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注重开发多年冻土区筑路技术
  文章来源:中国科学院网站 发布时间:2004-02-10 【字号: 小  中  大   

课题组从室内模拟试验、数值模拟和仿真技术以及试验段工程实效监测等多个方面,研究了块石路基结构、通风管路基、热棒+保温材料结构措施、遮阳板措施等调控传导、对流和辐射措施的冷却路基、保护多年冻土的机理,为多年冻土区筑路技术提供设计参数和设计原则。

通过对块石路基结构机理研究,他们提出施工中要保证块石粒径的均一性,粒径应控制在20-30cm之间,块石层上覆土层厚度不宜过大,块、碎石护坡路路基中块、碎石宜随机堆放,不应整齐地堆砌。“块石路基+块石护道+块、碎石护坡”综合措施是相当有效的保护冻土措施之一,但要注意阴阳坡的抛碎石厚度变化,应保证阳阴坡厚度比例应大于2:1,研究结果已被纳入《青藏铁路多年冻土区施工技术细则》,并在施工中得到执行。

研究结果说明,“通风管+自动温控风门”综合措施保护冻土效果极佳,若再配以“通风管上铺设保温材料”措施,效果会更佳。他们还完成了通风管路基结构的优化设计,提出了块石、碎石护坡的粒径、铺设厚度等关键的设计参数指标。

“边坡遮阳板措施”是一项相当好的保护冻土措施,从目前青藏公路和青康公路的试验来看,从仅仅几个月的时间,棚内外地表平均温度至少相差5℃以上,对保护下覆冻土极为有利,课题组建议可以在消除阴阳坡问题、补强设计或路基维修中广泛采用,也可作为抢险措施之一。

“热棒和保温材料”综合措施也是极好的保护冻土措施之一,目的是综合利用保温材料夏季的隔热作用和热棒冬季的蓄冷作用,但前提要注意热棒能充分发挥其工作效率。

通过广泛参与青藏铁路工程研究,各类路基结构作用原理、设计参数、工程效果的研究成果都被广泛应用于青藏铁路建设中。明确了极高温多年冻土区确实存在合理路基高度,为全线路基设计打下良好基础;充分地论述了保温材料作用,低温多年冻土路段可适当采用,高温路段应尽量避免;通风管路基结构能有效地保护冻土、维护冻土路堤稳定性,工程措施的实效明显。充分验证了抛、碎石护坡具有极佳保护多年冻土作用,可以全线推广;遮阳棚能有效减少太阳辐射对多年冻土影响, 建议将遮阳板措施广泛用于高路基边坡。这些建议部分已被采纳,极大地改变了原来的被动设计思路。

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