青藏公路冻土工程(第一讲).ppt

多年冻土地区公路修筑技术探讨 章金钊 教授级高工 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 寒区道路工程研究所 一、青藏公路简介 青藏公路全长1937km，起点西宁市，经格尔木至拉萨市，被誉为西藏的“生命线”，西藏同胞称之为“金桥”； 青藏公路格尔木至拉萨段1155km ； 高原多年冻土区760多公里，其中多年冻土连续分布区550km； 海拔2800～5231m，4000m以上960多公里； 空气含氧量仅为内地海平面的50%； 平均气温-2～-7℃，每年冻结期达7～8个月，且雨、雪和冰雹不断，加之高原多年冻土区特有的地下冰、冰椎、冰丘及热融湖塘等不良地质件。 青藏公路建设简况 1954年初通 路基高度: 0~0.3m(泥土或砂砾路面) 1956~1958年第次一改建 路基仍不足0.5m (砂砾或泥土路面) 1973~1985年第二次改建 路基高度0.5~1.5m,全线修筑沥青路面 1992~2000年 整治工程(684km) 路基高度1.8~3.5m 修筑SBR改性沥青路面 第一期整治工程(339km),1992~95年 第二期整治工程与零星整治工程(205km/60km)1996~99年 羊八井至拉萨改建工程(80km),2000~01年 2002~2004年 整治改建工程(780km) 路基高度1.8~3.5m ,采用EPS板、XPS板隔热层路基路、热棒制冷路基、碎石坡面、片块石路基和遮阳板路基等新结构试验工程 修筑SBR改性沥青路面 多年冻土地区公路修筑成套技术研究 多年冻土地区公路工程地质研究 多年冻土地区公路病害和机理研究 水、热、力耦合效应与路基路面温度场变化规律研究 多年冻土地区路基稳定性技术研究 多年冻土地区路面设计与施工技术研究 多年冻土地区桥涵工程技术研究 多年冻土地区公路生态环境保护与评价技术研究 多年冻土地区公路养护与维修技术研究 季节性冰冻地区路基路面稳定技术研究 高原（山）地区筑养路职工安全与健康保障研究 多年冻土地区沥青路面耐久性能研究 二、冻土及其特征 ——概念 冻土，一般指温度在0℃或0℃以下并含有冰的岩土和土壤（不含冰的称为寒土）。 多年冻土（永久冻土） ——冻结状态保持在两年至几万年以上的岩土和土壤 季节冻土 ——冻结时间在半月至数月，还有一种短时冻土冻结时间数小时、数日以至半月 二、冻土及其特征 ——多年冻土与季节冻土 多年冻土与季节冻土在冻结过程中的水分迁移有根本区别，因而，对不同类型冻土工程采取的处理措施应不相同。 多年冻土区路基融沉与翻浆的基本原理 季节冻土区路基翻浆基本原理 三、多年冻土分布 ——全球多年冻土分布 全球多年冻土面积约占陆地面积的20%； 其中： 俄罗斯多年冻土面积1000万km2； 加拿大多年冻土面积440万km2； 中国多年冻土面积215万km2； 美国多年冻土面积140万km2； 挪威、芬兰、丹麦、智利等国家也有少量多年冻土。 三、多年冻土分布 ——我国多年冻土分布 我国多年冻土主要分布在青藏高原、东北大小兴安岭及西部零星的高山区。 青藏高原多年冻土属高海拔、低纬度多年冻土，约有147万km2； 大小兴安岭多年冻土属低海拔、高纬度多年冻土； 除多年冻土外，冻深大于50cm的季节冻土约占我国领土的70% 。 四、多年冻土发育的条件 多年冻土的发育主要受海拔高度、纬度的影响，气候、地质地貌、土质、地表植被等小区域条件对其也有较大影响。 欧亚大陆多年冻土南界：北纬62度； 我国东北多年冻土南界：北纬47~49度； 年平均气温：0 ~ ± 1.0℃ 四、多年冻土分布的条件 多年冻土的发育主要受海拔高度、纬度的影响，气候、地质地貌、土质、地表植被等小区域条件对其也有较大影响。 阿尔泰山多年冻土下界：2200m； 喜玛拉雅山多年冻土下界：4900m； 青藏公路沿线多年冻土下界：4150m（北）~4535m(南） 年平均气温：-2.0 ~ -3.6℃ 五、冻土工程分类 按冻土含冰量（融沉性）分： 少冰冻土、多冰冻土（低含冰量冻土） 、 富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层（高含冰量冻土） 按年平均地温分： 高温冻土、低温冻土（主要以路基病害程度为依据） 六、多年冻土地区路基设计理念与原则 保护冻土：保持多年冻土天然上限不下降 六、多年冻土地区路基设计理念与原则 破坏冻土：预融化多年冻土或将冻土清除 六、多年冻土地区路基设计理念与原则 控制冻土融化速率：使多年冻土天然上限下降速率在路面