这是靠近唐古拉山口的一段青藏公路ღ◈◈ღ,路两边密布热棒(无人机照片ღ◈◈ღ,11月30日摄)ღ◈◈ღ。 新华社记者 姜帆 摄
青藏高原是全球高海拔多年冻土集中分布的地区ღ◈◈ღ。作为世界上海拔最高公路之一的青藏公路ღ◈◈ღ,多年冻土段分布平均海拔在4500米以上ღ◈◈ღ,工程技术人员不得不面临一个世界性难题——冻土对公路的影响ღ◈◈ღ。
记者日前从西藏拉萨出发ღ◈◈ღ,沿青藏公路直抵青海格尔木市ღ◈◈ღ,这一路的直观感受就是有的路段高低起伏ღ◈◈ღ,犹如在波浪中行船ღ◈◈ღ。
“海绵路”“搓板路”“弹坑路”新报跑狗ღ◈◈ღ,这是司乘人员对这类路段的戏称ღ◈◈ღ,车速稍快一点就会颠簸得厉害ღ◈◈ღ。这种路的出现ღ◈◈ღ,与该地区的冻土有直接关系ღ◈◈ღ。
中国科学家对冻土的研究也已经持续了很多年ღ◈◈ღ。他们通过在高原上布设观测站ღ◈◈ღ,收集了大量关于永久冻土层变化的数据新报跑狗ღ◈◈ღ。这些数据显示ღ◈◈ღ,过去几十年ღ◈◈ღ,青藏高原的永久冻土层温度在逐渐上升ღ◈◈ღ,融化速度在加快beat365手机版官方网站ღ◈◈ღ。
中交第一公路勘察设计研究院有限公司格尔木观测研究基地主任陈冬根(左)与同事在实验室里检查冻土样品(12月3日摄)ღ◈◈ღ。新华社记者 姜帆 摄
基地主任陈冬根说ღ◈◈ღ:“在冬季ღ◈◈ღ,冻土就像水结冰一样ღ◈◈ღ,会随着气温的降低而剧烈膨胀ღ◈◈ღ,导致公路路面隆起ღ◈◈ღ。到了夏季ღ◈◈ღ,冻土又像冰块融化一样ღ◈◈ღ,体积迅速缩小ღ◈◈ღ,公路路面也随之下沉ღ◈◈ღ。”
70年来ღ◈◈ღ,中国政府投入巨资ღ◈◈ღ,多次对青藏公路进行整治改建ღ◈◈ღ,青藏公路实现了世界首例在高寒高海拔冻土区铺设黑色等级路面——由原来的砂石路面逐步改造为现在的沥青路面ღ◈◈ღ。
受惠于这条公路ღ◈◈ღ,沿途形成一条条经济带ღ◈◈ღ、文化带ღ◈◈ღ、旅游带ღ◈◈ღ,各族群众称它为“彩虹”“金桥”ღ◈◈ღ。为确保这条路的安全畅通ღ◈◈ღ,中国科学家几十年如一日进行研究和“出谋划策”ღ◈◈ღ。
记者在沿路看到ღ◈◈ღ,部分路段两旁竖立着一根根“金箍棒”ღ◈◈ღ,这是解决冻土层路面沉降的方法之一ღ◈◈ღ。陈冬根介绍ღ◈◈ღ,这叫热棒ღ◈◈ღ,是一种利用重力和气液相互转变的原理为路基降温的装置ღ◈◈ღ,是保持冻土层温度稳定的导热管ღ◈◈ღ。
在冬季ღ◈◈ღ,热棒下端吸收热量后ღ◈◈ღ,液态物质会转化为气态ღ◈◈ღ,然后上升至冷凝器ღ◈◈ღ。在冷凝器中beat365手机版官方网站ღ◈◈ღ,热量被发散到空气中新报跑狗ღ◈◈ღ,气态物质再转化为液态ღ◈◈ღ,最后在重力的作用下流回热棒下端ღ◈◈ღ。通过热棒的单向导热性和高效的传热和散热效率beat365手机版官方网站ღ◈◈ღ,源源不断地带走路基的热量ღ◈◈ღ,保持路基的稳定ღ◈◈ღ。
除此之外ღ◈◈ღ,科学家还想到了在冻土层上加装“隔热板”ღ◈◈ღ,即用特殊材料制作的保温板“XPS板”——它能阻止夏季热量向下传输ღ◈◈ღ。陈冬根说ღ◈◈ღ:“通俗讲ღ◈◈ღ,这就类似我们小时候看到卖冰棍的老人给冰棍裹住厚厚的被子ღ◈◈ღ。”
这是在中交第一公路勘察设计研究院有限公司格尔木观测研究基地拍摄的“热棒加XPS板路基”模型(12月3日摄)ღ◈◈ღ。新华社记者 姜帆 摄
这是看得见的装置措施新报跑狗ღ◈◈ღ,还有看不见的手段ღ◈◈ღ,它们隐藏在地面下ღ◈◈ღ。通风管路基是一种在路基底部以上一定高度横向埋设的钢筋混凝土通风管ღ◈◈ღ。通过通风管内的空气流动ღ◈◈ღ,可以带走周围路基土体中的热量beat365手机版官方网站ღ◈◈ღ,有效保持路基的低温ღ◈◈ღ。这种方法可以减少冻土的融化ღ◈◈ღ,保持路基的稳定ღ◈◈ღ。
青藏公路事业发展和应急保障中心党委书记高永利介绍ღ◈◈ღ,不少工程技术人员跟这条路打了一辈子交道ღ◈◈ღ,要解决好雨ღ◈◈ღ、雪ღ◈◈ღ、冰的问题新报跑狗ღ◈◈ღ,就是跟“水”作斗争ღ◈◈ღ,该疏的要疏beat365手机版官方网站ღ◈◈ღ、该堵的要堵beat365手机版官方网站ღ◈◈ღ。对冻土层的扰动越小ღ◈◈ღ,越有利于地基稳定ღ◈◈ღ。
尽管科学家对冻土的研究越来越深入新报跑狗ღ◈◈ღ,但是他们还要面临一个长期变量的挑战ღ◈◈ღ,那就是全球气候变暖ღ◈◈ღ。“随着气温的攀升ღ◈◈ღ,不同地段冻土的融解速率不一beat365手机版官方网站ღ◈◈ღ,这就需要我们因地制宜ღ◈◈ღ,持续开展精细化分析ღ◈◈ღ。”陈冬根说ღ◈◈ღ。
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