我國國土遼闊,各個地區的地質也存在著差異,加上在外界環境影響下,地質復雜,給路基的正常施工增加了難度。路基工程是公路建設中*其重要的一部分,路基作為承受車輛壓力的結構,其質量關系著車輛的運行安全。在實際的路基施工中,經常會受到一些因素的影響,致使路基出現變形、下沉等現象。因此必須要采取相應的技術措施,來保障路基的質量。凍土路基施工中,通過采用XPS擠塑板能夠對路基起到保護的作用。
凍土路基的特點
凍土一般是指內部包含冰層的巖土,溫度低于0℃。根據土的凍結時間可以將其分成三類:多年凍土、季節凍土、短時凍土。其中多年凍土路基是路基施工中的難題,由于當凍土出現凍結或是融化時,都會影響路基工程的質量,危害到人們的出現安全,給社會帶來經濟損失,縮短道路的使用壽命,在后期維修中也會產大量的費用。在進行路基施工時,冬季經常會出現施工問題,當冬季施工時,路基會受到天氣溫度的影響,發生變形,而在春季凍土融化時,路基就會發生沉降的現象。
隔熱層路基作用機理
隔熱層路基一般是借助傳熱學理論進行操作處理,保持原路基高度不變進行材料添加。一般在路基內部鋪設XPS擠塑板材料,借助該隔熱材料導熱系數低的特點,充分阻止表面熱量的向下傳到,進而實現降低太陽輻射能傳人地基內部,屬于一種新型路基結構體系。借助該路基結構,可保證凍土受保護、延緩凍土退化,具有較為明顯的現實意義。
道路工程中,通過在路表面進行瀝青鋪設施工,實現表面換熱系數的改變,黑色瀝青吸熱量較大,增加路基內部熱量,導致多年凍土易發生變化,上限下降。通過鋪設隔熱材料,能夠補償瀝青材料引起的上限下降,甚至會發生太高上限數值的狀況。對于隔熱材料而言,導熱系數越低,隔熱效果越好。若土層上部溫度在一個周期(一般為一年)內,以正弦波動的形式進行溫度變化,則下部土層溫度對應發生隨深度波動而滯后的周期波動。因此,多年凍土的溫度剖面圖一般為土層深度一定的條件下,*高溫、*低溫之間的動態溫度變化曲線,*高溫為凍結溫度,多數為0℃,深度即為多年凍土上限數值。據研究發現,未鋪設隔熱材料時,溫度剖面圖一般為較為平滑的曲線,而鋪設保溫層材料后,在太陽輻射熱量、外界水分場、應力等多方面作用的綜合效果下,導致保溫層上下溫差較大(原因在于隔熱材料的導熱系數相比于原路基材料而言較大,一般高于40倍)。進而導致保溫層下部巖土的溫度*高值和*低值之間的差距減小,整體溫度波動曲線振幅明顯下降。*高溫度包絡線和深度數值的交叉點位于數值較高區域,即凍土上限數值增加。從熱傳導理論分析,介質不同,對應導熱系數不同;同一介質條件下,厚度不同,相應的換熱量不同。凍土路基施工中,加入XPS隔熱材料層,可有效降低路基吸熱,進而降低路基層厚度,充分解決了增大熱阻與降低路基高度的矛盾。
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