藏區高速公路病害及防治研究綜述

雷開云

(四川瀘石高速公路有限責任公司，成都 610000)

1 引言

受到地理地貌、氣候環境等的影響，我國不同地區公路出現各種公路病害，病害的產生給公路的正常使用帶來極大挑戰，也給后期公路的養護維修增加了困擾。此外，相同的公路病害問題隨著地區的不同，其表現形式和嚴重程度也有一定的不同。該現象在藏區尤為明顯，藏區地處高海拔低溫地帶，具有奇特多樣的地形地貌以及復雜的天氣環境，通常表現為高寒、高海拔，凍土和永久性凍土相互交錯，致使路基路面出現各種病害問題。針對藏區高速公路病害問題，國內外研究學者和機構已經開展了一系列的研究，但缺少對凍脹、涎流冰、團霧等藏區特殊公路病害的總結，因此，本文對藏區高速公路病害問題進行總結，并分析了各種病害的形成原因，針對性地提出了防治措施，以進一步保障藏區高速公路的安全運行。

2 凍脹、翻漿病害成因及防治

凍脹和翻漿是寒冷地區比較常見的公路病害問題[1]，如圖1所示，其產生的機理主要為：冬季土基受到低溫的影響，土中水分遷移凍結形成冰，水結冰時體積膨脹，導致地表不均勻隆起，地面發生變形，從而導致道路發生凍脹現象。春季溫度開始升高，冰凍區逐漸融化，由于冰凍區已經聚集了大量的冰晶，融化時土中的含水量急劇增加，融凍后的路基受到了行車荷載的不斷施壓，承載能力下降。隨著行車荷載的持續增加，路面開始形成裂縫、冒泥，從而出現翻漿病害。

對于道路凍脹和翻漿的防治，主要著手于改善道路的結構形式，具體的防治措施有以下5 種。

1）設置適當的隔離層。治理公路凍脹和翻漿病害的有效措施之一是使路基處于較為干燥的狀態，可選擇在適當位置設置隔離層，用以阻斷流向路基中的水流。

2）鋪設一定厚度的隔溫層。在冰凍現象較為嚴重的地區，可通過鋪設隔溫層減緩路基土中溫度的散失，降低其凍結程度。

3）增加較穩定的防凍層。選擇防凍能力好的材料作為防凍層，可以減少不均勻凍脹的發生。

4）設置合理的排水設施。利用排水設施可減少路面水聚集，在很大程度上降低了路基土體的含水率。

5）增加路基的填土高度。選擇適當的路基填料是處理道路凍脹和翻漿問題的關鍵。

3 涎流冰病害成因及防治

寒冬期間，一些地區由于氣溫下降，地表被凍住，凍融層也隨之發生變化。受凍結層厚度增加，過水面積減小的影響，承壓水受到的壓力逐漸增大，最終在地表的薄弱部位被擠壓或壓裂，形成冰錐，使地下水流出路面，路面上的水凍結形成長度不一的冰殼，這種現象被稱為涎流冰[2]，如圖2所示。在我國寒冷地區，涎流冰是一種較為常見的公路病害，會使得路面出現冰毀、水毀、龜裂、斷板、邊坡崩塌、滑坡、剝落、路基失穩等，直接威脅道路行車安全。近年在青藏地區的公路修建過程當中，也出現了不同程度由于涎流冰產生的公路病害問題，在很大程度上影響了正常的交通運行。

形成涎流冰的原因很多，因此，在防治涎流冰過程當中需要結合實際成因具體分析，主要有以下5 種防治措施。

1）繞避。在涎流冰經常發生的地區，可在技術和經濟均滿足實際要求的情況下，繞過該地帶修建道路。

2）適當提高路基高度。在進行路基設計的過程當中，可在符合技術要指標的情況下，適當提高路基高度，防止在道路上形成涎流冰。

3）修建橋涵。在地下水集中區，修建橋涵可以減少涎流冰的形成。

4）地下排導。地下排導主要是通過排水措施減小水的聚集，常用的方法有設置暗溝、暗井等。

5）聚冰溝和聚冰坑。設置聚冰溝和聚冰坑，可集中處理涎流冰，適用于山坡坡度較緩的地區。

4 團霧病害成因及防治

在藏區高原梯度帶，氣象災害特征隨地勢地貌、海拔高度變化呈現明顯的垂直性差異。隨著海拔的升高，沿線氣候隨地形變化呈現明顯差異特征，雨、霧、風、冰、雪等多種天氣變化頻繁，形成了藏區高原梯度帶典型的多形態氣象災害分布帶，因此，在藏區更容易產生團霧。

團霧指的是在具有大霧的情況下，大霧范圍內出現數十米到上百米更加濃、能見度更低的霧。它和普通的霧一樣，皆屬于水汽凝結的暖霧過程，多發生于晝夜溫差大和空氣污染物顆粒較多的公路區段，但是由于其具有突發性強、能見度低及可預測性差等特征，往往對交通的危害性更大。其成因主要與地理區位、氣候環境以及空氣污染物顆粒有關。

團霧對高速公路交通安全極具危害性。團霧會降低駕駛員的視野能見度，遮蔽駕駛員駕駛車輛時需要關注的一些重要信息，如路線、沿線標志標線等，會造成引起駕駛員心理的緊張，從而增加了駕駛負荷，嚴重時可能造成交通事故。此外，團霧中的大量水分形成水滴，滴落在道路表面，從而減小了道路的抗滑性，使得車輛的制動距離加大。主要治理措施有以下幾種。

1）限速。在團霧路段，對駕駛車輛進行限速行駛，可更好地控制行車視距，確保安全駕駛。

2）設置防撞護欄。護欄的設置，可以有效減緩交通事故中的二次事故。同時，在護欄上使用反光輪廓標，可以正確引導車輛的行駛。

3）客貨車分離。小客車與大貨車較大的車速差在一定程度上影響了行駛，采用小客車和大貨車分車道行駛，可以避免車速差引起的相關交通事故。

5 滾石病害成因及防治

滾石災害在川藏地區發生頻繁，主要是由于該地區地形高差變化大，氣候特殊。滾石指的是坡面上的石塊突然失穩后滑落，經過多次的回彈、滾動等，向下快速掉落，最終碰撞障礙物停下或在平穩地帶靜止的一種現象。袁博[3]通過對川藏公路南線318 國道的沿線實地考察，發現了川藏公路滾石災害的發生具有分布范圍廣、影響能力大的特點，并且受到滾石帶來巨大沖擊，沿線諸多防滾石的碰撞設施已經受到嚴重的損壞，時刻威脅道路安全。

對于滾石的防護措施主要有兩種方式，即主動防護和被動防護。其中，主動防護包括加設防護網、制作錨固支撐裝置、及時清理不穩固的危險巖石等； 被動防護措施主要有設置攔石墻、修建防護溝、棚洞等。

目前，國內對于滾石災害防護治理的研究主要是防護網和棚洞。齊欣等[4]通過對滾石沖擊防護網這一過程進行試驗分析和數值模擬，得出了滾石在沖擊柔性被動防護網時滾石沖擊系統的能量分布范圍、沖擊時的傳力反向以及整個沖擊系統的變形情況。

6 雪崩病害成因及防治

我國西藏屬于高海拔地區，每年春季融雪期間都有大量雪崩發生，特別是川藏鐵路、公路帕隆藏布段范圍內雪崩分布數量尤其多，發生頻率尤其高。

雪崩指的是山坡積雪的自身重力大于積雪內部的內聚力時，出現積雪下滑，從而引起雪體大面積崩塌的現象。山坡積雪層太厚是雪崩的主要原因。積雪層在受到陽光照射后，雪體表面溫度上升，積雪持續融化，減小了積雪層與地面間的摩擦力；另一方面，積雪層受到重力影響，大量滑動造成雪崩。對于雪崩的防治，通常設置防雪棚、防雪柵欄、導風板等。

陳秋玲[5]基于國道G312 線，分析了果子溝段雪崩的形成特點，針對性地提出了工程治理與生物治理相結合的綜合治理方案，有效緩解了果子溝段雪崩的頻繁發生；蔡強[6]分析了川藏鐵路伯舒拉嶺18 km 范圍內的雪崩防治，提出采用修建框架式鋼筋混凝土永久結構防雪棚治理雪崩，可起到更好的防治效果。

7 結語

本文綜述了藏區高速公路病害及防治措施，結合相關學者研究表明，所提及的防治措施可在一定程度上減緩各類病害的發生。在藏區進行公路工程建設，將會面臨更為復雜的自然環境和社會環境。對于凍脹、翻漿、涎流冰等特殊病害，應特別注意。在防治過程中，應該堅持前期預防為主，后期治理為輔的方針。對藏區高速公路病害的研究是一項長久的任務，因此，需要結合實際情況，針對性地進行防治，不斷提高該地區公路質量，才能有效減少藏區高速公路病害的發生。