基于强化降温效果的青藏高原公路碎石路堤地温调控机理研究

本项目针对青藏公路高速化改造中的多年冻土稳定问题,研究基于公路路面层下铺设保温材料层阻隔沥青路面热量传入和透壁通风管碎石路堤混合对流效应增强路堤降温效果的地温调控机理。通风管位置、管壁开孔率、碎(块)石粒径、平均气温等重要参数对透壁通风管碎石路堤混合对流效应发生及增强路堤降温效果的影响机理进行理论和实验方面的系统性、基础性研究,研究透壁通风管碎石路堤、冻土层及临近空气等分析区域中应用气固热对流三维问题的非线性有限元数值模拟方法,通过数值模拟获得全球气候变暖条件下透壁通风管碎石路堤及其地基温度变化特征和趋势。针对高温冻土路堤和高填土路堤,研究基于保温材料层阻隔沥青路面热量传入和多层透壁通风管碎石路堤混合对流效应增强公路路堤降温效果的能力,获得适合不同冻土条件的单(多)层透壁通风管碎石路堤结构形式及其设计原则,以完善能够减轻冻土区公路路基冻融灾害、增强路基稳定性的综合地温调控技术措施。

本项目针对青藏公路高速化改造中的多年冻土稳定问题，研究基于公路路面层下铺设保温材料层阻隔沥青路面热量传入和透壁通风管碎石路堤混合对流效应增强路堤降温效果的地温调控机理。通风管位置、管壁开孔率、碎(块)石粒径、平均气温等重要参数对透壁通风管碎石路堤混合对流效应发生及增强路堤降温效果的影响机理进行理论和实验方面的系统性、基础性研究，研究透壁通风管碎石路堤、冻土层及临近空气等分析区域中应用气固热对流三维问题的非线性有限元数值模拟方法，通过数值模拟获得全球气候变暖条件下透壁通风管碎石路堤及其地基温度变化特征和趋势。针对高温冻土路堤和高填土路堤，研究基于保温材料层阻隔沥青路面热量传入和多层透壁通风管碎石路堤混合对流效应增强公路路堤降温效果的能力，获得适合不同冻土条件的单(多)层透壁通风管碎石路堤结构形式及其设计原则，以完善能够减轻冻土区公路路基冻融灾害、增强路基稳定性的综合地温调控技术措施。