青藏公路两边竖立的无数像“金箍棒”一样的东西什么作用?
青藏公路,还有青藏铁路,都要经过青藏高原的多年冻土地带,多年冻土的上层为夏季熔化,冬季冻结的活动层。
冻土层吸附大量水分,冬季冻结时,体积膨胀,路基就会拱起、扭曲;夏季,冻土发生熔化,体积缩小,路基就会出现沉降、断裂。冻土的反复冻结、熔化,就会造成路基严重变形,出现高低不平,甚至将铁轨扭曲成麻花状,给车辆通行带来很大麻烦。
为解决多年冻土地带对公路或铁路带来的问题,工程建设者充分发挥了自己的聪明才智,采取了一系列行之有效的措施。比如抛石路基、遮阳板路基、以桥代路等,还有一项就是在路基设置“金箍棒”。
其实,这些“金箍棒”叫“热棒”,是空心的铁管,上端暴露在空气中,下端深埋在冻土层中,管中密封有一定量的液态氨。
冬季,气温较低,而冻土层的温度相对较高,液态氨通过热棒从冻土层中吸热汽化,然后沿热棒上升,到热棒上部,遇冷液化放热,液态氨在重力作用下,下落到热棒下部。接着再汽化上升,到上部再液化下降,就不断地将冻土层的热释放到空气中,使冻土层温度尽量的低,冻结的更加坚实。等到了夏季,气温升高,冻土层虽然能从外部吸热,但由于冻土层温度太低,不足以使冻土层的温度达到能使冻土层熔化的程度,可以保持路基冷热都不变形,保证车辆顺利通行。
另外,对于热棒而言,夏季上部温度较高,液态氨在上部不能液化,不能回到下部,也就不能将上部的热传到下部,即不会将外部空气的热传给冻土层,所以,热棒具有单向传热功能。
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