中国公路学报. 2015, 28(12): 1-1.
中国多年冻土分布面积约占国土面积的22.3%,世界多年冻土分布面积的10%,其中75%以上分布在中国西部的高海拔高寒地区。多年冻土与自然界其他岩土相比,因其含冰特性与温度敏感而具有特殊的工程性质,是青藏高原多年冻土区工程建设面临的世界性难题。
国内外对冻土的研究虽有近百年的历史,但在大面积连续多年冻土地区,尤其是高海拔高寒地区有计划地开展道路工程修筑技术研究则始于1973年成立的青藏公路科研组。科研组通过40余年的持续研究,积累了大量研究成果,在冻土工程理论、公路设计与施工技术、公路建设与养护体系等领域取得了许多重大突破与创新。然而在高海拔高寒地区建设具有25 m以上宽尺度路基、80 cm以上厚重路面结构的高速公路,仍然面临着一系列技术障碍。
青藏高速公路是国家“71118”高速公路网中京藏高速尚未建设的最后一段,是青海与西藏两省区的“脊柱”工程,其建设将是今后一段时期内青藏高原重大工程建设的核心任务,对保障国家安全,维护领土完整,提高应急保障能力,促进西藏民族团结进步,实现西藏与内地同步进入小康具有重要的战略意义。
为支撑和保障青藏高速公路建设, 2013年交通运输部重大科技专项“青藏高原高等级公路冻土环境效应及建设关键技术研究”正式启动,2014年科技部国家科技支撑计划项目“高海拔高寒地区高速公路建设技术”研究立项,正式从国家层面启动青藏高速公路建设技术的全面攻关。
结合青藏高原气候、环境、冻土等特殊条件,该项目主要开展以下研究:
(一)研究能否建设高速公路。基于《国家高速公路网规划》,针对青藏高原高速公路规划与建设中高寒缺氧、多年冻土、生态脆弱等工程建设难题,分析工程致灾环境耦合作用的复杂性,阐明青藏高原工程走廊内多年冻土区高速公路布局原则及冻土环境综合效应。
(二)研究关键建设技术。在总结现有冻土区工程勘察技术、设计与建造技术及工程效果的基础上,结合高原冻土环境和高速公路水热交换特点,研发新的工程勘察、低温缺氧道路安全设计、大尺度冻土路基变形控制与稳定、高性能路面结构及大尺度工程构造物风险控制与建造技术,以及工程灾变监控与预警预报技术。
(三)研究工程建设环境保护技术。以实现青藏高速公路建设与高原水、生态及冻土等环境和谐统一为目标,研究高原生态脆弱区域的植被恢复、野生动物保护、敏感水体保护与水土保持综合技术。
(四)进行工程示范。针对高海拔高寒地区高速公路建设技术的研究成果,选择合适路段进行工程示范,并检验其长期效果。
项目成果将提出青藏高速公路合理走廊选择方法;确定基于安全的高寒缺氧环境下高速公路路线设计技术标准;攻克大尺度冻土路基稳定技术;突破高海拔高寒地区重载交通条件下高速公路路面耐久性技术瓶颈;提出保障大尺度桥隧构造物材料耐久与结构稳定的技术措施;形成高海拔高寒地区高速公路环境保护设计指南,建立工程构筑物灾变监控体系。研究成果将为高速公路跨越地球第三极——青藏高原,实现国家高速公路网在550 km多年冻土地区的最后贯通提供全面技术支撑,也将全面提升中国在世界冻土工程领域的技术创新水平。
项目研究过程中涌现了一批学术性成果,本期《中国公路学报》专刊收集整理了部分成果结集出版,以期促进多年冻土创新研究成果和高海拔高寒地区筑路技术攻关成果的交流;同时对奋战在高海拔高寒地区科研一线的研究人员致以崇高的敬意,期盼他们充分把握国家和交通行业对青藏高速公路建设高度关注和希冀的机遇,脚踏实地,不断创新,及时总结,为深入推进高海拔高寒地区高速公路建设技术研究做出更大贡献。
