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摘要：在公路建設中，跨越的地理環境不相同，所遇到的公路病害問題也就千差萬別。云南省地形地貌、地質條件、氣候條件等因素較為復雜，這些因素對公路工程的設計、施工和運行維護都會產生直接或間接的影響。本文從云南地理環境的一些方面，對可能產生的公路工程病害進行了研究總結，可為公路建設、維護和病害治理提供參考和依據。

關鍵詞：云南；公路工程；地理環境；病害

一、研究背景

云南省公路的已建、新建和改擴建項目逐漸增多，公路工程質量、行車安全已成為公路建設的重點。而公路工程是一種線形結構，從修建起便與周圍的地理環境聯系在一起。云南公路建設環境復雜多樣，不同環境下的公路工程會表現出不同的工程病害。國內一些學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公路地質病害的類型及其分布特征，并提出了相應的公路選線原則[1]；徐雨晴、何吉成綜述了國內氣候變化對公路交通的危害，并提出了相應的安全保障措施[2]；劉汝明，柏松平通過對云南9個地州市的19條公路的調查，研究了193條泥石流溝的分布特征、爆發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育實例為研究對象，研究了崩塌的形成機理與防治方法[4]。目前，國內外尚未較為系統全面的總結研究云南地理環境因素與公路工程病害的關系，故對此問題進行，可為云南公路工程的建設和運行維護提供依據和參考。

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力和外力共同作用的結果，故導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、橫斷山南部中山區、橫斷山西南部中山區、滇東北中山區、滇中南中山區幾個大致區域。山地由于地貌有邊坡存在，一些山體巖體較為破碎，風化程度較為強烈，容易發生一些崩塌、落石和滑坡現象。在海拔較高的山區公路，由于溫度低和水的原因，路基路面還會發生凍脹、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：滇中湖盆區、滇西寬谷盆地區、西雙版納河谷盆地區。云南有些壩子形成以后被海水或湖水淹沒過，壩子內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，將會導致路基失穩破壞。

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以及滇西保山至滄源片區，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、石芽等類似地質環境造成基巖起伏較大，會導致路基的不均勻沉降，最終影響公路結構的安全。若路基下有落水洞、溶洞，在車輛荷載反復震動和路基自重的作用下，則可能會導致路基變形和塌陷。若路基底部處于巖溶積水區，巖溶水會浸泡、侵蝕軟化路基基礎，長期反復作用下會造成路基填料流失，使路基產生塌陷或滑動，影響路基的穩定性。

三、巖土類型對公路工程的病害

公路建設會穿越不同的巖石類型和土壤類型，不同巖土的礦物組成、結構、構造及成因等和巖土形成后受外界環境的影響等都會導致不同的公路病害問題。

1．巖石

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

2．土

云南省土壤類型繁多。在公路工程的建設中，都與土壤有直接的關系，工程性質好的土壤對工程的危害性小，工程性質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的溝谷地帶、高原壩子和湖泊周邊。軟土強度低，壓縮性強。由于路基自重和行車荷載的反復作用，軟土受力壓縮，沉降變形大，可能導致路基路面沉陷，引起道路不平整、路面開裂；軟土強度低容易出現滑塌等道路病害。

（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，大氣的干濕循環可能引起膨脹土的反復收縮和膨脹，抗剪強度逐漸降低，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，裂縫較為發育，使土體完整性遭到破壞，降低了土體的強度，會嚴重影響公路邊坡的穩定性。紅黏土中常有石芽、溶溝、土洞等存在，容易導致路基的較大沉陷和不均勻沉降，導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東南部、文山州東南部、紅河州南部、西雙版納等地區。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，反復作用下形成裂縫，降低土體的整體穩定性，在受到雨水沖刷時，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遇水溶解，土體結構迅速破壞，導致強度降低，在行車荷載和路基自重的作用下，產生下沉，導致路基路面沉陷。

（5）凍土

凍土主要分布在滇西北和滇東北地區。一條公路可能經過短暫性凍土帶、季節性凍土帶和長年凍土帶，由于反復的凍結和融化，使得土壤和巖層的力學性能下降，會引起路基路面的凍脹和融沉。長時間處于凍結狀態，一些土壤或巖層中的水分凝結成冰，使其脆性增強，在行車荷載的作用下，容易發生斷裂現象，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（滇東北、滇西北高寒山區）、溫帶區（滇中地區）、熱帶區和亞熱帶區（滇南、滇西南、滇東南地區）。在高寒氣候區，瀝青混凝土路面容易發生凍脹和融沉病害，水泥混凝土路面容易導致溫縮裂縫；在溫帶區，雖然屬于四季如春型，但氣溫晝夜溫差較大，容易使路面產生膨脹和收縮，導致路面開裂，加重路面的水損壞；在熱帶和亞熱帶地區，由于常年溫度高，會使瀝青路面產生推擠、車轍、擁包等病害，而水泥混凝土路面會產生邊角裂縫和板塊翹凸。

2．降水

云南省降水分布不均，根據降水量大致可以分為四個多雨區和三個少雨區。滇南多雨區（如金平、綠春、江城、河口等）、滇西南多雨區（如西盟、滄源、芒市、盈江等）、滇西北多雨區（怒江州北部等地）、滇東羅平多雨區，這些地區降水量大，容易引起路基路面的翻漿冒泥、塌陷；誘發公路邊坡滑坡；降低瀝青路面的粘結力，使路面出現槽坑、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（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（元江谷地的中上游地區），雖然這些地區降水量較少，但河谷沿線氣溫較高，容易使公路路面產生干縮裂縫。在滇西北少雨區（德欽、香格里拉一帶），由于海拔較高導致此地區溫度較低，容易使公路產生凍脹和融沉病害。

五、地質條件

云南地殼運動強烈，地質條件復雜，經常會遇到各種各樣的特殊地質情況，給公路建設和維護帶來復雜性和危害性。

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給，特別是在四個多雨區，地表水和地下水比較豐富。在多雨區地表水徑流量大，雨水會沖刷公路邊坡，使其滑塌；在寒冷地區則可能會出現凍脹和融沉病害；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—易門地區及滇西的維西—思茅地區等地，主要引起地基軟化、路基下沉、邊坡滑塌等病害。

2．斷裂活動地區

云南區域斷裂構造較為發育，走向以南北向及近南北向為主，其次是西北走向和東北走向。在斷裂活動中，地表形態發生很大變化，許多老斷裂復活，新斷裂產生，會對公路工程產生病害問題。由于云南氣候環境、地質環境、地形地貌條件復雜，導致地質災害比較頻繁。主要的地質災害包括：泥石流、滑坡、地震、崩塌等，具有分布面積廣、多發性和持續性、強度大等特點。地質災害可能產生的公路工程病害見表2。

六、結語

云南省地理環境復雜、差異大，導致公路工程的病害復雜多樣，研究云南地理環境與公路病害的關系，可以為公路工程的選線、結構構造的設計和工程維護提供可靠依據。由于云南地理環境的復雜性，在一篇論文中不可能詳細論述地理環境與公路病害的關系，需要對地理環境與公路病害的關系進行較為詳細的研究劃分，以對公路工程的勘察設計、施工、運行維護進行更為有效的幫助和指導，降低工程的建設維護費，提高工程的安全性和可靠性。

參考文獻

[1]柏松平.山區公路地質病害機理與技術對策[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展[J].氣象與減災研究，2016，（39）：1-8.

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

[4]駱銀輝.崩塌的形成機理與防治方法[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