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第1章 绪论1

1.1 高速公路冻土工程面临的问题2

1.2 冻土工程国内外研究现状4

1.2.1 冻土工程理论研究4

1.2.2 公路、铁路冻土工程技术研究6

1.2.3 其他冻土工程技术进展8

第2章 公路冻土工程尺度效应理论9

2.1 地气耦合边界条件模型10

2.1.1 宽幅厚层黑色沥青路面温度场10

2.1.2 地气耦合边界条件模型概述13

2.2 冻土路基水热变形效应模型19

2.2.1 理论模型19

2.2.2 模型验证21

2.3 冻土路基时空维度下的尺度效应24

2.3.1 空间效应24

2.3.2 时间效应47

2.3.3 结构效应54

第3章 公路冻土工程设计方法57

3.1 冻土地基冻融灾变风险评估方法58

3.1.1 多年冻土区公路风险评估方法58

3.1.2 外界热扰动作用下多年冻土热融蚀响应的敏感性60

3.1.3 青藏高原工程走廊带冻土公路工程风险分析65

3.2 公路冻土区线位选择分层目标方法70

3.2.1 路线选择分层目标法基本理论70

3.2.2 走廊带选择层模型73

3.2.3 基本线位层选线困难度模型74

3.2.4 最终线位层可靠度模型76

3.3 公路冻土路基基于能量的平衡设计理念与方法80

3.3.1 大尺度冻土路基的聚热效应和聚冷效应80

3.3.2 冻土路基能量平衡设计方法82

3.3.3 冻土路基热收支数据库的构建88

3.3.4 多年冻土区高速公路能量平衡设计流程93

第4章 低压缺氧环境下高速公路关键指标与标准97

4.1 路线几何指标与标准98

4.1.1 圆曲线最小半径98

4.1.2 公路纵坡设计指标101

4.1.3 横断面组成与尺寸106

4.1.4 冰雪条件下超高及停车视距分析109

4.2 服务设施合理间距与配置标准113

4.2.1 服务设施设置影响因素分析114

4.2.2 服务设施类型及配置标准116

4.2.3 服务设施合理间距分析117

4.3 基于运行安全的速度控制标准118

4.3.1 设计速度动态分段标准119

4.3.2 动态速度控制（限速）标准124

第5章 大尺度冻土路基稳定技术131

5.1 基于时空尺度效应的路基建设模式132

5.1.1 路堤合理结构与旱桥选择原则132

5.1.2 二次工程理念及模式133

5.1.3 高速公路冻土路基合理断面结构134

5.2 基于能量平衡的大尺度冻土路基稳定技术139

5.2.1 结构尺度参数研究139

5.2.2 新型大尺度冻土路基稳定技术研发146

5.3 运营期冻土路基表面变形评价方法与标准152

5.3.1 大尺度冻土路基表面变形分离计算模型152

5.3.2 大尺度冻土路基表面变形表征指标体系157

5.3.3 大尺度冻土路基表面变形评价标准163

第6章 高海拔高寒地区沥青路面结构设计165

6.1 沥青路面典型结构设计166

6.1.1 沥青路面设计方法的演变与发展166

6.1.2 沥青路面典型结构选择与计算分析167

6.1.3 道路设计参数确定169

6.1.4 试验路路面结构拟定172

6.1.5 推荐沥青路面典型结构组合184

6.2 混凝土桥沥青铺装系设计及施工控制185

6.2.1 混凝土桥沥青铺装系结构设计185

6.2.2 基于CCRDT-McLeod法设计防水黏结层193

第7章 高速公路桥梁与隧道冻融灾变防控技术199

7.1 高海拔高寒地区混凝土材料强度形成过程和耐久性200

7.1.1 高原高寒区桥梁桩基混凝土低温下强度形成技术200

7.1.2 高原高寒区冻融循环作用下混凝土抗冻融耐久性201

7.2 多年冻土地区桥梁桩基灾变控制技术209

7.2.1 地下水热源对冻土桩基承载力的影响209

7.2.2 太阳辐射对冻土桩基承载力的影响214

7.2.3 多年冻土区桩基灾变风险评价指标215

7.2.4 短期极端异常气候变暖引起的桩基灾变机理及其风险评价217

7.2.5 地下水引起的冻土区单桩基灾变机理及其风险评价217

7.3 多年冻土区大断面公路隧道冻融灾变控制技术219

7.3.1 多年冻土隧道冻胀机理及防冻融结构体系219

7.3.2 多年冻土隧道防排水与防冻保温系统223

7.3.3 多年冻土隧道洞口段热融滑塌控制技术227

7.3.4 多年冻土隧道施工期融化圈控制技术228

7.3.5 多年冻土隧道融沉及结构稳定控制技术230

第8章 高速公路建设环境保护技术235

8.1 高海拔高寒地区线形工程叠加对生态环境的影响规律236

8.1.1 线形工程叠加对野生动物的影响236

8.1.2 青藏工程走廊交通基础设施建设对植被的影响237

8.1.3 青藏工程走廊土壤侵蚀强度及公路边坡产流产沙规律238

8.2 野生动物保护技术240

8.2.1 主要保护目标240

8.2.2 野生动物保护关键路段241

8.2.3 迁徙物种藏羚保护技术241

8.2.4 其他典型野生动物的通道设置技术245

8.2.5 公路大中型哺乳动物通道监测与评价246

8.3 水土保持与生态恢复技术247

8.3.1 青藏工程走廊水土保持区划247

8.3.2 青藏工程走廊植被可恢复性区划247

8.3.3 植被保护与水土保持技术249

8.3.4 水环境保护263

第9章 工程构筑物状态监测与病害预警技术267

9.1 低温环境下公路构筑物状态监测先进传感技术268

9.1.1 低温环境下的布里渊传感技术268

9.1.2 适用于低温环境的新型布里渊传感仪系统271

9.1.3 分布式布里渊光纤应用于冻土公路路基的关键问题275

9.1.4 高海拔多年冻土区公路路基沉降分布式光纤监测278

9.2 基于监测数据的公路工程构筑物状态评价与预警技术280

9.2.1 冻土路基状态评价与预警技术280

9.2.2 桥梁状态评价与病害预警技术287

9.2.3 隧道状态评价与病害预警技术290

9.3 多年冻土区公路工程构筑物运行状态监测及病害预警系统294

9.3.1 基于压缩感知的快速移动无线传感检测技术294

9.3.2 监测系统与平台构建297

第10章 青藏高速公路建设303

10.1 技术标准304

10.1.1 公路的功能与等级304

10.1.2 设计速度的确定304

10.1.3 横断面形式与宽度306

10.1.4 互通式立交间距及沿线设施配置307

10.1.5 青藏高速技术标准308

10.2 建设条件309

10.2.1 区域自然环境309

10.2.2 地质条件311

10.2.3 水文地质311

10.2.4 多年冻土工程地质评价312

10.2.5 多年冻土区青藏工程走廊工程容量评价318

10.2.6 不良地质与其他特殊性岩土319

10.2.7 筑路材料及运输条件319

10.3 建设方案与投资规模321

10.3.1 青藏高速公路建设方案分析比选321

10.3.2 青藏高速公路新建方案线位布局324

10.3.3 多年冻土区典型路段线位布局326

10.3.4 多年冻土路段处理方案335

10.3.5 工程规模及造价337

10.4 健康保障与环境保护338

10.4.1 健康保障338

10.4.2 环境保护339

第11章 共玉、花大公路示范工程建设343

11.1 示范工程概况344

11.1.1 示范工程选择原则344

11.1.2 依托工程简介344

11.1.3 主要示范内容345

11.2 示范工程组织与实施347

11.2.1 线性指标示范347

11.2.2 路基处治技术示范348

11.2.3 路面结构选型示范359

11.2.4 以桥代路示范361

11.2.5 隧道防冻抗冻结构示范——新型防冻融结构体系363

11.2.6 环境保护示范——水土保持边坡防护技术366

11.2.7 交通安全工程示范370

11.2.8 监测技术示范372

结语378

参考文献380