青藏高原多年度冻土区沥青路面下融化盘形成变化特征.pdfVIP

第 19 卷 　第 2 期 冰 　川 　冻 　土 Vol 19 　No 2 1 9 9 7 年 JOURNAL OF GLACIOLO GY AND GEOCR YOLO GY 1 9 9 7 青藏高原多年冻土区沥青路面下融化盘 形成变化特征① 李 述 训 　吴 紫 汪 ( 中国科学院兰州冰川冻土研究所冻土工程国家重点实验室, 730000) 　　摘 　要 　在青藏高原多年冻土区 , 沥青路面的辅设改变了地表与大气之间的热交换关 系 , 尤其是路面水分蒸发量大量减少 , 致使路面温度突然升高 , 多年冻土层内能量积蓄增 多 , 地温升高 , 上限逐年下降。最终在路基下多年冻土顶板上形成融化夹层 , 并随时间延 长 , 多年冻土顶板下降 , 融化夹层逐年扩大 , 多年冻土地下冰融化 , 路面破坏 , 严重影响 道路运营。 关键词 　多年冻土上限 　沥青路面 　融化盘 　季节融化层 　季节冻结层 1 　问题的提出 在天然条件下 , 多年冻土层的温度状况是由大气和地面之间热交换关系、活动层及 多年冻土层的岩性、含水量以及依赖于岩性和含水量的土岩热物理性质和地中热流所决 定。而不同温度带多年冻土活动层的厚度尽管同样受上述因素影响 , 但由于活动层在冻 结和融化过程水分相变消耗大量的热量 , 所以 , 同一地带或不同地带活动层的差异主要 是由构成活动层的岩性及土的含水量所造成。尤其在我国青藏高原多年冻土区 , 地处中 低纬度 , 不同地带的气温融化指数相差较小 , 而且同一地区不同年份的波动值变化也 小 , 这样 , 岩性和含水量对活动层变化的影响就显得尤为突出。 与砂石路面相比 , 沥青路面修筑后首先使路面颜色发生了变化 ; 其次沥青路面隔断 了下伏土层与地表间的水力联系 , 地面径流增大 , 表面蒸发减少 , 使路面终年处于很少 水分的蒸发状态。为了道路工程的稳定性 , 路堤部分主要由颗粒较粗的砂或者砾石组 成 , 含水量一般低于 10 % , 导热性能较好 , 冻融状态导热系数值相差也较小。由此导 致下伏土层吸热和放热期引起的温度位移现象与天然状况相比变小 , 并消除了地面植物 对水分蒸腾吸热的影响。所以 , 多年冻土区沥青路面道路修筑后 , 路面温度发生大幅度 升高 ( 中国科学院兰州冰川冻土研究所青藏公路冻土路基研究组 , 1988) , 并使路基下 上限深度逐年增大 , 多年冻土顶板下降 , 原天然上限附近地下冰融化。最后导致多年冻 土垂向衔接性破坏 , 路基沉陷 , 路面破坏 , 严重影响交通正常运营。据王绍令等 ( 1993) 青藏公路沿线勘探资料 , 目前岛状多年冻土区内路基下多年冻土均不衔接, 即 使在大片连续多年冻土区内 , 路基下大多数多年冻土也由衔接变为不衔接 , 而这一现象 ① 本文于 1996 年 2 月 28 日收到。 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 134 冰 　　川 　　冻 　　土 19 卷 在天然条件下很