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【道路代表性研究成果一】高原多年冻土地区公路修筑技术研究

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多年冻土在我国分布非常广阔,占我国国土面积的五分之一(21.5%),约占世界多年冻土总面积的10%,冻土是一种对温度极为敏感的土体介质。冬季,冻土在负温状态下就像冰块,随温度的降低体积发生剧烈膨胀,顶推上层的路基、路面。而在夏季,冻土随着温度升高而融化,体积缩小后使路基发生沉降,这种周期性变化往往很容易导致路基和路面塌陷、下沉、变形、破裂。而铺筑沥青路面公路,等于在冻土上既加了一个吸热器又盖了一层封水膜,使冻土在夏天吸热而融化程度加剧,路基内水分不能蒸发,这是一个在公路修筑技术史上始终没有解决的世界性技术难题,缺乏成功技术资料供借鉴。

我国冻土分布图 多年冻土

  • ①构建了青藏公路沿线冻土分布模型和高含冰量冻土类型空间分布模型,提出了多年冻土公路工程分类法。

  • ②提出了在各类边界条件下冻土路基温度场分析的有限元方法及相应的计算公式,对路基内温度场与变形场的不均匀分布进行了研究,揭示了阴阳坡的影响;建立了冻土路基二维非对称水、热双向耦合的计算模型;提出了多年冻土路基的区段设计原则和场地设计原则。

青藏公路沿线冻土类型分布图 冻土路基温度场分析

  • ③提出了水泥稳定土粒料的设计方法;提出了多年冻土地区沥青混合料的设计方法与路面典型结构,对生产具有指导意义。

  • ④开发了沥青路面CAD、路基CAD、路基路面SPMS;建立了青藏公路数据库,形成了计算机辅助工程系统。

  • ⑤探明了青藏公路纵向开裂的主要原因。

  • ⑥采用先进的地质 雷达以及面波系统,定量的分析了路面开裂的原因。并提出了处理措施。

高原路面冻胀开裂 实地分析开裂机理

治理冻土措施

系统地研究了青藏公路多年冻土地区路基路面的修筑技术,成果应用于我国著名的青藏公路。在水热力耦合理论、基层强度形成机理研究等方面填补了国内外的空白,研究成果达到了国际先进水平。围绕该项目发表文章40余篇,并获省部级二等奖2项。

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