天内温差最高达19.66℃,左、右路肩一天内温差最高为4.94℃,天然地基下深层多年冻土温度稳定在-6.0℃左右，路基中心下部深层多年冻土温度稳定在-5.6℃左右，路基下部相较天然地基温度变化更为剧烈，且等温层温度更高；研究区域的辐射强度在一天的10:00～18:00显著增强，在一年的3～6月为辐射强度的顶峰期，浅层地温主要受辐射强度的年周期变化影响；天然地基、路基中心、阴坡路肩与阳坡路肩下部多年冻土层年热流通量依次为-4 001、-14 649、-4 487与58 303 kJ·m     

青藏公路及铁路对沿线冻土环境的影响及工程防治措施

在结合青藏公路设计及维修养护方面的经验教训的基础上,对青藏公路、铁路引起的冻土环境问题并由此可能引发的路基病害进行简要分析,指出冻土环境保护总的原则为冷却地基冻土、增加地基土冷储量、减少热量输入。提出青藏公路、铁路在设计、施工及运营管理方面相应的工程防治措施。     

加筋土抑制多年冻土区路基工程裂缝的效果评价

不同冻土条件和路基结构将影响冻土区路基裂缝的发生和发展过程．文章分析了多年冻土区路基裂缝产生的原因,从宏观和微观的角度分析了加筋土抑制冻土裂缝的机理．以青藏铁路清水河加筋土路基试验段为工程实例,调查了该区域路基裂缝的形态,并对比分析了不同加筋方式的处理效果．结果表明,在清水河高温不稳定冻土区内,当加筋路堤中竖向加筋间距为0．6m时抑制多年冻土的裂缝效果最为有效．     

浅谈冻土对路基的危害及防治

在国家西部大开发和持续发展的大背景下,冻土地区国土资源的开发利用得到多方关注.为了解冻土区域路基冻害的形成与危害,就冻土的冻害机理与影响因素作了详尽地分析,结果表明：气温、土中含水量、地下水位高度以及土的类别是冻土形成的影响因素.针对冰冻形成原因,提出增加路基高度、采用浅色路面材料、安装热棒等多种冻害防治方案,为保证路基完整,增强行车安全提供保障.     

气泡混合土抗冻融循环性能试验研究

为解决冻土地区普通路基由于保温性能差导致的路基病害问题，采用保温隔热性能好的气泡混合土作为路基填料，可起到保护冻土、减少病害的作用。为探讨气泡混合土的抗冻性能，选取了不同容重的气泡混合土试件进行冻融循环试验研究，研究气泡混合土质量及强度损失规律，从而获知气泡混合土的容重对其抗冻性能的影响；进而，向气泡混合土试件中掺入玻璃纤维，探讨其对气泡混合土抗冻性能的增强作用。结果表明：气泡混合土的抗冻性能随着容重的增大而提高，表现为容重越大，所能经受的冻融循环次数越多，抗压强度和质量损失率越低；容重为800kg/m3的气泡混合土试件经过15次冻融循环后抗压强度迅速降低，经过100次冻融循环后，试件的质量损失达到9.2%；而容重为1 200kg/m3的气泡混合土试件在经过50次冻融循环后，抗压强度才开始明显降低，经过100次冻融循环后，试件的质量损失只有4.5%。玻璃纤维能显著提高气泡混合土的抗冻性能，其抗压强度损失率和质量损失率明显较未掺纤维的普通气泡混合土要小，且抗压强度和质量损失的速率明显降低；不同容重的气泡混合土试件掺入纤维后，经过50次冻融循环后，试件的抗压强度损失减少50%以上，质量损失减少40%以上。     

青藏铁路低温冻土区片石路基的温度特征

在青藏铁路五道梁低温冻土区进行了片石护道路基新结构和土护道路基结构的实体工程试验,以确定路基修筑对温度场的影响．对测试断面冻融循环的地温监测资料的分析表明,2004年片石路基左右路肩孔冻土上限处,年平均地温分别低于土护道路基相应位置0．12℃和0．14℃．2005年片石路基左右路肩孔分别低于土护道路基相应位置O．65℃和0．03℃,冻土上限以下地温均呈逐年下降趋势．片石护道和土护道路基冻土上限均存在不对称性,但随着时间发展,片石护道路基最大融化深度位置基本接近或超过天然地面,且冷生过程还在继续．该区域的片石护道路基新结构能够有效发挥降低地温、主动保护多年冻土的作用．     

冻土地区路基翻浆的原因及防治措施

在季节性冻土区公路路基翻浆是常见病害之一，翻浆通常伴随冻胀问题产生，所以对翻浆的防治主要应该考虑路基冻胀的问题。通过对引起冻土区公路路基冻胀的因素及冻胀机理进行分析，并探讨路基翻浆的预防措施，以期为相关工程项目提供一定的参考与借鉴。     

水泥对滨海地区盐渍土路用性能的影响

从滨海地区盐渍土的工程应用角度出发,利用水泥对其进行改良试验研究,在明确水泥改良盐渍土强度形成机理的基础上,分析了滨海地区盐渍土的抗剪强度、抗压强度、水敏感性、融陷、膨胀特性随改良剂用量、龄期的变化规律。试验结果表明:滨海地区盐渍土经水泥改良处理后,其抗剪、抗压强度和水敏感性明显改善,融陷及膨胀现象得到有效控制,可以用作高等级公路路基填料。     

青藏铁路多年冻土区路基工程稳定性评价

依托青藏铁路多年冻土区长期观测系统的成果,对青藏铁路多年冻土区路基工程的稳定性进行了研究,指出其稳定性总体上处于良好状态,仅有个别地段病害发育,针对病害路段从水热方面提出了防治措施.观测资料显示,科学合理的措施能有效地减缓病害情况,保障铁路的安全运营.     

土壤固化剂在高速公路路基处理中的应用

在开展季冻区柔性基层沥青路面结构组合研究过程中,级配碎石基层强度较低,为了保证路面结构的安全和降低沥青层的厚度,需提高级配碎石基层的土基强度。此外,级配碎石材料具有明显的非线性,其下土基强度的高低将直接对级配碎石强度的发挥有着重要的影响。因此,对于级配碎石基层沥青路面,需对土基采取加强措施,以利于结构层整体功能的发挥。通过对固化剂工作原理和路用性能的分析,阐述了土壤固化剂的适用范围和施工方法,既可充分利用当地资源,又为以后高等级公路土基处理提供一定的参考。     

公路工程施工中冲击碾压技术的应用研究

在公路工程施工中,采用冲击碾压技术进行土方压实和路基补强工作,不仅可以提高路基的密实度和强度,而且具有施工效率高、沉降小和成本低等优点,有着非常广泛的应用前景。     

高原冻土区路基施工技术及质量控制措施

高原冻土区的气候和地质特点，给公路施工带来了很大的困难。鉴于此，结合工程实例，分析了高原冻土区路基施工技术和质量控制措施，可为高原冻土区路基施工提供参考。     

气温升高对多年冻土地区路基稳定性影响

为了分析在气温升高的状况下冻土退化对东北多年冻土地区路基稳定性的影响,假设气温年增长率为0.05℃,通过ANSYS有限元软件计算了不同地表状况和不同含冰量情况下,多年冻土最大季节融化深度变化,根据不同土质、不同含冰量的融沉系数,计算得到不同含冰量冻土的沉降量.结果表明:在气温逐年升高的状况下,含冰量大的土层沉降量大于含...     

公路工程软土路基处理措施研究

在公路工程路基施工过程中,经常会遇到各种软土路基,完善软土路基的施工处理措施,确保路基土体的稳定性与强度满足要求,已经成为路基工程施工的关键内容。鉴于此,首先概述了软土路基的特点及其对公路路基的危害,进而介绍了在公路工程施工中应用较多的几种软土路基处理技术,可为相关技术人员提供参考。     

公路路基施工中过湿土的处理对策研究

公路路基工程中很容易遇到用过湿土作为路基填料的情况,如果不对其进行必要的处理,将给公路路基的稳定性带来很大的影响。鉴于此,结合过湿土的特点,探讨公路路基工程中过湿土处理对策,以期为同行提供参考和借鉴。