當你來到青藏高原時，一定會(hui) 在鐵路旁發現一個(ge) 特別的現象，那就是路基兩(liang) 旁時不時會(hui) 閃過一排排齊刷刷插入地底的金屬管，這些金屬管被安裝在路麵兩(liang) 側(ce) ，露出地麵之上的部分長達兩(liang) 米。它們(men) 是什麽(me) 呢？

其實，這些金屬管的名字叫做熱棒，這些金屬管在內(nei) 地很少見到，你可別小看它，它的作用可大著呢！它是用來給凍土降溫的。所謂凍土，就是指溫度低於(yu) 0℃時水分凍結的土壤或疏鬆岩石。按凍融變化情況，凍土可以分成幾個(ge) 類別，如季節凍土、隔年凍土和多年凍土。青藏高原由於(yu) 海拔高氣溫低，凍土層分布很廣泛。我國北方和西部廣大地區都可見季節凍土和隔年凍土，而像黑龍江的北部和青藏高原、天山、阿爾泰山等高寒地區則是永久凍土的“領地”。隨著溫度的變化，土體(ti) 會(hui) 產(chan) 生多次凍融和凍脹，這一過程容易造成土層結構破壞、地基承載力降低、邊坡失穩等不良結果。

凍土的存在給青藏高原地區的道路基建帶來了極大的挑戰，當年在多年凍土地區修建青藏鐵路時，築路技術問題就成為(wei) 了一個(ge) 大難題。因為(wei) 凍土中含冰量很高，溫度升高後凍土會(hui) 融化下沉，那麽(me) 路基也跟著下沉；但是到冬天，氣溫降低後，路基一凍以後又要往上升，這種隨溫度變化而產(chan) 生沉降的情況對鐵路來說也是一種危害。而且當表層凍土消融後會(hui) 形成融沉湖，當它出現在鐵路的路基下麵，很容易造成嚴(yan) 重的災禍。為(wei) 此，青藏鐵路的建設者們(men) 苦心研究，找到了給凍土降溫的方法，在路基沿線架設熱棒就是其中一個(ge) 環節。熱棒是一種高約4米、內(nei) 部中空、外部有散熱片的金屬柱子。它們(men) 的存在就像是一個(ge) 個(ge) 為(wei) 地基準備的無需能源的“空調”。熱棒的根部有很多空心管通入路基之中，當路基受熱有水汽出現，這些水汽就會(hui) 順著空心管道上升至熱棒中。再加上高原地區的氣溫低、風力大，寒冷的風吹過熱棒的散熱片後，就會(hui) 把熱量帶走，水汽就此也降溫凝結。這樣一個(ge) 環節走完，原本的熱量就不會(hui) 在路基中積累，就能保持路基始終處在一個(ge) 低溫狀態下。同時熱棒還能把低溫不斷地輸送給路基下的凍土，使凍土保持穩定。凍土保持穩定的狀態後，路基自然也不會(hui) 因此產(chan) 生升降，而是穩穩地成為(wei) 道路的依托。

在給凍土降溫的整套措施中，除了熱棒以外，還有架設在不穩定凍土區的高架橋、片石通風路基等。高架橋是當鐵路通過高含冰量凍土區和凍土濕地區域時，以橋梁替代路基的方法，讓鐵路與(yu) 凍土隔離。如青藏鐵路的清水河大橋就是這樣一座特殊的橋梁。片石通風路基則是另一種充滿智慧的創造。從(cong) 它的名字我們(men) 可以窺探到這種特殊路基的不少細節，如它是在凍土地麵上用片石壘成的，片石的存在改變了凍土的不穩定性，片石間的孔隙可以透過空氣，熱空氣上升，冷空氣下降，在冷氣流的保護下，凍土就會(hui) 保持相對的穩定。另一種通風管路基的設計原理也與(yu) 此大同小異，當空氣在通風管內(nei) 流動，帶走多餘(yu) 的熱量，保持了凍土層的低溫狀態，從(cong) 而確保地基的穩定性。

本文由中國人民大學附屬中學第二分校一級教師王和意進行科學性把關(guan) 。


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