特殊地区公路设计及养护方法探析

【前言】特殊地区公路设计及养护方法探析由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。冻土是指温度低于或等于0℃，且含有冰的各类土。主要分布于我国的东北、西北和华北地区，占全国面积的22.3%。冻土包括瞬时冻土、季节性冻土、多年冻土。瞬时冻土是指冻结状态仅维持数小时的冻土，季节性冻土是指受季节性影响，冬季冻结，夏季融化的土。多年冻土是在自...

【摘 要】特殊地区的气候水文、地质地貌与其它地区有较大差异，其公路工程的设计及养护方法也因此具有独特性，须因地制宜才能满足特殊地区公路工程耐久性要求。本文对盐渍土地区、黄土地区、以及冻土地区三种特殊地区的公路环境特点及常见病害进行研究，并提出了相应的设计及养护方法。

【关键词】特殊地区；病害；公路设计；养护

一、特殊地区公路环境特点

盐渍土是指含有一定的溶解盐而造成性质变化的土，公路工程上定义盐渍土为地表1m内含有大于0.3%易溶解的盐的土，铁路工程则为0.5%。我国盐渍土地区主要包括沿海盐渍土地区和内陆盐渍土地区，沿海盐渍土区主要包括辽宁、山东、河北、江苏等地，属于氯盐渍土，含盐量5%以下，且该地区的水文环境对盐渍土的稳定性影响最大。内陆盐渍土地区主要分布于新疆、河北、内蒙古、甘肃、宁夏等地，属于硫酸盐盐渍土和氯盐硫酸盐混合型盐渍土。盐渍土中含有易溶盐，土的物理力学性质会发生变化。在干旱和半干旱地区，盐类具有胶结和吸湿作用，有利于路基的稳定，一定条件下可利用盐渍土和岩盐修筑路基或铺筑低、中级路面。而在潮湿环境中，由于易溶盐的存在将导致路基的密度减小，承载力下降最终丧失稳定性。而硫酸盐盐渍土会使路基松胀，盐渍土的碱化作用也会增大土的膨胀。

黄土在指一定的压力作用下受水浸湿，土的结构将受到迅速破坏而发生显著附加下沉性质的土，具有明显的湿陷性。黄土的主要特征包括：黄色、含盐量较大，含有碳酸钙及其结核，包括硫酸盐型黄土和碳酸盐型黄土。黄土中粉土颗粒含量很高，占55～60%，且黄土具有多孔性和大孔性空隙特点，为垂直节理发育。黄土的地貌可分为高原地貌和河谷地貌，前者以侵蚀类型为主，后者以堆积类型为主，但在二字之间也存在着过渡类型即侵蚀堆积类型。黄土地区在我国可分为五区，山西诸盆地、豫西山地与阶地、关中平原、陕甘黄土高原、陇西黄土丘陵。

冻土是指温度低于或等于0℃，且含有冰的各类土。主要分布于我国的东北、西北和华北地区，占全国面积的22.3%。冻土包括瞬时冻土、季节性冻土、多年冻土。瞬时冻土是指冻结状态仅维持数小时的冻土，季节性冻土是指受季节性影响，冬季冻结，夏季融化的土。多年冻土是在自然状态冻土状态能保持3年以上，常存在地面下一定深度，上部接近地表，也易受季节性影响，多年冻土也常伴有季节性冻结。

二、特殊地区公路常见病害

盐渍土地区公路病害主要包括盐胀、溶蚀、冻胀和翻浆。其中盐胀具有累加性，包括路面盐胀和坡面盐胀；溶蚀的主要原因就是盐的溶解。冻胀中氯盐的含量如在一定范围内冰点降低，水分聚流时间长，加重冻胀，但含盐量更多时，不产生冻胀或只产生轻微冻胀，硫酸盐盐渍土对冻胀影响不如氯盐显著。翻浆在盐渍土地区较为普遍，氯盐渍土聚冰多，且液、塑限低，蒸发缓慢，翻浆后不易干燥，造成路面严重破坏，含盐量高时因不冻或少冻而不发生翻浆或者减轻翻浆。硫酸盐渍土在降低冰点方面机理与氯盐类似，另外春融时因结晶硫酸盐脱水可加重翻浆。

黄土地区的黄土具有湿陷、疏松及遇水膨胀、崩解等特性，垂直渗透性远较水平方向大；各向抗剪强度有明显差别；易遭冲刷和冲蚀；干燥状态下粘聚强度较大，可形成较陡边坡。根据调查，在黄土地区公路工程主要病害包括：黄土剥落易造成小型塌方及沟槽陷穴；边坡坡面在多次干湿循环后，出现裂缝。边沟被水流冲深、蚀宽，使路肩和边坡坡脚破坏，边坡土体受水浸润发生滑塌，或在地下水、地面水综合作用下形成泥流侵入路基，导致路基整体的滑动。

冻土地区季节性冻土路基在冰冻季节，路基填料土冻结后体积膨胀，导致路面开裂，解冻后由于汽车碾压，使路基沉陷、路面翻浆，对道路的破坏极大。多年性冻土常有热融沉陷、热融滑坍、冰胀丘破坏，热融沉陷常是由于自然和人为破坏了多年冻土的热平衡，使地表下沉而形成凹地或积水凹地，热融滑塌主要是破坏了有厚层地下冰的斜坡的热平衡状态，在重力作用下发生滑坍，冰丘是地下水的冻结膨胀隆起土丘，这些破坏主要导致路基下沉，甚至突陷，路堤基地或路基边坡失去稳定，冰丘膨胀力导致路基变形。

三、特殊地区公路设计及养护方法

盐渍土地区的路线设计应当遵循以下原则：对于过、强盐渍土，低洼地带、大片盐渍土地区应当予以避开，否则须以最短距离通过；对于一般盐渍土地区，小面积零星或岛状分布的，可以选择有利地形，高地势地带通过，此外应保证通过距离最短，离渗水性土产地最近处通过。一般采用路堤而不用路堑。对于路基设置，应保持0.5%～1%的纵坡加强纵向排水，排水困难地区应加深加宽边沟。必要时可设置横向排水沟，间距不大于500m，沟底最好有向外倾斜2～3%的横坡。养护方面对于翻浆路面应当及时铲除，加固路肩可以用沥青材料封闭或用15cm厚盐壳加固以防路肩水分下渗。对于用盐晶修筑的路基，当其表面覆盖层破坏时，可用砂土混合料覆盖。路肩出现车辙、泥流等，可以铲除浮泥，用碎盐块整平夯实再覆盖砂土混合料。

黄土地区的路基设计应以预防为主，养护工作应该充分重视，不应等到病害恶化后才采取有效措施。黄土地区设计时应当选择合适路线及设定合适的边坡及坡率，加强排水及加固设计。对于沟间路线，应坚持直、长、纵坡平缓原则，绕开沟头，高差小时填土通过或架设土桥。沟谷路线应注意沿沟两岸的稳定问题，可采取沿沟走的策略，对于沟间和沟谷连接应严格控制上塬和下塬，可利用高架桥高填土跨沟。黄土地区养护应注意排除路基附近的路面水和地下水，加强排水沟、渠的防护，针对路肩的坑凹可以用砂土混合料加固表层以防地表水侵蚀。路基出现凹陷应当查清水的来源、水量及发展趋势，采用排水和导水措施，必要时可以回填夯实、灌砂或泥浆。对于黄土滑坡破坏可以清除滑体，植树稳固，可以设置抗滑挡墙或抗滑桩。

冻土地区的公路设计原则对于冰胀丘采取绕避原则，不能绕避时必须做好排水措施。对于季节性冻土排水条件好的路段，只要设置好路基排水边沟，保证排水顺畅，可采用透水性良好的粗颗粒土，将有效解决路基的冻胀翻浆问题。排水条件差，可以采取综合措施，通过抬高路基高度，采用抗冻性好水稳定性好的填料，必要时可采取隔离层，但需根据路基高度和不同填料选择合适的位置和厚度。对于多年冻土，可以采取片石气冷措施以及通风管道措施，保持冻土的冻结稳定状态。

四、结语

特殊地区公路工程环境相比其他地区更加恶劣，工程质量更难以保证。因此在特殊地区公路工程设计与养护都应当遵循因地制宜原则，根据各自的地质及环境特点进行设计养护，设计时应以预防为主，同时养护应当得到充分重视。只有良好的设计和有效养护并行，才能充分保证特殊地区公路工程质量，以免发生公路质量问题。

参考文献：

[1] 罗昭鸿.我国特殊地理环境下的地区公路路基设计要点[J].黑龙江交通科技， 2007（3）：5-6

[2] 朱凌林.浅析常见特殊地区路基病害及治理措施[J].山西建筑， 2011（10）：138-139

[3] 王华.试析冻土路基病害防治技术[J]. 河南科技，2013（04）

[4] 李彦武.黄土地区公路路基病害分析与防治对策研究[D]. 长安大学. 2001

[5] 龚建昌.浅谈公路特殊地区的养护[J] .伊犁师范学院学报（自然科学版），2008（09）：27-28