為了解決凍土的“熱融凍脹”，在青藏鐵路的建設(shè)中，科學(xué)家主要采取了三大對(duì)策。

片石路基

在青藏鐵路沿線，當(dāng)人們看見(jiàn)路面鋪的一層片石時(shí)，也許會(huì)認(rèn)為這是為了增加路基的穩(wěn)定性。其實(shí)，這是解決凍土難題所采取的一個(gè)對(duì)策：片石路基。

在阿爾卑斯山區(qū)曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過(guò)一個(gè)有趣的現(xiàn)象：堆放在一起的石塊層底部的溫度比頂部的溫度低，而且底部還有多年凍土存在。這是石塊空隙中的對(duì)流機(jī)制和熱傳導(dǎo)機(jī)制共同作用的結(jié)果。這給工程技術(shù)人員以很大的啟示。利用這一機(jī)理，青藏鐵路大量采用片石層路基。其做法是，首先用10～30厘米的片石鋪成1.2米厚的片石層，然后鋪30厘米厚的碎石過(guò)渡層，最后在上面按路基高度要求填上土。有了這一層片石，就可利用它的頂面和底面之間的溫差，利用片石層內(nèi)部的傳熱機(jī)理，盡可能多地把外界的冷量帶到下面的多年凍土里，同時(shí)阻擋外界的熱量傳入底部，這樣就增加了多年凍土的冷儲(chǔ)量，達(dá)到了保證多年凍土的熱穩(wěn)定性的目的，從而使路基處于穩(wěn)定狀態(tài)。

路基有時(shí)會(huì)發(fā)生縱向開(kāi)裂現(xiàn)象，這是因路基的陰陽(yáng)坡變形不均勻造成的，也就是說(shuō)，陰陽(yáng)坡吸收的熱量不一樣，造成的路基沉降變形也不一樣。這還是凍土在找麻煩。解決的辦法是，除了為下面的凍土主動(dòng)降溫以外，還要使陰陽(yáng)坡降溫有一定差別。具體做法是，把片石路基的原理用到邊坡上，在施工中把整個(gè)邊坡用一定厚度的片石或者碎石圍護(hù)起來(lái)，整個(gè)路基上下左右都降溫，凍土一下子就踏實(shí)了。

熱棒降溫

在青藏鐵路沿線，人們還可以看到路基兩旁排列著一些高約2米、直徑約15厘米的鋼管，這是什么呢？這就是降溫用的“熱棒”。

何謂“降溫?zé)岚簟保烤褪前岩恍?～12米長(zhǎng)的密封鋼管，在抽真空后注入一定量的制冷劑（青藏鐵路采用的制冷劑是氨水），其原理同電冰箱一樣，把它豎直插進(jìn)路基土體后，依靠?jī)?nèi)部和外部的溫差使它里邊的制冷劑蒸發(fā)冷卻循環(huán)來(lái)為土體降溫。

熱棒具有單向傳熱性能，也就是熱量只能從地下向地上傳熱。冬季，棒內(nèi)的液態(tài)氨由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，帶走熱量，增加路基的儲(chǔ)冷量；夏季，熱棒停止工作，保持凍土低溫，使其不融化。熱棒可以插在坡角、路肩、坡面上，組成不同形式的熱棒路基。凍土在熱棒的作用下安安穩(wěn)穩(wěn)地睡覺(jué)，路基也就變穩(wěn)定了。

以橋代路

可可西里國(guó)家自然保護(hù)區(qū)美麗而神秘，這里雖然沒(méi)有水，沒(méi)有河，人們卻看到，青藏鐵路在這里修建了一座長(zhǎng)達(dá)11.7千米的鐵路大橋——清水河大橋。這是為什么？這就是所謂的“以橋代路”，也是用來(lái)解決凍土問(wèn)題的。青藏鐵路沿線有凍土路段547千米，用“以橋代路”解決凍土問(wèn)題的路段大約有100多千米。

位于楚瑪爾河高平原地區(qū)的清水河附近，這里的凍土不僅不穩(wěn)定，而且含冰量很高，甚至還有厚厚的地下冰層。它自身潛在的巨大危險(xiǎn)再加上全球未來(lái)50年的氣溫升高因素，一旦凍土發(fā)生融化，它對(duì)鐵路的威脅也許只能用“災(zāi)難”來(lái)形容。

“以橋代路”的技術(shù)核心是采用對(duì)凍土熱擾動(dòng)較小、承載力較大的混凝土灌注樁基。青藏鐵路的旱橋橋墩的樁基深達(dá)20～25米，有的甚至達(dá)50多米。因?yàn)闃蚨罩苯由钊氲搅说叵路€(wěn)定的巖石層，最大限度地減少了橋梁基礎(chǔ)同凍土的接觸，鐵路就像飛架在凍土之上，穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)赝休d著火車飛馳向前。

“以橋代路”不僅保證了路基的穩(wěn)定，而且這些橋洞還成為野生動(dòng)物自由遷徙的通道。

在多年凍土上修筑鐵路，對(duì)世界上任何國(guó)家來(lái)說(shuō)，都是一個(gè)大難題。在青藏鐵路的建設(shè)中，我國(guó)的科技工作者經(jīng)過(guò)幾十年的研究和試驗(yàn)，為青藏鐵路在凍土區(qū)的設(shè)計(jì)、施工提供了有力的科學(xué)技術(shù)保障，而且采用全新的技術(shù)手段，破解了世界鐵路建設(shè)史上第一次面臨的大規(guī)模的施工難題，讓青藏鐵路順利穿越險(xiǎn)象環(huán)生的凍土，在世界屋脊開(kāi)出一條無(wú)比壯觀的鋼鐵天路！