多年冻土地区公路工程“冷却路基”的新思路
多年冻土路基处治措施
多年冻土路基处治措施：
少冰、多冰冻土地段路基按一般路基设计；富冰、饱冰地段、含土冰层地段按特殊路基设计。
冻土路基的设计应根据冻土类型、年平均地温，采用保护冻土、控制融化速率、允许融化的设计原则。
富冰、饱冰、含土冰层的冻土层不厚时，全部挖除换填处理，同时做好隔水、排水工作。
富冰、饱冰、含土冰层的冻土层较厚时，除基岩路段外，路堤最小高度不宜低于1.5m，非纵坡或构造物控制段路堤高度不宜超过3.5m，基底设置保温层、坡脚设置保温护道，保护冻土上限高度不变。
路堤高度不能满足保护冻土上限高度时，可采用工业保温材料隔温层、导热棒、通风管及换填片块石等调控温度的工程措施。
具体针对场地分布的不同冻土类型采取如下保温措施:少冰多冰一般用填土路基和隔热板（路基高度超过3.5m），富冰饱冰一般用片块石和通风管，含土冰层一般用热棒.。
多年冻土路基解决办法
新浪网：中国科研者研究冻土已有半个世纪了吧？吴青柏：上世纪50年代初期，中国政府最初提出修建青藏铁路。
当时成立了冻土大队，奔赴高原研究冻土问题，这其实也就是现在中国科学院寒旱所的前身。
虽然后来青藏铁路工程上马一波三折，但中国科研者对青藏高原冻土的研究却没有停止过。
新浪网：青藏公路也是修建在冻土层之上，怎么解决冻土问题？吴青柏：青藏公路修建于上世纪50年代，那时对冻土的认识还非常浅，也没有什么新方法、新技术。
当时只是采用了将路基加高到一定的合理高度，以减少路面热扰动对冻土层的影响这一最简单的方法。
新浪网：现在的青藏公路有些路段坑坑洼洼，受到冻土影响还是较为严重。
吴青柏：相比铁路，公路的使用年限较短，要求也不高，一般经历12-15年就要进行大修。
实际上，青藏公路的整修工作从没有停止过，近年来也加入了很多解决冻土问题的新技术，路况已大为改善。
新浪网：1984年，青藏铁路工程历时10年，从西宁穿越高山、戈壁、盐湖、沼泽修到了700公里外的格尔木，但工程却嘎然而止。
是不是因为那时冻土问题还没有得到破解？吴青柏：是。
当时科研者对冻土已有深入研究，但思路还是属于被动解决。
打个比方，夏天卖冰棍都装在木箱子里，怕化了拿棉被捂上，原来修路大概就是这个思路，但拿棉被捂冰棍早晚要化。
直到中国科学院兰州分院院长、冻土专家程国栋院士提出了“冷却路基”的思路，冻土难题才最终得到破解。
新浪网：能解释一下什么是“冷却路基”吗？吴青柏：所谓冷却路基的思路，就是变被动为主动，将“棉被”换成“冰箱”，通过技术手段将冻土层的温度降下来，青藏铁路才敢最终拍板决定上马。
二新浪网：冻土问题大家都很好奇和关注。
冷却路基的思路听起来非常神奇，能具体讲讲吗？吴青柏：其实说起来很简单，中学物理我们都学过热有三种方式：辐射、对流和传导，我们也就是通过材料、结构等很简单的办法调控这三种传热方式，最终达到降温的目的。
新浪网：在青藏铁路中，解决冻土运用最多的是什么方法？吴青柏：块抛石路基，俗称“土空调”。
试论多年冻土地区路基桥梁施工技术
试论多年冻土地区路基桥梁施工技术冻土是指温度为负温度或零温度并含有冰晶的一类土体。
多年冻土按含冰量分类，可以分为少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层五类。
多年冻土的工程力学极不稳定，容易受到水体、土体温度的影响，在此类地区进行路基施工，要特别加以注意，并采取一定的技术手段，以保证路基的稳定和公路的施工质量。
多年冻土对土的物理、力学、水文地质、工程地质等性质有很大影响，在这一地区修路，尤其是修筑高级公路，一定要采取特殊办法与措施来对付这种影响。
否则，由于开挖路基使含有大量冰的多年冻土融解，会造成边坡坍塌、路基沉陷、路面翻浆等。
二、多年冻土地区路堤的施工技术1、路基高度的起算点当路基设计高度经计算确定后，路基设计高度的起算点也是一个很重要的设计参数。
由于地形条件不同，其起算点若选择不合适，同样可能引起路基失去其稳定性。
因此，路基设计高度的起算点应以设计最安全为目标，也就是以地表至路基设计高度的最小距离的位置为路基设计高度的起算点。
即路基通过地形平缓地表时，路基设计高度以路中心为起算点；路基通过地形横坡较大时，则应以地形较高一侧路面边缘所对应的地面点为起算点2、路基借土多年冻土区筑路应尽量减少对冻土环境的破坏，应合理设计路基取土坑，不得在路基两侧随意取土。
取土坑的位置依照地形、地质、地表排水条件确定，尽量采用集中取土，以减少对多年冻土的热干扰。
不论何种条件，均严禁采用推土机大面积推土填筑路基。
取土坑的位置和开采深度应严格控制。
取土前将表面的腐殖土集中堆积一处，然后划分取土坑，集中深挖取土。
当取土完毕后，整平取土坑，再把腐殖土回覆在取土坑上，并在上面种植适宜的耐寒植物。
3、地表水处理及养护维修对于多年冻土地区来说，经常会因为地表水渗透到冻土层中，导致冻土出现融化，从而使公路路基出现下沉的情况，所以施工单位应该在施工前就将地表水的处理系统进行完善，及时无法将地表水处理系统完善，也要先在工程中做好临时的地表水处理措施，避免地表水对地基产生的影响。
多年冻土路基的处理
多年冻土地区路基施工注意事项（1）施工前，应该查沿线冻土分布、类型、冻土上下限、冰层上限、地下水以及有无其他如热融（湖、塘）、冰丘、冰锥等不良地段。
（2）施工必须严格遵守保护冻土的原则，使路基施工后仍处于热学稳定状态。
路基原则上均应采取路堤形式，尤其在冰厚发育地段，并尽可能避免零填或浅挖断面，以免造成严重热融沉陷等病害。
弱融沉或不融沉的多年冻土地区，路基施工可按融化原则进行。
（3）路基排水与加固，除满足水力和土力条件外，应该考虑由于施工因素和排水系统修筑等引起的热力变化，不导致多年冻土层上限的下降。
（4）填方路基施工应符合以下要求。
○1排水。
当路基位于永久冻土的富冰冻土或含土冰层地段时，必须保持路基及周围的冻土处于冻结状态。
排水系统与路基坡脚应保持足够距离。
高含冰量冻土集中地段，严禁坡脚滞水，路侧积水，边坡应及时铺填草皮。
在少冰与多冰冻土地段，也应避免施工时破坏土基热流平衡。
排水沟与坡脚距离不应小于2m；沼泽湿地地段不应小于8m。
饱冰冻土及含土冰层地段，应避免修建排水沟和截水沟，宜修建挡土埝（堰），距坡脚不应小于6m，若修建排水沟则不应小于10m。
○2基底处理。
填方基底为含冰较多的细粒土，且地下冰层不厚时，可挖除并用渗水性土回填压实，再填路基。
当基底为排水困难的低洼沼泽地段时，其底部应设置毛细水隔离层。
其厚度宜在路基沉落后至少高出水面0.5m，并在其上铺设反滤层。
沼泽地段路基基底生长塔头草时，可利用其做隔温层。
上述地段路堤应预加沉落度，并在修筑路面结构前，路基沉降基本趋于稳定。
○3路基高度。
路基高度应达到翻浆与不超过路基冻胀值要求的最小填土高度。
按保持冻结原则施工的路段，应同时满足冻土上限不下降的要求。
冻土地区路基处理方法
冻土地区路基处理方法
1.混凝土路基：混凝土路基是在地表层下面预先铺设混凝土层，这可
以有效地防止地面冻结和路面变形。
2.碎石路基：在混凝土路基之上，可以覆盖一层碎石，以增强路基的
承压能力。
碎石路基还有助于加速路基中水的排放，防止水在路基中凝结
导致路基软化。
3.排水系统：冻土区域的路基中潜在的水分需要得到有效地排除才能
防止路基冻结和变形。
因此，在路基设计时，应考虑设置排水系统，确保
路基中的水分能够及时排出。
4.保温层：为了防止地表层下的路基冻结，可以在路基底部设置一层
保温材料，如聚苯乙烯泡沫板等。
5.路基加固：对于较软的地面，可以通过加固处理将路基加固和加厚，以加强路基的承压能力和抗冻性。
总之，在冻土地区的道路建设中，应考虑地表下面的自然环境，采取
相应的路基处理方法，确保道路的正常使用，并保护地下生态环境。
多年冻土路基处理及注意事项
多年冻土路基处理及注意事项多年冻土路基处理根据本工程特点，主要采用填方路基、片块石路基、XPS板路基、热棒-XPS复合式路基等工程措施对多年冻土路基进行处理，工程措施具体施工方法如下：对路基高度大于1.8m的少冰、多冰冻土路段，路基底部进行清表处理后填筑厚50cm的砂砾或碎石，砂砾料0.075mm以下颗粒含量不超过5%，其颗粒组成符合垫层材料级配要求，经检测合格后分层铺设，采用平地机进行摊铺，然后用冲击压路机碾压，冲击碾压采用设计要求的压路机分层进行碾压，碾压距路肩外边缘保持1m的安全间距，碾压开始时宜用慢速碾压3-5遍，然后逐渐开始增速，行驶速度在10－20km/h，碾压遍数不小于设计要求。
若工作面起伏过大，停止冲压，用平地机刮平后再继续施工。
碾压完成后，由试验人员检测弯沉值、干密度、弹性模量等指标，合格后报监理工程师验收。
碎石填筑碾压后，上部填筑30cm砂砾，砂砾上部铺设双向塑钢土工格栅。
格栅采用双向塑钢土工格栅，其抗拉强度大于80KN/m，延伸率小于等于10%，幅宽4m，铺设时将强度高的方向置于垂直路堤轴线方向，人工将土工格栅拉直平顺，紧贴下承层，不使格栅扭曲，折皱。
格栅连接处搭接宽度不小于20cm，连接处用扎丝绑扎后采用Φ8U形钢筋钉固定，U形钉纵横向均按2m间距布设。
待路基压实度达到设计要求后，再用取土场合格填料填筑路基，并在两侧设置保温护道。
对路基高度小于1.8m的少冰、多冰冻土路段，将原地面进行超挖，开挖深度满足设计要求，回填时采用碎石或砂砾，填料质量满足要求，分层进行摊铺，每层厚度不大于20cm，振动压路机碾压密实。
换填至原路面后，上部填筑30cm砂砾，其颗粒组成符合垫层材料级配要求，砂砾上部设双向塑钢土工格栅，其施工要求同上。
对一般路基处理的多年冻土区水草沼泽路段，不进行地表开挖，直接填筑80cm砂砾或碎石，采用分层填筑，然后用冲击压路机碾压。
砂砾填筑碾压后，上部铺设双向塑钢土工格栅。
32-多年冻土路基施工工艺(080709)
32-多年冻土路基施工工艺前言多年冻土地区是地球上最严酷的地区之一，施工工艺也相对复杂而且富有挑战性。
在这种气候条件下，保证道路牢固稳定是一项具有挑战性的任务。
本文将讲述在多年冻土地区中，如何施工路基，以实现长期的道路稳定性和安全性。
路基施工前的准备工作在开始施工前，需要进行以下准备工作：1. 土壤测试在施工过程中，需要对地基土壤进行多次测试，以确定其物理和化学性质，以及冻土的深度、厚度和特性。
在多年冻土地区中，这些因素直接影响着道路的稳定性和安全性。
土壤测试的结果将帮助设计师制定生产计划，并确定需要使用的工具和材料。
2. 设计和计算在多年冻土地区中，路基设计和计算要比其他地区复杂得多。
设计师需要考虑温度、径流、地质和其他因素，以制定适当的施工计划。
在进行计算时，需要考虑车流量、车重和速度等因素，以确保道路的稳定性和可靠性。
3. 设备选择在多年冻土地区中，设备选择非常重要。
施工的机器需要能够在低温环境中正常工作。
在选择设备时，需要优先考虑其适应能力和稳定性，在确保可靠性和安全性的前提下尽量降低成本。
路基施工流程1. 翻浆施工法翻浆施工法是一种高效且经济的方式。
这种方法通过将道路沿线的覆土和冻土挖掉以制造出均匀平整的基础，并在此基础上修筑道路。
这种方法可大大降低施工成本，同时能够确保道路的稳定性和可靠性。
2. 伏冻下压式施工法这种方法常用于路基施工工艺中，它是先在软土上加铺一层砂或一定强度的卵石，然后采用重型铁路机车或挖掘机平整、压实，使其变得非常坚实。
这种方法对于冻土层较浅的地区非常有效，并且可以在较短的时间内完成工作。
3. 硬盘覆土施工法硬盘覆土施工法是一种非常常见的道路施工方式，其主要目标是在地基上铺设一层厚度为1m至2m的覆盖层，然后将其压实并设置支撑桁架和浇筑混凝土路面。
这种方法非常适合于路基侵蚀性较强的地区。
路基施工后的维护在施工完成后需要持续进行路基的维护工作。
这包括根据实际情况定期进行路面修整、收集路面垃圾以及清理排水沟。
多年冻土路基施工工艺方法
多年冻土是指永久冻土层在地表下冻结时间长达数年以上的地质体。
在多年冻土区施工的路基，必须考虑永久冻土的特殊性，以确保工程的稳定性和安全性。
下面将介绍几种常用的多年冻土路基施工工艺方法。
1.预处理工艺方法：多年冻土区路基的预处理是为了减轻对冻土的破坏，降低施工带来的影响。
主要方法有：草皮保护、覆土层保护和覆冻层保护。
草皮保护是通过种草或直接铺设草席来保护冻土，减缓冻土的溶解；覆土层保护是在路基表面加铺一层土，以隔离冻土和外部环境；覆冻层保护是在路基表面加铺冻结混凝土或冻土封面，提供保护层。
2.加热工艺方法：多年冻土区路基施工中，常用的加热方法有：明火加热、电加热和蒸汽加热。
明火加热是通过燃烧燃料产生的炉火热量加热路基，温度可达到200°C以上；电加热是通过电阻丝加热路基，可以实现精确控制温度；蒸汽加热则是通过将蒸汽引入路基中进行加热。
这些方法可以使路基达到一定的温度，提高冻土的温度，减少冻融循环对路基的影响。
3.预冷工艺方法：多年冻土区路基施工中，预冷的目的是降低冻土中的温度，增加冻结深度和冻土的强度。
常用的预冷方法有喷水预冷、短时电加热和冻土造冰。
喷水预冷是通过喷洒大量水对路基进行预冷，增加冻土的深度；短时电加热是通过电阻丝在冻土中加热，提高其温度，使冻结深度增加；冻土造冰则是在路基中注入冷却液冷却路基，使冻土温度降低，增加冻结深度。
4.导热材料应用工艺方法：在多年冻土路基施工中，可以使用导热材料来改善多年冻土的工程性质。
常用的导热材料有导热管、导热板和导热材料混凝土等。
导热管可以通过传导热量加热冻土，改善其强度和稳定性；导热板可通过传导热量提高路基的温度；导热材料混凝土则可以提高路基的导热性能，加快冻结速度。
综上所述，多年冻土路基施工需要根据冻土的特性选择适当的工艺方法。
预处理、加热、预冷和导热材料应用是常用的方法，可以改善多年冻土的性质，提高路基的稳定性和安全性。
这些方法需要根据具体情况进行应用，确保施工的有效性和经济性。
多年冻土地区路基工程施工以及施工策略分析
１ Ｏ—ｌ 月 秋 冬 季 节 或 ３— １ ４月 开 春 季 节 ， 时 的地 温 低 ， 这 开
挖后基坑外 围融化 圈较 小 ， 对冻 土破坏较小 。挡水板基坑应
在施工以前必须对道 路的地表土进行整理 ， 在路基施工
范围内 ， 有树根的表土必 须挖 除 ； 含有 地表 水 、 泥 、 对 对 淤 杂
决制止使用 ， 更换 规定的符合设计要求 的水泥及水质。在开 挖施工之前 ， 应审核施工单 位报送 的开挖 和处理方 案 ， 施工
草、 腐植土及高原草盖土等 路基 的地基 应清 理干净 ； 使用 平
不 小 于 ０ ２ｍ。施 工 时 需 注 意 挡 水 板 开 挖 基 坑 时 间 选 择 在 ．
在 填 筑 施 工 之 前 ， 须 对 各 个 取 土 场 做 代 表 性 土 样 的土 必
工试验 ， 用规定 的方法求得各个取 土场的最大干密度和最佳
含水量 ， 以便指导路基土 的压 实施 工。分层填土厚度大小 与
１ ３ 填 方铺 筑 与压 实 ．
在既有 线 路路 基 两侧 ， 设 Ｓ Ｒ 高分 了复 合 防水卷 铺 ＰＥ
材。由于 Ｓ Ｒ Ｐ Ｅ挡水板 的阻 挡 ， 使地 下水 不再 渗入基底 ， 消 除了热源 ， 基底地温降低 ， 使正温 区消失。挡水板直立 铺设 ， 下部 挡 水 板 必 须 深 入 多 年 冻 土 上 限 下 ０ ５ｍ， ． 上端 露 出 地 面
尽量采用人力开挖 ， 少 基坑暴露 时 问 ， 减 防止 挡 水 沟 曝 晒 和
基于多年冻土处理技术的道路工程设计方案
基于多年冻土处理技术的道路工程设计方案一、引言多年冻土是极地和高海拔地区独特的土壤类型，它在极端自然环境下形成了一层厚厚的冻土带，并在大气变暖的背景下受到破坏。
多年冻土区域的道路工程设计方案应该充分考虑冻融交替和土壤变形等问题，并采用相应的技术措施加以解决。
二、多年冻土的特征多年冻土是具有一定厚度的地下冻结层，根据冻结程度可以分为完全冻结和部分冻结。
在多年冻土区域，道路工程设计要考虑以下几个问题。
1. 冻融交替多年冻土区域的温度季节性变化十分显著，夏季温度高达16℃，而冬季温度可以低于-40℃。
这种严重的温度差异会使得多年冻土层出现冻融交替，从而导致地面沉降、裂缝和变形等问题。
2. 土壤变形当多年冻土遭遇温度波动和机械压力等刺激，其冻结程度和物理性质会发生变化。
此时，土壤中含水量的变化会导致土体体积的变化，从而引起土层的变形和开裂等问题。
三、多年冻土处理技术多年冻土区域的道路工程设计方案需要综合考虑地形、气候和土壤等多种因素，应采取以下技术措施加以处理。
1. 热熔法热熔法是针对多年冻土区域大块土层而设计的一种加强路基的土工方法。
该方法利用熔化冰层的方式加强路基，从而提高其荷载承载能力。
2. 钢筋网加固法钢筋网加固法是一种机械加固方法，它利用钢筋网作为加强体，加固道路工程中易受到冻融交替和土壤变形等因素影响的部位，增加道路的承受能力。
3. 地下保温法地下保温法是一种保温隔热防冻的技术方法。
它通过在路基下面嵌埋一层保温材料，形成一层热隔绝层，从而确保多年冻土区域道路维持正常运行。
四、多年冻土区域道路工程设计方案针对多年冻土区域的道路工程设计，应该从以下几个方面入手。
1. 选址在多年冻土区域选址时，应考虑道路的通行性、地形和空气干燥度等因素。
避免选在不便通行或气温潮湿的地区。
2. 路基设计路基设计应该采用加强土工技术，如借助钢筋网加固工程等，以保证其承受能力。
3. 道路表面设计在多年冻土区域，道路表面设计应该考虑到路面防滑和水流排放等问题。
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多年冻土地区公路工程“冷却路基”的新思路何乃武（中国公路工程咨询集团有限公司海外业务部 北京 100097）摘 要：基于多年冻土地区冷却路基的思想[1]，提出一种应用于多年冻土地区公路工程的新型调控复合装置，该装置由热管和保温材料组成，也可以是热管和粘土层配合使用，通过室内实验和数值计算，该措施具有投资成本低，调控措施明显等优点，在寒区道路建设中具有较好的应用前景。
关键词：多年冻土 复合装置 温度调控0 前言随着我国20世纪50年代青康公路、青藏公路、大小兴安岭区的公路和铁路建设，多年冻土作为一种特殊土逐渐被认识和重视，二十世纪在青藏公路的改建以及青藏铁路的建设中，重点围绕多年冻土路基处理措施展开研究，如何处理好多年冻土路基成为整个工程的关键技术问题。
在多年冻土地区从事公路工程建设，首先要考虑由于冻土路基融化产生的路基沉降问题，尤其是在全球气候变暖的背景下，路基下多年冻土上限的下降和冻融循环过程的变化，必将对道路的正常运行造成影响。
国家高速公路规划网中，首都放射线北京至拉萨 (G6，京藏高速)段要穿越约550km多年冻土，在多年冻土段进行高速公路建设的技术储备和经验尚不完善，特别在高寒多年冻土地区修建较高速公路，采用黑色沥青路面将会给路基稳定带来更为严峻的考验。
因此，本文结合实际工程需要，开展了大量的室内实验。
针对性地提出一种可铺设在公路路基中，对路基实施有效调温的新型复合装置。
该装置充分利用热管的良好导热性能与保温材料的热阻效应，在暖季发挥隔热作用，冷季导热性能大幅提高，从而对路基进行主动降温。
1 多年冻土地区公路工程特点多年冻土是指土体温度在0℃或0℃以下且冻结状态持续两年及以上的含冰土壤，也可以直观地理解为长期处于冻结状态下的岩土体，多年冻土广泛分布于我国青藏高原高海拔地区以及东北高纬度地区。
与自然界中其他岩土相比，多年冻土因温度和含冰特征而具有特殊的工程性质，在外界温度和荷载的影响下，容易发生冻融变化。
路基内部温度变化及传热过程是引起多年冻土退化的主要因素之一。
随着全球气候变暖以及人为对冻土环境的扰动，以及采用黑色路面以后，导致了公路路面的吸热量增加，地下冰融化，多年冻土上限下降，从而引起路基融化下沉。
多年冻土与上部活动层之间的热传导和热平衡是一个较为复杂的过程，简单来说，当上部温度低于下部温度时，土体内部温度就形成了正梯度，活动层处于放热状态，相应的地温就随热量的释放而下降；当上部温度高于下部温度时，土体内就形成了负梯度，活动层就处于吸热状态，相应的地温也就随着热量的不断进入而升高。
温度升高引起不均匀融化下沉是多年冻土地区公路最常见的病害，同时对公路路基稳定影响最大，如何有效解决由于多年冻土退化引起的路基沉陷变形是目前普遍关心的问题之一，也是多年冻土地区线性工程中长期探索的关键技术问题。
2 多年冻土路基处理措施研究路基的热稳定性是认识和防治冻土路基融沉的主要途径。
大量的研究成果表明[1]，冻土路基热稳定性是多年冻土地区道路工程稳定性的核心，通过调节路基与外界环境之间的任何一种传热方式来改变路基的热量状态。
随着青藏铁路的建设和青藏公路的后期改建，我国对多年冻土的研究逐渐系统深入，总体来说，目前的工程措施可以总结为两大类，即被动措施和主动措施。
被动措施是指主要以维持地温的原始状况或减缓冻土退化，尽量减小冻土路基破坏的速度；主动措施是指通过积极主动地改进冻土的热状况，通过冷却路基的思路使多年冻土上限在不下降的前提下逐步上升，使多年冻土向有利于工程稳定的方向发展。
被动措施包括抬高路基、铺设隔热材料、修筑遮阳板（棚）、路面或边坡涂刷白色油漆等，增加冻土与外界大气之间的热阻或改变热辐射条件从而改变热传导过程；被动措施的出发点在于克服和延缓由于冻土退化造成的路基破坏，但在长期冻土退化的背景下，路基仍会出现一系列问题，后期维护费用较大。
主动调控包括调控热传导、热对流、热辐射，其主要措施有通风路基、碎（块）石路基、碎（块、片）石护坡、热棒等，以上几种措施均在青藏铁路中有所应用，经运行观测，效果良好[3]。
但是针对公路建设来说，热棒和通风路基的成本太高，在公路建设中大面积使用会大大提高成本；碎石路基及碎（块）石护坡虽然具有取材方便，成本相对低廉的优点，但是从调控的效果来看，很难满足黑色路面下高温高含冰量冻土降温需要。
因此本文的研究目的在于探索一种成本较低，可大面积应用于多年冻土地区公路建设的新型调控措施。
3 一种可调控温度的新型措施基于冷却路基的思路：如果路基在一个冻融周期内放出的热量大于吸收的热量，那么路基就会维持热稳定。
通过大量的室内试验，提出一种复合装置模型，该复合装置由小型重力热管与EPS 保温材料组成，通过充分利用热管的良好导热性能和保温材料的隔热性能实现热二极管效应。
热管是一种高效传热元件，重力热管在地面热管应用中最为常见，其工作原理简单，容易启动，不需要管芯为液体回流提供毛细力；EPS 保温材料的导热系数很低，约为0.028W/ (m.K)，几乎为隔热材料，同时EPS 保温板的强度为200KPa～250KPa，完全可以满足铺设在路基某个层面中的强度要求。
该复合装置的原理为：在夏季利用保温材料的热阻作用阻止外界热量大量浸入路基，这个过程中，由于热管蒸发端温度低于冷凝端温度，不满足启动条件，热管不工作，整个复合装置相当于隔热材料。
而冬季，当装置下部温度高于之上温度时，热管开始工作，大量的热量通过热管被带出到路基外部，这时候，复合装置成为一个良好的导热体。
该装置的单元示意图及整体示意图如图1和所示，整体工作的最终效果是能降低装置下部土体温度，同时阻止上部热量进入土体内图1 复合装置单元示意图图2 复合装置整体效果图部，从而有效冷却路基，增加路基稳定性。
复合装置的组成元素包括EPS 保温材料和小型重力热管，重力热管做成“Z”型或者“U”型，便于与保温材料镶嵌，同时通过较长的管臂增加了土体和热管的热交换面积，示意图中为Z 型热管；保温材料可以有多种选择，只要导热系数足够小，并满足一定强度即可，本文试验中采用EPS 保温板，厚度为10cm。
重力热管由不锈钢外壳和内部工质材料组成，工质有较多选择，在通过室内试验及多年冻土地区地温特征研究后，可选定乙醚、乙醇等作为工质。
4 复合装置实验及导热系数计算4.1 实验装置复合装置的目的是为了实现热二极管效应，即上下端在不同温度边界状态下，导热系数有很大差别，包括保温箱、土体、控温系统、温度探头、复合装置等。
将复合装置铺设在土体中间，通过改变上下土体的边界温度条件来控制复合装置的工作状态。
采用平面开口为60*60cm 2的保温箱体，内部有一根臂长30cm 的Z 型不锈钢热管镶嵌到保温材料中，不锈钢材料的导热系数为36.0W/ (m.K)，保温材料导热系数为0.028W/ (m.K)，土体导热系数为1.40W/ (m.K)，热管外径3cm，内径2.9cm，采用乙醚作为工质。
通过控温系统控制上下土体的边界温度条件，观察土体内温度变化，从而计算不同状态下复合装置的工作性能。
4.2 热管不工作时复合装置导热系数如果将保温材料的导热系数记为0O ，当增加热管以后，假定将竖直热管的实际导热面积平均扩展到整个装置层面大小，这时的视导热系数O 就是热管不工作状态下复合装置的导热系数。
即：0()()w g w n s s s s sO O O。
0O 、g O 分别为保温材料和不锈钢的导热系数，,,w n s s s 分别为箱体截面积、热管外径面积、热管内径面积，带入各自值后，求得O =1.0080O 。
这时复合装置的视导热系数为保温材料导热系数的1.008倍。
说明如果热管不工作时，整个复合装置的导热系数非常小，能对上部传递来的热量起到有效的隔热作用。
4.3 热管工作状态下复合装置视导热系数当热管工作时，复合装置的实际导热由三部分组成：热管、保温材料、竖直热管管壁，他们的导热系数分别为：h O ，0O ，g O ，那么这时复合装置的视导热系数：0()()w g w n h nr s s s s s sO O O O，视导热系数和热管本身导热系数都是未知，因此必须通过实验方法来测定，控制上下两端土体的温度进行导热系数测定，实测得出，热管工作状态下，复合装置的导热系数为4.368W/m·K。
通过计算，在室内试验状态下，复合装置的可变导热系数比约为155，即在上下端不同冷热状态下，复合装置导热系数具有很大差别。
实际应用中，可根据工程需要，通过改变热管的密度调整导热系数比。
5 复合装置应用到路基的模拟计算5.1 计算模型采用MSC.Marc 有限元计算软件对复合装置在公路中的使用效果进行模拟计算，根据实际条件，我们选取公路路面宽度为10m，路堤高度取3m，路堤坡角为1：1.5， 路基两侧计算宽度为路堤向外延伸30m，计算深度为天然地表以下30m。
根据青藏铁路北麓河试验段典型钻孔资料[2]，计算区域按土的岩性分为5层：卵石土（路堤填土），碎石亚砂土（0~0.5m），砂砾（0.5~2.0m），亚粘土（2.0~8.0m），砂岩夹泥岩（8.0~30m），将计算中有关土层的物理参数归纳如表1所示；公路路面选择沥青路面，复合装置的可变导热系数比取10，热管不工作状态下装置的导热系数为0.0282 W/ (m.K)，进行二维非温态热流数值计算[1,2]。
表1：计算过程中各土层物理参数导热系数[J/(m.h.K)] 比热[J/(kg.K)]岩 性 深度（m） 干容重 （kg/ m 3）含水量（%） 冻土 融土 冻土 融土 卵石土 路堤填土 2060 6 5040 4140 706.6 861.7 碎石亚砂土 0-0.5 1800 15 6552 5760 977.2 1266 砾 砂 0.5-2.0 1900 10 9405 6897 810 1044 亚粘土 2.0-8.0 1600 30 7632 5112 1222 1608 砂岩夹泥岩8.0-3018001565525760981.81272表2 模型上边界条件的年平均温度取（单位：℃）气温 天然地表 路堤边坡 沥青路面 天然地表附面层增温-3.5-1.00.53.02.5边界条件和初始条件根据青藏高原多年观测资料及“附面层”原理，上边界平均温度取值如表-2，计算区域的上边界温度条件可以表示为如下的三角函数形式：0sin(2./8760/2)T T t A t D S S [2]。
0T 为下附面层底的年平均地温，D 为未来50年内由全球升温引起的上边界年平均温度增温率，t 为路基运行时间（h），A 为上边界温度的年振幅，/2S 为计算的初始相位（对应一年中上边界温度最高的时刻），D =0.02℃/8760h, 对天然地表：A=11.5℃,对路堤表面：A=14.5℃[2]。