基于能量平衡的多年冻土区公路设计理论研究.pdf

第 36卷第 4期冰川冻土 ,
2014年 8月 JOURNALOFGLACIOLOGYANDGEOCRYOLOGY Aug.,2014
doi:.1000
WangShuangjie,ChenJianbing,JinLong,[J].JournalofGlaciology
andGeocryology,2014,36(4):782-789.[汪双杰,陈建兵,金龙,[J].冰川冻土,
2014,36(4):782-789.]
基于能量平衡的多年冻土区公路设计理论研究
汪双杰, 陈建兵, 金龙, 董元宏, 陈冬根
(中交第一公路勘察设计研究院有限公司多年冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室,陕西西安 710065)
摘要:青藏公路长期研究表明,青藏高原多年冻土公路工程空间效应敏感,主要表现为公路空间效
应直接改变下伏冻土地基的天然能量平衡状态,,提出
多年冻土地区公路能量平衡设计理论,研究公路工程建设引发的多年冻土地基能量变化状态,平衡自
然环境变化和工程建设等导致的外界“有害”能量导入与工程处置措施对冻土地基中“有害”能量导出
之间相互关系,,作为多年
冻土公路工程的设计依据,将为青藏高原高速公路的科学设计提供理论支持.
关键词:能量平衡设计;多年冻土;公路工程
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:10000240(2014)04078208
使用年限内缓慢融化.
0 引言
传统的保护冻土措施主要是通过设置一定高度
多年冻土是自然界中与温度密切相关的、工程的路基填土或设置保温材料阻隔外界热量传入,这
危害极大的地基土体[1],中国多年冻土分布面积位在一定条件下可达到保护冻土的目的[6-8].在昆仑
居世界第三,约占国土面积的 %[2].我国的冻山、风火山等低温多年冻土区,高路基下多年冻土
土工程大规模开展研究始于 1973年的青藏高原腹上限基本保持在天然上限水平,路基尺度变化带来
地青藏公路整治改建,到 2007年青藏铁路建设完的热阻效应明显[9-10].但是在北麓河、沱沱河等高
成已取得了大量研究成果[3].青藏公路整治历史表温冻土区,抬高路基对于保护冻土的效果不佳,难
明,由于黑色沥青路面的吸热、封水作用,60%以以保证多年冻土区路基工程的长期稳定性,此类地
上的多年冻土路段都存在不同程度的融化夹层现区的冻土工程设计应由“被动保温”转向“主动降
象[4],80%以上的公路病害都是由热融沉陷引起温”.在青藏公路整治改建工程和青藏铁路工程中,
[4]
的[5].全球气候变暖影响下,青藏高原年平均气温都采用了“冷却路基”
在今后 50a将会上升 ~℃,高原多年冻土热形式的不同,冷却路基措施主要有辐射调控类
[11-12] [13]
区