特殊地區(qū)公路工程

1、特殊地區(qū)公路工程何謂特殊地區(qū)？復習.我國地區(qū)遼闊，各地區(qū)道路環(huán)境差異性較大。.特殊氣候環(huán)境口炎熱地區(qū)口寒冷地區(qū)口干旱地區(qū)口風沙地區(qū)口潮濕地區(qū).特殊（不良）地質(zhì)條件及災害頻發(fā)地區(qū)巖溶地區(qū)地震區(qū)滑坡泥石流區(qū).特殊路基位于特殊土（如軟土、膨脹土、黃土、鹽漬土等）地段的路基。.特殊條件路基位于不良地質(zhì)地段的路基，以及水、氣候等自然因素影響強烈的路 基。.特殊地基特殊巖土具有特殊物理、力學、化學性質(zhì)，并影響工程地質(zhì)條件的巖土的統(tǒng) 稱。主要包括：黃土、膨脹土（巖）、紅粘土、軟土、鹽漬土、巖鹽、 多年凍土、人工填土等。地形地貌.海拔高度.路線與地勢地貌的結(jié)合程度 .巖石或土的種類與成因.地質(zhì)走向與層理.有無

2、軟弱層或軟弱夾層.有無地震、泥石流或巖溶等不良地質(zhì)情況.氣溫（季節(jié)性與地形性）.降水.日照.風力風向.地表水的水文條件1、地表積水水位與存水時間2、地表水的排泄3、河流的常水位與洪水水位4、河流的河岸及河床的淤積.地下水的水文地質(zhì)條件1、地下水的移動規(guī)律2、地質(zhì)內(nèi)的層間水、裂隙水、泉水的存在情況.土的不同顆粒組成形成不同的材料強度機理.不同類別的土受水溫影響的程度不同溫度癖路瞄的影響.溫度造成路基體的膨脹與收縮，甚至引起路基的凍脹;.溫度造成水泥砼路面的溫度應(yīng)力及條塊分割；.溫度造成瀝青混凝土路面的塑性變形累積及低溫開裂。濕度對路基路面穩(wěn)定的影響濕度對路基的影響：濕軟、冰凍及整體不穩(wěn)定，需設(shè)置

3、良好的排水設(shè)施，并控制路基的干濕類型。濕度對路面的影響：水分積蓄于路基路面體內(nèi)，降低路基路面的強度與剛度，造成路面破壞，并可進一步加劇路 面透水性（2）黃土地區(qū)公路工程問題（2）黃土地區(qū)公路工程問題濕陷性黃土地基處理黃土高邊坡穩(wěn)定長大陡坡路面車轍特殊地區(qū)公路工程問題（3）膨脹土地區(qū)路基工程（4）寒冷地區(qū)路基工程（4）寒冷地區(qū)路基工程青藏公路、青藏鐵路軟土地區(qū)輕質(zhì)路堤膨脹土地區(qū)鹽漬土地區(qū)風沙地區(qū)黃土地區(qū)寒冷及凍土地區(qū)滑坡崩塌地段 基本概念&基本理論工程技術(shù)和措施 一般技術(shù)措施路基設(shè)計規(guī)范修編動態(tài)研究進展西部交通項目進展特殊路基 special subgrade位于特殊土（巖）地段、不良地質(zhì)地段，

4、或受水、氣候等自然因素影響強烈的路基。濕陷性黃土 collapsibility loess在自重或一定壓力下受水浸濕后，土體結(jié)構(gòu)迅速破壞，并產(chǎn)生顯著下沉現(xiàn)象的黃土。紅粘土 laterite碳酸鹽類巖石在溫濕氣候條件下經(jīng)風化后形成的褐紅色粉土或粘性土。高液限土 high liquid limit soil液限（100g錐試驗）超過50%的細粒土。膨脹土 expansive soil含親水性礦物并具有明顯的吸水膨脹與失水收縮特性的高塑性粘土。鹽漬土 saline soil易溶鹽含量大于規(guī)定值的土。多年凍土 perennially frozen soil凍結(jié)狀態(tài)連續(xù)多年的溫度低于0c且含冰的土?；?/p>

5、 landslide斜坡上的巖體或土體在自然或人為因素的影響下沿帶或面滑動的現(xiàn)象。崩塌 rock fall高陡斜坡上巖體或土體在重力作用下倒塌、傾倒或墜落的現(xiàn)象。泥石流 debris flow挾帶大量泥砂、石塊的間歇性洪流。巖溶 karst可溶性巖層被水長期溶蝕而形成的各種地質(zhì)現(xiàn)象和形態(tài)。新疆綜合自然條件概述-新疆地域遼闊，面積達166多萬平方公里，占全國國土的1/6。新疆地貌的構(gòu)造區(qū) 域性明顯，山地與盆地之間以深大斷裂構(gòu)成截然分界線，形成以山地和盆地為主 的地貌單元。自北向南、東西走向分布有阿爾泰山、天山、昆侖山三大山系，三 大山系間夾持著準噶爾、塔里木兩大盆地，形成“三山夾兩盆”的地貌輪廓

6、。在各 大山地內(nèi)部又普遍發(fā)育著許多規(guī)模不等的山間盆地。-阿爾泰山位于新疆最北部，平均海拔約3000m，最高峰友誼峰4356m，地 勢呈階梯狀下降；天山橫亙中央，山體平均海拔高度35004000m，最高峰一 托木爾峰達7435m；昆侖山系位于新疆最南部，平均海拔高度50006000m, 喬戈里峰海拔達8611m，為世界第二高峰；阿爾泰山與天山之間為準噶爾盆地， 略呈三角形，平均海拔不足600m，最低處艾丁湖水面海拔僅189m ;天山與 昆侖山之間為塔里木盆地，大致呈不規(guī)則的菱形，平均海拔約1000m，東部最低 處一羅布泊洼地海拔不足800m。新疆深居內(nèi)陸，遠離海洋，四周高山環(huán)繞，以及受青藏高原、

7、地理緯 度、天山山脈的影響，形成了極端干燥的大陸性氣候:晴天多，日照強， 少雨，干燥，冬寒夏熱，晝夜溫差大，風沙較多。高大山系的存在又對新疆區(qū)內(nèi)氣候的分布產(chǎn)生了巨大影響，使其趨于 復雜化。氣候不僅有著南北疆的緯向地帶性差異，還存在著東西向的 水平地帶性和山地的垂直地帶性等非地帶性差異，加強了山地與盆地 自然條件的對比性，有年降水量達1000mm伊犁-鞏乃斯盆地，也有 僅幾毫米的吐魯番一托克遜地區(qū)；溫度有創(chuàng)全國最高氣溫49.6笆的吐 魯番，也有創(chuàng)全國最低氣溫一 51.5C的阿爾泰富蘊。新疆這些復雜的地貌和氣候條件，不僅賦予其地表形態(tài)的多樣性和水 熱狀況的復雜性，而且對地表的物質(zhì)組成和植被等其它自

8、然條件起著 地域分異作用，反映出了各種自然條件的地域差異性。山地為隆起剝 蝕區(qū)，盆地為山區(qū)剝蝕物質(zhì)提供堆積場所;在兩大盆地邊緣形成大面積 的沖一洪積傾斜平原、沖積扇，以礫質(zhì)戈壁、荒漠為主，并分布有部 分含鹽的細粒土平原;盆地中心為平坦的沖積平原和湖積平原，疏松的 物質(zhì)經(jīng)干燥、風蝕、風積作用形成大片沙漠。新疆綜合自然條件對公路建設(shè)的影響2.2.1地貌條件對公路建設(shè)的影響新疆兩大盆地及較大的山間盆地和開闊河谷，地形平坦，起伏和緩，多屬平原、 微丘區(qū)，特別是兩大盆地邊緣，多為山前傾斜平原或沖洪積扇及綠洲平原，對路 網(wǎng)布局規(guī)劃限制不大，公路易爭取到較高等級，路線的設(shè)計指標也較高，是新疆 公路網(wǎng)主骨架的

9、主要分布地帶。且平原、微丘區(qū)的公路，路基一般以低填方為主， 土石方數(shù)量少，公路造價低。但山前洪沖積平原，特別是山前傾斜平原，公路水毀時有發(fā)生。綠洲區(qū)部分地段還存在著公路凍脹、翻漿、鹽漬土、雪害、沙害等公路病害。新疆三大山地，山高谷深，坡陡流急，地形復雜，屬山嶺、重丘區(qū)， 對路網(wǎng)布局限制很大。山區(qū)路線無論是采用沿溝谷、河流布線或翻山越嶺，都受到一定的地 形限制。尤其是越嶺地段，公路難以爭取到較高等級和線形設(shè)計指標， 否則會大大增加工程數(shù)量和投資。山區(qū)公路常存在有水毀、雪害、凍脹翻漿、泥石流、滑坡、崩塌、涎 流冰等病害。新疆兩大盆地腹部沙漠地帶，多呈綿延起伏的沙丘，部分高大起伏的 沙山和丘間平緩沙

10、地，多屬微丘地形。沙漠這種特殊的風沙地貌，公路網(wǎng)的布局限制較大，公路選線困難， 且在流動性沙漠地區(qū)筑路，極易造成公路沙埋、風蝕等病害。2.2.2干旱氣候的水熱狀況對公路建設(shè)的影響新疆的水熱狀況及其變化對公路建設(shè)的影響，主要表現(xiàn)為對路基的水溫狀況、路 基的干濕類型、路基和路面的強度和穩(wěn)定性的影響。在降水量較大、地下水埋深較淺、有地表積水地區(qū)，特別是盆地邊緣的綠洲區(qū)， 路基易處于中濕或潮濕狀態(tài)，受冬季負溫和春季升溫影響，公路易產(chǎn)生凍脹、翻 漿。而降水稀少、蒸發(fā)強烈的極干早區(qū)，路基一般處于干燥狀態(tài)。另外，新疆7月平均最高氣溫高的地區(qū)，應(yīng)注意路面的高溫穩(wěn)定性；年極端最低 氣溫低的地區(qū)，應(yīng)注意路面的低溫

11、抗裂性；負積溫和最大季節(jié)凍土厚度大的地區(qū)， 應(yīng)注意道路的防凍要求和構(gòu)造物的基礎(chǔ)埋深；年大風日數(shù)多的地區(qū)，應(yīng)注意風雪 害或風沙害對公路建設(shè)的影響。2.2.3主要巖土類型對公路建設(shè)影響1、巖石新疆的三大山系組成以巖石為主，巖石中石質(zhì)均勻、不易風化且未風化、無裂紋 的硬質(zhì)石料是公路建設(shè)的良好建筑材料，可用于路基、橋涵、隧道和支擋防護等 工程結(jié)構(gòu)，亦可作為水泥或瀝青混凝土路面的骨料。各種軟質(zhì)或極軟巖石，一般用作路基的填料或其附屬工程。同時，新疆的巖石大多是以花崗巖為主的酸性石料，用作高速或一級公路的瀝青 表面層時，除應(yīng)選用抗滑、耐磨的硬質(zhì)石料外，當采用酸性石料時，為提高石料 與瀝青之間的粘結(jié)力，可摻入

12、適量的抗剝落劑或采用粘結(jié)力強的改性瀝青。此外，新疆冬季氣候寒冷，凍融作用強烈，在潮濕地區(qū)公路橋涵所用石料應(yīng)符合 抗凍性要求。2.土類新疆兩大盆地及山間盆地廣泛分布有第四系松散堆積物的各種土類，土類齊全。 新疆公路建設(shè)使用的代表性土類有天然砂礫（礫類土）、粉質(zhì)土、鹽漬土和風積砂 特殊土，這些不同的土類均有其不同的技術(shù)性質(zhì)及路用性能。天然砂礫是由不同粒徑的砂礫料組成，屬礫類土。根據(jù)其特點，在新疆公路工程中應(yīng)用普通而廣泛。-粉質(zhì)土毛細作用強烈，毛細水上升高度大，在季節(jié)性冰凍地區(qū)容易造成路基凍脹、 翻漿病害，屬于不良的公路用土，應(yīng)盡量避免采用，特別是在地下水位高、地表 積水的潮濕或中濕路段。-在鹽漬土

13、地區(qū)筑路，可能引起鹽脹、凍脹、翻漿、溶蝕等路基病害，特別是路基 填土高度不足，地下水位較高的地段，鹽漬土病害更加嚴重。-風積沙是沙漠地區(qū)由風蝕、風積作用形成的細砂。根據(jù)新疆有關(guān)風積沙的研究成 果，風積沙不但可用于路基填料、地基換填和軟基處理的材料，而且可作為路基 隔鹽、隔水的隔斷層及路面的底基層和墊層材料，強度和穩(wěn)定性可滿足各結(jié)構(gòu)層 的需要，是新疆沙漠地區(qū)一種因地制宜的筑路材料。2.2.5新疆地區(qū)典型病害和災害及其對公路工程的影響凍脹、翻漿-凍脹和翻漿是多年凍土和季節(jié)性凍土地區(qū)公路的主要病害之一。-土質(zhì)、水、溫度三因素對凍脹與翻漿的具有重要影響。-新疆公路的凍脹和翻漿主要發(fā)生在地下水位高或地表

14、積水的路段，由于路基填料 采用凍脹類土質(zhì)填筑，路基高度不滿足最小填土高度要求，或在寒冷地區(qū)路面未 考慮防凍要求而造成路基凍脹、翻漿。其表現(xiàn)為秋末冬初季節(jié)的凍脹和春融季節(jié) 的翻漿，而尤以翻漿最為嚴重。鹽漬土病害-新疆公路中鹽漬土病害分布廣、危害大。鹽漬土路基的主要病害有溶蝕、鹽脹、 凍脹、翻漿等。隨著含鹽性質(zhì)和鹽漬化程度不同，鹽漬土的筑路性質(zhì)及路基病害 類型和嚴重程度也不相同。鹽漬土病害的影響因素有含鹽類型、含鹽量、含水量、 溫度等。-鹽類以硫酸鹽和氯鹽為主。在受湖泊、河流、灌溉影響，地下水位高或有長期地 表積水的地段，冬季的降溫過程中由硫酸鹽引起的鹽脹作用強烈，使路面不平、 鼓脹、開裂；在春融

15、季節(jié)的升溫過程中氯鹽及硫酸鹽使路基濕軟、沉陷、翻漿， 結(jié)晶硫酸鹽脫水可加重翻漿；春季升溫極不穩(wěn)定的條件下，使鹽漬土病害進一步 加劇。雪害-雪害是我國冬季降雪豐富地區(qū)公路的主要病害之一。雪害主要包括積雪和雪崩兩 種形式，積雪包括自然降雪和風吹雪，風吹雪包括風雪流和風積雪。-新疆冬季寒冷而漫長，公路雪害類型多樣，但不同地域的危害程度有所不同。根 據(jù)各種雪害的形成條件和影響因素，北疆平原、三大山地的中高山地帶降雪豐富 的地區(qū)，雪害主要為自然降雪積雪，多風或大風的地區(qū)則引起風雪流風吹雪；在 積雪厚度大，山坡陡峻的山區(qū)，便可能發(fā)生雪崩。新疆雪崩主要發(fā)生在阿爾泰山、 天山西部、昆侖山西南部等山區(qū)，尤以山區(qū)

16、的溝谷地帶和丘陵區(qū)較為常見。4.風沙害-風沙害是風沙地區(qū)公路的主要病害，風沙對公路的危害主要是沙埋和風蝕。風沙 害的影響因素主要有地形、風力、沙源、植被等。-新疆沙漠地區(qū)由于降水稀少，蒸發(fā)強烈，氣候干旱或過干，植被稀疏，風積沙為 細沙或極細沙，且大多為流動性沙丘，年大風日數(shù)雖然較少，但中強度風較多， 一般起沙風速為6m/s。風沙流引起的公路沙埋，主要分布于兩大沙漠的流動性或 半固定地帶及其盆地邊緣。5.泥石流、滑坡、崩塌災害對公路交通的影響-泥石流、滑坡、崩塌災害絕大部分發(fā)生在山區(qū)，其分布和發(fā)生雖帶有一定的局域 性、季節(jié)性和偶發(fā)性，但對公路建設(shè)的影響極大，特別是一些病害一旦暴發(fā)，就 具有很大的破壞力。-新疆的三大山地是新構(gòu)造運動的上升區(qū)，地表切割強烈，地形陡峻破碎，有些山 坡基巖處于極限平衡狀態(tài)。另外，山區(qū)隨海拔高度的不同，地貌的外力作用也有 所不同，一般中低山區(qū)和盆地的接觸地帶，是泥石流、滑坡、崩塌等病害的主要 分布區(qū)。-