多冻土区公路建设及青藏高速面临的技术难题课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,32,中加寒区道路运营技术国际研讨会,中加寒区道路运营技术国际研讨会,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,多年冻土区公路建设及青藏高速面临的技术难题,报告内容,一、多年冻土区公路建设现状,二、青藏高速关键技术问题,三、主要研究方向,一、多年冻土区公路建设现状,多年冻土分布现状,总面积,215,万平方公里，占国土面积的,22.3%,纬度控制,/,海拔控制,/,局部高山,/,高温,特 点,高山多年冻土,高海拔多年冻土,高纬度多年冻土,一、多年冻土区公路建设现状,主要公路干线,青康公路,青藏公路,新藏公路,拉萨,格尔木,西宁,多年冻土面积：,15010,4,km,2,平均海拔：,4500m,以上,平均气温：,-2 ,-7,含 氧 量：,50%,海平面,一、多年冻土区公路建设现状,主要公路干线,青藏公路（,G109,）：是进藏运输的主通道，穿越,750km,多年冻土地带，全段二级标准，沥青路面，平均速度约为,80km/h,一、多年冻土区公路建设现状,主要公路干线,青康公路（,G214,）：是青海、西藏两省区干线公路，穿越约,300km,多年冻土，全段二级标准，沥青路面和水泥混凝土路面共存，平均速度约为,70km/h,，现正进行高速化改造,一、多年冻土区公路建设现状,主要公路干线,新藏公路（,G219,）：是连接新藏两省区唯一干线，是中印、中巴边境战略主通道，穿越累计,380km,多年冻土区，无高级路面，,2003,年开始升级改建，目前平均速度不,50km/h,一、多年冻土区公路建设现状,主要公路干线,其他国道,317,、,318,，东北大小兴安岭的部分公路（黑北、伊嘉、加漠等）等均有少量路段穿越多年冻土或岛状多年冻土,一、多年冻土区公路建设现状,冻土环境,冻土工程地质特性,冻胀特性,融沉特性,一、多年冻土区公路建设现状,冻土环境,不良冻土现象,热融滑塌,热融湖塘,热融沉陷,融冻泥流,冻胀丘,河冰锥,一、多年冻土区公路建设现状,青藏公路交通走廊现状,输油管道,青藏铁路,1954,年青藏公路,1977,年格拉油管,2006,青藏铁路,一、多年冻土区公路建设现状,冻土工程病害,路基：,融沉,波浪,开裂,一、多年冻土区公路建设现状,冻土工程病害,沥青路面：,开裂,车辙,老化,混凝土路面：,断裂,松散,自然老化,一、多年冻土区公路建设现状,冻土工程病害,桥梁：,桩基融沉,冰害,涵洞：,冻胀,涵洞冻胀沉降变形,二、青藏高速关键技术问题,首都,7,条射线之一：北京至拉萨高速公路,（北京至西宁已通车）,二、青藏高速关键技术问题,线位、断面、线形指标,青藏公路标准低：,设计速度,6080km/h,路基宽,10m,路面宽,7m,青藏高速：,线位选择,断面形式,（,分离式,？）,二、青藏高速关键技术问题,线位、断面、线形指标,青藏高速：路基宽度,设计速度（,km/h,）,120,100,80,60,车道数,8,6,4,8,6,4,6,4,4,路基宽度（,m,）,一般值,45.00,34.50,28.00,44.00,33.50,26.00,32.00,24.50,23.00,最小值,42.00,26.00,41.00,24.50,21.50,20.00,线形与断面,二、青藏高速关键技术问题,线位、断面、线形指标,线位选择困难,高压线,铁路,光缆,既有公路,二、青藏高速关键技术问题,尺寸效应与冻土路基稳定技术,现有稳定措施的路基尺度：,公路,10m,宽路基,铁路,7.8m,宽路基,公（铁）,碎石路基,公（铁）,热棒路基,公（铁）,隔热层路基,二、青藏高速关键技术问题,尺寸效应与冻土路基稳定技术,高速公路路基稳定措施：,26m,宽路基：,埋设位置、尺寸,?,二、青藏高速关键技术问题,重载交通下路面结构与材料,二、青藏高速关键技术问题,隧道防冻,鹧鸪山隧安装完成后,青藏铁路风火山隧道,鹧鸪山隧道保温层安装,大坂山隧道防雪棚,大坂山隧道防雪棚,大坂山隧道,二、青藏高速关键技术问题,隧道防冻,新疆天山,2,号隧道洞口现状 新疆天山,2,号隧道内积冰,隧道内形成冰柱 隧道洞顶排水沟结冰,二、青藏高速关键技术问题,隧道防冻,隧道内衬砌开裂,隧道内保温层破损,隧道墙壁及电缆槽顶结冰,隧道内路面上形成冰柱结冰,隧道内路面结冰,二、青藏高速关键技术问题,高原冻土环境保护,冻土区生态环境,植被,动物,水环境,二、主要研究方向,冻土工程地质与环境,气象观测,1980,年后转暖,冻土退化,冻土升温,二、主要研究方向,运行速度与线形,运行速度：在自由流状态下，所观测到的驾驶员操纵车辆运行的车速,青藏公路运行速度：,小客车,80120km/h,，货车,5080km/h,（设计速度,60km/h,）,曲线前的运行速度低于直线段运行速度,平直路段的期望速度可以取值为小客车,120km/h,，大货车,80km/h,高海拔地区,4000m,以上，海拔对运行速度的影响为降低,10%,二、主要研究方向,大尺度路基稳定技术,变形,沉降,.,压实,路基与构筑物衔接,二、主要研究方向,路面新技术,单向导热路面,聚合物水泥混凝土路面,彩色路面,单向散热沥青路面的设计思路,高原冻土区沥青路面吸热与聚热示意图,问题关键：,热传导,或,热对流,二、主要研究方向,大断面隧道防冻技术,温度场,水分（渗流）场,温度场、渗流场耦合理论,保温技术,防渗技术,结 语,青藏高速公路已经规划，随着科学技术的深入研究，我们有能力攻克多年冻土的技术难题，有希望实现高速公路到拉萨的梦想,由于高速公路的技术指标高、路基尺度大，还有许多工作要做,希望加强联合、攻坚克难,感谢一直关心、支持我们工作的各界同仁,