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。     

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.     

黑北公路岛状多年冻土区高等级公路修筑技术研究初探

黑北公路岛状多年冻土区特殊的工程地质条件和冻融过程使公路修筑技术研究具有较大的复杂性 ,在此对融沉影响进行了初步探讨。     

黑北公路冻土特征及治理

黑北公路属于岛状多年冻土区，经黑龙江省勘察设计院及中科院寒区旱区环境与工程研究所勘测，最终确定冻土23段。多年冻土处于强烈退化状态，年平均地温较高，冻土热稳定性极差，对人为外界热扰动响应非常敏感，微弱的热影响都会导致其发生很大的变化。冻土的处理是保证黑北路质量的重要部分。     

多年冻土地区公路病害与防治措施

根据黑龙江省的类型,分析公路病害产生的机理,提出防治岛状多年冻土地区公路病害的处理措施。     

浅谈多年岛状冻土路基施工

以黑北公路岛状多年冻土为例 ,简要说明多年岛状冻土的形成、工程分类、分布和处理措施     

浅谈多年冻土地区公路病害与防治措施

根据黑龙江省多年岛状冻土地区公路病害的种类 ,分析公路病害产生的机理 ,提出防治岛状多年冻土地区公路病害的处理措施。     

多年冻土区典型公路病害类型及形成机理研究

以黑龙江省多年冻土区公路病害为研究对象,分析多年冻土特征,通过公路病害调查,归纳出路基及路面典型病害类型,并进行病害形成机理分析,为多年冻土区公路建设及养护提供参考。文章认为黑龙江省岛状多年冻土区面积最广,公路病害类型多。病害的产生是多年冻土活动层冰水相变冻融作用、公路结构本身特点及外界条件变化综合作用的结果。     

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℃。     

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。     

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     

多年冻土地区道路病害及对策探讨

对青藏高原多年冻土区进行研究,分析路基路面、桥梁涵洞病害原因。研究了水、热的变化规律对多年冻土的稳定性影响,其中冻胀、融沉等对道路产生的病害应得到重视,总结现已成功的常用冻土防护措施,分析道路工程相关冻害处置技术,提出多年冻土地区亟待研究的相关技术,为我国后期在多年冻土地区道路建设提供一定的参考。     

多年冻土地区公路路基设计方法

引言 我国的多年冻土面积较大．占国土面积的22．4％，其地区分布主要以青藏高原为主。多年冻土地区地质环境较差，在公路建设中，容易使道路路基引起热融沉陷和冻胀翻浆等病害．严重损害道路的使用质量和服务年限。我国从上世纪五十年代开始修筑青藏公路以来．经过半个世纪的发展．关于多年冻土地区的道路技术有了很大进步．尤其近年来．随着我国青藏、新疆等对多年冻土地区的经济发展，对该地区的道路建设越来越重视．研究多年冻土地区的公路设计技术对促进我国西部的开发建设具有重要意义。     

热棒路基降温效应的数值模拟

基于青藏公路冻土路基病害整治热棒试验工程,建立热棒路基的等效传热模型,运用有限元方法对其进行数值模拟,研究青藏公路环境条件下热棒的工作周期、工作状态与作用半径,并通过对试验工程2a观测数据分析,对比研究热棒在冻土路基中的降温效应。研究发现,热棒在约为5个月的工作周期内并非连续工作而呈波动式,实际工作时间为工作周期的2／3;热棒路基冬季降温效果明显,有利于路基土体冷储量增加,提高路基热稳定性;热棒在路基中的降温强度,水平方向随距离增大而衰减,有效作用半径为2．25m,深度方向在热棒蒸发段最大,降低上限附近季节融化层冻土热融敏感性。结果表明,青藏公路热棒试验工程中其间距采用4．0m是合理的,路基双侧设置热棒优于单侧,热棒向路基中心斜置更好。     

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。     

多年冻土区低水化热混凝土配合比设计方案

简述混凝土水化热对多年冻土区的影响,提出了在该地区钻孔桩施工应采用低水化热、早强型混凝土,阐明了低水化热混凝土配合比设计应遵循的技术路线。并逐一介绍该配合比所用原材料的技术性质,通过大量试验、优化,最终得到低水化热混凝土配合比。     

施工中盖板涵八字墙倾斜的处理及改进

黑河至北安(二井子)段公路(以下简称黑北公路)，是国道202线黑河至大连公路的组成部分，也是黑大公路的起点。黑北公路全长240．563km，于2000年7月20日开工，2003年10月20日交工通车。在工程实施过程中，遇到了各种各样的地质灾害，如岛状多年冻土、沼泽、漂伐、湿地、山体滑坡、冰湖等。施工中出现了盖板涵八字倾斜的问题。     

冻土处理措施评价

通过对多年冻土地区冻胀融沉的影响因素进行分析,得出温度、水分、土质是决定冻胀融沉程度的重要因素。从降低冻土上限、减弱地下水的水分迁移出发,找到热棒路基、换填路基、XPS板路基、通风管路基、片碎石路基5种解决方法,从原理、适用范围、注意事项3个方面对处理措施进行阐述,为因地制宜,选择合理的冻土处理措施提供依据。     

多年冻土路基施工技术研究与应用

多年冻土在路基施工中造成了许多危害 ,主要是冻胀与沉陷。因此 ,研究多年冻土路基施工技术是保证工程质量的关键。就多年冻土的概念分布、分类、性质作了阐述 ,从而提出多年冻土地区路基施工的方法。     

东北多年冻土地区高速公路路基修筑技术与对策

从大小兴安岭地区多年冻土状态、类型等方面探讨东北地区多年冻土的工程性质,从工程勘测和施工方面总结工程措施,提出多年冻土地区高速公路路基修筑技术和对策。