多年凍土層高等級公路建設存在的問題及對策分析

摘要：在多年凍土層高等級公路建設過程中，如果采用典型的工程措施可能會遇到一些問題。文章對這些問題進行了分析，并提出了相應的應對措施，希望能夠為多年凍土層高等級公路建設提供一些參考和幫助。

關鍵詞：多年凍土層;高等級公路建設;問題對策

一、引言

寒冷區域的凍土與人們的工程活動之間存在的矛盾，對于寒冷區域工程建設帶來了一定的困難。多年凍土的區域中，因為瀝青混凝土路面有著很強的吸熱作用，所以導致凍土退化的現象更加強烈，這不但會對公路路基的穩定造成破壞，同時也會導致路基的下沉。隨著我國的社會經濟發展，高等級公路建設逐漸向著凍土區域拓展，因為凍土層問題而使得公路工程建設面臨著更多的挑戰。

二、多年凍土層高等級公路建設存在的問題

路基穩定之所以會出現變化是因為路基傳熱的特性，路基傳熱除了受到凍土層、地質條件以及環境條件的影響之外，也會受到工程類型的影響。在路基熱邊界條件方面，當路堤成形之后，道路表面溫度要高于天然地表，這對于公路來說，在多年凍土層中，瀝青混凝土路面的溫度要高于天然狀態。對于多年的凍土區域中，夏季瀝青混凝土路面溫度要高于天然狀態10℃左右。在不同的公路建設工程中，路面吸熱能力和溫度條件差異是導致公路傳熱過程差異的重要原因。路面條件的不同，吸熱的路徑和強度特性也不同，具體表現為：首先，鐵路的熱量是來自坡面，公路的熱量則來自路面，路面的熱量約為坡面的3倍。其次，在吸熱特性上，公路吸熱強度要高于鐵路，同時鐵路路堤熱流主要處于外側，公路的熱流則集中在中心，因為熱流所處位置的不同，造成的病害也就各不相同。在瀝青混凝土路面中，因為熱流集中而造成的病害主要包括了凹陷、融沉、坡面塌陷等。相比于普通公路來說，高等級公路在路面加寬之后，路堤底面的吸熱熱流量會有著較大幅度的增加，從而提升了路基中心的吸熱性，導致多年凍土層退化的速度加快。通過上述的內容可知，高等級公路的路基聚熱效應增強，那么多年凍土層的退化速度急劇增加，所以高等級公路的凍土工程病害更加嚴重，對于高等級公路建設和運營提出了考驗。

三、多年凍土層高等級公路建設問題的對策研究

（一）輻射調控

所謂輻射調控，就是通過刷漆、瀝青改良、淺色鋼筋混凝土等方式來降低路面色度，從而增加反射，獲得降低路面吸熱性的效果。同時也可采用遮陽板、拋碎石護坡等方式，下面將會對這些措施進行探討。首先，遮陽板主要是實現對太陽輻射的遮擋，從而避免地面因為太陽的輻射而升溫。遮陽板下空氣對流換熱的過程能夠帶走遮陽板本身的熱量，同時，因為煙囪效應導致遮陽板中的空氣流動，能夠將遮陽板破面溫度保持在低于地表溫度的水平。其次，碎石護坡降溫主要是因為碎石護坡存在結構孔隙，且這些孔隙之間相互聯通，能夠實現空氣的對流和隔熱效果，尤其是在季節交替和晝夜交替時這種自然對流和隔熱效果更加的明顯。因為碎石層中碎石占據著主要的空間，所以主要由碎石內的自然對流來實現降溫效果。總的來說，遮陽板下空氣流動效果要好于碎石護坡，從而使得兩者的降溫效能有著一定的差別。

（二）傳導調控

傳導調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用，保溫材料是指通過增加路堤內部熱阻來降低公路的吸熱性，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。所以在具體的工程中應將保溫處理措施與其他措施綜合應用，從而發揮出更好的阻熱效果，同時也為其他的降溫措施打下重要的基礎。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調控方式。在多年凍土層高等級公路建設過程中，用充分利用工程傳熱的特性，通過在路堤中進行保溫材料的埋設和碎石夾層的設置來減少路面吸熱的下傳，同時利用熱管來實現路基中心的制冷效果，從而實現多種措施的有效結合，最大限度避免凍土受到不利影響。

（三）對流調控

對流調控措施主要包括了塊碎石層和通風管，塊碎石層有著單向傳導和對流的雙重效應，通風管則是直接和外界之間進行對流換熱。通風管主要是埋設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方式，這種方式在具體的應用過程中是非常有效的。通過實踐應用證明了通風管的設置能夠在第二個凍融循環周期進行凈放熱，并且這種效能在不斷增加。管徑越大的通風管效果越好，通風管埋設位置越低效果越高，除此之外，通風管的間距也會影響其降溫效果。

四、結語

在工程措施的選用和設計中應充分重視高等級公路的傳熱過程，在路基地溫調控措施設計原則方面，應注重對來源于路面強烈吸熱熱流的阻擋。在此基礎上，同步進行路基中心部位溫度的有效調控。另外，由于坡面依然存在與鐵路相當的吸熱熱流量，所以也應注意坡面調控措施的應用。

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作者簡介： 龔堃，貴州共筑未來建設工程有限公司。