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冻土之上筑“天路”


http://www.sina.com.cn 2004年10月19日08:54 光明日报

  本报记者 齐芳

  西藏,祖国的西南边陲,神秘的雪域高原。天堂美誉,人心向往。然而通往西藏的路是如此崎岖,多年冻土横亘在世界屋脊。在冻土上修筑公路有多难?用冻土工程国家重点实验室吴紫汪教授的话说,这是“在冻土上修筑通天路”。为了使天路变成坦途,2002年初交通部投入3000万人民币,由中交第一公路勘察设计研究院牵头,开展交通部有史以来投资最多、规模最大的科研攻关项目——多年冻土地区公路修筑成套技术研究。日前,“多年冻土地区公路修筑技术”座谈会在西安召开,与会的专家都对成套技术的研究给予了极高的评价。

  欲为筑路立新标

  冻土是指温度在0℃以下,并含有冰的各种岩土和土壤。冻土在水分冻结的状态下体积膨胀,夏季则冻土融化体积缩小。冬冻夏融的周期性变化,会使道路或房屋的基底出现破裂或者塌陷。承担了85%以上进出藏物资和90%以上进出藏客运运输任务的青藏公路,穿过多年冻土区630余公里,随着时间的推移,冻土地基病害不容忽视,地基局部融沉凹陷,甚至能没了一辆吉普车的车顶。

  冻土研究难就难在冻土环境处于长期变化过程中,而且越来越脆弱。成套技术研究执行负责人、中交一公院副院长汪双杰介绍说,青藏高原的冻土大部分是0℃~1.5℃的高温高含冰量冻土,细微的环境变化都会对它产生极大的影响。上世纪70年代以来,在全球气候变暖的大环境下,青藏高原温度每10年平均升温0.3℃,加之与其他因素相互作用,导致高原冻土大量退化,面积缩小,厚度减薄,这就要求冻土研究要有前瞻性。而成套技术研究就是要从工程勘察开始,全面摸清多年冻土的情况,为在冻土上修筑公路设立一整套技术方法和标准。

  九个课题包万象

  汪双杰介绍说,成套技术研究项目分九个课题,基本囊括了冻土地区公路修筑理论研究和技术研究的各个方面。一是多年冻土公路工程地质研究,主要研究多年冻土分类、冻土勘察方法及冻土特性评价技术;二是多年冻土地区公路病害和机理研究,通过冻土地区公路路基出现的重大病害,分析冻土这一特殊土体对公路路基病害发生、发展的作用过程与机理,为有效治理病害提供依据;三是水、热、力耦合效应与路基路面温度场变化规律的研究,探索气温、冰水相变,冰水过程中水分迁移以及冻胀,车辆荷载在路基中的应力场各因素相互作用对公路路基的影响,以期从理论上解释冻土区公路路基路面的特殊变化;四是多年冻土地区路基稳定性技术研究,该课题是研究项目中的重点和难点,主要通过室内模拟和大量的实体工程试验,利用新的材料和工艺,研究总结冻土路基稳定措施,建立路基稳定性的长期监测和评价技术;五是多年冻土地区路面设计与施工技术,在我国成功修筑青藏高原多年冻土区沥青路面这一具有世界开创性成果的基础上,研究、完善、充实多年冻土区路面设计与施工技术;六是多年冻土区桥梁工程技术研究,主要研究桥梁用混凝土的低温特性及使用寿命,通过试验工程对桥梁桩基回冻这一工程难题进行探索和研究;七是多年冻土区公路生态环境保护与评价技术研究,重点针对青藏高原高寒气候及极脆弱的生态环境特征,研究公路生物绿化保护的可行性及技术措施;八是多年冻土公路养护与维修技术研究;九是季节冰冻地区地基路面稳定技术研究。

  到目前为止,工程地质研究、路基病害机理研究、水热力耦合效应与路基路面温度场变化规律研究、环境保护研究等五个课题已基本完成。通过科研人员的努力,已实现课题预期研究目标,实体试验工程通过两年寒、热周期检验,取得了一大批宝贵的观测数据。

  中交一公院院长霍明说,通过科研人员的努力,他们有信心控制冻土路基病害发生的频率和程度,把青藏公路的平均时速提高到每小时80公里,为多年冻土区公路建设当好技术先锋!


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