基于XPS板隔热层的多年冻土区路基温度特性分析
多年冻土地区公路路基阴阳路肩温度变化比较
青海交通科技2020—4多年冻土地区公路路基阴阳路肩温度变化比较黄阿妮（青海省交通科学研究院西宁810016）摘要针对处于多年冻土地区沥青路面下公路路基温度变化情况，本文分析了路面以下、天然地表（原地面）以下及阴阳路肩温度变化情况，比较了阴阳路肩平均温度、变化幅度及年平均温度，发现普通路基存在比较明显的阴阳坡效应，阳坡升温幅度、升温速率及冻土上限始终高于阴坡。
关键词多年冻土公路温度阴阳坡效应Comparison of temperaturr variation ofstady and sunny slopesUoulyer of highway subgrade in permafrost regionAni Huang(Qinghai Research Institute of Transportation# Xining810016# China) Abstract For highway subgrade with the temperature ot asphalt pavement in permafrost mgion,this papea analyzes the mad surface,natural surface(origin gmund)with the following temperature changes and shouldea ot shddy and sunny slope,compared average temperature,amplitude ot venation changes the annual average temperature.Il is found that with common subgrade,there is obvious shady and sunny slope etect,the amplitude of verig-tion,warming rate,and permafrost upper limit of sunny slope is always higher than that in shady slope.Key wodt Permafrost;Highway;Temperature;Shady and sunny slope effect1引言冻土在我国乃至世界都占有很大的面积,在冻土地区修筑公路工程对冻土有较大的扰动，破坏了冻土区热交换环境，影响了冻土的发育，使地表与大气之间的热交换条件受到干扰，打破能量平衡环境%公路工程的施工建设使公路路基中的地温场重新分布［1-3］，尤其是公路建设中，路基因路线走向产生阴阳坡，路基阴阳坡的存在使不同的坡向受热存在较大的差异,致使路基不同的坡面地温相差较大,不管是高温冻土还是低温冻土区,这一现象在公路工程建设中均以常态化存在⑷％这种常态化的地温差异严重影响着冻土的发育和冻土盆能量的储存,致使路基两侧的冻融状态不平衡，随着公路工程的长期运营，这种不平衡冻融状态使不同坡向的路基产生不均匀沉降，甚至破坏［5-7］，严重影响着公路交通的可持续发展％在青藏高原地区，黑色化路面已普遍存在，高原地区的强紫外线使黑色化路面吸热加剧，路基温度高于低海拔地区，黑色化路面成为影响青藏高原地区冻土发育的主要因素之一％黑色沥青路面铺筑后却导致路基病害的大量产生［8］，其主要原因是:首先由于沥青路面的强吸热性，改变了条状路基下冻土的稳定环境;再次由于高原地区沥青路面具有封闭效应，使路面以下路基中的水分无法传递蒸发,冻土中的热交换环境得到破坏，水分及热量封闭于路,变路与冻土的衡关系，因此,在进行青藏高原多年冻土地区设计、建设时,应根据现场区域及气候环境,科学选择公路路面类型，综合考虑公路后期养护条件等多种因素最终加以确定％本文依据青藏高原冻土地区路基低温监测数据,科学分析,合理总结其路面以下、天然地表（原地面）以下及阴阳路肩温度变化情况％2监测方案［作者简介］黄阿妮（1974-"女,工程师，主要研究方向:公路工程63黄阿妮 多年冻土地区公路路基阴阳路肩温度变化比较上图为位于多年冻土地区的公路路基，路基宽 面%度12- 25m ，高2- 5m ,边坡坡度为1 ：2，路面为沥青路竖向热敏电阻串布置示意图0. 5米0. 5米◎◎◎◎◎ ◎◎◎◎◎◎◎◎◎路基宽度◎◎◎◎◎◎◎©路肩孔中心孔D\40钢管路尚礼 坡脚扎 天然扎DN40PVC 管图2地气热交换路基温度监测在青藏高原地区公路路基地温监测时,依据路宽度布设监测孔位5个，为路中孔（深20米）、路 孑L （深15米）、脚孔（深10米） 孔（深20米），度探头为每0.5m 或1m 布设一个，每集1至2，时间为14 ：00 %3结果分析图3为路面下0. 5m 处阴阳坡路肩温度随着时 间的变，可以发 阳坡路肩的地温年变化同样呈正弦 布，阴阳 路肩每年7月~8月达到最高温， 路 在2015年~2018年最高 •别为9. 75、10.67、10.46和12.21i ，阳坡路肩在2015 年 ~2018 年最高温分别 11.47、10.42、14- 59和11.72i ；在每年1月~2月达到最低温， 路肩在2015年-2018年最低温分别为9- 14、一 9- 69、-7. 14和-9. 29i ，阳坡路肩在2015年~ 2018年最低温分别为-6- 79、- 7. 95、- 7. 4 和 - 8- 65i ，发 阳坡路肩在 差 较明显， 路 .度小于阳坡路肩，但在暖季，其差别不是特别明显。
多年冻土地区公路填方路基设计过程与方法
收稿日期：2011－07－11作者简介：任玉林（1962－），男，陕西榆林人。
高级工程师，主要从事公路路基勘察设计相关工作。
E-mail ：houhuailiang @ 。
多年冻土地区公路填方路基设计过程与方法任玉林，侯怀亮（中交第一公路勘察设计研究院，西安710075）摘要：多年冻土公路路基是公路工程特殊路基的一种，通过对以往多年冻土路基填方处理设计方法的总结与介绍，提出一般多年冻土路基填方设计的简要技术路线。
同时指出《公路路基设计规范》（JTG D30－2004）中存在的问题，以及使用数值模拟计算成果用于设计的风险，提出多年冻土区高等级公路建设面临的新问题。
关键词：一般多年冻土；填方路基；设计方法中图分类号：U416.1+68文献标志码：A 文章编号：1003－8825（2012）02－0128－030引言我国多年冻土主要分布在东北和西北地区，随着西部大开发战略的不断深入和东北振兴计划的推进，近年来多年冻土地区的公路建设里程逐年增加。
特别是青藏高原所属的高寒海拔地区的公路建设近年来表现出跨越式的发展需求，从建设环境来讲建设区大多是地势平缓，公路建设以填方为主。
因此多年冻土地区公路填方路基的设计成为公路建设路基设计的重要内容［1－5］。
1多年冻土地区公路工程建设标准以往我国多年冻土地区的等级公路主要以三级为主，随着近年来改建工作不断深入，部分国道的部分路段基本达到二级公路标准。
具有代表性的有109国道格尔木至拉萨段，214国道共和至玉树段等部分路段。
二、三级公路的几个重要特点是公路构筑物较少，防灾能力有限，路基宽度较窄。
我国在多年冻土区的公路科研试验和经验成果也是以以上公路为重点而开展的。
2多年冻土地区公路填方路基变形特点及设计原则2.1多年冻土地区填方路基变形特点我国现有经验总结和早期观测资料主要以三级公路为主，老路路基高度普遍低，路基病害大部分为热融沉降变形，即冻土路基下地温逐年升高，地下冰融化，多年冻土上限下降所致。
XPS板隔热层在多年冻土区公路路基中的应用_毛小丽
进行一次重锤夯实，夯实宽度 8 m，以减少路基不均 匀沉降，挖台阶后全部用砂砾或石碴填筑； 当陡坡或 半填半挖路基填方高度大于 5 m 时，在开挖台阶碾压 层从上到 下 连 续 铺 设 四 层 塑 钢 土 工 格 栅，间 距 为 1 m； 路面结构层以下 30 cm 铺设 XPS 板隔热层，厚度 8 cm，采用 4 cm + 4 cm 双层错缝布设 。如图 4 所示 。
［1 ］
。早期，由于当时缺
乏对多年冻土及其工程防治措施的认识，遇到多年冻 土路段时，按一般沼泽地段施工常用的挖淤换填的处 置方法处理，结果造成多年冻土大面积暴露融化，导 致了以后的工程冻害隐患
［2 ］
。1972 年至 1985 年为了
改善通往拉萨的生命线青藏公路的行车条件，先后进 行了二期改建，主要进行路基加宽和路面黑色化建 设 。上世纪 90 年代以来实施的青藏公路一期 、 二期 整治工程，局部路段抬高路基保护多年冻土，原有道 路病害得到一定程度治理，但在高原环境条件下，高 路基路堤阴阳坡面吸热的巨大差异又进而引发阳坡侧 路基人为上限下降，并造成阳坡侧路基的纵向裂缝， 路基的纵向不对称变形加剧
+ 中图分类号： U416. 1 68
摘
文献标志码： B
文章编号： 1003 － 8825 （ 2012 ） 04 － 0015 － 05 工程，立足通畅，主要改善交通的舒适性和安全性 。 2011 年，我国首条穿越高原多年冻土区的高速 公路国道 214 线 “共和至玉树高速公路 ” 项目开工建 设，路幅路面较宽的高速公路，对路基的热干扰较路 幅较窄的二级及以下公路更为严重和复杂，其路基中 心的 “聚热效应 ” 将更为显著，如何保证高速公路 路基稳定是项目建设无法回避的问题 。 本文在青藏公路多年冻土科研成果的基础上，提 出了一套从源头上减少路基本体吸热 、 调控高速公路 宽幅沥青路面下路基温度场的工程技术，用以保持多 年冻土路基稳定 。 1 路基主要病害分析 尽管地表发生着包括辐射 、 对流 、 传导 、 湍流等 复杂的热交换过程，且传热形式多样，过程复杂，但 最终结果无非是地表吸热或散热
浅析多年冻土路段路基施工的注意事项及处理措施
浅析多年冻土路段路基施工的注意事项及处理措施山雪兰（青海省海南天和路桥公司海南州813000）本文依托青海省共和至玉树（结古）公路改扩建工程施工GYII-SGD5合同段为背景，该项目沿线气候严寒、地势高耸，属高寒大陆性半干旱气候，气候多变，年平均气温-4.2℃，极端最低气温-48.1℃。
因此沿线季节性冻土分布比较广泛。
针对该项目中多年冻土区工程地质条件的复杂性，简要阐述多年冻土路段路基施工应注意的一些事项及本项目中采取的几种处理方法。
1 冻土路段路基施工的注意事项1.1施工前根据设计文件进行冻土地段的工程地质的现场检查和实地核对,检查沿线冻土分布、类型、冻土上下限、冰层上限、地面水、地下水以及有无其他如热融（湖、塘）、冰丘、冰堆等不良地质地段。
1.2核对土石工程类别及其分布，了解集中取土地点的位置及分散取土坑的分布情况，进行填料复查和试验；调查冻土路堑、路堤和站场的施工环境、弃土位置、填料来源和运土条件。
1.3对冻土路堑在开挖前核对查明冻土的类型、分布以及冻土的岩性成份和温度特征。
地质条件不符的，会同设计单位修改完善设计文件。
1.4路堑开挖前要正确标出边界线，按设计要求做好堑顶及路堑土石方施工排水系统，防止地表水和冻结层上水流入路堑。
1.5高含冰量冻土路堑应在9、10、11月和3、4、5月进行开挖，在6月底前完成基底和边坡的换填和保温层施工；低含冰量冻土路堑及石质冻土路堑在寒、暖季均可施工。
但表层严重风化的高含冰量石质冻土路堑宜在寒季进行开挖，暖季早期完成边坡的换填处理。
2多年冻土路段的几种处理方法本项目多年冻土路段主要采取填方路基、片块石通风路基、XPS板路基，热棒- XPS 板复合式路基等工程措施。
2.1填方路基对于少冰、多冰多年冻土区，路基填高以不小于1.8m控制，在未通过水草沼泽时，填筑30cm砂砾（或石渣）或换填80cm砂砾（或石渣），通过水草沼泽时，填筑50cm砂砾（或石渣），采用重型碾压，并冲击碾压25遍补强，然后填筑30cm 砂砾及路基填土，其上布设塑钢土工格栅。
多年冻土区聚苯乙烯隔热公路路基温度场数值分析
在 Ｅ Ｓ板 下 ， Ｐ 路基温度都为 负温 ， 明 Ｅ Ｓ有效 阻止 了边坡和路 面传入 的热量． 说 Ｐ 因此 ， 如果要修筑 Ｅ Ｓ隔热路 基 ， Ｐ 应
将 Ｅ Ｓ板 铺 设 于路 堤 底 部 ． Ｐ
关 键 词 ：多年 冻 土 ； Ｐ ； 基 温 度 场 ； 值 模 拟 ＥＳ 路 数
中图分类号 ：Ｕ １． ４６１
ｒ ａ ｂｅ ｎ ｐｅ ａ ｒ ｓ ｅ ｉ ｎ ｏ ｄ ｄ ｉ ｒ ｆ ｏ ｔｒ ｇ ０ ｍ
ＨＯ ｈ ．ｕｎ Ｂ Ａ ｉｎ ＷＡ Ｇ Ｓ ｕ ｎ－ｅ Ｕ Ｓ ｕｇａ ｇ， Ｉ Ｎ Ｊ ｇ ， Ｎ ｈ ａｇｊ ａ ｉ
（ ．Ｃ ｌ ｇ ｉｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｎ ｎ ｎ ｎｖｒｔ ｏ Ｔ ｃｎｌｇ ， ａｊ ｇ２０ ０ Ｃ ｉａ １ ｏ ｅｅｏ Ｃｖ ｇ ｅｉ ， ａｊ ｇＵ ｉｅ ｉ ｅｈ ｏ ｙ Ｎ ｎ ｎ １０９， ｈｎ ； ｌ ｆ ｉＥ ｎ ｎ ｉ ｓｙｆ ｏ ｉ
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第２ ９卷第 １期
２０ ０ ７年 １月
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京
工
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大
学
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报
Ｖ ｌ２ ． ｏ ｜ ９ Ｎｏ １
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ Ｏ Ｆ ＮＡＮＪＮＧ ＵＮＩ ＲＳＴ ＯＦ Ｔ Ｃ Ｉ ＶＥ Ｉ Ｙ Ｅ ＨＮＯ ＯＧ Ｌ Ｙ
Ｊｎ ０ ７ ａ ．２ ｏ
ＥＰ ｈ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｉ ｅ ａｉｅ，ｗｈ ｃ ｈ ｗｓｔ ａ Ｓ ｔ ｅ ｔ ｍｐ ｒ ｔｒ ｓｎ ｇ ｔｖ ｉｈ ｓ ｏ ｈ ｔＥＰＳ ｅ ｅ ｔ ｅｙ ｐ ｅ ｅ ｔ ｅ ｔｅ ｃ ａ ｇ ｒｍ ｕ ｇ ａ ｅ ｓｏ ｄ ｆ ｃ ｉ ｌ ｒｖ ｎ ｓｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ｆｏ ｓ ｂ ｄ ｌｐ ａ ｖ ｒ ｅ ｎ ｐａ ｅ ｎ ｕ ｆ ｃ ｖ ｍｅ ｔｓ ｒａ ｅ，ｓ ｏ ＥＰＳ ｓ ｕ ｄ ｂ ｌ ｃ ｄ ａ ｈ ｏｔ ｍ ｆｓ ｂ ａ ｅ ｉ ｏ ｓｒ ｃ ｉｎ． ｈｏ ｌ ｅ ｐ ａ ｅ ｔｔ ｅ ｂ ｔ ｏ ｏ ｕ ｇ ｄ ｎ ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｒ ｏ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ｅ ａ ｒ ｓ ；ＥＰ ｄ ｐ ｒ ｆ ｏｔ ｍ Ｓ；ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｅｄ ｏ ｏ ｄ ｅ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｆ ｌ ｆｒ ａ ｂ ｄ；ｎ ｍｅ ｃ ｉ ｌｔｏ ｉ ｕ ｒ ａ ｓｍｕ ａｉｎ ｉ ｌ
多年冻土区水泥混凝土路面下冻土路基温度场数值分析_王大鹏
高温极不稳定多年冻土段 -0.1 1.7
阴坡 0.5 1.2 1.5
水泥路面 沥青路面
1.5
3.7
2.5
4.6
2.7
4.9
对于计算模型 AH 及FG 边界 , 其边界条件为 :
T n
=0
(x
,
y)∈
AH
∪
FG
。
(2)
第 1 期 王大鹏 , 等 :多年冻土区水泥混凝土路面下冻土路基温度场数值分析 47
度的函数 , 又因研究对象含水量不高 , 可以忽略融化过
程中的对流作用 、质量迁移 、水热蒸发和其他作用 。冻
土中温度 T (x , y , t )应满 足带相变 的热传导 微分方 程[ 5 -6] :
冻结区 :
Cf
Tf = tx
λf
Tf x
+y
λf
Tf y
,
未冻结区 :
(4)
Cu
Tu = tx
λu
多年冻土区水泥混凝土路面下 冻土路基温度场数值分析
王大鹏1,2 , 傅 智2 , 易 洪3 , 房建宏4 , 李焕青4
(1.东南大 学 , 江苏 南京 210096;2.交通部公路科 学研究院 , 北京 100088; 3.交通部管理干部学院 , 北京 065201;4.青海省公路科研勘测设计院 , 青海 西宁 810001)
面层温度 , 并根据观测温度的变化特征及青藏高原气
候变暖的影响 , 将下附面层底的温度变化拟合成如下
三角函数形式[ 3 -4] :
f(t)=t0 +R0 t +A0 sin
2π 8 760
t
-
3 5
π
,
多年冻土区青藏公路路基边界温度及计算模型研究
多年冻土区青藏公路路基边界温度及计算模型研究
易鑫;胡达;喻文兵;刘伟博
【期刊名称】《冰川冻土》
【年(卷),期】2017(39)2
【摘要】温度边界是冻土工程模拟中重要的边界条件之一。
依据青藏公路多年冻土段不同走向路基断面表层温度的连续观测数据,分析了青藏工程走廊内路基实测的边界温度特征。
结果表明:走向为W8°S的断面阴阳坡温差最大为5.81℃,走向为W34°S的断面坡面温差为5.68℃,走向为W86°S度的断面坡面温差为1.38℃,说明高原上无论路基走向如何,路基两侧坡面都存在温度差异,因此,两侧必须采取差异设计,以减少路基温度的不对称。
同时,根据路基接收太阳能辐射反演路面及边坡表面温度,提出了工程热边界的简化计算模型,并将模型计算结果与实测数据进行对比,两者吻合较好。
【总页数】7页(P336-342)
【作者】易鑫;胡达;喻文兵;刘伟博
【作者单位】中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室;中国科学院大学
【正文语种】中文
【中图分类】U416.168
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5.多年冻土区管道通风路基温度边界条件及温度场实测研究
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7-多年冻土地区路基设计指南-7
图 2-1 一般路基横断面图 第 2.2.2 条 路基设计按保护冻土的设计原则进行设计， 应通过计算确定路
基临界高度确定路基设计高度。 沥青路面下路基临界高度： H 沥=2.87-0.44h 天 沥青路面下路基设计高度 H 设= H 沥 +S+△H 式中：H 沥─沥青路面下路基临界高度（米） ； h 天─多年冻土天然上限（米） ； H 设─沥青路面下路基设计高度（米） ； S─多年冻土天然上限以上土层和路基填土压密沉降量（米） ；
以“保护冻土”为原则；高温多年冻土地区路基设计以“控制融化速率”为原则， 采用“主动降温与被动保护相结合、保护冻土路基与保护冻土环境相结合”的工 程措施，路基临界高度不再是高温多年冻土区路基设计的主要控南
2
2.1 一般规定
路基设计
第 2.1.1 条 多年冻土区公路路基设计应以完善、 准确、 可靠的工程地质勘 测资料为依据，充分考虑冻土条件，并尽量减少对多年冻土的热干扰，采取有效 的工程措施，确保路基的稳定性。 第 2.1.2 条 多年冻土地区路基设计原则， 要依据区内冻土分布的多样性和 变化的复杂性以及路面类型而定， 同时要考虑到全球气候周期性波动对冻土路基 的影响，故在设计冻土路基时不宜采用单一的原则，而是要根据冻土区内气候、 冻土条件与道路工程建设的技术经济可行性与合理性，采用不同的设计原则。 第 2.1.3 条 设计原则的应用既要正确确定应用对象与应用范围， 又要认真 确定合理路基高度及对应的路面类型。 第 2.1.4 条 由于多年冻土融化引起的道路路基不均匀下沉是影响路基设
多年冻土地区路基设计指南
1
总则
第 1.0.1 条 本设计指南依据部颁 《公路工程技术标准》 和多年冻土地区公 路工程设计任务，并参考《公路路基设计规范》和其他多年冻土地区研究成果中 所确定的原则编制，其目的是指导多年冻土区公路路基设计。 第 1.0.2 条 多年冻土地区路基工程设计中， 为确保路基稳定， 使路基设计 经济合理，降低全寿命成本。应根据“有的放矢、合理经济”的设计原则，对不 同的冻土类型，分别采用不同的设计方法。 第 1.0.3 条 公路路基宽度设计原则上按 《公路工程技术标准》 级公路标准
挤塑泡沫保温隔热板在冻土区道路工程中的应用
而采 用在道 路结构 中铺 设挤塑 泡沫保 温 隔热层 （ ） 板 的
方法 可能是 一种较 为 简单有效 的方法 。本 文 以某 冻土
区道路 试验 工程 为例 ， 要论 述 挤 塑 泡沫 保 温 隔热 板 简
在消 除冻土 区道路 冻 害 的应 用 情 况 ， 以期 为 冻 土 区道 路建 设提供 一种 可供选 择 的方 法 。
部路 基 土体 ， 为隔 断 由路 面结 构 传 向路 基 的冷 热变 人
化 ， 道 路 使 用 年 限 内 使 路 基 温 度 场 处 于 相 对 热 稳 定 在
状态 ， 从而起 到保 护 冻 土 ， 到消 除 道路 冻 害 的 目的。 达 研究 表 明 ， 多年 冻 土 的地 温剖 面 表 现 为介 于 各 土层 深度 最 高和最 低温度形 成 的包络线 之 问的动 态变化 曲 线 ， 高温 度 包 络线 等 于 冻结 温 度 （ 常 为０℃ ） 最 通 处深 度 即为 多年 冻 土 上 限位 置 。在 没 有 铺 设 保 温 隔热 层 时， 最高 、 最低 温 度包 络 线 通 常 呈 较 为光 滑 的连 续 曲 线， 当铺设 保温 隔热层 后 ， 如果外 界太 阳辐射 、 度场 、 温
目前 多采用 热棒制 冷路 基 、 石坡面路 基 、 碎 片块石 碎石 通风路 基 、 热遮 阳板 路 基 、 风 管路 基 等 工程 措 施 。 隔 通
差， 由此 决定 了保温 隔热 层 下 部 土体 温 度 的年 振 幅 的
降低 ， 即最 高温 度 、 最低 温 度 包络 线 之 间 的范 围缩减 。 在 这种情 况下 ， 高温 度包 络 线 与深 度 轴 相 交 于相 对 最 较 高 的深度 ， 即多 年冻土 的上 限位置被 抬高 ， 这就是 铺 设 保温 隔热层 保护 多年 冻土 的基 本原 理 。
冻土地区路基工程中隔热材料埋设位置的探讨
根据我国东北及青藏铁路风火山地区路基试验工程的实践结合现场数十年的观测结果提出了选用聚苯乙烯泡沫塑料板隔热材料的最优厚度和最佳埋置深度
冻土地区路基工程中隔热材料埋设位置的探讨
冻土地区路基工程中隔热材料埋设位置的探讨
根据我国东北及青藏铁路风火山地区路基试验工程的实践,结合现场数十年的观测结果,提出了选用聚苯乙烯泡沫塑料板隔热材料的最优厚度和最佳埋置深度.仅供青藏铁路施工时参考.
利用EPS板处理高寒地区软土路基冻害的方法
利用EPS板处理高寒地区软土路基冻害的方法
林敏;刘文白;苏跃宏
【期刊名称】《内蒙古公路与运输》
【年(卷),期】2002(000)001
【摘要】EPS板即聚苯乙烯泡沫塑料板,是建筑上常用的保温材料.文章研究了利用其隔温性能降低冰冻深度,减少因填筑路基引起的地表下永冻层溶解而产生的沉降,解决了高寒地区软土路段路基冻害的问题.
【总页数】2页(P10-11)
【作者】林敏;刘文白;苏跃宏
【作者单位】内蒙古工业大学,建筑工程学院,呼和浩特,010062;内蒙古工业大学,建筑工程学院,呼和浩特,010062;内蒙古工业大学,建筑工程学院,呼和浩特,010062【正文语种】中文
【中图分类】U416.1+68
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关于岛状冻土区公路路基设计方案研究
关于岛状冻土区公路路基设计方案研究摘要：本文主要以黑龙江省和内蒙古自治区交界处的大兴安岭西坡丘陵岛状冻土区的冻土为主要研究对象，根据该区域内的水文气象、地形地貌及地质构造和地层岩性等资料，提出在不同条件下的冻土路基详细设计方案。
关键词：岛状冻土区；公路路基；设计方案研究；冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。
一般可分为季节性冻土和多年冻土。
冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。
正由于这些特征，在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险，冻胀和融沉，而这都将对公路的建设及运营具有深渊的影响。
在我国黑龙江省和内蒙古自治区交界处的大兴安岭西坡丘陵岛状冻土区的冻土完全不同于我国高原冻土区的冻土，由于其所处大兴安岭林区，山体及地表植被茂密，地表水系、河网发育，河谷较开阔，丰水期湿地、水塘众生，地貌类型根据其成因和地貌特征可划分为河谷平原区和中、低山丘陵区，所以根据以上自然条件就形成了本区域冻土特有的特性；本区域冻土属于典型的大兴安岭西坡丘陵岛状冻土，主要分布在低洼沟谷的沼泽湿地和河谷阶地背阴地带，其受到工程干扰及气温升高的影响，造成冻土融化与封冻交替产生，故冻土路基如果处理不当就会引发路基融沉、路面沉陷、裂缝翻浆等灾害，严重影响公路的稳定性。
1季节性冻土设计方案本区域内的季节性冻土基本在地表3.5m以内，春夏季产生融沉，冬季会发生冻胀。
因每个区域地质情况不一样，冻胀程度有强弱之分，根据我们相关试验报告显示，季节性冻土在冻前天然含水率一般在18.2～88.0%之间，塑限在15.0～68.0%之间，冰冻前地下水位至地表距离小于1.5～1.8m，平均冻胀率在6～12%之间。
此规模的冻土危害均在可控范围内，采取一定的工程措施可以减轻或避免，具体详细设计方案如下：1.1当季节性冻土厚度小于等于3.0m时，建议采取清淤换填处理措施；对于地下水位较高、地表有积水的路段可采用换填块片石和砂砾处理。
1.2 当季节性冻土厚度大于等于3.0m时，建议清除表层的草皮、腐殖土及灌木根系，然后在其上抛填块片石，采用顶面强夯处理措施。
多年冻土区XPS保温板路基的顶面弯沉控制方法
多年冻土区XPS保温板路基的顶面弯沉控制方法张会建;董元宏;多吉罗布;朱东鹏;符进【摘要】为解决多年冻土区路基中铺设XPS保温板引起的弯沉超标问题,采用数值方法研究XPS保温板自身材质、下承层模量和埋设深度等因素对XPS保温板路基弯沉的影响规律.基于计算结果,提出满足弯沉控制的XPS保温板铺设的必要条件,并通过试验路段进行验证.结果表明:XPS保温板路基顶面弯沉随XPS保温板模量、下承层模量、XPS保温板埋深的增大而减小,且呈线性关系,XPS保温板自身材质和下承层模量对XPS保温板路基顶面弯沉影响较为显著.【期刊名称】《筑路机械与施工机械化》【年(卷),期】2019(036)005【总页数】7页(P125-130,134)【关键词】道路工程;弯沉;数值分析;XPS保温板路基【作者】张会建;董元宏;多吉罗布;朱东鹏;符进【作者单位】中交第一公路勘察设计研究院有限公司高寒高海拔地区道路工程安全与健康国家重点实验室,陕西西安 710068;中交第一公路勘察设计研究院有限公司高寒高海拔地区道路工程安全与健康国家重点实验室,陕西西安 710068;西藏天路股份有限公司,西藏拉萨 850000;中交第一公路勘察设计研究院有限公司高寒高海拔地区道路工程安全与健康国家重点实验室,陕西西安 710068;中交第一公路勘察设计研究院有限公司高寒高海拔地区道路工程安全与健康国家重点实验室,陕西西安 710068【正文语种】中文【中图分类】U416.10 引言保温法是在路基内加铺一层保温材料，利用保温材料的低导热性（高热阻）阻止上部热量进入下部土层，从而起到保护多年冻土的作用，是一种最早用于多年冻土区的地温调控措施［1－3］。
保温材料先后出现了聚氨酯（PU）板、聚苯乙烯泡沫（EPS）板［4－5］和挤塑式聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）板［6］。
对于道路工程而言，要求保温材料既要具有一定的热阻，又要有较高的强度，XPS板以其优良的阻热率和抗压强度逐步取代了PU 板和EPS板［7－8］。
浅谈热棒、XPS保温板在多年冻土路基中的应用
浅谈热棒、XPS保温板在多年冻土路基中的应用魏秉鸿;孙志玲【摘要】介绍了热棒、XPS板的工作原理、作用,分析了热棒、XPS板在施工中的技术要求,实践证明,应用热棒、XPS板解决了基础冻胀、融沉等热力过程中的许多问题,保障了多年冻土地区路基的稳定.【期刊名称】《青海交通科技》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】2页(P33-34)【关键词】道路工程;热棒、XPS板冻土路基保护;工作原理【作者】魏秉鸿;孙志玲【作者单位】青海第三路桥建设有限公司西宁 810008;青海路桥建设股份有限公司西宁 810008【正文语种】中文1 前言214线巴颜喀拉山区全长72km，平均海拔4600m，是长江、黄河的分水岭，全年平均气温低于－2℃，由于受高海拔和平均气温低的影响，沿线广泛发育多年冻土，多年冻土路段60km，巴颜喀拉垭口最高海拔点4824m，最低海拔点4482m，多年冻土对路基和涵洞的破坏较为严重，路基融沉、边坡滑塌、涵洞变形等各种破坏现象随处可见。
其中214线高速公路在富冰、饱冰冻土、含土冰层路段设计上采用热棒、XPS板路基。
冻土的冻结——融化作用可给国民经济造成巨大的损失，不仅建筑物使用年限缩短，而且增加许多非生产性劳动、材料及投资进行维修，对于路基工程来说，经常遇到的工程问题是冬季路基冻胀，引起路基变形、开裂，暖季冻土融化，造成路基下沉。
在多年冻土路基施工中，热棒、XPS板路基是保护多年冻土路基的有效措施之一。
2 热棒、XPS板保护冻土原理（1）热棒是一种通过工质的液气相转换、对流、循环传输热量的无动力制冷技术装置，它是由一根密封的钢管组成，钢管上部的散热叶片为冷凝段，下部埋入地基中的部分为蒸发段，管内充满特殊的工质。
当蒸发段与冷凝段之间存在温差时，蒸发段的液态工质吸热气化，气态工质在压差作用下沿管腔上升至冷凝段，在与冷凝段较冷的管壁接触后释放气化热、并冷凝而液化，然后液态工质在重力作用下，沿管壁下流至蒸发段。
保温板路基施工技术研究
保温板路基施工技术研究许正璇【摘要】分析了适用保温板路基的气候及年平均地温条件，并总结归纳了施工工艺流程及施工要点，可为在建的共玉公路保温板路基施工提供参考。
【期刊名称】《黑龙江交通科技》【年(卷),期】2013(000)009【总页数】2页(P28-29)【关键词】保温板;路基;施工技术【作者】许正璇【作者单位】青海省公路科研勘测设计院【正文语种】中文【中图分类】U416.1在多年冻土区的低路基、零断面路基工程中，为了尽可能减少工程开挖深度和土方换填料数量，同时确保多年冻土地基的稳定，常采用保温、隔热材料来增加多年冻土上覆层的热阻，防止地基多年冻土衰退和融化。
保温材料也称隔热材料、绝热材料，是指对热流有较强阻抗作用的材料。
在热力学中，通常把导热系数小于0.2 kcal/m·h·℃的材料称为保温材料。
保温板通常铺设在路基的底部或路基表面以下某一深度，用来增加路堤热阻，以减小路基的融化深度，调节路基人为上限的埋深和形态，这种路基称作保温板路基，也称复合式路基或者隔热层路基。
保温板在路基工程中的应用，已有近50年的历史。
1959年，泡沫塑料隔热层最早在美国的土工工程中使用，20世纪60年代，开始用它来防止美国北部道路的冻胀破坏。
在我国，铁道部科学研究院西北分院于20世纪70年代率先展开了隔热层路基试验段的研究。
1992年，交通部第一公路设计院，在青藏公路多年冻土区的昆仑山路段进行了隔热层路基试验。
试验路竣工后，进行了多年的地温和变形观测。
观测结果表明:由于EPS板的导热系数(0.034 kcal/m·h·℃)很小，隔热层中温度梯度突减，在隔热层上、下表面间形成较大温差，有效减小了隔热层下界面处的融化指数，使路基的融化深度减小。
在青藏铁路多年冻土地区的路堑工程中，基底和边坡大多都采用保温板来增加热阻，减小基底、边坡的换填厚度。
在路堤工程中，保温板被用来增加路堤热阻，抬高路堤的人为上限。
多年冻土热管路基的热稳定性分析及病害防治的开题报告
多年冻土热管路基的热稳定性分析及病害防治的开题报告一、研究背景随着我国北方多年冻土地区高速公路、铁路等交通基础设施的建设，多年冻土路基工程的需求不断增加。
然而，多年冻土地区的气候环境非常恶劣，路基结构易受冻融作用的影响，导致路面变形和病害发生率高。
因此，对多年冻土路基的热稳定性和病害防治进行研究，具有实际应用价值。
二、研究目的本文旨在针对多年冻土热管路基的热稳定性和病害防治问题展开研究，通过分析路基的热传导特性、结构变形规律以及病害发生的原因，探讨有效的病害防治技术方案，提高多年冻土路基的热稳定性和耐久性，为工程实践提供技术支持。
三、研究内容1. 多年冻土路基的热传导特性分析通过对多年冻土路基的温度变化进行监测和分析，探究路基内部的热传导情况，建立路基热传导模型，并通过有限元模拟和实验验证模型的准确性。
2. 多年冻土路基结构变形规律研究通过对路基结构的变形规律进行研究，并结合冻融循环以及热膨胀等因素，探讨多年冻土路基的变形规律，以便优化路基的结构设计。
3. 多年冻土热管路基病害防治技术研究对多年冻土热管路基的病害类型和成因进行分析，提出有效的病害防治技术方案，包括路基加固、热管管径调整和路基加温等方面。
四、研究方法本研究将采用现场监测、数值模拟、实验验证和文献调研四种方法进行研究。
通过实际场地的采集数据和数值模拟建立方程式，分析热传导规律；通过实验验证研究多年冻土路基变形规律；通过文献调查分析病害防治技术方案。
五、预期结果1. 建立多年冻土路基的热传导模型，为多年冻土路基的设计提供理论依据。
2. 探究多年冻土路基结构变形规律，为优化路基结构设计提供参考。
3. 提出病害防治技术方案，有效降低病害发生率和维护路基的耐久性。
4. 为多年冻土路基工程的实践提供科学依据和技术支撑。
六、研究意义多年冻土地区的交通基础设施建设具有重要意义，而路基的热稳定性和病害防治是保障工程质量和安全的基本要求。
本研究可以深入探讨多年冻土热管路基的热稳定性和耐久性问题，为实践工程建设提供有效的技术支持，对我国北方多年冻土地区的交通基础设施建设产生重要影响。
多年冻土区高速公路XPS保温板路基施工技术
多年冻土区高速公路XPS保温板路基施工技术
王海明
【期刊名称】《军民两用技术与产品》
【年(卷),期】2018(000)018
【摘要】目前,关于山区高速公路项目建设开始受到各方人士的普遍重视.隔热层路基作为项目施工中对冻土路基稳定性进行调整的主要措施,为了能够进一步对工程设计、质量控制以及施工方案进行完善,本文就针对施工过程中所形成的各种冻土科研成果,并结合实际施工环境探讨隔热层路基实际施工中需要注意的问题.
【总页数】1页(P246)
【作者】王海明
【作者单位】青海省海东公路工程建设公司,海东 810699
【正文语种】中文
【相关文献】
1.青藏铁路多年冻土区保温板路基施工技术 [J], 苏庆国;曹伟宏
2.多年冻土区保温板路基的优化设计 [J], 汪生军;马春珊
3.多年冻土区XPS保温板路基的顶面弯沉控制方法 [J], 张会建;董元宏;多吉罗布;朱东鹏;符进
4.多年冻土区宽幅XPS保温板路基传热特征研究 [J], 张会建; 袁堃; 董元宏; 符进
5.保温板在内蒙多年冻土区道路工程中的应用 [J], 张宝龙;范文
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多年冻土地区路基稳定性技术研究
目录一、研究的目的与意义 (1)1.1 面临形势与考验 (1)1.2 研究背景与意义 (1)二、研究内容与技术路线 (2)2.1 研究内容 (2)2.2 技术路线 (2)三、研究成果 (3)3.1 多年冻土地区路基病害及其原因 (3)3.2 气候地质地貌与路基稳定性的关系 (4)3.3 冻土路基温度场特征研究 (4)3.4 一般路基横断面结构研究 (5)3.5 调控地温的特殊结构路基研究 (6)3.6 冻土路基稳定性评价研究 (8)3.7 多年冻土地区路基设计与施工技术研究 (8)四、创新与突破 (9)五、人才培养 (9)六、问题与建议 (9)七、致谢 (9)一、研究的目的与意义1.1 面临形势与考验随着西部大开发战略的不断深入和东北振兴战略的推进，我国寒区道路工程建设正处于蓬勃发展的势头，青藏高速公路已经列入国家规划，青藏公路“十一·五”改建完善工程国家已批准建设，西藏高原以及东北地区的寒区道路建设都处于跨越式发展时期。
从已建成的交通基础设施包括公路、铁路、管道等运营效果看，多年冻土工程建设面临着许多新的问题。
尤其在高温冻土区，如何在解决冻土路基热稳定性的前提下，保持路基工程的长期稳定性，是目前冻土区道路工程研究的重要课题之一。
同时，多年冻土地区的路基变形问题，特别是高温多年冻土区的公路路基的热融下沉问题，是至今还未彻底解决的一大难题，而且以宽幅路面为特征的高等级公路，对路基的热扰动更为强烈，所引发的工程问题也将更为复杂。
这些都是寒区道路建设中急需解决的关键技术与难题。
同时，由于全球气候异常，受印度洋和孟加拉湾暖湿气流影响，青藏高原气候环境进入了一个相对湿润和气温转暖的时区，促使多年冻土退化趋势加剧。
随着西部大开发战略的实施，人类活动的影响在不断升级，全球气候转暖对多年冻土的影响正逐渐显现，路基下的冻土迅速退化。
据调查青藏公路高温、高含冰量多年冻土区路基失去稳定性而产生严重的热融沉陷及纵向裂缝等病害累计长度已达60多公里。