張 勃,尚 婷,唐伯明
(重慶交通大學(xué),重慶 400074)
史迪威公路以二戰(zhàn)時(shí)期盟軍中國(guó)戰(zhàn)區(qū)參謀長(zhǎng)約瑟夫·史迪威將軍的名字命名,由雷多公路和滇緬公路的中國(guó)境內(nèi)部分組成。它起于印度東北的雷多,經(jīng)過緬甸北部的密支那,在芒友與滇緬公路相接,終點(diǎn)位于我國(guó)云南昆明,全長(zhǎng)約1736公里。該路于1942年12月開始修筑,1945年1月建成通車。從戰(zhàn)略上講,史迪威公路打破了日本自1942年3月起對(duì)中國(guó)接近三年的陸路交通封鎖,成為戰(zhàn)時(shí)中國(guó)唯一的陸上交通線,解決了駝峰航線運(yùn)量不足、運(yùn)輸代價(jià)過高的問題,作為“抗戰(zhàn)輸血管”而享譽(yù)世界[1]。從工程上講,史迪威公路穿越了野人山、橫斷山脈、高黎貢山、怒江、瀾滄江等高山大河,沿途所經(jīng)濃密雨林、泥濘沼澤、懸崖峭壁不計(jì)其數(shù),修筑時(shí)間緊、任務(wù)重,沿線氣候環(huán)境惡劣、施工條件艱苦乃世界罕見。史迪威公路被美國(guó)工程兵稱為“最艱巨的工程”,同時(shí)還被譽(yù)為“二戰(zhàn)中最偉大的工程奇跡”,具有極高的工程價(jià)值。
涵洞主要是為渲泄地面水流而設(shè)置的橫穿路基的小型排水構(gòu)造物。史迪威公路上的涵洞種類豐富、設(shè)計(jì)合理、質(zhì)量可靠,對(duì)當(dāng)代的工程建設(shè)仍有相當(dāng)?shù)慕梃b作用。
一是地形地質(zhì)復(fù)雜。史迪威公路翻越了喜馬拉雅山脈南麓的野人山、橫斷山脈、高黎貢山等高山,穿越了胡康河谷、孟拱河谷以及怒江、瀾滄江等天塹,公路最高點(diǎn)天子廟頂海拔高達(dá)2600米,最低點(diǎn)雷多海拔僅100米[2],高差接近2500米。沿線地質(zhì)復(fù)雜,土質(zhì)多風(fēng)化石,硬度甚低,經(jīng)水浸濕后山坡易坍塌,而路面即成泥漿,濕滑不易行車[3]。
二是降雨量大。史迪威公路沿途經(jīng)過區(qū)域皆為熱帶季風(fēng)氣候,每年的5—10月均為雨季,降雨量占全年降雨量的85%—90%。雨季一來,山洪暴發(fā),泥石滑塌,道路都被沖毀。其中野人山區(qū)雨量極為豐富,年降雨量達(dá)3810毫米,最大日降雨量達(dá)356毫米[4],遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)代對(duì)暴雨的定義(日降雨量大于50毫米即為暴雨)。如此大的降雨量對(duì)涵洞的水流通過能力和穩(wěn)定性提出了極高的要求。
三是塌方頻發(fā)。塌方在史迪威公路上幾乎每天都會(huì)發(fā)生,是史迪威公路建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)中一直存在的難題。僅在滇緬公路開通的前三年,被清除的塌方量分別達(dá)到了36.3、13.7、22.3 萬方[5]。塌方的原因主要有沿線降雨量大,地質(zhì)脆弱,擋墻、涵洞等構(gòu)造物的數(shù)量不夠等,因此作為公路重要排水構(gòu)造物的涵洞對(duì)史迪威公路顯得尤為重要。
在史迪威公路修筑之前,中國(guó)與外界聯(lián)系的唯一通道是舉世聞名的駝峰航線,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),駝峰航線每向中國(guó)運(yùn)送一噸物資,就要消耗一噸燃油。駝峰航線開通三年多的時(shí)間里,總計(jì)有1500架以上的飛機(jī)墜毀,犧牲優(yōu)秀飛行員近3000人[6],可謂代價(jià)巨大。因此早日修通史迪威公路成為中美英等盟國(guó)戰(zhàn)時(shí)的重要戰(zhàn)略。在“先求通,后求好”的方針指引下,木涵、汽油桶涵等臨時(shí)式涵洞大量出現(xiàn)在史迪威公路上,以實(shí)現(xiàn)公路的通達(dá)。同時(shí),為滿足運(yùn)輸物資的重型載重貨車車隊(duì)甚至是坦克作戰(zhàn)通行的需求,史迪威公路上的涵洞在質(zhì)量上有著極其嚴(yán)格的要求,以至少能載重10噸為標(biāo)準(zhǔn)。所以在其后對(duì)公路的修繕、維護(hù)過程中,在保證公路暢通的情況下,這些臨時(shí)式涵洞逐漸被永久性涵洞所替換。其中金屬波紋管涵因?yàn)檫\(yùn)輸方便、安裝快捷、能承受重載等特點(diǎn)在史迪威公路上廣泛應(yīng)用。
史迪威公路中國(guó)部分的滇緬公路是在“先求通,后求好”的方針下,由中國(guó)人民用雙手在短短9個(gè)月的時(shí)間內(nèi)搶修完成。由于時(shí)間緊、任務(wù)重,涵洞、橋梁等構(gòu)造物在數(shù)量和質(zhì)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足物資運(yùn)輸?shù)男枨蟆?938年滇緬公路建成時(shí),涵洞僅3312道,總長(zhǎng)2050米。1940年滇緬公路管理局局長(zhǎng)譚伯英提交的公路改善計(jì)劃中,提出要增加涵洞5000道[3],可見公路對(duì)涵洞需求量之大。印度、緬甸境內(nèi)的史迪威公路對(duì)于涵洞的數(shù)量需求同樣巨大,當(dāng)美軍后勤補(bǔ)給司令惠勒將軍奉史迪威將軍之命對(duì)印緬邊境的野人山進(jìn)行實(shí)地勘察之后,發(fā)現(xiàn)每公里需設(shè)置13道涵洞才能排泄山坡溝溪的暴雨徑流[4]。緬甸境內(nèi)胡康河谷的山區(qū)平均每英里要設(shè)置7道涵洞,平地平均每英里需要設(shè)置5 道涵洞[7]。
臨時(shí)式木涵洞通常用于需要緊急通車、財(cái)力不足、匯水區(qū)幾何參數(shù)無法準(zhǔn)確計(jì)算,以及載重有待于日后增加等特殊情形,在筑路初期應(yīng)用較多。無論是木箱涵還是木梁涵均造價(jià)低廉,最大的缺點(diǎn)是壽命短。史迪威公路是一邊作戰(zhàn)一邊修筑的,在全線貫通之前,它擔(dān)負(fù)著為前線部隊(duì)提供補(bǔ)給的任務(wù),因此常常是部隊(duì)打到哪里,路就修到哪里,工期要求非常嚴(yán)格。筑路早期,金屬波紋管涵洞在供應(yīng)上無法保證,不得不用當(dāng)?shù)氐哪静闹瞥赡鞠浜创?,以求公路的通達(dá)。
木質(zhì)涵洞的修筑體現(xiàn)了“先求通”的指導(dǎo)方針,帶有明顯的軍事公路的特質(zhì)。然而當(dāng)雨季來臨時(shí),工程兵發(fā)現(xiàn)使用木箱涵非常失敗。從木箱涵的墻體中穿過的水流嚴(yán)重沖刷了原本就不牢固的路基。隨后,當(dāng)波紋鐵管涵供應(yīng)得到保障后,史迪威公路上的木質(zhì)涵洞很快被波紋鐵管涵所取代[8]。
史迪威公路上的臨時(shí)式涵洞除了木質(zhì)涵洞外,還有一種涵洞是用汽油桶制成。戰(zhàn)時(shí)的中國(guó)不能生產(chǎn)原油,所有的燃油均通過駝峰航線空運(yùn)而來。時(shí)逢戰(zhàn)爭(zhēng),國(guó)內(nèi)鋼鐵廠幾乎全部停產(chǎn),因此,裝載燃油的油桶對(duì)于戰(zhàn)時(shí)中國(guó)成為了寶貴的戰(zhàn)略資源??沼屯氨患衅饋斫y(tǒng)一管理,用于架設(shè)浮橋、制作渡船以及修筑涵洞等。在滇緬公路管理局提出的滇緬公路改善計(jì)劃中,增加的5000道涵洞中就有一部分是油桶涵洞,汽油桶涵洞由53加侖的汽油桶構(gòu)成,在油桶上加少量撐木即可制成[3]。或?qū)⒂屯罢w使用制成管涵,或?qū)Π肭懈钪瞥砂雸A拱涵。在制作涵洞前,需填報(bào)《為呈報(bào)請(qǐng)飭空油桶以便裝置涵洞事呈》等文件方能獲取足量的油桶。
民國(guó)時(shí)期,3米以下跨徑的石拱涵在我國(guó)有著廣泛的應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)包括基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)、能承受較大的土壓力、排水量較大、原料國(guó)產(chǎn)、施工便利、堅(jiān)固耐用等。例如史迪威公路上保山市平場(chǎng)子的一道兩米石拱涵,其基礎(chǔ)為墊石;渠身的外壁為粗方石,內(nèi)壁為墊石;拱面為細(xì)方石,拱背為墊石,涂以石灰、紅土、砂子之比為1∶1∶0.7的灰漿;翼墻外壁為粗方石,內(nèi)壁為片石[9]。民國(guó)時(shí)期的洞口形式不如當(dāng)今豐富,一般只有垂直翼壁、張口翼壁、平行翼壁三種。平行翼壁與涵洞的縱向成平行,在入口處減薄洞壁,以便水流進(jìn)入;張口翼壁即當(dāng)今的八字式洞口,翼部與涵洞成一定角度而展開,普通多為30°—45°;垂直翼壁即當(dāng)今的端墻式洞口,端墻與洞口的縱向垂直。從經(jīng)濟(jì)性上講,平行翼壁最為經(jīng)濟(jì),垂直翼壁次之,但兩者都容易使水流起漩渦,進(jìn)而影響路基的穩(wěn)定性。故保山市平場(chǎng)子段石拱涵采用了張口翼壁(八字式),此種洞口形式能廣泛地收納、擴(kuò)散水流,水利性能較好,施工簡(jiǎn)單,工程量較少。
史迪威公路上有波紋鐵拱涵經(jīng)過近70年的沖刷,如今仍在保持正常工作,甚至連涵洞內(nèi)波紋鐵上所印文字都清晰可見。史迪威公路上的工程師不但對(duì)涵洞的溝底進(jìn)行了鋪砌加固,還考慮到出水洞口處受水流沖刷引起的病害較多,因此對(duì)洞口進(jìn)行了加固處理,在出水洞口拋填片石鋪砌加固的同時(shí)設(shè)置了漿砌片石階梯,以防止邊坡受到水流沖刷。雖然史迪威公路是在中華民族生死存亡的關(guān)鍵時(shí)刻緊急修建的,但其工程質(zhì)量之高可見一斑。
例如前述雙孔波紋鐵拱涵位于云南省施甸縣境內(nèi),其洞口形式采用垂直翼壁(一字端墻式洞口),半圓形的波紋鐵拱內(nèi)徑為24英寸(約61厘米)。波紋鐵上的英文標(biāo)明了制造商名稱及其相關(guān)技術(shù)信息,此種波紋鐵是由美國(guó)俄亥俄州克利夫蘭的共和國(guó)鋼鐵公司制造的Toncan型波紋鐵。該型波紋鐵是當(dāng)時(shí)世界上制作波紋鐵拱涵和波紋管涵最好的材料之一,它是以鐵為基礎(chǔ)配以金屬銅和鉬精煉而成的合金,使得Toncan型波紋鐵不易生銹,并且具有很強(qiáng)的抗腐蝕性能[10],以至70年后的今天仍能正常使用。
20世紀(jì)40年代,我國(guó)的管涵洞按照材質(zhì)的分類主要包括陶管、混凝土管、鑄鐵管、鋼鐵管、鋼筋混凝土管、波紋鐵管等6種。前五種涵洞在功能上均不符合史迪威公路通車時(shí)間緊迫、沿線地質(zhì)復(fù)雜、排水量大等要求,所以波紋鐵管涵成為了最合適的選擇,大量使用在史迪威公路沿線。
史迪威公路上廣泛使用波紋鐵管涵洞,主要因?yàn)槠溆腥缦聝?yōu)點(diǎn):一是質(zhì)量輕便,運(yùn)輸便利且不易受損,適合在史迪威公路沿線崇山峻嶺中運(yùn)輸;二是波紋管是由鐵、銅、鉬、鋁等金屬精煉而成的合金,抗腐蝕能力強(qiáng),不易生銹;三是通過水流量大;四是管身有波紋,能承受較大的壓力;五是道路新開基礎(chǔ)不穩(wěn)固有下沉現(xiàn)象時(shí),裝置波紋鐵管,因其剛度很大,不易破裂;六是安裝方便快捷,可采用拼裝施工,不易損壞。
史迪威公路所用的波紋管均從美國(guó)進(jìn)口。波紋管為純鐵管,含鐵99%以上,含銅不少于0.2%,所有材料均鍍以均勻的凈鋁。相鄰波紋的中心距在2.5英寸至3英寸之間,中心距為2.5英寸時(shí)深度為1/2英寸,中心距為3英寸時(shí)深度為5/8英寸。每節(jié)波紋鐵管長(zhǎng)一般為2英尺,一般采用疊接的方式接成所需要的涵洞長(zhǎng)度[9]。安裝波紋管涵主要有3個(gè)步驟,即開挖溝槽、放入管涵、回填土體。溝槽的寬度比管的直徑大約30厘米,溝底需挖成半圓形,溝內(nèi)大石塊必須挑出;涵洞置于堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)之后,兩旁的空隙用好土填塞,查看水管有無沉陷和歪斜,若有則應(yīng)立即矯正;波紋管下半部的兩旁填實(shí)之后,上半部的兩旁可以繼續(xù)回填,每回填一定高度,需立即夯實(shí),隨填隨夯,直至達(dá)到路面標(biāo)高為止。史迪威公路的勘察設(shè)計(jì)工作主要由美國(guó)人完成,相應(yīng)技術(shù)規(guī)范基本采用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。由于史迪威公路是一條軍事公路,通行的多是載重貨車車隊(duì)甚至是坦克,所以其設(shè)計(jì)承載能力遠(yuǎn)超過同期一般公路,設(shè)計(jì)人員對(duì)波紋管涵的覆土厚度做了一定的修正,增加了波紋管涵上方覆土厚度,以增強(qiáng)其抗壓能力。
自1945年初史迪威公路全線通車之后,車輛物資通過史迪威公路源源不斷地進(jìn)入我國(guó),史迪威公路被稱為打敗日本侵略者的“勝利之路”。史迪威公路沿線的涵洞設(shè)計(jì)合理、種類豐富、經(jīng)久耐用,對(duì)我國(guó)當(dāng)代公路建設(shè)仍有相當(dāng)?shù)慕梃b意義
工程建設(shè)中以功能為導(dǎo)向、堅(jiān)持因地制宜的原則,對(duì)史迪威公路按時(shí)建成通車顯得尤為重要。史迪威公路上木涵洞、油桶涵洞等臨時(shí)式涵洞體現(xiàn)了史迪威公路“先求通,后求好”的功能導(dǎo)向。公路沿線臨時(shí)式涵洞與永久式涵洞的配合使用,涵洞各類端墻類型的合理選擇,都體現(xiàn)了因地制宜、因時(shí)制宜的建設(shè)理念。這些理念對(duì)于當(dāng)代搶險(xiǎn)救災(zāi)中的工程建設(shè)有著相當(dāng)?shù)慕梃b意義。我國(guó)國(guó)土面積廣袤,地形地質(zhì)復(fù)雜,人口眾多,各類災(zāi)害頻發(fā),常常造成巨大的人員、財(cái)產(chǎn)損失。搶險(xiǎn)救災(zāi)中為節(jié)約時(shí)間,快速與災(zāi)區(qū)建立聯(lián)系,需要建設(shè)大量的臨時(shí)性橋梁、涵洞、便道。這些臨時(shí)性、半臨時(shí)性設(shè)施的建設(shè)體現(xiàn)了以功能為導(dǎo)向,因地制宜、因時(shí)制宜的理念。2008年的汶川地震使得數(shù)萬群眾流離失所,在危難關(guān)頭,一間間活動(dòng)板房的建立為萬千災(zāi)民提供了相對(duì)舒適的家園,廣受好評(píng)。仔細(xì)分析不難發(fā)現(xiàn),活動(dòng)板房質(zhì)量輕、運(yùn)輸便利、安裝方便快捷等優(yōu)點(diǎn),與當(dāng)年史迪威公路大規(guī)模使用波紋管涵的原因如出一轍。
以現(xiàn)代“一條公路上的橋涵應(yīng)盡可能采取統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)形式,以利于施工”[9]的原則來衡量,史迪威公路上各式各樣的木質(zhì)涵洞、油桶涵洞看似有些另類,但將這些涵洞置于中華民族生死存亡的關(guān)鍵時(shí)刻與史迪威公路沿線的惡劣環(huán)境之中,不難發(fā)現(xiàn)這些“另類”的涵洞有著特殊的價(jià)值。木涵洞和油桶涵洞等臨時(shí)式涵洞的出現(xiàn)是“先求通”方針下的必然產(chǎn)物,體現(xiàn)了史迪威公路作為軍事公路的定位,以及戰(zhàn)時(shí)中國(guó)開通陸上交通線的迫切需求。木涵洞和油桶涵洞等臨時(shí)式涵洞的出現(xiàn)與鄧小平同志“不管黑貓白貓,捉到老鼠就是好貓”的“貓論”有著異曲同工之妙,都強(qiáng)調(diào)做事應(yīng)注重以功能為指向。史迪威公路從實(shí)際出發(fā),提出“先求通,后求好”的建設(shè)理念是統(tǒng)籌全局結(jié)合戰(zhàn)時(shí)中國(guó)實(shí)際的結(jié)果,體現(xiàn)出目的性和功能性的辯證統(tǒng)一。這與當(dāng)代部分地區(qū)公路建設(shè)中忽視我國(guó)正處于社會(huì)主義初級(jí)階段的基本國(guó)情,一味追求高等級(jí)、高線形指標(biāo)的現(xiàn)象形成了鮮明的對(duì)比,發(fā)人深省。
史迪威公路是由中國(guó)工程部隊(duì)和美國(guó)工程部隊(duì)共同修筑的國(guó)際公路,拉開了我國(guó)近代機(jī)械化筑路的帷幕,大量的先進(jìn)技術(shù)由此引入我國(guó)。如文中提到的在史迪威公路中被大量使用的波紋管涵,是戰(zhàn)時(shí)質(zhì)量最好的管涵,為保持史迪威公路的暢通立下了汗馬功勞,在發(fā)達(dá)國(guó)家有著廣泛的應(yīng)用。然而,建國(guó)后由于諸多因素,波紋管涵技術(shù)在我國(guó)并未得到推廣,直到20世紀(jì)90年代末,我國(guó)才逐步開展公路鋼波紋管涵洞的應(yīng)用、研究及生產(chǎn)[11]。波紋管涵洞在軟土、膨脹土、濕陷性黃土、多年凍土中表現(xiàn)出的良好性能,將使它在未來我國(guó)公路建設(shè)特別是西部地區(qū)公路建設(shè)中發(fā)揮巨大作用。在我國(guó)目前使用波紋管涵的過程中,出現(xiàn)了涵內(nèi)積水、管節(jié)變形、接頭斷裂等技術(shù)問題[12]。而史迪威公路上的波紋管涵歷經(jīng)70年的風(fēng)雨仍完好如初,可見在工程技術(shù)領(lǐng)域,我國(guó)在學(xué)習(xí)國(guó)外相關(guān)先進(jìn)技術(shù)的同時(shí),還要做好消化吸收工作。要在消化學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上勇于創(chuàng)新,創(chuàng)造出適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的產(chǎn)品,方能真正做到洋為中用。
近年來國(guó)內(nèi)新建道路、橋梁的質(zhì)量事故頻發(fā),在社會(huì)上引起極大反響。與此形成鮮明對(duì)比的是,在抗日戰(zhàn)爭(zhēng)最困難的時(shí)期,人們最基本的生活條件都得不到保障的條件下修筑起來的史迪威公路,其沿線諸多橋梁、涵洞等構(gòu)造物至今仍在正常使用。古人云:“千里之堤,潰于蟻穴?!睆氖返贤泛吹脑O(shè)計(jì)過程中我們不難發(fā)現(xiàn),涵洞的種類、洞口形式的選擇,溝底的加固處理,進(jìn)出水口的設(shè)施布置,無一不體現(xiàn)了當(dāng)年設(shè)計(jì)施工人員對(duì)于工程質(zhì)量細(xì)節(jié)精益求精的態(tài)度。史迪威公路在設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)過程中,廣大工程技術(shù)人員注重細(xì)節(jié)、嚴(yán)控質(zhì)量的責(zé)任感在今日更顯得彌足珍貴。
正如人們所說:“墓碑是史迪威公路上最好的里程樁?!睋?jù)《云南公路史》記載,修筑滇緬公路的死亡人數(shù)不少于兩千人,傷殘者不下萬人[13],一千余公里的史迪威公路上筑路的美軍工程兵犧牲人數(shù)超過1000人,3000名歸國(guó)的華僑司機(jī)中至少有超過1000人犧牲在史迪威公路上。筑路人員不懼犧牲、勇于奉獻(xiàn)的“鋪路石”精神被全世界人們所銘記。解放后,不懼犧牲、勇于奉獻(xiàn)的“鋪路石”精神在川藏公路、青藏鐵路等偉大工程中得到了傳承。伴隨著我國(guó)改革開放30多年來公路事業(yè)的快速發(fā)展,未來我國(guó)筑路的重點(diǎn)正轉(zhuǎn)向廣袤的西部地區(qū)。西部部分地區(qū)環(huán)境氣候的惡劣程度比起史迪威公路沿線有過之而無不及,所以新時(shí)代宣揚(yáng)史迪威公路上不懼犧牲、勇于奉獻(xiàn)的“鋪路石”精神仍具有現(xiàn)實(shí)意義。
史迪威公路自1942年開始修筑至今已有70余年。當(dāng)年參與筑路的人員如今多已作古;當(dāng)年壓路使用的石碾子現(xiàn)在已成為文物,被陳列在中國(guó)和美國(guó)的博物館;中美官兵艱苦筑路的場(chǎng)景被雕刻在了云南公路館[14];史迪威公路本身也漸漸被昆明至瑞麗的高速公路所取代。作為公路重要構(gòu)造物的涵洞,經(jīng)歷70年的風(fēng)吹雨淋,已經(jīng)接近甚至超過了其設(shè)計(jì)壽命。盡管史迪威公路上涵洞的工程作用正漸漸消失,但作為世界軍事史上最艱難工程的重要組成部分,作為中華民族抗戰(zhàn)血線的見證,它必將被更多的人所銘記。
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