发卡式热棒—隔热层复合路基在多年冻土区应用研究.pdf

[摘要]基于已有单一路基调控措施作用效果分析，提出发卡式热棒一隔热层复合路基调控工程措施，对复合调控措施作用机理、发卡式热棒结构设计、复合调控措施路基结构设计等进行了探讨，介绍了复合调控工程措施实体试验工程监测方案、施工过程及施工质量控制要点。观测数据表明，复合路基调控工程措施能使隔热层有较大热阻，减少路基体暖季吸热，热棒冷季能主动对流换热冷却路基的各自积极因素进行综合利用，在降低路基温度场方面效果明显，起到全年减少路基体吸热的积极作用，有利于保持多年冻土路基稳定。[关键词]公路工程；路基；试验；发卡式热棒；多年冻土

1热棒路基和隔热层路基应用效果分析
1.1热棒路基应用效果分析
青藏公路.于2002一2004年在整治改建期间，选择在路基沉降变形与纵向裂缝较为严重的楚玛尔河高平原设置2个区段的试验工程，均为铅直热棒，间距4m,分单侧设置和双侧设置两种形式。研究表明，热棒暖季一般不工作，冷季工作显著，每年10月中旬到次年的3月中旬处于工作状态，次年的3月下旬到同年的10月上旬处于非工作状态。在工作周期内，热棒通过工质的对流循环把冷量带入路基土体，工作方式是波动式而不是连续的，只在外界温度比路基体温度低，且达到热棒启动温差时才工作，实际工作时间约为工作周期的2/367。热棒调控路基温度场的作用效果显著，有效影响范围约为2m,最大影响范围约为8m,且离热棒越远其影响越小。在其影响范围内热棒能大大提高冻土的上限，延长冻土的冻结时间，对保护冻土路基的稳定性有积极作用。

2发卡式热棒一隔热层复合路基设计
单一工程措施在具体使用时，大多数都有较强的时效局限性，或主要在暖季工作，或在冷季能发挥积极作用。当单凭某一种工程措施不能处理路基病害时，单一工程措施有效组合的复合式路基调控方案成为目前冻土路基处理的主要研究方向。
鉴于热棒路基和隔热层路基作用时效具有互补性，本研究将从组合调控工程措施入手，对隔热层工程措施进行改进和完善，将热棒调控措施与隔热层调控措施进行组合，在冷季和暖季都积极减少路基体吸热，降低路基及基底温度，保持路基稳定。

（略）

3实体试验工程施工
3.1施工准备
施工准备阶段主要工作为，新材料的结构设计和加工，新技术、新工艺的质量控制研究。试验段所拟用的隔热材料XPS板质量好坏直接影响试验段的隔热效果；发卡式热棒结构是否合理，热交换性能好坏，直接影响整个复合式工程措施的作用效果。路基填料要符合规范要求。试验段要求修筑保通便道，全幅路段封闭施工。并紧密结合施工进展情况，及时进行测点的布设和观测设备的安装

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4实体试验工程应用效果分析
4.1路基温度场分析
监测数据分析表明，复合措施中隔热板隔热效果显著，如图2所示，暖季板上温度高于板下温度，路中位置处板上、下最大温差出现在7一8月，最大差值为8.83℃，大部分由路面传递至路基的热量被阻隔在隔热板以上，传入下层路基体的热量大大减少。冷季板下温度高于板上温度，最大温差出现在1月，最大差值为4.58℃，冷季隔热板不利于路基土体散热。就全年而论，板上路基土体温度振幅较对比断面明显加大，板下温度振幅则明显减小。

（略）

投稿会员：巧克力布丁