青藏公路五道梁段片块石路基的降温效果分析
发布时间：2019-07-30 15:50
【摘要】：为保护多年冻土,增强多年冻土区公路路基的稳定性,对片块石路基这种主动降温措施进行了研究。依托青藏公路五道梁段片块石路基实体观测工程,通过现场监测数据,对比分析了片块石路基和普通路基的温度场变化过程,验证了片块石路基的主动降温效果。结果表明:相对于一般填土路基而言,片块石路基很好地发挥了"热二极管"效应,寒季能增加路基的蓄冷量,暖季可以有效阻止外界热空气进入路基,对于防止多年冻土融化和主动保护冻土起到了积极有效的作用。
【图文】：
沥青稳定碎石层和４ｃｍ厚沥青混凝土面层。五道梁段片块石路基试验工程共设２个断面进行地温观测，Ｋ３００６＋３００处为片块石路基观测断面，Ｋ３００６＋６００处为普通路基观测断面（作为对比观测断面）。路基中心测温孔２个，，孔深２０ｍ；左路肩测温孔２个，孔深２０ｍ；右路肩测温孔２个，孔深１５ｍ；天然孔１个，孔深１５ｍ；温度传感器在测温孔内按不同深度设置，地面下０．８ｍ埋设第１个温度传感器，以下埋设位置垂直间距为０．５ｍ（布设形式如图１所示），观测频率为每月２次，分别为每月的５日和２０日。图１片块石路基观测断面及传感器布设示意（单位：ｃｍ）Ｆｉｇ．１ＬａｙｏｕｔｏｆＢｌｏｃｋＳｔｏｎｅＥｍｂａｎｋｍｅｎｔＴｅｓｔＳｅｃｔｉｏｎａｎｄＳｅｎｓｏｒｓ（Ｕｎｉｔ：ｃｍ）１８中国公路学报２０１４年
路基试验工程，路基高度以及片块石层厚度已经确定的情况下，片块石层上、下表面的温差应满足ΔＴ＝ｖλｅＲａρ０ＣａβｇＫＨ（２）其发生自然对流的临界温差ΔＴｃ可表示为ΔＴｃ＝ｖλｅＲａｃρ０ＣａβｇＫＨ（３）当ΔＴ＞ΔＴｃ时，自然对流效应才会发生。试验路段处空气体积热膨胀系数β＝３．５０×１０－３Ｋ－１，动力粘滞系数ｖ＝１．７８×１０－５ｋｇ·（ｍ·ｓ）－１［１４］，该路段路基材料的物理参数见表２。图２为２００３～２００５年试验路段基路中心位置处片块石层上、下边界间温差的变化（ｔ１，ｔ′１为一年中寒季片块石层发生自然对流的起始时间；ｔ２，ｔ′２为自然对流的终止时间）。按式（２），（３）进行计算，温差ΔＴ在大于临界温差ΔＴｃ时（如图２中ｔ１，ｔ２之间表２材料的物理参数Ｔａｂ．２ＰｈｙｓｉｃａｌＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ材料类型层厚／ｍ密度／（ｋｇ·ｍ－３）导热系数／［Ｗ·（ｍ·℃）－１］容积热容量／（Ｊ·ｍ－３·Ｋ－１）渗透率／ｍ２片块石１．５１４９０．００００．３９６１．２５×１０６４．３８×１０－６空气０．６４１０．０２０１．０１×１０３图２片块石路基产生自然对流的温差Ｆｉｇ．２ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆＢｌｏｃｋＳｔｏｎｅＥｍｂａｎｋｍｅｎｔｗｈｅｎＰｒｏｄｕｃｉｎｇＮａｔｕｒａｌＣｏｎｖｅｃｔｉｏｎ和ｔ′１，ｔ′２之间的部分），路基片块石
【作者单位】： 西安科技大学建筑与土木工程学院;淄博正承置业有限公司;中交第一公路勘察设计研究院有限公司;
【基金】：“十二五”国家科技支撑计划项目(2014BAG05B03) 交通运输部应用基础研究计划项目(2012-319-495-030)
【分类号】：U416.168
【图文】：
沥青稳定碎石层和４ｃｍ厚沥青混凝土面层。五道梁段片块石路基试验工程共设２个断面进行地温观测，Ｋ３００６＋３００处为片块石路基观测断面，Ｋ３００６＋６００处为普通路基观测断面（作为对比观测断面）。路基中心测温孔２个，，孔深２０ｍ；左路肩测温孔２个，孔深２０ｍ；右路肩测温孔２个，孔深１５ｍ；天然孔１个，孔深１５ｍ；温度传感器在测温孔内按不同深度设置，地面下０．８ｍ埋设第１个温度传感器，以下埋设位置垂直间距为０．５ｍ（布设形式如图１所示），观测频率为每月２次，分别为每月的５日和２０日。图１片块石路基观测断面及传感器布设示意（单位：ｃｍ）Ｆｉｇ．１ＬａｙｏｕｔｏｆＢｌｏｃｋＳｔｏｎｅＥｍｂａｎｋｍｅｎｔＴｅｓｔＳｅｃｔｉｏｎａｎｄＳｅｎｓｏｒｓ（Ｕｎｉｔ：ｃｍ）１８中国公路学报２０１４年
路基试验工程，路基高度以及片块石层厚度已经确定的情况下，片块石层上、下表面的温差应满足ΔＴ＝ｖλｅＲａρ０ＣａβｇＫＨ（２）其发生自然对流的临界温差ΔＴｃ可表示为ΔＴｃ＝ｖλｅＲａｃρ０ＣａβｇＫＨ（３）当ΔＴ＞ΔＴｃ时，自然对流效应才会发生。试验路段处空气体积热膨胀系数β＝３．５０×１０－３Ｋ－１，动力粘滞系数ｖ＝１．７８×１０－５ｋｇ·（ｍ·ｓ）－１［１４］，该路段路基材料的物理参数见表２。图２为２００３～２００５年试验路段基路中心位置处片块石层上、下边界间温差的变化（ｔ１，ｔ′１为一年中寒季片块石层发生自然对流的起始时间；ｔ２，ｔ′２为自然对流的终止时间）。按式（２），（３）进行计算，温差ΔＴ在大于临界温差ΔＴｃ时（如图２中ｔ１，ｔ２之间表２材料的物理参数Ｔａｂ．２ＰｈｙｓｉｃａｌＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ材料类型层厚／ｍ密度／（ｋｇ·ｍ－３）导热系数／［Ｗ·（ｍ·℃）－１］容积热容量／（Ｊ·ｍ－３·Ｋ－１）渗透率／ｍ２片块石１．５１４９０．００００．３９６１．２５×１０６４．３８×１０－６空气０．６４１０．０２０１．０１×１０３图２片块石路基产生自然对流的温差Ｆｉｇ．２ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆＢｌｏｃｋＳｔｏｎｅＥｍｂａｎｋｍｅｎｔｗｈｅｎＰｒｏｄｕｃｉｎｇＮａｔｕｒａｌＣｏｎｖｅｃｔｉｏｎ和ｔ′１，ｔ′２之间的部分），路基片块石
【作者单位】： 西安科技大学建筑与土木工程学院;淄博正承置业有限公司;中交第一公路勘察设计研究院有限公司;
【基金】：“十二五”国家科技支撑计划项目(2014BAG05B03) 交通运输部应用基础研究计划项目(2012-319-495-030)
【分类号】：U416.168
【参考文献】
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1 徐e喿
本文编号：2520991
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