用热棒制冷技术稳定冻土路基

日前在位于可可西里无人区的青藏公路整治改建施工现场看到，工人们正在利用机械将一根根碗口粗的铁棒深深地插入路基。这是我国首次大规模利用热棒技术解决高海拔寒冷地带多年冻土公路的路基稳定问题。 热棒制冷技术是一种利用液汽转换对流和循环来实现热量传输的系统，是无源冷却系统中热量传输效率最高的装置。它具有传热能力大、传热温差小、启动温度低、均温性能好以及单向传热和安全经济等特点。 热棒由一根密封的钢管组成，里面充以液态氮，钢管的上部装有散热叶片，称之为冷凝段，置于大气中；钢管的下部埋入地基多年冻土中，称为蒸发段。当蒸发段与冷凝段之间存在温差时，蒸发段的液态氮吸热蒸发成气体，在气压差作用下蒸汽沿管内空隙上升至冷凝段，与较冷的管壁接触放出汽化潜热，冷凝成液体。在重力作用下，冷凝液态氮沿管壁流回蒸发段再吸热蒸发。如此往复循环，将地层中的热量传输到大气中，从而降低多年冻土的地温，以防止多年冻土发生融化，从而达到改善路基土体力学特征的目的。 中国交通第一公路勘察设计研究院岩土工程分院承担了此次利用热棒技术解决冻土路基稳定问题的科研工程。据青藏公路楚玛尔河工程段热棒安装队队长高磊介绍，这次青藏公路的整治改建里程达799公里。楚玛尔河段约5.6公里路段为路基沉降变形与纵向裂缝较为严重的地段，这次利用热棒技术稳定路基的实验就选在这一地段。这一地段地处高平原，地势较为平坦，属于高温多年冻土区，路基下沉严重。他说，这次热棒技术施工项目共投资3000多万元，插装热棒1800多根，整个工程将在3个月内完成。