對流—通風復合路基制造技術

本實用新型專利技術涉及一種對流－通風復合路基，其結構特征是在壓實的天然地表上置有壓密夯實的路堤填土，路堤填土內鋪設有貫通的水平通風管，且垂直于路基走向，再將塊碎石護坡填加于路基兩側，且水平通風管貫穿塊碎石護坡。本實用新型專利技術充分利用了塊碎石護坡的自然對流降溫效應和通風管的快速通風降溫特點，將兩者優點相結合實現對下部凍土的降溫作用，提升凍土上限，使路基下部凍土溫度均勻分布，解決由于季節活動層在凍融過程中產生的凍脹與融沉給路基所帶來的破壞，確保多年凍土區高等級公路路基的長期穩定。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種道路的結構，尤其是一種對流一通風復合路基。其 可有效地降低高等級公路路基下部凍土溫度，抬升凍土上限，提高凍土路基 的穩定性。
技術介紹
我國多年凍土主要分布在大、小興安嶺和松嫩平原北部及西部高山和青藏高原，約占國土面積的22.4 %。在我國許多道路工程，例如青藏鐵路、青 藏公路(109國填)、214國道以及已納入交通部規劃之中的青藏高速公路等 都面臨著凍土^題。就青藏鐵路而言，共有632km穿越多年凍土區，其中有 275 km處于高溫多年凍土區(年平均地溫^-1.0 °C)，有221km通過高含冰 量多年凍土區(體積含冰量^20%)，高溫、高含冰量凍土重疊路段為134 km。 因此，對于寒區道路工程而言，都會面臨嚴峻的凍土問題。就目前已納入交 通部規劃的青藏高速公路而言，解決好凍土問題將成為確保其安全穩定的核 心與關鍵。
技術實現思路
在全球氣候變暖的大背景下，為實現對多年凍土區(尤其高溫多年凍土 區)高等級公路路基下多年凍土的保護，確保道路的安全穩定，本技術 提供一種對流一通風復合路基。其根據青藏高原四季溫差大、氣溫通常比地 表溫度低的氣'候特征，利用塊碎石護坡的自然對流降溫效應和通風管的快速 通風降溫特點，兩者相結合實現對高等級公路路基下部凍土溫度的降低，抬 升多年凍土上限，確保凍土路基的多年穩定。本技術的目的可以通過以下技術方案來實現-一種對流一通風復合路基，是在壓實的天然地表上置有壓密夯實的路堤填土，路堤填土內鋪設有貫通的水平通風管，且垂直于路基走向，再將塊碎 石護坡填加于路基兩側，且水平通風管貫穿塊碎石護坡。通風管直徑為0.2 1.0m，管與管軸線間距為2 3倍管徑，通風管軸線 距天然地表為0.5 4. 0 m。護坡塊碎石粒徑為10 30 cm,水平厚度為0.5 2.5 m。上述對流一通風復合路基工作原理是利用塊碎石護坡的自然對流降溫效 應和通風管的快速通風降溫特點，將兩者優點相結合實現對下部凍土的降溫作用。其工作過程可描述為當冬季外界氣溫較低時，塊碎石護坡外側及上 部溫度低于內側，內部空氣密度外上部大于內下部，在重力和浮升力的作用 下，外界冷空氣從塊碎石護坡底側流入，內部熱空氣上浮，空氣的流動將外 部"冷量"帶入路基中，同時把路基中的"熱量"帶出，實現對路基邊坡及 下部土體的降溫作用；當夏季外界溫度較高時，塊碎石護坡外上部溫度高于 內下部，空氣密度外上部小于內下部，空氣處于相對靜止狀態，無對流發生。 通風管橫穿路基.-通過快速通風來實現對周圍土體溫度的改變，由于多年凍 土區年平均氣溫低于0'C，并且具有冬季風大、夏季風小的氣候特點，從而 通風管實現了對路基負溫的積累，達到保護下部凍土的目的。本技術充 分利用了塊碎石護坡和通風管的工作特點，可有效降低其下部凍土溫度，提 高凍土上限，防止凍土路基凍脹和融沉的發生。 本技術的優點與產生的有益效果是1、 本技術充分利用了塊碎石護坡的自然對流降溫效應和通風管快速 通風降溫的特點，實現對路基下部凍土的降溫作用，使其處在較低的溫度狀 態，提升凍土上限，使路基下部溫度場均勻分布，解決由于季節活動層在凍 融過程中產生的凍脹與融沉給路基所帶來的破壞；2、 本技術無需任何外部動力設施，無污染，保護生態環境。并且， 塊碎石取材方便纟通風管可在工廠加工完成后運往現場直接鋪設，對凍土不 會產生大的人為擾動，可滿足高溫、高含冰量凍土地區高等級公路工程穩定 性的特殊要求；3、本實用l^型結構簡單，主要材料為塊碎石、混凝土和鋼筋或PVC材 料，成本低，易于施工與維護，降溫效果和工程穩定性好，具有較好的應用 推廣前景。附圖說明圖1是對流一通風復合路基立體示意圖具體實施方式，以下結合附圖，將對本技術再做進一步的說明。參照附圖1， 一種對流一通風復合路基，首先將天然地表4壓實，然后 填筑路基填土 l，.并在路基填土 1內部鋪設貫通的水平通風管2，且垂直于路 基走向，壓密夯實；通風管2直徑為0.5m,管與管軸線間距為3倍管徑，通 風管軸線距天然埤表4為0.7m;再將塊碎石護坡3填加于路基兩側，護坡塊 碎石坡面粒徑為10 30cm，水平厚度為1.5m，且水平通風管2貫穿塊碎石 護坡。其工作過程可描述為當冬季外界氣溫較低時，塊碎石護坡外側及上部 溫度低于內側，內部空氣密度外上部大于內下部，在重力和浮升力的作用下， 外界冷空氣從塊碎石護坡底側流入，內部熱空氣上浮，空氣的流動將外部"冷 量"帶入路fe'屮，同時把路基中的"熱量"帶出，實現對路基邊坡及下部土 體的降溫作用；當夏季外界溫度較高時，塊碎石護坡外上部溫度高于內下部， 空氣密度外上部小于內下部，空氣處于相對靜止狀態，無對流發生。通風管 橫穿路基，通過快速通風來實現對周圍土體溫度的改變，由于多年凍土區年 平均氣溫低于0°C，并且具有冬季風大、夏季風小的氣候特點，從而通風管 實現了對路基負溫的積累，達到保護下部凍土的目的。本技術充分利用 了塊碎石護坡的啟然對流降溫效應和通風管的快速通風降溫特點，將兩者優 點相結合實現對路基下部凍土的降溫作用。權利要求1.一種對流—通風復合路基，其特征是在壓實的天然地表(4)上置有壓密夯實的路基填土(1)，路基填土(1)內部鋪有貫通的水平通風管(2)，且垂直于路基走向；再將塊碎石護坡(3)填加于路基兩側，且水平通風管(2)貫穿塊碎石護坡(3)。2、 根據權利要求1所述的一種對流一通風復合路基，其特征是通風管(2)管直徑為0.2 l力m，管與管軸線間距為2 3倍管徑，并且其軸線距天然地 表(4)為0.:)' 4.0m。3、 根據權利要求1所述的一種對流一通風復合路基，其特征是護坡塊碎 石粒徑為10 30cm，水平厚度為0.5 2.5m。專利摘要本技術涉及一種對流—通風復合路基，其結構特征是在壓實的天然地表上置有壓密夯實的路堤填土，路堤填土內鋪設有貫通的水平通風管，且垂直于路基走向，再將塊碎石護坡填加于路基兩側，且水平通風管貫穿塊碎石護坡。本技術充分利用了塊碎石護坡的自然對流降溫效應和通風管的快速通風降溫特點，將兩者優點相結合實現對下部凍土的降溫作用，提升凍土上限，使路基下部凍土溫度均勻分布，解決由于季節活動層在凍融過程中產生的凍脹與融沉給路基所帶來的破壞，確保多年凍土區高等級公路路基的長期穩定。文檔編號E01C3/00GK201195817SQ20082002928公開日2009年2月18日 申請日期2008年5月29日 優先權日2008年5月29日專利技術者張明義, 董元宏, 賴遠明 申請人:中國科學院寒區旱區環境與工程研究所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種對流－通風復合路基，其特征是在壓實的天然地表（４）上置有壓密夯實的路基填土（１），路基填土（１）內部鋪有貫通的水平通風管（２），且垂直于路基走向；再將塊碎石護坡（３）填加于路基兩側，且水平通風管（２）貫穿塊碎石護坡（３）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張明義，賴遠明，董元宏，
申請(專利權)人：中國科學院寒區旱區環境與工程研究所，
類型：實用新型
國別省市：62[中國|甘肅]