[發(fā)明專利]一種熱反射型塊碎石護(hù)坡路基及施工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110044561.1
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112663420A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張明義;游志浪;裴萬勝;賴遠(yuǎn)明;白瑞強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院
• 主分類號: E01C3/04
• 分類號: E01C3/04;E01C3/06;E02D17/20;C09D163/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 余菲

本申請?zhí)峁┮环N熱反射型塊碎石護(hù)坡路基及施工方法，涉及基礎(chǔ)建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域。該方法是在路面和邊坡塊碎石護(hù)坡上分別噴涂不同顏色的熱反射型涂層，以期起到保護(hù)多年凍土區(qū)瀝青路面下伏多年凍土的作用：在路面上均勻噴涂一層深色近紅外熱反射型涂層；在路基主體兩側(cè)鋪設(shè)有灰色環(huán)氧樹脂類涂層的塊碎石。該路基利用熱反射型涂層的反射特性，在保持路面為深色的條件下，從源頭上減少路面和塊碎石護(hù)坡對太陽輻射的吸收，進(jìn)一步增強(qiáng)塊碎石的降溫能力，同時利用熱反射型涂層的抗風(fēng)化特性以減少塊碎石在極端復(fù)雜條件下所經(jīng)受的風(fēng)化作用，實(shí)現(xiàn)對瀝青路面下伏多年凍土的持久降溫，以提高多年凍土區(qū)路基(如青藏高原和北極地區(qū))的穩(wěn)定性，確保道路的暢通。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及基礎(chǔ)建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種熱反射型塊碎石護(hù)坡路基及施工方法。

背景技術(shù)

我國多年凍土地區(qū)面積約占國土面積的22.4％，居世界第三。在這些多年凍土地區(qū)修建有重要的基礎(chǔ)設(shè)施，如青藏公路、青藏鐵路和哈大高鐵等，隨著我國《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》的逐步實(shí)施，以及寒區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高等級寬幅公路的修建也不可或缺。以規(guī)劃建造設(shè)計(jì)的青藏高速為例，其深色瀝青路面具有明顯的吸熱、聚熱和儲熱特點(diǎn)，加之全球氣候的變暖，必然會對路基下伏多年凍土造成極大的威脅，影響道路的長期穩(wěn)定性。與此同時，多年凍土地區(qū)已有的深色瀝青路面由于吸收的太陽輻射過高，逐漸出現(xiàn)了嚴(yán)重的融沉問題，亦需要后期的維護(hù)和治理。為此，保護(hù)好路基下伏多年凍土的穩(wěn)定性成為確保道路安全運(yùn)營的關(guān)鍵。

至今，為了解決好在多年凍土區(qū)筑路所遇到的凍土問題，科學(xué)家和工程師提出了一系列的主被動防治技術(shù)，可以分為：1)減少路基吸收的太陽輻射，如，遮陽板路基，涂層路基等；2)增加路基的熱對流，如，塊碎石路基、熱管路基以及復(fù)合路基等；3)增加路基的熱阻，如，保溫板路基和泥炭路基。減少路基吸收的太陽輻射是保護(hù)路基下伏多年凍土最為直接的方法。在路面上噴涂一層白色涂層已經(jīng)被前人證實(shí)可以有效保護(hù)路面下伏的多年凍土，然而白色涂層易臟且會產(chǎn)生嚴(yán)重的“目眩效應(yīng)”，導(dǎo)致白色涂層路基未得到有效的使用。在多年凍土區(qū)路基兩側(cè)邊坡鋪設(shè)一定厚度、粒徑的塊碎石已被實(shí)踐證明對路面下伏多年凍土有很強(qiáng)的降溫能力，但仍可通過改變塊碎石表層的顏色提高其反射率以減少對太陽能輻射的吸收，進(jìn)一步增加塊碎石護(hù)坡的降溫效果。同時，多年凍土地區(qū)特別是青藏高原和北極地區(qū)的極端復(fù)雜條件，如青藏高原的強(qiáng)輻射、凍融和干濕交替和北極地區(qū)極端氣溫等惡劣條件，塊碎石不可避免會經(jīng)受嚴(yán)重的風(fēng)化作用，影響路基的長期熱力穩(wěn)定性，十分有必要提高其抗風(fēng)化能力。鑒于此，提出一種熱反射型塊碎石護(hù)坡路基，利用路面和邊坡上塊碎石涂層的高反射特性，在保持路基表面為深色條件下，從源頭上減少路面和兩側(cè)邊坡對太陽輻射的吸收，進(jìn)一步增強(qiáng)塊碎石的降溫能力，同時利用環(huán)氧樹脂類涂層的抗風(fēng)化特性減少塊碎石所經(jīng)受的風(fēng)化作用，實(shí)現(xiàn)對路基下部凍土的持久降溫，從而提高多年凍土區(qū)路基(特別是青藏高原和北極地區(qū)路基)的穩(wěn)定性，對日后多年凍土區(qū)高等級公路如青藏高速的建設(shè)有著積極的作用，在北極地區(qū)道路工程的修建亦存在廣泛的運(yùn)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

為了在全球氣候變暖的大背景下以及在高溫凍土去實(shí)現(xiàn)對路基下部凍土的保護(hù)，保證路基長期穩(wěn)定，本發(fā)明提供一種熱反射型塊碎石護(hù)坡路基。其在路面上噴涂一層深色的近紅外熱反射涂層，而在路基兩側(cè)邊坡鋪設(shè)噴涂有灰色環(huán)氧樹脂類涂層的塊碎石，該熱反射型塊碎石護(hù)坡路基充分利用了太陽能熱反射涂層的選擇性反射特性和塊碎石的對流換熱特性；一方面保持路面原有的深色，一方面從源頭上減少路面和兩側(cè)邊坡對太陽輻射的吸收，進(jìn)一步增加塊碎石護(hù)坡的降溫效果，同時灰色環(huán)氧樹脂類涂層的噴涂可減緩塊碎石的風(fēng)化，提高塊碎石護(hù)坡的服務(wù)年限。本發(fā)明的新型路基形式可以有效降低路堤下部多年凍土的溫度，提高路基的整體穩(wěn)定性，為多年凍土地區(qū)修建高等級公路提供技術(shù)儲備和支撐。

本申請的另一個目的在于提供一種熱反射型塊碎石護(hù)坡路基的施工方法，其能夠建設(shè)熱反射型塊碎石護(hù)坡路基，改善現(xiàn)有不足。

本申請的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本申請的實(shí)施例提供了一種熱反射型塊碎石護(hù)坡路基，包括：路基主體、護(hù)坡；