中國(guó)科學(xué)家呵護(hù)凍土上的“天路”

新華社拉薩12月9日電 題：中國(guó)科學(xué)家呵護(hù)凍土上的“天路”

新華社記者白明山、格桑邊覺(jué)、劉洪明

青藏高原是全球高海拔多年凍土集中分布的地區(qū)。作為世界上海拔最高公路之一的青藏公路，多年凍土段分布平均海拔在4500米以上，工程技術(shù)人員不得不面臨一個(gè)世界性難題——凍土對(duì)公路的影響。

記者日前從西藏拉薩出發(fā)，沿青藏公路直抵青海格爾木市，這一路的直觀感受就是有的路段高低起伏，猶如在波浪中行船。

“海綿路”“搓板路”“彈坑路”，這是司乘人員對(duì)這類(lèi)路段的戲稱(chēng)，車(chē)速稍快一點(diǎn)就會(huì)顛簸得厲害。這種路的出現(xiàn)，與該地區(qū)的凍土有直接關(guān)系。

青藏公路是人員、物資進(jìn)出西藏的主要通道之一，1954年建成通車(chē)，距今已70年。

中國(guó)科學(xué)家對(duì)凍土的研究也已經(jīng)持續(xù)了很多年。他們通過(guò)在高原上布設(shè)觀測(cè)站，收集了大量關(guān)于永久凍土層變化的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)顯示，過(guò)去幾十年，青藏高原的永久凍土層溫度在逐漸上升，融化速度在加快。

中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司格爾木觀測(cè)研究基地的科研人員長(zhǎng)期致力于高原凍土的研究。

基地主任陳冬根說(shuō)：“在冬季，凍土就像水結(jié)冰一樣，會(huì)隨著氣溫的降低而劇烈膨脹，導(dǎo)致公路路面隆起。到了夏季，凍土又像冰塊融化一樣，體積迅速縮小，公路路面也隨之下沉。”

這也導(dǎo)致了青藏公路成為世界上“病害”較多的公路之一，路面的沉降變化直接影響汽車(chē)通行安全。

70年來(lái)，中國(guó)政府投入巨資，多次對(duì)青藏公路進(jìn)行整治改建，青藏公路實(shí)現(xiàn)了世界首例在高寒高海拔凍土區(qū)鋪設(shè)黑色等級(jí)路面——由原來(lái)的砂石路面逐步改造為現(xiàn)在的瀝青路面。

受惠于這條公路，沿途形成一條條經(jīng)濟(jì)帶、文化帶、旅游帶，各族群眾稱(chēng)它為“彩虹”“金橋”。為確保這條路的安全暢通，中國(guó)科學(xué)家?guī)资耆缫蝗者M(jìn)行研究和“出謀劃策”。

記者在沿路看到，部分路段兩旁豎立著一根根“金箍棒”，這是解決凍土層路面沉降的方法之一。陳冬根介紹，這叫熱棒，是一種利用重力和氣液相互轉(zhuǎn)變的原理為路基降溫的裝置，是保持凍土層溫度穩(wěn)定的導(dǎo)熱管。

在冬季，熱棒下端吸收熱量后，液態(tài)物質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，然后上升至冷凝器。在冷凝器中，熱量被發(fā)散到空氣中，氣態(tài)物質(zhì)再轉(zhuǎn)化為液態(tài)，最后在重力的作用下流回?zé)岚粝露恕Ｍㄟ^(guò)熱棒的單向?qū)嵝院透咝У膫鳠岷蜕嵝?，源源不斷地帶走路基的熱量，保持路基的穩(wěn)定。

除此之外，科學(xué)家還想到了在凍土層上加裝“隔熱板”，即用特殊材料制作的保溫板“XPS板”——它能阻止夏季熱量向下傳輸。陳冬根說(shuō)：“通俗講，這就類(lèi)似我們小時(shí)候看到賣(mài)冰棍的老人給冰棍裹住厚厚的被子。”

這是看得見(jiàn)的裝置措施，還有看不見(jiàn)的手段，它們隱藏在地面下。通風(fēng)管路基是一種在路基底部以上一定高度橫向埋設(shè)的鋼筋混凝土通風(fēng)管。通過(guò)通風(fēng)管內(nèi)的空氣流動(dòng)，可以帶走周?chē)坊馏w中的熱量，有效保持路基的低溫。這種方法可以減少凍土的融化，保持路基的穩(wěn)定。

青藏公路事業(yè)發(fā)展和應(yīng)急保障中心黨委書(shū)記高永利介紹，不少工程技術(shù)人員跟這條路打了一輩子交道，要解決好雨、雪、冰的問(wèn)題，就是跟“水”作斗爭(zhēng)，該疏的要疏、該堵的要堵。對(duì)凍土層的擾動(dòng)越小，越有利于地基穩(wěn)定。

盡管科學(xué)家對(duì)凍土的研究越來(lái)越深入，但是他們還要面臨一個(gè)長(zhǎng)期變量的挑戰(zhàn)，那就是全球氣候變暖。“隨著氣溫的攀升，不同地段凍土的融解速率不一，這就需要我們因地制宜，持續(xù)開(kāi)展精細(xì)化分析。”陳冬根說(shuō)。