214国道位于青藏高原的东缘,1985-2012年期间的冻土勘察和地温监测资料表明,在河卡山至清水河439 km范围内的高山、滩地和沼泽化草甸地区分布着不连续和岛状多年冻土,公路实际穿越的多年冻土段累计里程约232.4 km,沿线绝大部分路段的地温高于-1.5℃,含冰量、冻土上限等多年冻土特征指标随地形、地貌变化剧烈.在分析上述资料的基础上,从冻土热稳定性和自然环境两个因素入手,采用突变级数法建立了多年冻土工程地质条件评价模型并对214国道多年冻土工程地质条件进行了定量评价.结果表明:214国道沿线冻土热稳定性普遍较差,自然环境多处于一般状态.除局部少冰、多冰冻土路段以外,沿线多年冻土工程地质条件总体处于较差或恶劣状态.与214国道病害调查资料进行比较后发现,路基病害一般发生在工程地质条件差的路段.这表明该评价结果比较准确的反映了沿线的多年冻土工程地质条件,对于现有214国道和新建共和-玉树高速公路的运营和维护具有重要的指导意义.

本文初步分析、对比了214国道多年冻土段几种地温调控措施的工作效果,结果发现遮阳板护坡、碎石护坡的效果较好,能够有效降低冻土温度、提升冻土上限;保温路基通过大幅度减小保温板下的土体温度年较差也可以提高冻土上限,减缓冻土退化速率;纵向通风措施也可以有效降低通风管周围的土体温度;硅藻土护坡措施降温效果偏差。综合对比各种措施的降温效果,本文推荐遮阳板护坡和碎石护坡作为该地区地温调控措施的首选,其次是保温路基和纵向通风管措施,最后是硅藻土护坡。

利用新布设的冻土孔及原有冻土资料,分析黄河源区冻土温度和厚度的空间分布。源区实测多年冻土年均地温最低为-1.81℃,冻土最厚74 m,均位于巴颜喀拉山北坡的查拉坪。214国道(K445-K604段)沿线多为高温多年冻土(年均地温>-1℃),但巴山北坡海拔4 520 m、布青山海拔4 300 m以上,年均地温低于-0.5℃。巴山北坡海拔4 610 m、布青山海拔4 420 m以上,年均地温低于-1℃。巴山北坡海拔每升高100 m,年均地温减少0.47～0.75℃,冻土厚度增加16～25 m;纬度向北增加1°,年均地温减少0.85℃,冻土厚度增加20～30 m。

初步分析了214国道多年冻土段使用聚氨酯板保温措施的工作效果,实践证明聚氨酯板保温的效果较好,能够有效降低冻土温度、提升冻土上限;保温路基通过大幅度减小保温板下的土体温度年较差也可以提高冻土上限,减缓冻土退化速率。

边坡防护是提高多年冻土地区高路堤稳定性的重要措施之一.通过室内实验给出了硅藻土在不同含水条件下冻融态的导热系数及同一含水条件下的冻融导热系数比,证实硅藻土在100%的稳定含水条件下就可以实现较大的冻融导热系数比.根据硅藻土的这种特性,2003年底在214国道红土坡北侧K391+000K391+120的范围内布设了长度120 m的硅藻土护坡试验段和无护坡措施的对比路段.3个周期的观测资料表明,由于硅藻土施工季节不当,在最初的3个周期,硅藻土表现出了较大的热阻作用,硅藻土护坡试验段的坡面温度高于对比断面,左坡脚位置的上限也高于对比断面.但是在这3个周期中,硅藻土护坡试验段正向着有利于冻土发育的趋势发展,而对比断面却趋于恶化.