块碎石路基是青藏铁路中常见的主动冷却路基形式。为了验证该工程措施的有效性,有必要对其长期降温效果进行研究。基于青藏铁路北麓河非正线试验段10 a地温监测数据,对比分析了封闭块石护坡、块石护坡加厚、碎石护坡路基对下部多年冻土的降温效果。研究结果表明,在工程活动和气温变化影响下,三种护坡路基的降温过程存在快速降温、稳定降温、降温减弱三个阶段,其中以碎石护坡路基的降温效果表现最佳。从观测期内的路基下部地温变化和热状态来看,三种路基中心下部原多年冻土上限附近降温速率分别为0.39、0.45、0.47℃/10 a。相较于封闭块石护坡路基,块石护坡加厚、碎石护坡路基下部土体地温分布具有较好的对称性。然而,块碎石护坡路基仅在路基下部5.0 m深度范围内存在降温效果,难以保证深层多年冻土的稳定。
块碎石路基是青藏铁路中常见的主动冷却路基形式。为了验证该工程措施的有效性,有必要对其长期降温效果进行研究。基于青藏铁路北麓河非正线试验段10 a地温监测数据,对比分析了封闭块石护坡、块石护坡加厚、碎石护坡路基对下部多年冻土的降温效果。研究结果表明,在工程活动和气温变化影响下,三种护坡路基的降温过程存在快速降温、稳定降温、降温减弱三个阶段,其中以碎石护坡路基的降温效果表现最佳。从观测期内的路基下部地温变化和热状态来看,三种路基中心下部原多年冻土上限附近降温速率分别为0.39、0.45、0.47℃/10 a。相较于封闭块石护坡路基,块石护坡加厚、碎石护坡路基下部土体地温分布具有较好的对称性。然而,块碎石护坡路基仅在路基下部5.0 m深度范围内存在降温效果,难以保证深层多年冻土的稳定。
块碎石路基是青藏铁路中常见的主动冷却路基形式。为了验证该工程措施的有效性,有必要对其长期降温效果进行研究。基于青藏铁路北麓河非正线试验段10 a地温监测数据,对比分析了封闭块石护坡、块石护坡加厚、碎石护坡路基对下部多年冻土的降温效果。研究结果表明,在工程活动和气温变化影响下,三种护坡路基的降温过程存在快速降温、稳定降温、降温减弱三个阶段,其中以碎石护坡路基的降温效果表现最佳。从观测期内的路基下部地温变化和热状态来看,三种路基中心下部原多年冻土上限附近降温速率分别为0.39、0.45、0.47℃/10 a。相较于封闭块石护坡路基,块石护坡加厚、碎石护坡路基下部土体地温分布具有较好的对称性。然而,块碎石护坡路基仅在路基下部5.0 m深度范围内存在降温效果,难以保证深层多年冻土的稳定。
通过测量平均粒径为1,2,3和5 cm的天然碎石层的反射率,以揭示影响碎石层反射率的主控因子。为了提高碎石层的反射率,将不同粒径骨料均匀涂上高反射率材料,并将实测碎石层表面的反射率与采用ASTM E1918A规范计算结果进行对比。研究发现:ASTM E1918A规范计算值是文中模型的一个特例。当太阳辐射瞬时强度值变化小于20 W/m2,模型计算的反射率与ASTM E1918A计算值的偏差在0.00~0.03。由于碎石层表面粗糙度,其反射率总比新鲜碎石平面的反射率低0.10~0.25,且随着骨料粒径的增大,天然碎石层的反射率逐渐降低。因为从表面散射反射的光子重新回到表面的概率增大,加剧了碎石孔隙间的多重反射,从而降低了反射率。经喷涂高反射率材料后,可将碎石层反射率从0.262提高至0.433,提高幅度在0.10~0.20。提高碎块路基的反射率可以有效地降低路基边坡温度,有利于保护冻土路基的稳定性。
本文分析了抛碎石护坡的工作原理,结合国道214线工程实例,对抛碎石护坡野外试验工程观测数据进行了对比分析,发现抛碎石护坡下30cm处地温要比同等深度对比断面处低1.43~3.24℃,表明抛碎石护坡是一种新型的主动冷却保护多年冻土的有效措施。
结合实际工程课题 ,对多年冻土地区不同结构尺寸的碎石护坡对抬高人为上限维护路基稳定性作用差异进行了探讨 ,并初步提出了碎石护坡最佳结构尺寸。