破解青藏公路冻土之谜

    新华社西安１０月７日电　 题：破解青藏公路冻土之谜

    （新华社记者　刘诗平、曹婷、范世辉）

    平均海拔４５００米的青藏高原，多年冻土区能否修筑沥青公路？冻土公路病害能否克服？多年冻土区能否修筑高等级公路？为破解这些谜团，中交第一公路勘察设计研究院的冻土科研工作者，从上世纪７０年代开始，就在高寒缺氧的“生命禁区”用生命和智慧寻找着答案。

    记者日前来到中交一公院所在地西安和青藏公路沿线采访，切身感受着冻土公路病害及科研人员的不懈努力。

    冻土：青藏线上的最大“拦路虎”

    驱车走在青藏公路上，越过昆仑山，不时感到汽车颠簸和上下翻腾，不时遇到“搓板路”和“坑洼路”，冻土正是“罪魁祸首”。

    “青藏公路的冻土问题，主要分布在西大滩与安多之间。格尔木到拉萨１１００公里中，有５００多公里的多年冻土。”中交一公院党委书记汪双杰告诉记者。

    高原冻土对温度极为敏感。冬季结冰状态下的冻土，会随温度降低发生剧烈膨胀，在路面隆起一片片冰丘，叫冻胀。夏季又随着气温升高而融化，叫融沉，还易形成路面积水，造成翻浆。

    “一次次的冻胀与融沉，导致路面塌陷、下沉、变形、破裂、翻浆，形成‘搓板路’、‘坑洼路’，车辆通行困难、甚至无法通行，成为青藏公路最大的‘拦路虎’。”汪双杰说。

    交通运输部多年冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室执行主任、中交一公院寒区环境与工程研发中心主任陈建兵告诉记者，青藏高原冻土最厚的地方达到２８７米，最薄的也有四五米，温度从零度到零下三四度，高原冻土对工程的应变能力较弱。

    “对我们而言，多年冻土是个‘生命体’，冻融交替形成的季节活动层是它与外界进行物质与能量交换的呼吸系统。当人们进行工程建设时，应该首先改善和调节它的呼吸系统。”陈建兵说，沥青路面吸热，相当于在冻土上加了吸热器，公路病害不断出现，道路寿命缩短，路基稳定性变差，正是冻土不能“自由呼吸”的反馈。

    攻关：青藏线上的冻土病害“治疗师”

    说起青藏线上的冻土病害及其“诊断治疗”，中交一公院的专家们有说不完的话题。

    “１９５４年１２月，青藏公路建成通车。直到１９７３年，近二十年过去，这条顺地爬的土路被多年冻土折磨得千疮百孔。为此中央作出了青藏公路铺设油路的重大决定。这一决定需要技术支撑。”汪双杰说。

    １９７３年５月，青藏公路多年冻土科研团队的第一代工作者集结在被称为“鬼门关”的五道梁，开始了他们在冻土上修筑沥青路的征程，也拉开了一公院三代科研人员薪火相传、攻坚克难的冻土科研序幕。

    “‘上了五道梁，难见爹和娘’，对冻土区的研究是在高原反应的晕眩中展开的。”汪双杰说，“我们前辈在满眼荒凉的青藏线上连续观测了５年，积累起第一批宝贵的原始数据。之后，继续研究青藏公路地下冰分布规律、路基稳定和桥涵修筑等问题。正是在他们的努力下，人类筑路史上有了第一条穿越高原冻土区的二级公路。１９８５年后，青藏公路实现了全线铺筑黑色沥青路面。”

    作为一公院冻土科研“掌门人”，汪双杰三十年前与冻土结缘。２００２年，他担任多年冻土地区公路修筑成套技术项目负责人后，每年都要去青藏公路一线，布置实验方案，现场踏勘测量，并进行病害处置的现场施工指导。

    “你必须去现场，因为青藏公路是病害整治研究，跟给人看病一样，要先望闻问切、找准病因，才能对症下药。”汪双杰说。

    ２００３年在青藏高原完成入职报到的陈建兵，十多年来在青藏公路上平均每年工作达３个月之久。他告诉记者，有时为了观测埋到青藏线地下的热棒是不是在工作，每隔两小时就要观测一次，晚上就在简陋的公路道班房里等。

    记者了解到，这些冻土研究者一次次诊断和治愈多年冻土造成的公路病害，自身却长期饱受心脏病、高血压等高原疾病折磨；因志在高原而成了家里亲人“靠不住”的人，却是驯服高原冻土最可靠的人。

    “如果不是当成一项事业，没有人愿意去青藏高原，因为不管身体多好，反反复复上高原，总是对身体不好。”汪双杰说，人生有很多制高点需要去攀登，必须跨过这座山，才能领略山的美。“所以有些困难必须去挑战、去完成”。

    希望：青藏高速不是梦

    “公路两旁不时闪过的热棒，以及块石－通风管复合路基，都是对付冻土病害的有效办法。”随行的中交一公院寒区环境与工程研发中心副主任刘戈告诉记者。

    为攻克冻土公路病害，一公院的专家修筑了隔热层路基、热棒路基、片块石路基、通风管路基等多达十余种特殊路基结构的试验工程，在青藏公路５００多公里多年冻土区设置了近百个冻土地温、变形观测断面。

    据刘戈介绍，目前，青藏公路不冻泉一带采用的是块石－通风管复合路基，以达到排水、通风的目的；可可西里自然保护区一带采用的是热棒，每根热棒长１２米，地下８米、地上４米，利用其高效传热特性，达到降低冻土温度，预防道路病害的发生和发展的目的。

    记者看到，青藏公路Ｋ２９８３里程碑附近有一宽幅综合观测场地，包括气象、地温、变形、水分等观测项目，可以把路基水热状态的特征数据实时传送到西安的数据观测中心。

    “其他不能实时传输的观测断面也采用自动数采系统，我们在格尔木有观测基地，每月上山两次取数据，这些都是为建设高速公路做研究储备。毕竟高速公路的路面更宽、更厚，沥青吸热对冻土的影响会比普通公路大好多倍，对冻土的研究必须更深入、更全面。”刘戈说。

    “我们将提出更加科学合理的技术途径，解决高海拔高寒地区高速公路建设前期迫切需要解决的路线走廊选择、大尺度路基灾变防治、高性能路面结构与材料、大型桥隧构造物灾害防护与环境保护技术等重大问题。”汪双杰表示，一公院将为青藏高速公路建设提供全面的技术保障，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５００多公里多年冻土地区的最后贯通保驾护航。（完）