深厚含土重冰层路基高聚物隔热性能试验

郭成超; 党鹏; 马合木提·依明; 刘建刚; 吴栋; 王贺; 曹鼎峰

doi:10.13705/j.issn.1671-6833.2025.04.004

郑州大学学报（工学版） ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (04) : 100 -106+144. DOI: 10.13705/j.issn.1671-6833.2025.04.004

深厚含土重冰层路基高聚物隔热性能试验

郭成超, 党鹏, 马合木提·依明, 刘建刚, 吴栋, 王贺, 曹鼎峰

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摘要

深厚含土重冰层是极限性不良地质，在其上修建路基会面临严重的冻胀和融沉病害，威胁车辆的运行安全。为此探究了将聚氨酯高聚物材料(PU)用作路基的保温隔热层以防止冻融病害。进行了PU的隔热性能试验，分析密度和冻融循环次数对PU导热系数的影响。开展了重冰层冻土路基保温隔热模型试验。研究了普通路基、单层PU板路基和双层PU板路基在冻融过程中的温度分布特征，定量描述了PU的隔热效果。结果表明：PU的导热系数与自身密度呈正相关，与冻融循环次数也呈正相关；PU的密度越低，其导热系数受到冻融循环的影响越大；PU的密度越高，其隔热性能越能在多次冻融循环中保持稳定；冻结时，普通路基的热通量是单层和双层PU板路基的1.7倍，融化时，普通路基的热通量是单层PU板路基的2.1倍，双层PU板路基的2.8倍；PU板具有保温隔热能力，可以抬升路基的冻结深度，减少冻胀病害，延长路基的冻结过程，避免融沉病害；双层PU板比单层PU板表现出更优秀的隔热效果。