片块石路基在高温多年冻土区降温效果研究

片块石通风路基是一种典型的冷却路基的工程措施,为研究这种路基在高温多年冻土区的降温效果,进行了现场实体工程试验。试验结果表明,片块石路基可以产生对流换热机制,具有降温能力,有利于提高高温多年冻土区路基的热稳定性。     

多年冻土区片块石路基尺度效应的数值研究

为了分析片块石路基的尺度效应问题,通过数值手段,计算相同条件下窄幅和宽幅路基的片块石层对流强度和冻土地温。研究结果表明:相比于窄幅路基,宽幅片块石路基的最大对流风速降低了34%,冻土上限下降了1.08 m,冻土年平均地温升高了0.90℃。因此,对片块石路基的尺度效应问题不容忽视,表现在工程应用上,不能简单地将片块石路基直接应用于多年冻土区高速公路宽幅路基,应采取结构优化设计,或与其他结构组成复合路基结构。     

青藏公路多年冻土路基病害

根据青藏公路30年观测调查资料，分析不同时间段多年冻土地区公路路基病害的主要类型与特征。通过典型路段路基病害揭示，在全球气候趋暖的环境背景下，路基下多年冻土升温，冻土上限下降，冻土退化融化，由此导致的路基病害仍在发生、发展，路基病害以融沉为主，路基变形极不均匀。长期实践证明，传统的靠提高路堤保护冻土来保证路基稳定的方法有很大的局限性，应探索主动冷却路基的防治措施。     

多年冻土区封闭条件下片块石路基降温效果数值分析

片块石路基是多年冻土区公路建设中的一种主动降温的措施,根据多孔介质对流传热理论,对封闭边界的片块石路基温度场进行数值模拟计算,分析在全球气温变暖和沥青路面强吸热特性双重影响下的片块石路基的降温效果,并对其长期热稳定性进行预测分析。结果表明:片块石路基能够很好地发挥热二极管效应,寒季增加路基的蓄冷量,暖季可有效阻止外界热空气进入路基,对于防止多年冻土融化、主动保护冻土起到了积极有效的作用;片块石路基在短期内降温效果显著,但从长远分析,片块石单独应用于多年冻土地区公路路基中难以发挥主动降低地温、保护多年冻土和维护路基热稳定性的作用,必须进行补强。     

青藏公路多年冻土区热棒路基的设计计算

由于热棒路基具有良好的降温效果,在青藏公路多年冻土区得到了应用,但是关于热棒路基设计参数的选择,目前主要还是基于工程经验。笔者根据青藏公路楚玛尔河地区热棒路基的现场观测资料,详细给出了热棒一个工作周期内的产冷量及实际耗冷量的计算方法。在设计时可根据路基的使用年限和所要求的上限抬升值求得其耗冷量,选取合适的安全系数可进一步得到产冷量,由产冷量与设计参数的关系式,从而确定热棒的间距和基本参数(蒸发段长度、散热面积、直径)。     

保温材料在青藏公路路基工程中的应用

青藏公路格拉段主要的地质问题是多年冻土问题 ,多年冻土的融化是引起路基失稳和下沉等破坏的主要原因 ,而多年冻土的融化主要是由于沥青吸热及其他人为活动造成的。针对青藏公路整治改建工程设计中所采用的保温材料 ,阐述了保温处理措施保护多年冻土的原理 ,总结了铺设保温材料的施工工艺。最后在对观测数据进行系统分析的基础上 ,对多年冻土区铺设保温材料 EPS板、XPS板后的保温性能和效果进行了总结、分析和评价     

青藏公路多年冻土区路基设计原则与设计高度的演进

青藏公路是我国高原多年冻土区最具代表性的公路,从1973年交通部成立青藏公路科研组起,已经对高原多年冻土地区路基设计原则与路基设计高度等问题进行了30多年的研究。路基设计原则与路基设计高度是困扰在多年冻土区进行公路勘察设计的工程师们的关键参数,也是保持多年冻土区路基稳定性的关键参数,它不仅影响路基稳定性,对工程造价也起到一定的控制作用。因此,就青藏公路多年冻土区路基设计原则与路基设计高度等问题的变化进行讨论。     

青藏公路冻土路基设计研究

根据高原多年冻土地区冻土路基设计、施工的工程实践，论述了冻土路基设计的设计原则与设计方法、外业调查及冻土路基设计中应注意的问题。可供设计人员参考。     

青藏公路工程条件下多年冻土的变化

为研究工程条件下多年冻土的变化,该文通过青藏公路唐北地区路基温度场的监测资料,对工程条件下多年冻土的上限、冻融过程以及热状态等变化情况进行了分析.研究结果表明,由于沥青路面强烈的吸热作用和较弱的蒸发能力,使工程条件下高温冻土的融化速率、增温速率均大于天然地面,并已出现了融化夹层,对路基稳定性产生了严重影响.     

青藏公路多年冻土区混凝土空心块护坡路基应用效果分析

在综合遮阳板路基和碎石护坡路基工程应用经验的基础上,提出了一种混凝土空心块护坡路基的新型结构,并在青藏公路风火山多年冻土区修筑了两种空心块排列结构的试验工程,基于现场试验工程观测数据的分析,对两种结构的空心块护坡路基的降温效果进行了对比分析和研究,同时将空心块护坡路基与邻近遮阳板路基的调控效果进行了对比。结果表明:采用空心块护坡路基结构,可有效地减缓冻土上限下降的速率,维护路基下多年冻土的热稳定性,且沿边坡随意堆放空心块的应用效果要优于顺序摆放空心块的结构。     

东北多年冻土区公路路基工程研究进展

在气候变暖和人类工程活动共同作用下,东北多年冻土退化显著,进而影响到修建于多年冻土之上公路路基的稳定性。回顾了东北多年冻土区公路路基工程研究的现状和进展,对路基设计原则存在的问题及近期需要开展的冻土相关研究工作进行了讨论并提出建议。     

青藏公路多年冻土区碎石路基试验工程的降温分析

为解决多年冻土地区路基的融沉变形,防止冻土上限进一步下降,应用碎石路基主动保护冻土,是目前兴起的一种新措施。依托平行于青藏公路的试验工程,动态监测路基内温度,通过现场测试结果分析普通路基与碎石路基内的温度变化,揭示碎石路基的降温效果。结果表明,碎石路基具有一定的降温效果,适于在多年冻土地区应用。     

多年冻土路基对流换热试验方法

对流换热是多年冻土地区路基对外热交换的重要形式。利用自行开发的热风环境试验机,考虑不同路面材料类型、风速变化、温度梯度3个因素,对影响冻土路基温度场的对流换热状况进行室内模拟试验研究。研究表明：风速、温度梯度、路面材料类型3个因素对于对流换热系数有着交互影响,随着风速与温度梯度的增加,对流换热系数呈上升趋势。沥青路面材料的对流换热系数较水泥路面材料稍大。研究中给出了不同状况下对流换热系数的回归公式,并分别给出青藏高原地区沥青混凝土路面及水泥混凝土路面对流换热系数的推荐值。     

多年冻土地区路基工程研究进展

全面回顾了多年冻土地区路基工程若干关键技术的研究进展,主要包括路基合理高度、路基中的水热力过程、路基稳定性及路基病害理论、路基病害的预防技术等方面的国内外研究现状与未来发展趋势及进一步研究建议。     

多年冻土区路基遮阳板应用技术研究

青藏高原低纬度高海拔地区,太阳辐射是土体升温的直接热源,而带有融化潜热的雨水垂直渗流有加速下部冻结层融化的趋势。基于对辐射、避雨、保证蒸发散热边界条件等方面考虑,提出了一种积极主动的保持冻土路基稳定的措施——遮阳板路基。文内对这种新措施的工作机理进行了分析,并总结了试验实体工程设计与施工中存在的一些问题。通过对试验路段和对比路段观测、调查分析认为,遮阳板路基护坡是一种可行的保持路基稳定的积极有效的新方法。     

冻土工程研究在青藏公路整治工程中的应用

青藏公路格尔木至拉萨段是 1 0 9国道的终端段 ,全长 1 1 5 5 km,是西藏公路运输的大动脉 ,承担着全自治区 80 %以上的进出藏物资运输任务 ,可以说是西藏的生命线。但由于公路修建时对冻土病害的治理不够彻底 ,致使公路年年坏 ,年年修 ,每年维修经费高达 1 0 0 0万元 ,而且还不能保证畅通 ,严重阻碍了西藏的经济发展 ,也给国家造成了重大经济损失。地球上有 2种不同的多年冻土 ,一种是自寒带边缘至南北两极 ,分布有连续的大面积多年冻土 ,被称为极性多年冻土 ;另一种是温带高山区 ,年平均气温在 0℃左右时出现的岛状的多年冻土 ,被称为高山…     

青藏公路空间效应与多年冻土区公路修筑技术

青藏公路由北向南纵贯青藏高原腹地,昆仑山唐古拉山间平均海拔4500 m以上,在沿线700多km范围内广泛分布有全球独一无二的以高海拔高温为主要特征的多年冻土。从多年冻土地区公路空间效应所包括的路基尺度效应、沥青混凝土路面结构效应、路基非对称变形效应3个方面入手,针对多年冻土地区公路路基、路面、桥梁、生态保护等主要工程对象,采用理论模拟、室内试验与实体工程检验相结合的方法,开展路基稳定、路面耐久、桩基安全、生态恢复等关键技术研究。结果表明,多年冻土地区公路空间效应是随时间变化的过程,公路冻土工程的稳定性、耐久性与空间效应密切相关,特殊路基结构与针对性的冻土工程措施是提高公路使用寿命和品质的有效解决途径。     

青藏公路多年冻土地基融化槽研究初探

从青藏公路多年冻土路基热稳定性角度,提出了通过地基融化槽（盘）来研究多年冻土公路路基稳定性的思路。并通过回顾房屋地基融化盘和青藏公路多年冻土地基融化槽的研究,认为房屋地基融化盘的研究成果为公路地基融化槽研究提供了借鉴,地基融化槽是能够趋于稳定的。通过研究融化槽的热工特性和调控方法,可判定冻土区公路路基的稳定性。     

湿度对青藏公路多年冻土路基稳定性的影响

水是影响冻土路基稳定性的重要因素之一。通过现场调查及测试,分析了青藏公路多年冻土地区路基的主要病害类型及典型路段路基湿度的分布规律,在此基础上分析了湿度对路基病害的影响,研究结果证实:水是造成路基变形的关键因素,土体含水量的增大还会加剧路基变形,进一步影响其稳定性。     

青藏公路多年冻土路段边坡植被种植试验研究

针对青藏公路多年冻土路段高、寒、旱、风,植物生长期短,植被种植难度大的特点,在青藏公路开心岭路段的边坡,采用垂穗披碱草(Elymus nutans)和老芒麦(E.sibiricus)等植物混播,采用普通喷播及客土喷播工艺,开展了植被种植试验.结果表明,由于添加了当地的表土,客土喷播工艺能够在该地区公路边坡快速建立比较优良的植被.喷播当年,植被覆盖率可达27.3%,地上生物量(鲜重)和地下生物量(干重)分别达到76.3 g·m-2和72.2g·m-2;第5年,边坡植被覆盖率约为10.0%,地上生物量(鲜重)和地下生物量(干重)分别达到189.3 g·m-2和721.5 g·m-2.客土喷播工艺的植被建植效果明显优于普通喷播工艺.对于普通喷播,增加保水刺和凝结剂的用量,可提高植被建植效果.而添加纤维则作用不明显.