本技术提供了一种多年冻土区路基降温结构,旨在减少路面不均匀沉降和裂缝。该结构包括块石挤压层、路堤、通风砖、L型热棒、U型排水沟和渗水盲沟。块石挤压层底部设有横向排水坡,覆盖不透水土工布和导水管。路堤由垫层、填土和沥青路面组成,垫层和填土中铺设土工布,填土中还设有加筋格栅和保温板。L型热棒安装于路堤两侧,U型排水沟和渗水盲沟分布在路基两侧。该结构有效解决了多年冻土区路基吸热导致的冻土退化和不均匀变形问题。
背景技术
青藏高原多年冻土分布广泛,面积约150万平方公里。由于青藏高原位于中低纬度地区,分布于此区域内的冻土普遍存在温度高及厚度小的特点,对气候变化极为敏感。随着全球气候变暖趋势愈演愈烈,青藏高原上的多年冻土将持续退化。由于冻土的强度及变形受温度变化影响显著,青藏高原多年冻土的退化将引起天然地基发生融沉,天然地表融沉导致了路基下沉。因此,路面产生坑洞、横向裂缝和纵向裂缝等破坏现象。这对多年冻土地区的道路基础设施的稳定性提出了巨大挑战。
路基的建设会改变自然地表的热物理性质,使得路基表现为吸热的特征。路基对下方多年冻土持续加热,引发多年冻土的退化。多年冻土融水在温度梯度和重力势的作用下向冻土层转移,进一步扩大了热传导范围,造成更大面积的冻土退化进而引发沉降。此外,受道路走向、坡度和太阳角度的影响,路基阳坡吸热量远大于阴坡,这种现象被称为阴阳坡效应。受阴阳坡效应的影响,路基阳面的沉降远大于阴面,引发路面的纵向裂缝。当前虽已有许多保护措施可用以降低路基温度,如反光板、保温板及通风管等,但在实际应用中,由于其自身的缺陷,路面病害仍时有产生,特别是路面因路基不均匀沉降导致的纵向裂缝。这说明了目前的降温结构仍无法很好地完成对路面的保护工作。已有研究表明,路面的破坏与路基下方多年冻土温度场分布密切相关。在路基下方多年冻土温度分布不平整的情况下,由冻土退化产生的不均匀沉降是导致路面产生破坏的主要因素。
基于以上考虑,亟需寻求新的降温结构,一方面保护路基下方多年冻土不退化,另一方面消除路基下方多年冻土温度分布不平整的现象,以此来削减路面因多年冻土退化产生的不均匀沉降问题,从而保证多年冻土区道路的稳定性。
实现思路