西藏拉薩市道路損壞的類型及防治

唐靖武 田榮燕 陳紅 蘇江

摘 要：西藏地處我國(guó)西南邊陲，位于青藏高原的西南部，平均海拔在4 000m以上。拉薩市則是西藏自治區(qū)的首府，全年多晴朗天氣，降雨稀少，紫外線強(qiáng)，素有“日光城”的美譽(yù)?；诖?，本文以高原環(huán)境紫外線輻射強(qiáng)烈、晝夜溫差大、土質(zhì)差、路基不穩(wěn)、凍融等諸多不利因素為基礎(chǔ)，探索西藏拉薩市道路損壞的類型、原因及其防治，以便在道路建設(shè)的過(guò)程中采取相應(yīng)的措施，從根本上防止道路損壞。經(jīng)過(guò)大量調(diào)研發(fā)現(xiàn)，拉薩市道路主要存在路面沉降、路面局部塌陷、路面老化、車轍等問(wèn)題。因此，分析道路損壞的類型并提出其防治建議，對(duì)從道路建設(shè)上實(shí)現(xiàn)其養(yǎng)護(hù)目的，增長(zhǎng)其使用壽命，保障人們的出行安全具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：道路損壞；道路養(yǎng)護(hù)；路面老化；防治建議

中圖分類號(hào)：U418.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）23-0121-03

A Brief Discussion on the Types and Prevention of

Road Damage in Lhasa， Tibet

TANG Jingwu1，2 TIAN Rongyan1，3 CHEN Hong4 SU Jiang1

（1.Tibet University， Lhasa Tibet 850000； 2.Tibet Kumquat Intelligent Technology Co. Ltd.，Lhasa Tibet 850000；3.Southeast University， Nanjing Jiangsu 211189；4.Sichuan Vocational College of Architecture， Deyang Sichuan 618000）

Abstract： The city of Lhasa is the capital of Tibet autonomous region. It has sunny weather throughout the year. There is little rain and strong ultraviolet rays. Based on this， this paper explored the types， causes and prevention of road damage in Lhasa city of Tibet on the basis of strong ultraviolet radiation in the plateau environment， large diurnal temperature difference， poor soil quality， unstable roadbed， freeze-thaw and other adverse factors， so as to take corresponding measures in the process of road construction to prevent road damage fundamentally. After a large number of route surveys， it was found that the roads in Lhasa were mainly damaged by road subsidence， local road collapse， road aging and ruts. Therefore， it is of great significance to analyze the types of road damage and put forward suggestions for its prevention and control， so as to realize the purpose of its maintenance from road construction， increase its service life and guarantee people's safety of travel.

Keywords： road damage；road maintenance；pavement aging；suggestions of prevention and cure

1 研究背景

道路是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)道路建設(shè)越來(lái)越受到重視[1]，新農(nóng)村建設(shè)中，黨中央、國(guó)務(wù)院及地方各級(jí)政府把鄉(xiāng)、村、戶路路通工程建設(shè)作為一件大事來(lái)抓，邊遠(yuǎn)地區(qū)的新疆、西藏等地也在大量興建道路，為解決人們“出行難、行路難”問(wèn)題提供了必要保障?！笆濉币?guī)劃時(shí)期，西藏道路總里程達(dá)到7.8萬(wàn)km，“十三五”期間還將大量建設(shè)立體交通網(wǎng)絡(luò)。道路的發(fā)展模式也逐漸由建設(shè)轉(zhuǎn)變?yōu)轲B(yǎng)護(hù)，因此，道路的養(yǎng)護(hù)與建設(shè)并重，從道路建設(shè)中實(shí)現(xiàn)其養(yǎng)護(hù)顯得尤為重要[1]。

拉薩市位于西藏高原的中部，喜馬拉雅山脈北側(cè)，海拔3 650m，地處雅魯藏布江支流拉薩河中游河谷平原，全年多晴朗天氣，降雨稀少，年日照時(shí)間高達(dá)3 000h，紫外線輻射強(qiáng)烈，素有“日光城”的美譽(yù)[2]。眾所周知，高原上的氣候條件、自然環(huán)境、地理環(huán)境均極為惡劣，以至于高原環(huán)境的土質(zhì)差、路基不穩(wěn)、紫外線輻射強(qiáng)烈、晝夜溫差大和凍融等均成為道路損壞的重要因素。因此，本文以地處高原的拉薩市為研究對(duì)象，研究道路損壞的類型，并提出相應(yīng)防治建議。

拉薩市及周邊的道路損壞十分嚴(yán)重，主要有路面沉降（尤其是排水井周圍嚴(yán)重下沉）、路面局部塌陷、路面老化、疲勞拉裂、車轍、低溫縮裂等破壞形式。這主要是路基土的壓實(shí)不牢、路用材料抗老化性能不足、車輪反復(fù)作用、晝夜溫差大等因素造成的，加之其具有獨(dú)特的路面環(huán)境，即高原凍土層，強(qiáng)紫外線長(zhǎng)時(shí)間輻射等也是道路損壞的重要因素

國(guó)內(nèi)大量科研工作者主要研究平原上的道路損壞，少部分學(xué)者對(duì)高原地區(qū)的道路情況進(jìn)行研究，且研究重點(diǎn)集中在道路、鐵路周邊的凍土問(wèn)題上，對(duì)高原道路其他病害的研究較少?；诖?，本文主要調(diào)查拉薩市及周邊道路的損壞情況，分析其損壞類型，并找出病變的根本原因，經(jīng)過(guò)一系列探索，從而提出防止道路損壞的措施，實(shí)現(xiàn)道路的養(yǎng)護(hù)，保障人們的出行安全[3]。

2 道路損壞類型

2.1 路面裂縫

經(jīng)過(guò)對(duì)拉薩市及其周邊的道路進(jìn)行調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，路面裂縫是拉薩市及周邊地區(qū)道路最普遍的損壞形式之一。不論是瀝青混凝土路面，還是水泥混凝土路面，均存在大量的路面裂縫，且水泥混凝土路面的裂縫最多。藏大東路上甚至產(chǎn)生了極大的開(kāi)裂，在汽車的反復(fù)碾壓之下，導(dǎo)致路面材料松散脫落，形成了較大的坑槽，對(duì)行車安全極為不利。平原地區(qū)城市的路面裂縫遠(yuǎn)比拉薩市及周邊道路的裂縫要少得多。拉薩市周邊道路之所以出現(xiàn)如此多而大的裂縫，主要是拉薩地處高原環(huán)境，土質(zhì)差，路基不穩(wěn)，極易造成路基沉降，進(jìn)而形成大量裂縫。除此之外，還與凍融循環(huán)[4]作用、路面老化和晝夜溫差大有密切的關(guān)系。

拉薩市地處高原，晝夜溫差大，溫度變化極不均勻，道路表面溫度變化劇烈，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差達(dá)到一定程度時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，極易拉裂表面混凝土，即在混凝土表面形成裂縫，甚至形成貫穿裂縫[2]。此外，路面材料的低溫抗裂性不足和高原冬季溫度低，也極易使路面產(chǎn)生低溫縮裂，從而產(chǎn)生大量裂縫。到目前為止，對(duì)于溫縮裂縫，國(guó)際上仍沒(méi)有有效的根治措施，不屬于早期破壞[3]。除此之外，拉薩市的土質(zhì)屬于季節(jié)性凍土，季節(jié)性凍土路基會(huì)在凍脹融沉作用下引起路基不均勻沉降，也會(huì)產(chǎn)生大量路面裂縫。但其受地下水的影響較小，路基在地下水位以上，含水量較小，土的毛細(xì)作用不強(qiáng)，幾乎可以忽略地下水對(duì)路基的影響。

近年來(lái)，國(guó)際上對(duì)瀝青路面自上而下的表面裂縫研究甚多。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)瀝青層較厚時(shí)，由于道路表面瀝青容易老化，瀝青混合料的自愈能力逐漸喪失，極限拉伸應(yīng)變不斷減小，在車載荷載直接作用下，在輪跡部位產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力或剪應(yīng)力，導(dǎo)致路面開(kāi)裂[5]。路面老化也是路面裂縫產(chǎn)生的重要成因。拉薩市區(qū)因海拔高、溫度低、晝夜溫差大、日照時(shí)間長(zhǎng)、紫外線輻射特強(qiáng)烈等，路面材料的抗老化性能不足，大大縮短了其使用壽命。隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，路面整體剛度下降，在車輛荷載的反復(fù)作用下，使路面面層疲勞開(kāi)裂，形成疲勞裂縫。因此，提高路面材料的抗老化性能可以大大減少疲勞裂縫，進(jìn)而在增長(zhǎng)道路使用壽命的同時(shí)，保障人們的行車安全和行車舒適度[6]。

此外，拉薩夏季多雨，雨水充沛，在已形成裂縫的道路上，雨水滲入路基，若路面未能得到及時(shí)處理與養(yǎng)護(hù)，在車輛荷載和雨水的耦合作用下，將會(huì)加重裂縫的形成，甚至產(chǎn)生網(wǎng)裂、龜裂，進(jìn)而形成路面坑槽等病害。只有充分防止裂縫的產(chǎn)生，才能有效增長(zhǎng)道路的壽命并保證行車安全。而防止裂縫的產(chǎn)生不僅僅靠養(yǎng)護(hù)，而是要在道路建設(shè)上下功夫，采用新技術(shù)、新工藝、新材料[7]，以便在道路建設(shè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)其養(yǎng)護(hù)目標(biāo)，防止裂縫的產(chǎn)生，養(yǎng)護(hù)道路。

2.2 路面沉降

造成路面沉降的直接原因是路基沉降。追根溯源，是土質(zhì)差、凍融循環(huán)等因素造成的。拉薩市周邊的路面沉降較為嚴(yán)重，尤其是西藏大學(xué)內(nèi)部道路、納金路和北京路表現(xiàn)得極為明顯（如圖1所示）。由于沉降量不是很大，且屬于城市道路，行車速度不會(huì)很快，對(duì)汽車駕駛?cè)藖?lái)說(shuō)，行車安全并不會(huì)受到太大影響，最多是通過(guò)的時(shí)候顛簸一下；而對(duì)騎電動(dòng)車或摩托車的人來(lái)說(shuō)隱患較大。若這些沉降出現(xiàn)在高等級(jí)公路上，將構(gòu)成極大的安全隱患，因此，我們必須想辦法減小路基的沉降，進(jìn)而減小路面沉降，保證路面的平整性，為人們的出行保駕護(hù)航。

在復(fù)雜的高原環(huán)境下，路基沉降不僅會(huì)造成路面裂縫，還會(huì)造成路面嚴(yán)重下沉，而排水井周圍的路面下沉尤為突出。排水井周圍路面嚴(yán)重下沉的主要原因是排水井周圍的路基和路面都不易壓實(shí)，導(dǎo)致路基壓實(shí)不足，因此，排水井周圍的路面下沉也最為嚴(yán)重。為防止下沉，在道路建設(shè)的過(guò)程中，刻意將排水井周邊小范圍內(nèi)稍微抬高。但是，因抬高高度未經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的沉降計(jì)算，僅是適當(dāng)抬高，且是突變抬高，并未設(shè)置較好的抬高緩和段，車經(jīng)過(guò)時(shí)感覺(jué)像撞上了石頭，會(huì)狠狠地顛簸一下，行車極為危險(xiǎn)。該方法雖然在一定程度上解決了下沉問(wèn)題，但隨著時(shí)間的推移，抬高高度有些仍然高于路面，有些卻低于路面，形成一個(gè)極大的“井坑”。該現(xiàn)象在納金路尤為突出。在凸出的地方，電動(dòng)車通過(guò)時(shí)僅僅是顛簸一下，若遇到“井坑”，行車速度慢的電動(dòng)車會(huì)刻意繞開(kāi)，而速度快的電動(dòng)車則可能會(huì)直接栽進(jìn)去，這對(duì)行人的行車安全造成巨大安全隱患。由于排水井大部分都在非機(jī)動(dòng)車道，為了避開(kāi)排水井，很多人在騎行時(shí)會(huì)選擇機(jī)動(dòng)車道，但這樣反而不安全，不僅對(duì)其本身來(lái)說(shuō)是一種巨大的安全隱患會(huì)，而且會(huì)阻礙機(jī)動(dòng)車的行駛。因此，要加強(qiáng)對(duì)排水井周圍路面沉降的防護(hù)。

2.3 車轍

當(dāng)公路車輛渠道化以后，車轍問(wèn)題逐漸成為主要病害。我國(guó)已通車的多數(shù)公路都使用規(guī)范中的連續(xù)式密集配。瀝青混凝土的高溫抗形變能力較差，不能承受重載交通的反復(fù)作用，容易產(chǎn)生嚴(yán)重轍槽[5，8-10]。但拉薩市區(qū)及周邊地區(qū)的道路路面幾乎沒(méi)有車轍損壞，大部分表現(xiàn)為路面老化、裂縫、沉降等。車轍損壞較少的原因可能有兩方面：一方面是拉薩地廣人稀，車流量不大，建設(shè)項(xiàng)目較少，沒(méi)有大量掛車、貨車等大型載重車輛行駛；另一方面，拉薩及周邊地區(qū)瀝青路面尚未普及，“白改黑”未徹底進(jìn)行，大部分道路仍為水泥混凝土路面。然而，青藏公路那曲至拉薩段的車轍卻十分嚴(yán)重，拉薩至那曲方向的車轍并不明顯。這主要是因?yàn)榍嗖鼐€上有大量載重汽車行駛，駛?cè)肜_時(shí)為滿載，駛出拉薩時(shí)為空載，才產(chǎn)生了這一奇怪現(xiàn)象。由于大量貨車的行駛，偶爾還會(huì)有超載貨車，因此，僅在路面材料上改進(jìn)并不能有效防止車轍，還應(yīng)提高路基路面的壓實(shí)度。

3 防治建議

路面裂縫的防治：第一，必須提高路基的壓實(shí)度，以保證路基的穩(wěn)定性[11]；第二，應(yīng)提高路面材料的低溫抗裂性能，避免低溫縮裂現(xiàn)象；第三，還應(yīng)采用抗老化性能優(yōu)良的瀝青材料（如添加了適量納米TiO2的改性瀝青[1]），緩解路面老化引起的疲勞拉裂[12]；第四，及時(shí)檢修，及早發(fā)現(xiàn)，及早處理，及時(shí)養(yǎng)護(hù)，避免產(chǎn)生龜裂、網(wǎng)裂。

路面沉降的防治：因路面沉降受地下水的影響較小，壓實(shí)便成了重中之重，最重要的是標(biāo)距取樣檢測(cè)，提前確定土質(zhì)是否滿足承載要求，并換填掉路基嚴(yán)重不穩(wěn)地段的路基土，尤其是高原凍土[13]，再提高路基路面的壓實(shí)度，尤其是排水井周圍，壓路機(jī)壓實(shí)后，還應(yīng)反復(fù)進(jìn)行夯實(shí)，盡可能減小沉降量，排水井周圍還可以適當(dāng)緩和抬高，以滿足沉降需要。

車轍的防治：除了提高路基路面的壓實(shí)度外，還應(yīng)改進(jìn)路面材料，適當(dāng)將柔性路面改為半柔性路面，盡可能最大化地提高路面的剛度，并結(jié)合限制車輛載重的間接措施，以有效防止車轍的產(chǎn)生。

4 結(jié)語(yǔ)

本文的研究為高寒高海拔地區(qū)的道路建設(shè)提供了重要參考依據(jù)，同時(shí)也為后續(xù)道路的維修養(yǎng)護(hù)提供研究基礎(chǔ)。路基病害主要表現(xiàn)為路面損壞，在對(duì)路基路面進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行全面分析，進(jìn)行總體規(guī)劃評(píng)價(jià)[5]，綜合采用新技術(shù)、新工藝、新材料以避免路基路面病害的產(chǎn)生，為拉薩道路狀況的改善奠定基礎(chǔ)。

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