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摘要：在公路建設(shè)中，跨越的地理環(huán)境不相同，所遇到的公路病害問題也就千差萬別。云南省地形地貌、地質(zhì)條件、氣候條件等因素較為復(fù)雜，這些因素對公路工程的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)都會產(chǎn)生直接或間接的影響。本文從云南地理環(huán)境的一些方面，對可能產(chǎn)生的公路工程病害進(jìn)行了研究總結(jié)，可為公路建設(shè)、維護(hù)和病害治理提供參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：云南；公路工程；地理環(huán)境；病害

一、研究背景

云南省公路的已建、新建和改擴(kuò)建項(xiàng)目逐漸增多，公路工程質(zhì)量、行車安全已成為公路建設(shè)的重點(diǎn)。而公路工程是一種線形結(jié)構(gòu)，從修建起便與周圍的地理環(huán)境聯(lián)系在一起。云南公路建設(shè)環(huán)境復(fù)雜多樣，不同環(huán)境下的公路工程會表現(xiàn)出不同的工程病害。國內(nèi)一些學(xué)者對公路工程病害的研究已取得一些成果。柏松平研究了云南山區(qū)公路地質(zhì)病害的類型及其分布特征，并提出了相應(yīng)的公路選線原則[1]；徐雨晴、何吉成綜述了國內(nèi)氣候變化對公路交通的危害，并提出了相應(yīng)的安全保障措施[2]；劉汝明，柏松平通過對云南9個地州市的19條公路的調(diào)查，研究了193條泥石流溝的分布特征、爆發(fā)特征及對公路工程的病害[3]；駱銀輝等人以云南高陡斜坡崩塌的發(fā)育實(shí)例為研究對象，研究了崩塌的形成機(jī)理與防治方法[4]。目前，國內(nèi)外尚未較為系統(tǒng)全面的總結(jié)研究云南地理環(huán)境因素與公路工程病害的關(guān)系，故對此問題進(jìn)行，可為云南公路工程的建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)提供依據(jù)和參考。

二、地形地貌與公路工程病害

云南省平均海拔2,000m左右，海拔高度差異大，地形地貌主要以高原、山地為主，在高原、山地間分布著許多小型盆地（俗稱“壩子”），還存在一些喀斯特地貌。由于地形地貌的形成是內(nèi)力和外力共同作用的結(jié)果，故導(dǎo)致各地貌自然差異很大，所遇到的公路病害問題也大不相同。

1．山地

云南省山地海拔較高，起伏較大，溝谷較深。根據(jù)地理位置和相對高度，可以把云南省山地分為橫斷山北部峽谷區(qū)、橫斷山南部中山區(qū)、橫斷山西南部中山區(qū)、滇東北中山區(qū)、滇中南中山區(qū)幾個大致區(qū)域。山地由于地貌有邊坡存在，一些山體巖體較為破碎，風(fēng)化程度較為強(qiáng)烈，容易發(fā)生一些崩塌、落石和滑坡現(xiàn)象。在海拔較高的山區(qū)公路，由于溫度低和水的原因，路基路面還會發(fā)生凍脹、翻漿和路面濕滑等病害。

2．盆地（壩子）

“壩子”是云南省對小型盆地的一種稱謂。云南壩子可大致分為以下幾個區(qū)：滇中湖盆區(qū)、滇西寬谷盆地區(qū)、西雙版納河谷盆地區(qū)。云南有些壩子形成以后被海水或湖水淹沒過，壩子內(nèi)公路沿線會有大量的軟土和淤泥分布，在路基自重和行車荷載及車輛震動的作用下，由于軟土和淤泥地基承載力低、壓縮變形大，會加劇路基沉降。還有一些壩子是由江河沖積、沉積形成的，整體承載力較差，將會導(dǎo)致路基失穩(wěn)破壞。

3．喀斯特地貌（巖溶）

云南省喀斯特地貌（巖溶）主要分布在元江以北的滇東片區(qū)以及滇西保山至滄源片區(qū)，類型主要有石林、落水洞、溶溝、鐘乳石、漏斗、溶洞等。這些不良的巖溶地貌，給公路工程帶來不同的病害問題。溶溝、漏斗、石林、石芽等類似地質(zhì)環(huán)境造成基巖起伏較大，會導(dǎo)致路基的不均勻沉降，最終影響公路結(jié)構(gòu)的安全。若路基下有落水洞、溶洞，在車輛荷載反復(fù)震動和路基自重的作用下，則可能會導(dǎo)致路基變形和塌陷。若路基底部處于巖溶積水區(qū)，巖溶水會浸泡、侵蝕軟化路基基礎(chǔ)，長期反復(fù)作用下會造成路基填料流失，使路基產(chǎn)生塌陷或滑動，影響路基的穩(wěn)定性。

三、巖土類型對公路工程的病害

公路建設(shè)會穿越不同的巖石類型和土壤類型，不同巖土的礦物組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及成因等和巖土形成后受外界環(huán)境的影響等都會導(dǎo)致不同的公路病害問題。

1．巖石

巖石作為公路工程的基礎(chǔ)，它的質(zhì)量決定著公路工程的質(zhì)量。公路工程經(jīng)過軟質(zhì)巖石地區(qū)容易產(chǎn)生滑坡、落石、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。若路基建設(shè)在軟質(zhì)巖地基上，加上軟質(zhì)巖受潮軟化，承載力會降低，會引起地基局部破壞和較大基礎(chǔ)變形。在可溶性巖石（碳酸鹽類巖、硫酸鹽類巖石等）等地區(qū)進(jìn)行公路建設(shè)，可能會出現(xiàn)路基塌陷和不均勻沉降，巖溶水腐蝕混凝土等公路地質(zhì)病害。在膨脹巖地區(qū)，可能出現(xiàn)路基滑坡及脹縮變形。

2．土

云南省土壤類型繁多。在公路工程的建設(shè)中，都與土壤有直接的關(guān)系，工程性質(zhì)好的土壤對工程的危害性小，工程性質(zhì)較差的土壤對工程的危害性較大。

（1）軟土

軟土主要分布在云南山區(qū)的溝谷地帶、高原壩子和湖泊周邊。軟土強(qiáng)度低，壓縮性強(qiáng)。由于路基自重和行車荷載的反復(fù)作用，軟土受力壓縮，沉降變形大，可能導(dǎo)致路基路面沉陷，引起道路不平整、路面開裂；軟土強(qiáng)度低容易出現(xiàn)滑塌等道路病害。

（2）膨脹土

膨脹土主要以昆明、昭通、曲靖、蒙自、建水等盆地最為集中。在公路邊坡開挖使深部膨脹土暴露，大氣的干濕循環(huán)可能引起膨脹土的反復(fù)收縮和膨脹，抗剪強(qiáng)度逐漸降低，在重力或雨水沖刷作用下，會引起淺層土體滑塌。在路堤填筑過程中，若膨脹土保濕性不好，含水率發(fā)生變化，可能會引起路堤邊部坍塌和路面翻漿冒泥、沉陷和隆起等病害。

（3）紅黏土

紅黏土是云南中東部分布最廣、面積最大的土壤類型，一般以山區(qū)地帶居多。紅黏土由于天然含水率較高、孔隙比較大，在濕熱交替的條件下，裂縫較為發(fā)育，使土體完整性遭到破壞，降低了土體的強(qiáng)度，會嚴(yán)重影響公路邊坡的穩(wěn)定性。紅黏土中常有石芽、溶溝、土洞等存在，容易導(dǎo)致路基的較大沉陷和不均勻沉降，導(dǎo)致路面不平整和開裂變形，影響行車的安全性和舒適性。

（4）黃土

黃土主要分布在曲靖地區(qū)東南部、文山州東南部、紅河州南部、西雙版納等地區(qū)。在公路工程中，尤其是路塹路基，黃土邊坡遇水膨脹，干燥后又收縮，反復(fù)作用下形成裂縫，降低土體的整體穩(wěn)定性，在受到雨水沖刷時(shí)，容易造成滑坡。黃土受水浸濕，充填在土顆粒間的可溶性鹽類物質(zhì)遇水溶解，土體結(jié)構(gòu)迅速破壞，導(dǎo)致強(qiáng)度降低，在行車荷載和路基自重的作用下，產(chǎn)生下沉，導(dǎo)致路基路面沉陷。

（5）凍土

凍土主要分布在滇西北和滇東北地區(qū)。一條公路可能經(jīng)過短暫性凍土帶、季節(jié)性凍土帶和長年凍土帶，由于反復(fù)的凍結(jié)和融化，使得土壤和巖層的力學(xué)性能下降，會引起路基路面的凍脹和融沉。長時(shí)間處于凍結(jié)狀態(tài)，一些土壤或巖層中的水分凝結(jié)成冰，使其脆性增強(qiáng)，在行車荷載的作用下，容易發(fā)生斷裂現(xiàn)象，造成路面破壞。

四、氣候影響對公路工程的病害

1．溫度

根據(jù)溫度的差異和緯度地帶性大致可以把云南省劃分為高寒氣候區(qū)（滇東北、滇西北高寒山區(qū)）、溫帶區(qū)（滇中地區(qū)）、熱帶區(qū)和亞熱帶區(qū)（滇南、滇西南、滇東南地區(qū)）。在高寒氣候區(qū)，瀝青混凝土路面容易發(fā)生凍脹和融沉病害，水泥混凝土路面容易導(dǎo)致溫縮裂縫；在溫帶區(qū)，雖然屬于四季如春型，但氣溫晝夜溫差較大，容易使路面產(chǎn)生膨脹和收縮，導(dǎo)致路面開裂，加重路面的水損壞；在熱帶和亞熱帶地區(qū)，由于常年溫度高，會使瀝青路面產(chǎn)生推擠、車轍、擁包等病害，而水泥混凝土路面會產(chǎn)生邊角裂縫和板塊翹凸。

2．降水

云南省降水分布不均，根據(jù)降水量大致可以分為四個多雨區(qū)和三個少雨區(qū)。滇南多雨區(qū)（如金平、綠春、江城、河口等）、滇西南多雨區(qū)（如西盟、滄源、芒市、盈江等）、滇西北多雨區(qū)（怒江州北部等地）、滇東羅平多雨區(qū)，這些地區(qū)降水量大，容易引起路基路面的翻漿冒泥、塌陷；誘發(fā)公路邊坡滑坡；降低瀝青路面的粘結(jié)力，使路面出現(xiàn)槽坑、鼓包、推擠等；還會造成混凝土路面板底脫空等病害問題。云南北部金沙江河谷少雨區(qū)（楚雄州北部、大理州東部和東南部等）和云南南部元江中上游河谷少雨區(qū)（元江谷地的中上游地區(qū)），雖然這些地區(qū)降水量較少，但河谷沿線氣溫較高，容易使公路路面產(chǎn)生干縮裂縫。在滇西北少雨區(qū)（德欽、香格里拉一帶），由于海拔較高導(dǎo)致此地區(qū)溫度較低，容易使公路產(chǎn)生凍脹和融沉病害。

五、地質(zhì)條件

云南地殼運(yùn)動強(qiáng)烈，地質(zhì)條件復(fù)雜，經(jīng)常會遇到各種各樣的特殊地質(zhì)情況，給公路建設(shè)和維護(hù)帶來復(fù)雜性和危害性。

1．地表水與地下水

云南省的地表水和地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給，特別是在四個多雨區(qū)，地表水和地下水比較豐富。在多雨區(qū)地表水徑流量大，雨水會沖刷公路邊坡，使其滑塌；在寒冷地區(qū)則可能會出現(xiàn)凍脹和融沉病害；地表水會使路面濕滑，危害公路行車安全。云南地下水又可分為三大類：孔隙水、巖溶水、裂隙水。孔隙水主要分布在山間盆地、河谷兩岸及山麓邊緣，巖溶水主要分布在滇東及滇西的中甸—大理、保山—耿馬等地，裂隙水集中分布在滇中大姚—新平、石屏—易門地區(qū)及滇西的維西—思茅地區(qū)等地，主要引起地基軟化、路基下沉、邊坡滑塌等病害。

2．?dāng)嗔鸦顒拥貐^(qū)

云南區(qū)域斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，走向以南北向及近南北向?yàn)橹鳎浯问俏鞅弊呦蚝蜄|北走向。在斷裂活動中，地表形態(tài)發(fā)生很大變化，許多老斷裂復(fù)活，新斷裂產(chǎn)生，會對公路工程產(chǎn)生病害問題。由于云南氣候環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境、地形地貌條件復(fù)雜，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害比較頻繁。主要的地質(zhì)災(zāi)害包括：泥石流、滑坡、地震、崩塌等，具有分布面積廣、多發(fā)性和持續(xù)性、強(qiáng)度大等特點(diǎn)。地質(zhì)災(zāi)害可能產(chǎn)生的公路工程病害見表2。

六、結(jié)語

云南省地理環(huán)境復(fù)雜、差異大，導(dǎo)致公路工程的病害復(fù)雜多樣，研究云南地理環(huán)境與公路病害的關(guān)系，可以為公路工程的選線、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的設(shè)計(jì)和工程維護(hù)提供可靠依據(jù)。由于云南地理環(huán)境的復(fù)雜性，在一篇論文中不可能詳細(xì)論述地理環(huán)境與公路病害的關(guān)系，需要對地理環(huán)境與公路病害的關(guān)系進(jìn)行較為詳細(xì)的研究劃分，以對公路工程的勘察設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行更為有效的幫助和指導(dǎo)，降低工程的建設(shè)維護(hù)費(fèi)，提高工程的安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]柏松平.山區(qū)公路地質(zhì)病害機(jī)理與技術(shù)對策[M].北京：人民交通出版社，2010.

[2]徐雨晴，何吉成.氣候變化對公路交通的影響研究進(jìn)展[J].氣象與減災(zāi)研究，2016，（39）：1-8.

[3]劉汝明，柏松平.云南公路的泥石流災(zāi)害及其防治對策[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2005，（9）：127-131.

[4]駱銀輝.崩塌的形成機(jī)理與防治方法[J].西部探礦工程，2008，（12）：1-3.

作者:陳德加 張林洪 胡樂文 郭彪 趙慶保 牟希言 單位:昆明理工大學(xué)