冬季行经高海拔山区公路,隧道壁挂冰、路面暗冰打滑、路基沉降颠簸,是不少驾驶员都遇过的安全隐患。这些常见问题的背后,是高海拔寒区道路冻融病害这一世界性工程难题。
甘肃地处青藏高原与黄土高原、蒙古高原过渡地带,高海拔寒区广泛分布,尤其祁连山地和阿尔金山、甘南高原等区域高寒气候特征显著,冻融循环叠加大风侵蚀、地下水渗透,当地道路病害发生率长期居高不下。
过去行业判断冻害多以气温为单一指标,沿用传统经验公式开展设计,常出现“部分路段保温过剩、部分区域防冻不足”的失衡问题,难以适配高海拔长大隧道的复杂工况。
为破解这一行业困局,甘肃省公交建集团所属交设股份牵头,联合中国科学院西北生态环境资源研究院等多家单位组成攻关团队,历经十余年持续钻研,形成“高海拔寒区路基与隧道工程冻融致灾效应及韧性建养关键技术”成套成果。2025年12月,甘肃省人民政府发布年度科学技术奖励决定,该项目获评科技进步奖一等奖。
通过长达10年的现场定点观测与室内风洞试验,团队首次探明核心机理:近地表风场如同“移动冷风机”加速冷热交换,地下水渗流持续带入水分,二者耦合作用会大幅加剧道路冻损程度。
基于这一核心发现,团队对17座长大隧道开展长期监测,建立了全新的寒区隧道冻融计算理论,填补了特长公路隧道保温设防的规范空白。同时整合多源数据绘制高精度环境图集,构建寒区道路冻害分区体系,实现“一区一策”的精细化设计。
在建设养护环节,团队研发出控温控水系列新结构与病害快速处置技术,制定了高寒工程检测监测标准,推动道路养护从“坏了再修”的被动抢修,转向提前预判的预测性养护。
截至目前,该成果已规范指导多条寒区道路、近百座隧道的建设与养护,累计编制地方标准7部,获国家专利121件、省部级工法6项,形成了一支专注寒区公路交通建养的青年攻坚团队。
业内表示,这项成果补齐了我国高海拔寒区道路建养的技术短板,既能有效提升高原道路通行安全、延长工程服役寿命,也为西部重大交通基础设施建设提供了自主技术支撑。(苏燕平)
