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高原冻土区公路路基病害及工程对策

2017-03-05汪双杰金龙穆柯朱东鹏陈冬根董元宏

中国工程科学 2017年6期

汪双杰,金龙,穆柯,朱东鹏,陈冬根,董元宏

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司 国家高寒高海拔地区道路工程安全与健康国家重点实验室,西安 710075)

一、前言

青藏公路是中国西部地区重要的物资运输通道,由北至南穿过气候严寒、生态环境恶劣、地质条件复杂的多年冻土区,根据国家交通运输部的数据,多年冻土连续分布区为528.5 km,公路沿线海拔为4 000~5 231 m;年平均气温为–7~–2℃;年平均太阳总辐射量超过8 000 MJ/m2,约为内地辐射量的5倍;每年冻结期达7~8个月。在该地区修筑沥青路面后,受路面吸热影响,路基下多年冻土不断退化为高含水量季节冻土,往复的冻融效应严重削弱了路基的强度。在一定时间内,造成诸如冻胀、翻浆、沉陷等病害,危害道路的行车安全。

对于多年冻土区道路的病害问题,现有研究成果主要集中在病害产生机理、影响因素、冻土本构模型等方面[1~6],部分研究从调节路基高度、主动制冷、被动阻热等角度出发提出了相应的处治措施[7~13]。一些研究确定了多年冻土道路病害的主要影响因素[14~17],并提出了相应的处治措施,其成果大都已被青藏公路实体工程所采纳。但对于病害的产生时间、多因素影响下路基平均使用寿命等问题研究较少。多年冻土区的道路病害具有显著的时间效应,即在不同年平均地温、含冰量、冻土上限退化速率等情况下,道路病害的发生、恶化具有一定的周期性,其使用年限与上述几种因素密切相关。笔者从冻土路基病害的时间效应出发,基于青藏公路沿线的长期监测数据,确定年平均地温、冻土上限退化速率、含冰量对道路使用年限的影响,并对各类特殊路基的病害现状进行现场调查,评价各类特殊路基的适用条件及处治效果。……

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