发卡式热棒―隔热层复合路基应用技术研究.pdfVIP

第33卷第l期 O 中 外 公路 2 1 3年2月 43 文章编号：167l一2579(ZOl3)Ol—0043一04 发卡式热棒一隔热层复合路基应用技术研究 毛小丽1。樊凯k2，袁垄h2，朱东鹏h2 (1。中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安7l0075； 2。中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室) 摘要：基于已有单一路基调控措施作用效果分析，提出发卡式热棒——隔热层复合路基 调控工程措施，对复合调控措施作用机理、发卡式热棒结构设计、复合调控措施路基结构设计 等进行了探讨，介绍了复合调控工程措施实体试验工程监测方案、施工过程及施工质量控制 要点，观测数据表明：复合路基调控工程措施是将隔热层有较大热阻，能减少路基体暖季吸 热，热棒冷季能主动对流换热冷却路基的各自的积极因素进行综合利用，在降低路基温度场 方面效果明显，达到全年减少路基体吸热的积极作用，有利于保持多年冻土路基稳定。 关键词：发卡式热棒；多年冻土；复合调控路基；结构设计；施工质量控制 多年冻土是非常复杂的特殊地质体，随着科研的 设置了两个区段的试验工程，均为铅直热棒，间距4 深入和深化，在青藏公路整治改建中，已试验采用了一 m，分单侧设置和双侧设置两种形式。 系列保护多年冻土路基稳定的工程措施，如隔热层路 研究表明：热棒暖季一般不工作，冷季工作显著， 基、遮阳板路基、热棒路基、碎石片块石路基、通风管路 每年lo月中旬到次年的3月中旬处于工作状态，次年 基等，这些工程措施从传热角度分别对传人路基的热 的3月下旬到同年的lO月上旬处于非工作状态。在 量进行辐射调控、对流换热调控和热传导调控，其中有 工作周期内。热棒通过工作介质的对流循环把冷量带 被动保护冻土的措施，也有主动降温保护冻土的措施， 人路基土体，工作方式是波动式而不是连续的，只在外 不同的工程措施适用于不同的冻土地温条件及地质条 界温度比路基体温度低，且达到热棒启动温差时才工 件，其保护冻土的效果也有差异。这些特殊工程措施 作，实际工作时间约为工作周期的2／3。热棒调控路 对于调控冻土地温，治理路基病害，改善路基结构形 基温度场的作用效果显著，有效影响范围大约为2m， 式，保持路基稳定起到了积极作用，调控措施的作用效 最大影响范围大约为8m，且离热棒越远其影响越小。 果明显，所经区段公路病害得到了很大程度的治理，道 在其影响范围内热棒能大大地提高冻土的上限，延长 路通行条件得到很大改善和提高。 冻土的冻结时间，对保护冻土路基的稳定性有积极的 运营观测表明：受施工条件和施工质量控制影响， 作用。 受相关工程措施作用时效性、作用机理等限制，部分路 1．2隔热层路基应用效果分析 段病害整治后又损害，道路病害在整治路段反复发生， 为了进一步研究隔热层路基在多年冻土区路基中 单一的工程措施已不能治理发展严重的路基病害。 的隔热效果，2002—2004年青藏公路整治改建工程， 在昆仑山垭口、斜水河、清水河共3个区段设置了4段 1 热棒路基和隔热层路基应用效果 隔热层路基试验段。 分析 研究表明：在路基中加铺工业隔热材料能在不过 高增加路基高度的情况下增大路基热阻，大大减少传 1．1热棒路基应用效果分析