转自宋基会嘉公益
原文：https://mp.weixin.qq.com/s/UNLXxEaigNWjYSlut_dr6Q （音频版）
作者：赵淑萍、南昭瑾

当你坐着火车沿着这条神奇的天路在青藏高原穿行时，你可能会发现铁路边上有很多稀奇古怪的东西。比如，铁路路基边上铺着碎石块、路基里面埋着管子、路上搭着蓝色的小棚子，路两边还插着一排排的杆子。

青藏高原被称为“世界屋脊”，平均海拔4000多米，是世界上最高的高原，上面有大面积的冻土分布。冻土是指土壤里面含有冰的土体。根据冰在土里的存留时间，分为季节冻土和多年冻土。在冻结过程中，水变成冰、体积会膨胀，就会引起土体的不均匀冻胀；而在融化过程中，冰变成水，体积减小，又会引起土体的不均匀融沉。

在青藏高原冻土地区修建铁路，必须要考虑冻土这个因素，在外界因素的影响下，土体不均匀冻胀、融沉会导致路基破坏、铁路轨道的严重扭曲变形，使得铁路无法正常运行。

“保护冻土”的措施主要是为了降低气温的影响，在夏季，减少进入冻土层内的热量，在冬季，尽量多的将土层内热量带出来，这样，起到冷却土层的作用。

• 最常用的保护冻土的措施有块石路基，和碎石护坡，这是因为它们的成本最低。“块石路基”是在地面上先平铺一层大块的石头，然后再修筑路基；“碎石护坡”是在路基边坡上铺一层碎石。
• 通风管其实就是在路基内部铺设一排两头贯通的管子，一般是PVC塑料管或水泥管。
• 在青藏铁路的有些地段，路上方、或者路基边坡上搭着的蓝色棚子，叫做“遮阳棚”。
• 效果最好、但成本较高的保护措施——热棒。一般在路基两侧按一定的间隔插入1排或2排热棒。

热棒是一根密封的管，里面充填容易发生气化的物质，常见的有氨、氟利昂、CO2等，管的上半部分露在空气中，下半部分埋入土内。上半部叫冷凝器，是由散热片组成的，而下半部叫蒸发器。冬季，气温很低，相对而言，土层的温度较高。因此，热棒的下部温度高于上部，管内的物质吸收热量、变成气体向上流动，到达上部后，因为冬天外面的温度低，冷凝器里的物质与外部空气交换热量，温度就下降了、变成液体，液体在重力作用下沿管子流回到下部，这样就形成了对流循环，不断地将路基土层内的热量带出来、散发到空气中。

但热棒只在冬季工作，在夏季不工作，这是因为夏季外面的气温高、土层温度较低，所以热捧的上部温度高于下部，管内物质保持在气态、停留在热棒上部，不发生对流，热棒不工作，这样也阻止了夏季外界空气的热量传到土层里面去。所以从全年来看，热棒能够使路基里的热量减少的，这样就达到“保护冻土”的目的。

青藏铁路采取了一系列“保护冻土”的措施，保证了工程稳定性。俄罗斯的第一条西伯利亚铁路，时速只有60-70km/h，在1996年调查的时候，发现其病害率高达45%。青藏铁路2006年7月1日通车，运行时速达到100km/h，一直运行良好。