摘要：在多年凍土層高等級(jí)公路建設(shè)過(guò)程中，如果采用典型的工程措施可能會(huì)遇到一些問(wèn)題。文章對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，希望能夠?yàn)槎嗄陜鐾翆痈叩燃?jí)公路建設(shè)提供一些參考和幫助。

關(guān)鍵詞：多年凍土層;高等級(jí)公路建設(shè);問(wèn)題對(duì)策

一、引言

寒冷區(qū)域的凍土與人們的工程活動(dòng)之間存在的矛盾，對(duì)于寒冷區(qū)域工程建設(shè)帶來(lái)了一定的困難。多年凍土的區(qū)域中，因?yàn)闉r青混凝土路面有著很強(qiáng)的吸熱作用，所以導(dǎo)致凍土退化的現(xiàn)象更加強(qiáng)烈，這不但會(huì)對(duì)公路路基的穩(wěn)定造成破壞，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致路基的下沉。隨著我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，高等級(jí)公路建設(shè)逐漸向著凍土區(qū)域拓展，因?yàn)閮鐾翆訂?wèn)題而使得公路工程建設(shè)面臨著更多的挑戰(zhàn)。

二、多年凍土層高等級(jí)公路建設(shè)存在的問(wèn)題

路基穩(wěn)定之所以會(huì)出現(xiàn)變化是因?yàn)槁坊鶄鳠岬奶匦?，路基傳熱除了受到凍土層、地質(zhì)條件以及環(huán)境條件的影響之外，也會(huì)受到工程類(lèi)型的影響。在路基熱邊界條件方面，當(dāng)路堤成形之后，道路表面溫度要高于天然地表，這對(duì)于公路來(lái)說(shuō)，在多年凍土層中，瀝青混凝土路面的溫度要高于天然狀態(tài)。對(duì)于多年的凍土區(qū)域中，夏季瀝青混凝土路面溫度要高于天然狀態(tài)10℃左右。在不同的公路建設(shè)工程中，路面吸熱能力和溫度條件差異是導(dǎo)致公路傳熱過(guò)程差異的重要原因。路面條件的不同，吸熱的路徑和強(qiáng)度特性也不同，具體表現(xiàn)為：首先，鐵路的熱量是來(lái)自坡面，公路的熱量則來(lái)自路面，路面的熱量約為坡面的3倍。其次，在吸熱特性上，公路吸熱強(qiáng)度要高于鐵路，同時(shí)鐵路路堤熱流主要處于外側(cè)，公路的熱流則集中在中心，因?yàn)闊崃魉幬恢玫牟煌?，造成的病害也就各不相同。在瀝青混凝土路面中，因?yàn)闊崃骷卸斐傻牟『χ饕税枷?、融沉、坡面塌陷等。相比于普通公路?lái)說(shuō)，高等級(jí)公路在路面加寬之后，路堤底面的吸熱熱流量會(huì)有著較大幅度的增加，從而提升了路基中心的吸熱性，導(dǎo)致多年凍土層退化的速度加快。通過(guò)上述的內(nèi)容可知，高等級(jí)公路的路基聚熱效應(yīng)增強(qiáng)，那么多年凍土層的退化速度急劇增加，所以高等級(jí)公路的凍土工程病害更加嚴(yán)重，對(duì)于高等級(jí)公路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)提出了考驗(yàn)。

三、多年凍土層高等級(jí)公路建設(shè)問(wèn)題的對(duì)策研究

（一）輻射調(diào)控

所謂輻射調(diào)控，就是通過(guò)刷漆、瀝青改良、淺色鋼筋混凝土等方式來(lái)降低路面色度，從而增加反射，獲得降低路面吸熱性的效果。同時(shí)也可采用遮陽(yáng)板、拋碎石護(hù)坡等方式，下面將會(huì)對(duì)這些措施進(jìn)行探討。首先，遮陽(yáng)板主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)輻射的遮擋，從而避免地面因?yàn)樘?yáng)的輻射而升溫。遮陽(yáng)板下空氣對(duì)流換熱的過(guò)程能夠帶走遮陽(yáng)板本身的熱量，同時(shí)，因?yàn)闊焽栊?yīng)導(dǎo)致遮陽(yáng)板中的空氣流動(dòng)，能夠?qū)⒄陉?yáng)板破面溫度保持在低于地表溫度的水平。其次，碎石護(hù)坡降溫主要是因?yàn)樗槭o(hù)坡存在結(jié)構(gòu)孔隙，且這些孔隙之間相互聯(lián)通，能夠?qū)崿F(xiàn)空氣的對(duì)流和隔熱效果，尤其是在季節(jié)交替和晝夜交替時(shí)這種自然對(duì)流和隔熱效果更加的明顯。因?yàn)樗槭瘜又兴槭紦?jù)著主要的空間，所以主要由碎石內(nèi)的自然對(duì)流來(lái)實(shí)現(xiàn)降溫效果?？偟膩?lái)說(shuō)，遮陽(yáng)板下空氣流動(dòng)效果要好于碎石護(hù)坡，從而使得兩者的降溫效能有著一定的差別。

（二）傳導(dǎo)調(diào)控

傳導(dǎo)調(diào)控的措施主要包括了碎石夾層路堤的使用和熱管以及保溫材料的應(yīng)用，保溫材料是指通過(guò)增加路堤內(nèi)部熱阻來(lái)降低公路的吸熱性，從而避免凍土受到影響。保溫處理雖然能夠減少路基吸熱，但卻并不能改變路基吸熱的根本趨勢(shì)。所以在具體的工程中應(yīng)將保溫處理措施與其他措施綜合應(yīng)用，從而發(fā)揮出更好的阻熱效果，同時(shí)也為其他的降溫措施打下重要的基礎(chǔ)。相比于保溫處理措施而言，碎石夾層路堤和熱管是主要的傳導(dǎo)調(diào)控方式。在多年凍土層高等級(jí)公路建設(shè)過(guò)程中，用充分利用工程傳熱的特性，通過(guò)在路堤中進(jìn)行保溫材料的埋設(shè)和碎石夾層的設(shè)置來(lái)減少路面吸熱的下傳，同時(shí)利用熱管來(lái)實(shí)現(xiàn)路基中心的制冷效果，從而實(shí)現(xiàn)多種措施的有效結(jié)合，最大限度避免凍土受到不利影響。

（三）對(duì)流調(diào)控

對(duì)流調(diào)控措施主要包括了塊碎石層和通風(fēng)管，塊碎石層有著單向傳導(dǎo)和對(duì)流的雙重效應(yīng)，通風(fēng)管則是直接和外界之間進(jìn)行對(duì)流換熱。通風(fēng)管主要是埋設(shè)在路基的一定深度位置，并且采取的是垂直路基走向的埋設(shè)方式，這種方式在具體的應(yīng)用過(guò)程中是非常有效的。通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用證明了通風(fēng)管的設(shè)置能夠在第二個(gè)凍融循環(huán)周期進(jìn)行凈放熱，并且這種效能在不斷增加。管徑越大的通風(fēng)管效果越好，通風(fēng)管埋設(shè)位置越低效果越高，除此之外，通風(fēng)管的間距也會(huì)影響其降溫效果。

四、結(jié)語(yǔ)

在工程措施的選用和設(shè)計(jì)中應(yīng)充分重視高等級(jí)公路的傳熱過(guò)程，在路基地溫調(diào)控措施設(shè)計(jì)原則方面，應(yīng)注重對(duì)來(lái)源于路面強(qiáng)烈吸熱熱流的阻擋。在此基礎(chǔ)上，同步進(jìn)行路基中心部位溫度的有效調(diào)控。另外，由于坡面依然存在與鐵路相當(dāng)?shù)奈鼰釤崃髁浚砸矐?yīng)注意坡面調(diào)控措施的應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介： 龔堃，貴州共筑未來(lái)建設(shè)工程有限公司。