遮阳板碎石复合护坡是一种集碎石护坡和遮阳板护坡双重效用于一体的新型复合护坡结构,是一种很好的治理高温冻土区块碎石护坡路基病害的补强措施。基于遮阳板和块碎石单个工程措施降温机制的研究,通过对这种新型复合护坡路基的温度场和速度场特征以及降温过程的研究,提出新型复合护坡路基的降温机制。研究发现,封闭新型复合护坡的主要降温机制是:复合护坡中遮阳板有遮阳和挡风雪作用,碎石层有"热半导体"效应和"热屏蔽效应"(屏蔽遮阳板的二次辐射);开放新型复合护坡的主要降温机制是:遮阳板有遮阳、挡风雪作用,碎石护坡有"热屏蔽效应"(屏蔽热风和二次辐射)和"烟囱效应",遮阳板和碎石护坡组合的通道有"虹吸效应"、"狭管效应"和"烟囱效应"。研究成果完善和深化了新型复合护坡路基研究基础,而且对遮阳板和块碎石结构在青藏铁路或青藏公路中的应用提供科学依据和技术支撑。
青藏高原低纬度高海拔地区,太阳辐射是土体升温的直接热源,而带有融化潜热的雨水垂直渗流有加速下部冻结层融化的趋势。基于对辐射、避雨、保证蒸发散热边界条件等方面考虑,提出了一种积极主动的保持冻土路基稳定的措施——遮阳板路基。文内对这种新措施的工作机理进行了分析,并总结了试验实体工程设计与施工中存在的一些问题。通过对试验路段和对比路段观测、调查分析认为,遮阳板路基护坡是一种可行的保持路基稳定的积极有效的新方法。
在青藏铁路和青藏公路的施工建设中,许多主动保护冻土的措施已经被采用,遮阳板就是其中有效的降温措施之一.由于青藏高原风速较平原地区大,且会对建筑物造成一定的破坏,所以文章以高原平均风速最大的地区-安多地区的风速条件为例对遮阳板的稳定性进行数值试验,从而得出合理的遮阳板的结构参数,为今后施工和维护提供了科学依据.
基于室内的系统试验,试验条件下研究发现遮阳板对热辐射的遮挡是有效避免路基坡面升温主要的因素;遮阳板下空气对流换热可及时带走遮阳板本身及遮阳板辐射产生的热量,这是避免坡面升温的重要补充;遮阳板下空气的有效流动,可以将坡面温度保持在较一般地表温度更低的水平上.由于遮阳板对下部空气层的限制作用,在遮阳板下产生“烟囱效应”,由此使得遮阳板下的空气流速得以大幅提高.青藏公路遮阳板试验段观测资料证明,通过遮阳板在路基边坡的实施,可以降低整个坡面年平均温度约3.2℃,并较天然地表低约1.5℃.
