藏区高速公路病害及防治研究综述

雷开云

(四川泸石高速公路有限责任公司，成都 610000)

1 引言

受到地理地貌、气候环境等的影响，我国不同地区公路出现各种公路病害，病害的产生给公路的正常使用带来极大挑战，也给后期公路的养护维修增加了困扰。此外，相同的公路病害问题随着地区的不同，其表现形式和严重程度也有一定的不同。该现象在藏区尤为明显，藏区地处高海拔低温地带，具有奇特多样的地形地貌以及复杂的天气环境，通常表现为高寒、高海拔，冻土和永久性冻土相互交错，致使路基路面出现各种病害问题。针对藏区高速公路病害问题，国内外研究学者和机构已经开展了一系列的研究，但缺少对冻胀、涎流冰、团雾等藏区特殊公路病害的总结，因此，本文对藏区高速公路病害问题进行总结，并分析了各种病害的形成原因，针对性地提出了防治措施，以进一步保障藏区高速公路的安全运行。

2 冻胀、翻浆病害成因及防治

冻胀和翻浆是寒冷地区比较常见的公路病害问题[1]，如图1所示，其产生的机理主要为：冬季土基受到低温的影响，土中水分迁移冻结形成冰，水结冰时体积膨胀，导致地表不均匀隆起，地面发生变形，从而导致道路发生冻胀现象。春季温度开始升高，冰冻区逐渐融化，由于冰冻区已经聚集了大量的冰晶，融化时土中的含水量急剧增加，融冻后的路基受到了行车荷载的不断施压，承载能力下降。随着行车荷载的持续增加，路面开始形成裂缝、冒泥，从而出现翻浆病害。

对于道路冻胀和翻浆的防治，主要着手于改善道路的结构形式，具体的防治措施有以下5 种。

1）设置适当的隔离层。治理公路冻胀和翻浆病害的有效措施之一是使路基处于较为干燥的状态，可选择在适当位置设置隔离层，用以阻断流向路基中的水流。

2）铺设一定厚度的隔温层。在冰冻现象较为严重的地区，可通过铺设隔温层减缓路基土中温度的散失，降低其冻结程度。

3）增加较稳定的防冻层。选择防冻能力好的材料作为防冻层，可以减少不均匀冻胀的发生。

4）设置合理的排水设施。利用排水设施可减少路面水聚集，在很大程度上降低了路基土体的含水率。

5）增加路基的填土高度。选择适当的路基填料是处理道路冻胀和翻浆问题的关键。

3 涎流冰病害成因及防治

寒冬期间，一些地区由于气温下降，地表被冻住，冻融层也随之发生变化。受冻结层厚度增加，过水面积减小的影响，承压水受到的压力逐渐增大，最终在地表的薄弱部位被挤压或压裂，形成冰锥，使地下水流出路面，路面上的水冻结形成长度不一的冰壳，这种现象被称为涎流冰[2]，如图2所示。在我国寒冷地区，涎流冰是一种较为常见的公路病害，会使得路面出现冰毁、水毁、龟裂、断板、边坡崩塌、滑坡、剥落、路基失稳等，直接威胁道路行车安全。近年在青藏地区的公路修建过程当中，也出现了不同程度由于涎流冰产生的公路病害问题，在很大程度上影响了正常的交通运行。

形成涎流冰的原因很多，因此，在防治涎流冰过程当中需要结合实际成因具体分析，主要有以下5 种防治措施。

1）绕避。在涎流冰经常发生的地区，可在技术和经济均满足实际要求的情况下，绕过该地带修建道路。

2）适当提高路基高度。在进行路基设计的过程当中，可在符合技术要指标的情况下，适当提高路基高度，防止在道路上形成涎流冰。

3）修建桥涵。在地下水集中区，修建桥涵可以减少涎流冰的形成。

4）地下排导。地下排导主要是通过排水措施减小水的聚集，常用的方法有设置暗沟、暗井等。

5）聚冰沟和聚冰坑。设置聚冰沟和聚冰坑，可集中处理涎流冰，适用于山坡坡度较缓的地区。

4 团雾病害成因及防治

在藏区高原梯度带，气象灾害特征随地势地貌、海拔高度变化呈现明显的垂直性差异。随着海拔的升高，沿线气候随地形变化呈现明显差异特征，雨、雾、风、冰、雪等多种天气变化频繁，形成了藏区高原梯度带典型的多形态气象灾害分布带，因此，在藏区更容易产生团雾。

团雾指的是在具有大雾的情况下，大雾范围内出现数十米到上百米更加浓、能见度更低的雾。它和普通的雾一样，皆属于水汽凝结的暖雾过程，多发生于昼夜温差大和空气污染物颗粒较多的公路区段，但是由于其具有突发性强、能见度低及可预测性差等特征，往往对交通的危害性更大。其成因主要与地理区位、气候环境以及空气污染物颗粒有关。

团雾对高速公路交通安全极具危害性。团雾会降低驾驶员的视野能见度，遮蔽驾驶员驾驶车辆时需要关注的一些重要信息，如路线、沿线标志标线等，会造成引起驾驶员心理的紧张，从而增加了驾驶负荷，严重时可能造成交通事故。此外，团雾中的大量水分形成水滴，滴落在道路表面，从而减小了道路的抗滑性，使得车辆的制动距离加大。主要治理措施有以下几种。

1）限速。在团雾路段，对驾驶车辆进行限速行驶，可更好地控制行车视距，确保安全驾驶。

2）设置防撞护栏。护栏的设置，可以有效减缓交通事故中的二次事故。同时，在护栏上使用反光轮廓标，可以正确引导车辆的行驶。

3）客货车分离。小客车与大货车较大的车速差在一定程度上影响了行驶，采用小客车和大货车分车道行驶，可以避免车速差引起的相关交通事故。

5 滚石病害成因及防治

滚石灾害在川藏地区发生频繁，主要是由于该地区地形高差变化大，气候特殊。滚石指的是坡面上的石块突然失稳后滑落，经过多次的回弹、滚动等，向下快速掉落，最终碰撞障碍物停下或在平稳地带静止的一种现象。袁博[3]通过对川藏公路南线318 国道的沿线实地考察，发现了川藏公路滚石灾害的发生具有分布范围广、影响能力大的特点，并且受到滚石带来巨大冲击，沿线诸多防滚石的碰撞设施已经受到严重的损坏，时刻威胁道路安全。

对于滚石的防护措施主要有两种方式，即主动防护和被动防护。其中，主动防护包括加设防护网、制作锚固支撑装置、及时清理不稳固的危险岩石等； 被动防护措施主要有设置拦石墙、修建防护沟、棚洞等。

目前，国内对于滚石灾害防护治理的研究主要是防护网和棚洞。齐欣等[4]通过对滚石冲击防护网这一过程进行试验分析和数值模拟，得出了滚石在冲击柔性被动防护网时滚石冲击系统的能量分布范围、冲击时的传力反向以及整个冲击系统的变形情况。

6 雪崩病害成因及防治

我国西藏属于高海拔地区，每年春季融雪期间都有大量雪崩发生，特别是川藏铁路、公路帕隆藏布段范围内雪崩分布数量尤其多，发生频率尤其高。

雪崩指的是山坡积雪的自身重力大于积雪内部的内聚力时，出现积雪下滑，从而引起雪体大面积崩塌的现象。山坡积雪层太厚是雪崩的主要原因。积雪层在受到阳光照射后，雪体表面温度上升，积雪持续融化，减小了积雪层与地面间的摩擦力；另一方面，积雪层受到重力影响，大量滑动造成雪崩。对于雪崩的防治，通常设置防雪棚、防雪栅栏、导风板等。

陈秋玲[5]基于国道G312 线，分析了果子沟段雪崩的形成特点，针对性地提出了工程治理与生物治理相结合的综合治理方案，有效缓解了果子沟段雪崩的频繁发生；蔡强[6]分析了川藏铁路伯舒拉岭18 km 范围内的雪崩防治，提出采用修建框架式钢筋混凝土永久结构防雪棚治理雪崩，可起到更好的防治效果。

7 结语

本文综述了藏区高速公路病害及防治措施，结合相关学者研究表明，所提及的防治措施可在一定程度上减缓各类病害的发生。在藏区进行公路工程建设，将会面临更为复杂的自然环境和社会环境。对于冻胀、翻浆、涎流冰等特殊病害，应特别注意。在防治过程中，应该坚持前期预防为主，后期治理为辅的方针。对藏区高速公路病害的研究是一项长久的任务，因此，需要结合实际情况，针对性地进行防治，不断提高该地区公路质量，才能有效减少藏区高速公路病害的发生。