多年凍土地區(qū)公路修筑成套技術(shù)研究

　　總研究經(jīng)費(fèi)6232萬(wàn)元共計(jì)10個(gè)子項(xiàng)目

　　“多年凍土地區(qū)公路修筑成套技術(shù)研究”系交通部西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目，于2002年7月初立項(xiàng)，包括10個(gè)分項(xiàng)目，由中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院牽頭，第一承擔(dān)單位分別為中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院、長(zhǎng)安大學(xué)、青海省公路科研勘測(cè)設(shè)計(jì)院、黑龍江省交通科學(xué)研究所、交通部科學(xué)研究院、吉林省公路勘測(cè)設(shè)計(jì)院及青海省交通醫(yī)院等7家單位，參加單位有中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院、青藏公路管理分局、吉林省交通科學(xué)研究所等共計(jì)28家單位。

　　本項(xiàng)目實(shí)際研究經(jīng)費(fèi)為6232萬(wàn)元。

　　為系統(tǒng)分析總結(jié)青藏公路30多年瀝青路面歷次整治大修經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步深入研究青藏高原大規(guī)模鋪筑瀝青路面的長(zhǎng)期使用性能，牽頭單位中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院在項(xiàng)目一開始即增列專題開展了“多年凍土地區(qū)瀝青路面耐久性能研究”，自籌研究經(jīng)費(fèi)90萬(wàn)元，該專題2005年底通過鑒定驗(yàn)收。

　　據(jù)了解，“多年凍土地區(qū)公路修筑成套技術(shù)研究”項(xiàng)目在總結(jié)已有多年凍土科研成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入研究多年凍土地區(qū)公路修筑成套技術(shù)，內(nèi)容涵蓋了多年凍土地區(qū)公路建設(shè)的工程地質(zhì)、公路病害機(jī)理、水熱力耦合及溫度場(chǎng)規(guī)律、路基設(shè)計(jì)與施工技術(shù)、路面設(shè)計(jì)技術(shù)、橋涵工程技術(shù)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)與評(píng)價(jià)技術(shù)、公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)、季節(jié)冰凍地區(qū)路基路面設(shè)計(jì)施工技術(shù)，以及高原職工安全與健康保障技術(shù)。

　　“多年凍土地區(qū)公路修筑成套技術(shù)研究”項(xiàng)目研究成果是我國(guó)多年凍土地區(qū)公路建設(shè)技術(shù)的系統(tǒng)集成、創(chuàng)新與超越，體現(xiàn)當(dāng)代凍土地區(qū)公路修筑技術(shù)研究的前沿水平。以上研究成果的應(yīng)用必將提高多年凍土地區(qū)公路工程的勘察、設(shè)計(jì)、施工與養(yǎng)護(hù)水平，節(jié)約工程投資，確保工程質(zhì)量；改善行車條件，提高行車速度，減少油耗和機(jī)械磨損。同時(shí)本項(xiàng)目研究成果對(duì)多年凍土地區(qū)公路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)期間的生命健康保障、環(huán)境保護(hù)及可持續(xù)發(fā)展、季節(jié)冰凍地區(qū)公路建設(shè)以及我國(guó)多年凍土的基礎(chǔ)理論研究將起到巨大的促進(jìn)作用，并為制定多年凍土地區(qū)公路工程規(guī)范、預(yù)報(bào)公路病害提供研究科學(xué)依據(jù)，對(duì)指導(dǎo)我國(guó)多年凍土和季節(jié)冰凍地區(qū)的公路、鐵路和其它土建工程建設(shè)具有重要意義。

　　我國(guó)凍土區(qū)占國(guó)土面積22.3％

　　在我國(guó)，凍土有廣泛的分布。多年凍土區(qū)的面積約占國(guó)土面積的22.3％，季節(jié)凍土則遍布大部國(guó)土。我國(guó)多年凍土主要分布在青藏高原、西部高山和東北大、小興安嶺和松嫩平原北部，并零星分布在季節(jié)凍土區(qū)內(nèi)的一些高山上。其中，相對(duì)人口密集地區(qū)為青藏高原多年凍土地區(qū)。我國(guó)多年凍土地區(qū)，地域遼闊，由于特殊的歷史、自然、地理、社會(huì)等各方面因素的影響，多年凍土地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平還很落后，多年凍土地區(qū)經(jīng)濟(jì)開發(fā)建設(shè)活動(dòng)受到落后的交通基礎(chǔ)設(shè)施的嚴(yán)重制約。

　　青藏高速公路已列入國(guó)家交通公路網(wǎng)規(guī)劃，作為西南邊陲首府與西部省會(huì)乃至首都北京最迅捷的通道，青藏高速公路是省際間最后一條尚未開工建設(shè)的主干線，加上已規(guī)劃的西部省際通道，預(yù)計(jì)在西部地區(qū)將有數(shù)條不同等級(jí)的公路穿越高原凍土區(qū)、高山凍土區(qū)，給凍土地區(qū)公路建設(shè)帶來(lái)前所未有的機(jī)遇。這些公路等級(jí)高，修筑技術(shù)難度大，對(duì)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量，服務(wù)水平和服務(wù)功能提出了更高的要求。因此，迫切需要全面系統(tǒng)的多年凍土地區(qū)公路修筑成套技術(shù)。在此環(huán)境及背景下，2002年7月交通部西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目“多年凍土地區(qū)公路修筑成套技術(shù)研究”正式立項(xiàng)，隨之進(jìn)入研究攻關(guān)階段。

　　多年凍土地區(qū)公路建設(shè)中存在的技術(shù)難題

　　雖然我國(guó)有著幾十年凍土地區(qū)公路修筑史，也取得了一定的成功經(jīng)驗(yàn)，但迄今為止還沒有形成完整的成套技術(shù)。為此，多年凍土地區(qū)公路修筑技術(shù)尚需進(jìn)一步深入研究，主要問題如下：

　?、艃鐾恋刭|(zhì)勘察沿用非凍土地區(qū)常用方法和手段，凍土分類與定性準(zhǔn)確性不高；

　?、苾鐾谅坊芯孔⒅靥Ц呗坊?、增設(shè)保溫護(hù)道對(duì)下伏凍土的被動(dòng)保護(hù)，對(duì)因填料導(dǎo)熱性能改變而產(chǎn)生的路基尺度效應(yīng)（路寬、高度、邊坡坡度及護(hù)道尺寸）未作深入研究，設(shè)計(jì)理念有待突破和提升；

　　⑶對(duì)路基病害發(fā)生的機(jī)理缺乏系統(tǒng)深入的理論分析，凍土路基穩(wěn)定措施針對(duì)性不強(qiáng)，處治效果不理想；

　?、葘?duì)重交通荷載下凍土區(qū)路面結(jié)構(gòu)適應(yīng)路基變形的能力研究不系統(tǒng)，多年凍土區(qū)瀝青路面耐久性能研究尚處空白；

　?、蓻]有開展對(duì)多年凍土區(qū)特別是青藏高原生態(tài)環(huán)境極其脆弱地區(qū)的環(huán)境保護(hù)研究，有針對(duì)性的環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法及生態(tài)恢復(fù)技術(shù)亟待建立；

　　⑹多年凍土區(qū)公路養(yǎng)護(hù)理念落后，缺少先進(jìn)適用的工藝和技術(shù)，養(yǎng)護(hù)材料研究技術(shù)儲(chǔ)備不足，養(yǎng)護(hù)機(jī)制不健全，影響了路面功能與壽命；

　?、思竟?jié)冰凍地區(qū)公路路基路面穩(wěn)定技術(shù)有待創(chuàng)新，路基結(jié)構(gòu)、形式，路面材料與結(jié)構(gòu)組合對(duì)排水抗凍性能的要求等需要進(jìn)一步研究。

　　“多年凍土地區(qū)公路修筑成套技術(shù)研究”項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容、關(guān)鍵技術(shù)和研究目標(biāo)如下：

　　主要研究?jī)?nèi)容。涵蓋了多年凍土地區(qū)公路工程地質(zhì)研究包括；多年凍土地區(qū)公路病害和機(jī)理研究；水、熱、力耦合效應(yīng)與路基路面溫度場(chǎng)變化規(guī)律研究；多年凍土地區(qū)路基穩(wěn)定性技術(shù)研究；多年凍土地區(qū)路面設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究；多年凍土地區(qū)橋涵工程技術(shù)研究；多年凍土地區(qū)公路生態(tài)環(huán)境保護(hù)與評(píng)價(jià)技術(shù)研究；多年凍土地區(qū)公路養(yǎng)護(hù)與維修技術(shù)研究；季節(jié)性冰凍地區(qū)路基路面穩(wěn)定技術(shù)研究；高原（山）地區(qū)筑養(yǎng)路職工安全與健康保障研究。

　　關(guān)鍵技術(shù)。符合公路特點(diǎn)的凍土區(qū)劃與凍土分類指標(biāo)；多年凍土區(qū)穩(wěn)定路基技術(shù)及適應(yīng)性；多年凍土區(qū)公路路基尺度與黑面效應(yīng)；多年凍土區(qū)公路路面結(jié)構(gòu)與材料；多年凍土區(qū)橋梁結(jié)構(gòu)與材料；多年凍土區(qū)公路施工技術(shù)；多年凍土區(qū)公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)與材料；多年凍土區(qū)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)。

　　研究目標(biāo)。通過本項(xiàng)目研究，系統(tǒng)總結(jié)我國(guó)多年凍土區(qū)公路修筑經(jīng)驗(yàn)及高原特殊環(huán)境對(duì)人體和勞動(dòng)能力影響的對(duì)策，預(yù)測(cè)全球氣候變化背景下凍土變化趨勢(shì)，集成多年凍土區(qū)公路修筑成套技術(shù)，在多年凍土區(qū)公路路基穩(wěn)定性、路面結(jié)構(gòu)適應(yīng)性與耐久性、橋梁樁基礎(chǔ)、高原生態(tài)保護(hù)以及高寒低氧環(huán)境下生命健康保障等方面有較大的理論創(chuàng)新與突破，在多年凍土區(qū)公路路基病害防治與預(yù)警方面有重大發(fā)展，爭(zhēng)創(chuàng)國(guó)際領(lǐng)先水平，提升我國(guó)凍土工程研究水平和凍土區(qū)公路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)水平，促進(jìn)多年凍土區(qū)公路建設(shè)與社會(huì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，為制定多年凍土地區(qū)公路工程規(guī)范提供科學(xué)依據(jù)。

　　取得了多項(xiàng)令人矚目的研究成果

　　據(jù)《多年凍土地區(qū)公路修筑成套技術(shù)研究》總報(bào)告稱，“多年凍土地區(qū)公路修筑成套技術(shù)研究”取得了多項(xiàng)令人矚目的研究成果。

　　———多年凍土分布及區(qū)劃、分類。

　　立足公路工程，結(jié)合我國(guó)對(duì)多年凍土區(qū)公路工程研究的最新成果，首次提出了公路的多年凍土工程區(qū)劃，首次將多年凍土的類型和地溫狀況指標(biāo)用于公路多年凍土的區(qū)劃；提出了以凍土路基融沉變形量為指標(biāo)的公路工程凍土分類標(biāo)準(zhǔn)以及針對(duì)青藏公路瀝青路面條件下的公路工程凍土分類方案。

　　———公路工程多年凍土基礎(chǔ)理論研究

　?。?）研究了多年凍土地溫狀況及其變化，以及對(duì)公路路基變形的影響規(guī)律，并以此為基礎(chǔ)提出模擬路基內(nèi)土體凍融過程、凍土的形成與融化規(guī)律、路基內(nèi)溫度場(chǎng)分布及變化規(guī)律的伴有相變的非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)方程，并提出移動(dòng)相變界面法、焓方法、等效參數(shù)法等三種實(shí)用的數(shù)值解法及其定解條件。

　?。?）通過試驗(yàn)確定了不同路面結(jié)構(gòu)的對(duì)流換熱系數(shù)、輻射換熱系數(shù)。運(yùn)用焓方法研究了不同年平均氣溫條件下路基高度對(duì)路基溫度場(chǎng)的影響規(guī)律及不同走向路基溫度場(chǎng)的分布特征。運(yùn)用等效參數(shù)法研究了邊坡坡度與保溫護(hù)道對(duì)路基地溫特征的影響規(guī)律及不同路基寬度對(duì)路基溫度場(chǎng)的影響；數(shù)學(xué)模擬研究了水泥路面與瀝青路面、瀝青路面與砂礫路面的熱學(xué)特征。

　?。?）首次建立了凍土路基內(nèi)三場(chǎng)耦合的理論模型，實(shí)現(xiàn)了其數(shù)值解法，并通過室內(nèi)模型試驗(yàn)與青藏公路現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。

　?。?）運(yùn)用模糊信息優(yōu)化處理方法，分析了影響路基變形的各因素的權(quán)重。

　?。?）提出了路基變形基于長(zhǎng)序列變形數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)和基于氣候效應(yīng)的物理預(yù)測(cè)技術(shù)，并將上述兩類預(yù)測(cè)技術(shù)結(jié)合分析研究?jī)鐾谅坊淖冃我?guī)律及其機(jī)理。

　　———多年凍土區(qū)公路工程病害機(jī)理研究

　　（1）多年凍土地區(qū)公路病害類型在不同的控制因素作用下具有一定的差異性。研究分析了與路面結(jié)構(gòu)、路基高度及行車荷載等相關(guān)的不同病害形式。與西部高山旱區(qū)多年凍土相比，東北地區(qū)由于秋末冬初降雨較多，凍脹、翻漿和涎流冰是該地區(qū)的主要病害。

　?。?）研究了公路病害與凍土含冰量及凍土地溫的相關(guān)性。研究表明融沉變形及路基縱向裂縫是高原多年凍土區(qū)主要病害，并與路基高度關(guān)系密切，陽(yáng)坡側(cè)路基病害明顯多于陰坡側(cè)。研究總結(jié)了凍土路基病害機(jī)理和橋涵病害機(jī)理。

　　———多年凍土地區(qū)路基設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究

　?。?）在總結(jié)多年凍土區(qū)各歷史時(shí)期路基設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐的基礎(chǔ)上，首次提出多年凍土地區(qū)公路一般結(jié)構(gòu)路基與特殊結(jié)構(gòu)路基設(shè)計(jì)原則及相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。

　?。?）通過數(shù)值模擬研究得出凍土路基臨界高度的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，提出路基合理高度的概念及確定方法，并將其引入路基設(shè)計(jì)，改進(jìn)了路基高度設(shè)計(jì)方法。

　?。?）提出一般路基結(jié)構(gòu)邊坡與護(hù)道設(shè)置原則，優(yōu)化了路堤典型橫斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

　　（4）通過數(shù)值模擬、室內(nèi)試驗(yàn)及野外試驗(yàn)工程觀測(cè)，研究了設(shè)置XPS板、碎石、熱棒、遮陽(yáng)板等措施的特殊路基結(jié)構(gòu)對(duì)路基穩(wěn)定性的影響規(guī)律，提出了保溫隔熱層合理厚度及熱學(xué)等效路基高度的計(jì)算表達(dá)式；提出路基碎石層的冬季自然對(duì)流降溫效應(yīng)的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間；揭示了碎石路基冬季主動(dòng)冷卻路基、夏季保溫隔熱的作用機(jī)理，提出了碎石層鋪筑的理論合理厚度與粒徑；建立了熱棒路基的等效傳熱模型，得出了熱棒工作的周期、有效工作半徑，路基雙側(cè)設(shè)置熱棒優(yōu)于單側(cè)，斜置熱棒優(yōu)于豎置；研究得到了遮陽(yáng)板降低地溫、調(diào)控陰陽(yáng)面吸熱不均、治理融化盤偏移的作用效果和機(jī)理。

　?。?）通過試驗(yàn)工程研究得出硅藻土護(hù)坡在外界補(bǔ)水條件不良的高原環(huán)境下降溫效應(yīng)難以發(fā)揮。

　?。?）研究提出隔熱層、碎塊石、熱棒、遮陽(yáng)板等特殊結(jié)構(gòu)路基設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及其適用條件。

　　（7）分別提出路基填挖過渡段，路基與橋涵過渡段，融區(qū)與多年凍土區(qū)過渡段，高低含冰量?jī)鐾吝^渡段的路基處置對(duì)策。

　　（8）系統(tǒng)總結(jié)了路堤與路塹的施工技術(shù)，包括路基填料與施工季節(jié)的選擇、施工工藝與質(zhì)量控制等。

　　（9）編制了《多年凍土地區(qū)公路路基設(shè)計(jì)與施工技術(shù)指南》。

　　———多年凍土地區(qū)公路路面設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究

　　（1）首次從理論與工程兩方面系統(tǒng)研究了青藏公路30多年間的路面結(jié)構(gòu)的發(fā)展與經(jīng)驗(yàn)，并通過試驗(yàn)工程研究，推薦了該地區(qū)的合理路面結(jié)構(gòu)。

　　（2）在凍土路基熱狀況和融沉變形狀況計(jì)算分析的基礎(chǔ)上，首次提出了多年凍土地區(qū)瀝青路面結(jié)構(gòu)融沉附加應(yīng)力計(jì)算方法；首次提出了基于荷載與融沉綜合作用的多年凍土地區(qū)瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)與方法。

　?。?）從多年凍土地區(qū)路面基層特殊使用環(huán)境與施工條件出發(fā)，模擬多年凍土地區(qū)實(shí)際溫度和濕度條件系統(tǒng)研究了水泥穩(wěn)定砂礫混合料的強(qiáng)度形成、收縮特性和抗凍融循環(huán)耐久性，得到了相應(yīng)的規(guī)律。研制了專供多年凍土地區(qū)特殊條件下CS-1型外加劑改善水泥穩(wěn)定類材料的早強(qiáng)耐久性能。提出了綜合考慮抗壓強(qiáng)度、溫縮抗裂指數(shù)、干縮抗裂指數(shù)等指標(biāo)的水泥穩(wěn)定粒料配合比設(shè)計(jì)方法。

　?。?）首次提出了級(jí)配碎石基于CBR值和剪切強(qiáng)度雙指標(biāo)的關(guān)鍵篩孔及其通過率合理范圍及組成設(shè)計(jì)方法。

　?。?）研究了瀝青穩(wěn)定碎石混合料的強(qiáng)度特性、凍融劈裂、溫度收縮、低溫彎曲、常溫及低溫疲勞等性能，提出了以溫度應(yīng)力比和彎曲應(yīng)變能為主要指標(biāo)的低溫抗裂性能綜合評(píng)價(jià)方法，提出了基于強(qiáng)度和大型馬歇爾指標(biāo)的瀝青穩(wěn)定碎石配合比設(shè)計(jì)方法。

　　（6）研究了瀝青結(jié)合料和混合料的低溫特性和抗老化性能等，以及TPS、路孚8000和Sasobit等改性瀝青及瀝青混合料、纖維瀝青混合料的性能，在對(duì)馬歇爾設(shè)計(jì)方法在多年凍土地區(qū)適用性分析的基礎(chǔ)上，提出了基于低溫性能的面層瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法。

　?。?）針對(duì)多年凍土地區(qū)的自然條件和瀝青路面施工條件的特殊性，總結(jié)了面層和基層的施工技術(shù)。針對(duì)級(jí)配碎石材料不易碾壓成型的問題，首次提出采用“貫入油結(jié)”的施工技術(shù)。

　?。?）應(yīng)用性能費(fèi)用模型分析了多年凍土地區(qū)路面使用年限和養(yǎng)護(hù)比選，首次提出瀝青路面建議使用年限。

　　（9）研究提出了冷補(bǔ)瀝青混合料的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，研制了多年凍土地區(qū)路面JC－Ⅰ型冷補(bǔ)瀝青混合料，性能滿足要求。

　?。?0）針對(duì)多年凍土地區(qū)的氣候特點(diǎn)，自主研發(fā)出了一種高性能路面灌縫材料（HD），高低溫穩(wěn)定性等路用性能達(dá)到或超過國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品，并經(jīng)過2年多吉林和青海室外試驗(yàn)路的使用驗(yàn)證。

　?。?1）采用普查和典型路段調(diào)查相結(jié)合的方法，對(duì)多年凍土地區(qū)水泥混凝土路面使用狀況進(jìn)行了調(diào)查分析，研究了其在多年凍土地區(qū)的適用性。

　　———多年凍土地區(qū)橋涵工程技術(shù)研究

　?。?）研究得到了多年凍土地區(qū)的鉆孔灌注樁回凍時(shí)間以及承載力，得到了樁周凍土融化與樁側(cè)凍結(jié)力和樁底反力的關(guān)系。研究認(rèn)為，在水平荷載作用下，地基抗力系數(shù)沿深度的分布形式，以“m”法和“k值”法較為合適。

　?。?）研究提出了橋涵基礎(chǔ)埋深。提出了橋涵基礎(chǔ)混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)、控制指標(biāo)和質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)要點(diǎn)。

　?。?）配制了應(yīng)用于多年凍土地區(qū)具有早強(qiáng)抗凍耐久性的高性能混凝土。

　　（4）各種耐久性試驗(yàn)對(duì)混凝土破壞劇烈程度由大到小依次為：鹽溶液中凍融+干濕循環(huán)＞水中凍融+干濕循環(huán)＞鹽溶液中凍融循環(huán)＞水中凍融循環(huán)＞鹽溶液中干濕循環(huán)＞水中干濕循環(huán)。

　　（5）研究認(rèn)為，混凝土在凍融+干濕交替作用下耐久性劣化程度大于凍融或干濕單獨(dú)作用時(shí)的耐久性劣化程度，也大于凍融和干濕單獨(dú)作用時(shí)耐久性劣化程度之和，即產(chǎn)生了超疊加效應(yīng)。

　　多項(xiàng)技術(shù)含量高、實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用前景廣

　　通過28家研究單位250多名科研人員近5年的艱苦努力，這一項(xiàng)目對(duì)多年凍土地區(qū)的公路修筑技術(shù)開展了系列成套研究，研究范圍覆蓋了我國(guó)東北和西部各區(qū)域的多年凍土地區(qū)，內(nèi)容涵蓋了多年凍土的區(qū)劃與分類，公路病害作用機(jī)理，路基、路面、橋涵設(shè)計(jì)與施工技術(shù)，以及該地區(qū)公路養(yǎng)護(hù)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)與評(píng)價(jià)、職工安全與健康保障技術(shù)，同時(shí)對(duì)季節(jié)冰凍地區(qū)路基與路面穩(wěn)定技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究總結(jié)。并在凍土地區(qū)的不同等級(jí)公路建設(shè)中進(jìn)一步驗(yàn)證和應(yīng)用，最終取得了多項(xiàng)具有技術(shù)含量高、實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用前景廣的豐碩成果。

　　項(xiàng)目通過總結(jié)、分析、研究幾十年來(lái)我國(guó)多年凍土地區(qū)工程研究和工程設(shè)計(jì)、施工的技術(shù)資料和相關(guān)成果，研究氣溫等環(huán)境變化與多年凍土的變化和公路修筑之間的相互關(guān)系及其基本規(guī)律，結(jié)合對(duì)病害治理新技術(shù)及相應(yīng)實(shí)體試驗(yàn)工程的觀測(cè)研究，提出切實(shí)可行的多年凍土地區(qū)公路修筑成套技術(shù)。

　　據(jù)悉，本項(xiàng)目共選擇了近20條不同類型和不同等級(jí)公路，開展了數(shù)千km路段的項(xiàng)目調(diào)查和觀測(cè)，修筑了數(shù)百公里的各種試驗(yàn)工程路段，研究范圍涵蓋了我國(guó)多年凍土區(qū)、季節(jié)凍土區(qū)的所有類型，包括建成和在建項(xiàng)目。

　　已建成的凍土區(qū)公路路段的研究為整個(gè)項(xiàng)目提供了豐富的調(diào)查分析及測(cè)試試驗(yàn)資料；依托工程為研究提供了試驗(yàn)工程及階段成果應(yīng)用場(chǎng)地?？蒲腥藛T歷時(shí)4年多，展開聯(lián)合攻關(guān)，重點(diǎn)研究了工程地質(zhì)、病害機(jī)理、路基、路面、橋涵、環(huán)境保護(hù)與評(píng)價(jià)、施工、養(yǎng)護(hù)等內(nèi)容，涉及到設(shè)計(jì)理念、凍土區(qū)劃、路基路面參數(shù)、典型結(jié)構(gòu)、水土保持和生態(tài)環(huán)境恢復(fù)、環(huán)境評(píng)價(jià)、施工檢測(cè)及健康保障等技術(shù)。依托工程試驗(yàn)的目的是在室內(nèi)試驗(yàn)和分析研究的基礎(chǔ)上，通過不同形式依托實(shí)體工程，進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，達(dá)到科研指導(dǎo)生產(chǎn)，生產(chǎn)驗(yàn)證科研的目標(biāo)，最終總結(jié)出適用于我國(guó)多年凍土地區(qū)及季節(jié)性凍土區(qū)的公路修筑成套技術(shù)，確保凍土區(qū)公路的暢通無(wú)阻，為凍土地區(qū)的開發(fā)提供一個(gè)快捷的交通運(yùn)輸保障體系，促進(jìn)凍土地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源開發(fā)與生態(tài)建設(shè)。

　　在高原生態(tài)環(huán)保及健康研究方面創(chuàng)多項(xiàng)第一

　　首次研究建立了青藏高原多年凍土地區(qū)公路建設(shè)項(xiàng)目生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；

　　首次以植被的三個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，即蓋度、地上生物量和地下生物量為基礎(chǔ)，提出了植被恢復(fù)率，作為評(píng)價(jià)植被恢復(fù)效果的指標(biāo)；

　　首次提出了一整套青藏高原公路沿線生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施，包括植被保護(hù)與恢復(fù)技術(shù)、水土流失防治技術(shù)、野生動(dòng)物保護(hù)和凍土保護(hù)對(duì)策等，首次證明客土噴播技術(shù)是青藏高原多年凍土地區(qū)植被恢復(fù)的理想技術(shù)，將推動(dòng)環(huán)境保護(hù)技術(shù)在該地區(qū)的推廣應(yīng)用；

　　首次在海拔3000m以上地區(qū)調(diào)研了筑養(yǎng)路職工疾病譜。通過大面積、大樣本筑養(yǎng)路職工調(diào)研和檢查，研究得到高原職工患病規(guī)律，提出高原筑養(yǎng)路職工功能性損害的康復(fù)措施，制定了高原勞動(dòng)衛(wèi)生與保護(hù)的管理制度及對(duì)策，并對(duì)高原筑路工勞動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)試評(píng)估；

　　首次對(duì)高原筑養(yǎng)路職工進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)生理、生化指標(biāo)與急性高原反應(yīng)評(píng)分比較，并在急性低氧暴露習(xí)服期內(nèi)（15日內(nèi)），動(dòng)態(tài)觀察了測(cè)定血氧代謝酶、血?dú)?、肺功能、心電圖、血紅蛋白等的變化；

　　首次將動(dòng)物試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試相結(jié)合，評(píng)價(jià)低氧環(huán)境下人體生理、生化指標(biāo)變化的規(guī)律。進(jìn)行了中藥方劑的動(dòng)物藥效分析、現(xiàn)場(chǎng)效果驗(yàn)證，評(píng)估其抗缺氧作用效果。

　　使多年凍土地區(qū)公路建設(shè)的投資更為合理、經(jīng)濟(jì)

　　多年凍土地區(qū)的公路是病害發(fā)生和病害發(fā)生頻率最高的公路。以穿越多年凍土區(qū)公路里程長(zhǎng)度，按發(fā)生病害的路段占三分之一計(jì)算，平均每五年不得不整修一次，不僅投入資金高，而且還影響公路的正常運(yùn)營(yíng)，并產(chǎn)生不良的社會(huì)影響。而該項(xiàng)目成果可使多年凍土地區(qū)公路建設(shè)的投資更為合理、經(jīng)濟(jì)。

　　以在本項(xiàng)目研究過程中建設(shè)的公路或改建整治工程，以及即將進(jìn)行的開工建設(shè)的公路工程項(xiàng)目應(yīng)用本項(xiàng)目研究成果進(jìn)行計(jì)算，其直接經(jīng)濟(jì)效益為：

　　多年凍土區(qū)的公路建設(shè)等級(jí)一般為二級(jí)和三級(jí)公路，每公里投資額相對(duì)較少。青藏公路多年凍土區(qū)550km，214國(guó)道與227國(guó)道多年凍土區(qū)約400km，219國(guó)道多年凍土區(qū)約380km，318國(guó)道和東北島多年?duì)顑鐾羺^(qū)公路涉及里程之和約300km，每公里建設(shè)投資平均210萬(wàn)元，5年后大修一次每公里投資按120萬(wàn)元計(jì)，10年共需投資約為537900萬(wàn)元。采用本項(xiàng)目成果之后，10年左右大修整治一次，以平均每公里230萬(wàn)元計(jì)，共需投資374900萬(wàn)元，公路建設(shè)期10年內(nèi)可節(jié)約為163000萬(wàn)元。

　　項(xiàng)目實(shí)施后行車速度提高近一倍，車輛周轉(zhuǎn)期縮短50%%，減少燃油消耗10%%以上，按目前通過多年凍土區(qū)公路的交通量計(jì)算，每年可節(jié)約燃油、車輛保修、大修以及縮短車輛周轉(zhuǎn)時(shí)間等費(fèi)用達(dá)18000萬(wàn)元左右，10年可取得直接經(jīng)濟(jì)效益139500萬(wàn)元。

　　利用這一項(xiàng)目技術(shù)還可為季節(jié)凍土區(qū)公路建設(shè)與運(yùn)營(yíng)直接帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還能增加大量的牧草產(chǎn)量。

　　如青藏公路兩側(cè)100米范圍內(nèi)分布大量的取土坑，坑內(nèi)植被破壞嚴(yán)重。若按公路兩側(cè)各10米范圍內(nèi)采取植被恢復(fù)措施計(jì)算（實(shí)際待恢復(fù)區(qū)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10米），僅多年凍土地區(qū)（按550km計(jì)算），就要恢復(fù)植被1100公頃，即16500畝。人工植被按平均畝產(chǎn)量為107.2公斤計(jì)算，每年可增加牧草產(chǎn)量1768.8噸。

　　“多年凍土地區(qū)公路修筑成套技術(shù)研究”項(xiàng)目還有利于路線與地形地貌的協(xié)調(diào)以及環(huán)境景觀的開發(fā)和建設(shè)，通過本項(xiàng)目的應(yīng)用實(shí)施，可使多年凍土與季節(jié)性凍土自然環(huán)境得到優(yōu)化，使千古荒漠環(huán)境得到美化。