; 区分完三种冻土之后,林小勇继续道:“对于解决冻土的办法,设计院给出的答案是:尽量不扰动原有地层,通过某种办法,让冻土的温度,保持在一个范围内。让冻土不会因为温度的变化,而出现隆起和下沉情况,如此一来,保证线路的稳定性,确保行车安全。”
说白了,就是控制冻土的温度,一旦冻土的温度控制在某个很小的范围内,不会受外界气温的影响,就不会有下沉和隆起情况出现。
这种办法,就是以‘冷却路基’为手段的积极的保护冻土原则。
可如何达到这个目的,才是关键所在。
像青藏公路等工程的建设,也存在冻土区域,前期施工地段,却不是这样考虑的。
当时修建青藏公路的时候,遇到冻土区段,常用的办法都是增加热阻力为手段,来保护冻土原则。
这种办法,就是采取不开挖,多填路基的原则,可当温度变化较大时,冻结和融化厚度不一致时,依然会出现下沉剧烈等情况,最终导致路面破坏严重。
“对于第一种轻微冻土,设计院给出的办法叫片石砌冷路基,也叫抛石路基,抛石路基又分为两种,一种叫抛石护坡路基,另外一种叫抛石气冷路基。”林小勇介绍道。
其实在提出这种抛石路基之前,科研工作者们先做了另外一个试验,还有另外一种办法,也能解决高原冻土问题。
这种办法,叫着通风管路基。
通风管路基,顾名思义,就是在路基下面,并排着埋设一根根混凝土管,就像我们见过的,从路下面埋设一根水管一样,只是通风管路基,是埋设一大排的管道。
冬天的时候,空气有较大密度,在自重和风的作用下产生对流,带走管内的温度,并不断的将周围土体的热量带走,降低基底地温,达到保护冻土的目的。
说白了,就是到了冬天的时候,冷空气从管子里穿过,带走管子里和周围土壤的温度,冻土的温度便不会因为在上面铺设了路基,而导致热量传输不出去的情况出现。
但是,通风管路基有一定的局限性,它受管径、风向、管内积雪、积沙等因素影响。
比如管径不够大,夏季的时候,管内的温度对流时没法将热量带出去,对冻土就会产生影响。
还有风向,高原上,风的方向不可能正好和你的路基通风管一致,风正好可以从通风管穿过,一旦风没法从通风管通过,里面的热量便带不走,对冻土也有影响。
另外,管内积雪、积沙就更加不用说,空气对流不通,热量就没法带出去。
除此之外,还有另外一个最为关键的原因,通风管路基,造价太高,如果天路线都使用这种形态的路基,天路线的预算,搞不好要多好几成。
因为通风管路基的局限性,让铁路科研工作者们沉思,是否有其他办法,来代替通风管呢?
经过长时间的研究,铁路方面的领军人物,在一次偶然的机会,发现了一个奇怪的现象。
他们发现,在堆积石头的地面,这块土地周围的温度,普遍较低,于是便对石头,展开了研究。
经过研究发现,石头堆积在一起,在没有其他杂物的情况下,具有二极管热传导作用。
也就是说,堆积在一起的石头,可以产生空气的对流,从而带走土壤中的温度,降低土壤的温度。
“抛石护坡路基,就是在路基斜坡上,增设抛石层;抛石气冷路基,就是在路基垫层之上,设置一定厚度和孔隙度的抛石层。由于抛石层的孔隙性大,空气可以在里面自由的流通。当夏季表面受热后,热空气上升,抛石中气体处于热传导状态,带走热量,且仍能维持较低温度,防止热量往下传播。”林小勇道。
在舒城看来,抛石路基,目的就是一个,夏天,通过空气对流,带走土壤中是温度,同时,抛石还能遮挡阳光,阻止温度传入冻土层,让冻土保持一个相对稳定的状态,不至于融化下沉。
冬天,冷空气可以通过抛石下渗,抛石中的抛石依旧处于热对流状态,较多的冷空气传入地基,冻土更加板结,稳定路基。
这种‘冷却路基’的办法,也是天路线,使用的最为广泛的一种办法,加上这种路基的造价并不是很高,利于推广应用。
唯一需要注意的是,对抛石的粒径大小的选择,有一定的规定,还有就是抛石之间,不能有杂物,以防影响空气对流效果。
当林小勇介绍完第一种高原冻土解决办法,便开始为大家介绍第二种解决办法。(未完待续。)