科普 | 青藏高原两旁的黑色杆子是什么?
新华网科普
2021-04-17 18:00
在美丽的青藏高原,公路和铁路两旁整齐的立着两排黑色杆子,它们是高原路基卫士“热棒”。
热棒
热棒,又称为无芯重力式热管,是一种高约4米、内部中空、外部有散热片的金属柱子。它们是为地基而存在的,就像无需能源的“空调”,用来给路基降温的。
冻土
冻土是温度低于0℃含冰的土壤和岩石。按冻融变化情况,可分成季节冻土、隔年冻土和多年冻土。
我国北方和西部广大地区都可见季节冻土和隔年冻土,而像黑龙江的北部和青藏高原、天山、阿尔泰山等高寒地区则是永久冻土的“领地”。青藏高原由于海拔高气温低,冻土层分布很广泛。
冻土给路基造成的影响
由于冻土中含冰量很高,在夏天,气温升高后,冻土融化下沉,进而导致路基下沉;在冬天,气温降低后,路基冻后又要往上升。这种随温度变化而产生沉降的情况会对道路产生危害。
热棒的作用
保持路基处在低温状态下
热棒的根部有很多空心管通入路基之中,当路基受热有水汽出现,这些水汽就会顺着空心管道上升至热棒中。再加上高原地区的气温低、风力大,寒冷的风吹过热棒的散热片后,就会把热量带走,水汽就此也降温凝结。这样一个环节走完,原本的热量就不会在路基中积累,就能保持路基始终处在一个低温状态下。
使冻土保持稳定
热棒还能把低温不断地输送给路基下的冻土,使冻土保持稳定。冻土保持稳定的状态后,路基自然也不会因此产生升降,而是稳稳地成为道路的依托。
高架桥和片石通风路基也可以给冻土降温
高架桥
是当铁路通过高含冰量冻土区和冻土湿地区域时,以桥梁替代路基的方法,让铁路与冻土隔离。如青藏铁路的清水河大桥就是这样一座特殊的桥梁。
片石通风路基
片石通风路基则是另一种充满智慧的创造。片石改变了冻土的不稳定性,片石间的孔隙可以透过空气,热空气上升,冷空气下降,在冷气流的保护下,冻土就会保持相对稳定。
编辑/王静
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