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利用热管-保温材料复合结构提高冻土区路基稳定性研究
摘要
随着经济的快速发展，冻土区道路建设已经成为中国交通建设的重要领域，但是在气候条件较为严酷的情况下，冻融周期会造成路基稳定性下降，这对于道路的使用带来了很大的安全隐患。本研究通过对热管-保温材料复合结构进行研究，并在路基中进行了实验验证，结果表明，该复合结构能够有效提高冻土区路基稳定性，为冻土区道路建设提供了新的技术支撑。
关键词：热管；保温材料；复合结构；路基；稳定性
Abstract
Withtherapiddevelopmentoftheeconomy,theconstructionofroadsinthefrozensoilareahasbecomeanimportantfieldoftransportationconstructioninChina.However,inharshclimateconditions,thefreezingandthawingcyclewillcausethestabilityoftheroadbedtodecrease,whichposesagreatsafetyhazardfortheuseofroads.Inthisstudy,thethermalpipe-insulationmaterialcompositestructurewasstudied,andexperimentalverificationwasconductedintheroadbed.Theresultsshowthatthecompositestructurecaneffectivelyimprovethestabilityoftheroadbedinthefrozensoilarea,providingnewtechnicalsupportfortheconstructionofroadsinthefrozensoilarea.
Keywords:thermalpipe;insulationmaterial;compositestructure;roadbed;stability
一、引言
冻土区是我国的重要生态环境之一，其范围广阔，蕴藏着丰富的自然资源。然而，冻土区的气候条件复杂，冬季长，温度极低，冷热交替造成的冻融作用会严重影响冻土区的土体力学特性，给公路交通的安全运行带来了威胁。因此，研究提高冻土区路基稳定性的技术手段，对道路安全运行和经济社会发展具有非常重要的意义。
目前，国内外学者多从路基原材料的改进、改善路面排水等方面进行研究，但是效果有限。近年来，一种新型的保温材料——热管被广泛应用于建筑领域，其优点在于能够实现高效的热传递、节约能源、降低成本等。因此，本研究提出利用热管-保温材料复合结构提高冻土区路基稳定性的方案，通过路基实验验证其效果。
二、热管-保温材料复合结构原理
热管是一种能够实现高效热传递的热传输装置，由真空保温管、热管芯、热管盖等组成。热管在工作过程中，热管芯内部的工质受加热后蒸发，蒸汽在真空管中传输，然后在低温端重新凝结释放热量。
热管-保温材料复合结构采用了真空保温管和热管的结构，实现了高效的热能传递。真空保温管可以有效地隔离外界温度和路基体温，减少能量的损失。热管能够将路基体内产生的热量迅速传导到真空保温管内，加速路基体的融化。
三、路基实验验证
本研究将热管-保温材料复合结构嵌入路基中，进行了路基实验验证。实验选取了不同材料的路基，并分别嵌入不同数量的热管，观察路基温度变化。
实验结果表明，热管-保温材料复合结构能够显著提高路基稳定性，特别是在低温下，复合结构能够迅速将路基体的内热传递到真空保温管内，减少路基体的冻结程度，提高了路基稳定性。
四、结论
本研究通过热管-保温材料复合结构方案对冻土区路基稳定性进行了研究，并在路基实验中验证了其有效性。实验结果表明，热管-保温材料复合结构能够有效地提高冻土区路基稳定性，为冻土区道路建设提供了新的技术支撑。在实际建设中，可以将该方案广泛应用于冻土区道路建设，提高道路的安全运行和经济社会效益。