1、高原凍土高原季節性凍土地區公路的養護與管理措施摘要:我國凍土地區分布廣泛,凍土對交通設施破壞作用比較嚴重。高原特殊 的氣候條件和季節性凍土對高原公路的養護管理負面影響也比較大。本文從分析季 節性凍土的原理和危害入手，闡述了凍土區公路養護和管理的原則，并對做好季節性 凍土區公路的養護和管理淺談了自己的一些看法。關鍵詞：高原季節性凍土公路養護與管理全球凍土的分布面積約占陸地面積的四分之一,主要分布在中、俄、美、加等 地區,其中我國約占世界凍土分布面積的10,是世界第三大凍土國。凍土是一種溫 度低于0C且含有冰的特殊土體，按照其凍結狀態的持續時間可以分為多年凍土和 季節性凍土。季節性凍土是指地表層冬

2、季凍結、夏季全部融化的土。季節性冰凍地 區面積約占我國總面積的53,這些地區冬季寒冷漫長,夏季炎熱多雨。這種特殊氣 候導致的公路凍脹、融沉等問題使得路面、路基、橋涵等基礎交通設施在交通荷載 和冰凍的反復作用下容易出現損壞，從而嚴重影響公路的使用性能、縮短公路的使 用壽命，增加公路維修和養護的成本。為了解決季節性冰凍地區公路建設和養護中 長期存在的問題，提高公路使用性能、降低運營成本,07年8月份，國家還專門成立 了 “季節性凍土區公路建設與養護技術交通行業重點實驗室”。青藏高原是世界上中高海拔、低緯度、面積最大的凍土分布區。在青藏高原 腹地昆侖山、唐古拉山的凍土區鋪筑瀝青路面是公認的世界性難題

3、，曾被稱為公路 領域的“哥德巴赫猜想”。從建國開始，幾代的公路交通科研工作者在“世界屋 脊”艱辛探索、無私奉獻，用勤勞和智慧創造出了一條平均海拔超過4500米的“天 路”一一青藏公路。然而，青藏高原脆弱的生態環境、寒區凍土和人類的工程活動 之間存在著較為突出的矛盾。因此，如何做好高原季節性凍土地區公路的養護與管 理,保持良好的生態環境，是保證交通暢通，加強高原對外聯系，促進高原地區發展， 維護社會穩定和鞏固國防建設的重要環節。1、季節性凍土的原理及危害季節性凍土分為季節凍結層和季節融化層。凍土在凍結、融化時具有特殊的 物理和力學的性質變化:土壤凍結時,最重要的物理變化過程是水分的遷移和重分布,

4、 而凍土融化時，最重要的是物理力學變化是結構、強度的急劇衰減。寒冷季節時，季 節凍結層形成，隨凍結鋒面自上而下進行移動，土中的水分向凍結鋒面遷移并且發生 聚冰作用，冰層及冰透鏡體主要集中在最大凍結深度的二分之一到三分之一的位 置。凍結后的土體積增大，由此而產生的凍脹可以使公路路面、路基等產生變形和 破壞。季節融化層的凍結有兩個方向，一是自地表向下,二是從多年凍土上限向上。 由于水分向兩個凍結面遷移，因此季節融化層凍結后的聚冰現象及水分的重新分布 與季節凍結層不同，是在季節融化層上部三分之一處及凍土上限附近,冰層和冰透鏡 體較為集中。夏天季節，當凍結層和季節融化層融化時，由于冰層及冰透鏡體分布的

5、 不均勻，形成土層不均勻沉降，這是導致公路變形和破壞的重要原因。簡單地說,凍土活動層在冬季就像冰一樣凍結，體積膨脹,建在上面的路基和路 面就會被“發胖”的凍土頂得凸起;到了夏季，融化的凍土體積縮小,路基和路面又 會隨之凹陷下去。凍土的凍結和融化反復交替地出現，公路就會出現凍脹、翻漿、 鼓包、開裂、不均勻沉陷等損害，對公路交通的安全和暢通構成很大威脅。如果是 吸熱效應明顯的黑色瀝青路面，或者是路面受比較大的荷載反復作用時，凍土的融化 范圍和速度都將加大，公路遭受的損害也會加重。在大多數情況下，這種損害的發生 過程與變化結果具有單向、不可逆性。2、季節性凍土區公路的養護管理原則對季節性凍土進行整治

6、，加強對高原公路進行日常的養護管理,其主要把握的 原則主要有以下幾個方面：2.1慎重選擇方案公路的養護管理工作涉及的范圍比較廣，持續的時間比較長，消耗的人力財力 相當大。因此，在進行整治和實施養護管理方案之前，要慎重考察，確定適當的方 法。要根據地區特點，查明養護管理地區凍土的特性，測取氣溫、地溫及水文條件等 方面的資料,并根據材料的經濟性，方案實施的便捷性，人力資源的分布等等來選擇 和確定養護方案。按照大的原則方向，方案主要分為兩個類別：一是保護凍土層二是破壞凍土層。保護性的方案主要是采用具有保溫隔熱作用的方式，在消除可能引起危害因素 的同時，不引起凍土狀況的改變或者是維持初始狀態,恢復被破

7、壞了的凍土狀態，以 保證路基的安全。這種方式適用于年平均氣溫和地溫較低（一般年平均氣溫低于- 1.5C，年平均地溫低于-1.0C）,凍土層較厚（10m），富含厚層地下冰,并較少有人為 活動干擾的地區采用。破壞性的方案主要是在路基正常使用過程中，允許凍土融化或者是控制融化范 圍、速度，使產生的變形在允許的范圍內，保證路基有足夠的強度和穩定性，不至于 產生危害。這種方式適用于年平均氣溫和地溫較高（一般年平均氣溫高于-1.2C, 年平均地溫高于-0.5C）,凍土層較?。s5一7m）,且含水量較小的土層。2.2綜合運用手段凍土區公路的危害產生是不良地質地理現象和多種自然因素（包括人為活動） 長期互相作

8、用的結果，因此在養護和管理中，要針對不同的形成條件采取不同的應對 措施，同時要注重各項措施的整合配套，使它們形成一個有機整體，有主有輔,互相配 合和補充，消除其中的不利作用,才能達到綜合性的養護管理效果。2.3注意環境保護青藏高原的生態環境較為脆弱，即使再注意，人類所進行的工程活動本身對生 態環境也會造成一定的破壞，同時，人類工程活動周邊衍生出的相關活動和行為，也 會對環境的整體平衡造成影響，而且，相當部分的變化都是不可逆的。因此，在實施 養護和管理的過程中，我們一定要尊重自然界的客觀規律，貫徹“預防為主,保護優 先，開發與保護并重”的原則，將環境保護作為長遠發展大計考慮到公路養護管理的 方案籌劃中去，避免得不償失。3、做好季節性凍土區公路的養護和管理的措施3.1保證排水系統暢通公路中的排水系統包括:排水物、截水溝、擋水埝。它在整個道路和養護系統 中起到引導和控制地表水徑流的作用，用來防止和排除路基兩側積水和水的滲透，以 最大程度地減輕路基