高原凍土區(qū)路面熱阻和熱反射技術(shù)對路基溫度場影響的數(shù)值模擬研究.pdf

1、高原凍土區(qū)瀝青路面的吸熱性和封水性改變了原有的地氣平衡，導致路基下伏凍土不斷積聚熱量而不斷退化，引發(fā)路基不均勻沉陷和各種路面病害。防止路面病害，保證基底凍土的穩(wěn)定性是關(guān)鍵。本文對高原凍土區(qū)瀝青路面應用熱阻技術(shù)和熱反射技術(shù)保護基底凍土熱穩(wěn)定性的可行性進行了數(shù)值模擬研究。
　　本文選取青藏公路典型路基路面結(jié)構(gòu)建立有限元計算模型，將氣候條件轉(zhuǎn)化為溫度場理論中的第Ⅱ類、第Ⅲ類邊界條件，對凍土區(qū)含有相變的路基非穩(wěn)態(tài)溫度場進行了30年周期的數(shù)

2、值模擬，分析了面層熱導率的降低、基層熱導率降低和路面熱反射率的提高對路基溫度場的影響規(guī)律。研究表明:
　　(1)面層熱導率的降低和厚度的增加都能夠減少路基體及基底凍土在年吸放熱循環(huán)中的凈吸熱量，這有利于保護路基底凍土的熱穩(wěn)定性。依據(jù)四個指標分析，對H1=9cm，H2=18cm兩種面層厚度與λ1=1.1W/m·℃、λ2=0.6W/m·℃、λ3=0.3W/m·℃、λ4=0.1W/m·℃四種熱導率組合成的八種工況的阻熱能力進行了排序，排

3、序結(jié)果如下:
　　λ4H2＞λ4H1＞λ3H2＞λ2H2＞λ1H2＞λ3H1＞λ2H1＞λ1H1
　　(2)基層熱導率的降低對于路基底凍土的保護效果均比18cm面層熱導率減低為相同值好，同時還可以降低面層內(nèi)的溫度梯度，所以降低基層熱導率保護凍土的方法優(yōu)于降低面層熱導率保護凍土的方法。
　　(3)提高路面熱反射率對基底凍土的保護效果顯著優(yōu)于降低路面熱導率對基底凍土的保護效果。從效果上看，提高路面熱阻保護基底凍土是一種被動