公路自然区划

根据全国各地气候等条件对公路工程的影响而划分的地理区域

公路自然区划【climatic zoning for highway】指的是根据全国各地气候、水文、地质、地形等条件对公路工程的影响而划分的地理区域。

定义

根据公路工程的地理，气候差异特点，自然区的划分，按其重要性和规模的大小分为三个等级。一级区划是按自然气候，全国轮廓性地理，地貌划分的，全国共划分七个一级区；二级区划是在一级区划内，考虑水温状况不同，以潮湿系数为主导标志，按公路工程的相似性及地表气候的差异，进一步划分二级区以及与二级区划相当的副区，全国共分为33个二级区和19个副区。三级区划是二级区的进一步划分。由于各地区的特点和掌握的调查研究资料不充分，还不具备划分条件，再则，三级区不一定要列入全国性的范围，由个省，自治区自行划分，以便更切合当地的实际情况。

我国地域辽阔，各地气候、地形、地貌、工程地质和水文地质等自然条件差异很大，而这些自然条件与公路建设密切相关。为反映不同地区公路设计与施工的特点，交通部制定了《公路自然区划标准》（JTJ003-86），将具有相同自然条件的地区归类。

原则

（1）道路工程特征相似的原则

在同一区划内，在同样的自然因素下筑路具有相似性。例如，北方不利季节主要是春融时期，有翻浆病害；南方不利季节在雨季，有冲刷、水毁等病害。

（2）地表气候区划差异性的原则

地表气候是地带性差异与非地带性差异的综合结果。通常，地表气候随着当地纬度而变，如北半球，北方寒冷，南方温暖，这称为地带性差异。除此之外，还与高程的变化有关，即沿垂直方向的变化，如青藏高原，由于海拔高，与纬度相同的其他地区相比，气候更加寒冷，即称为非地带性差异。

（3）自然气候因素既有综合又有主导作用的原则

即自然气候的变化是各种因素综合作用的结果，但其中又有某种因素起着主导作用。例如，道路冻害是水和热综合作用的结果，但是在南方，只有水而没有寒冷气候的影响，不会有冻害，说明温度起主导作用；西北干旱区与东北潮湿区，同样都有负温度，但前者冻害轻于后者，说明水起主导作用。

方法

为使自然区划便于在实践中应用，结合我国地理、气候特点，将全国的公路自然区划分为3个等级。

一级区划首先将全国划分为多年冻土、季节冻土和全年不冻三大地带，再根据水热平衡和地理位置，划分为冻土、湿润、干湿过渡、湿热、潮暖、干旱和高寒7个大区。

Ⅰ区：北部多年冻土区；

Ⅱ区：东部温润季冻区；

Ⅲ区：黄土高原干湿过渡区；

Ⅳ区：东南湿热区；

Ⅴ区：西南潮暖区；

Ⅵ区：西北干旱区；

Ⅶ区：青藏高寒区。

二级区划是在每个一级区内，再以潮湿系数为依据，分为6个等级。

二级区划是在一级区划的基础上以潮湿系数为主进一步划分。潮湿系数K为年降雨量R与年蒸发量Z之比，即K=R/Z，按全年的大小分为6个等级。

过湿区：K>2.00；

中湿区：1.50

湿润区：1.00

润干区：0.50

中干区：0.25

过干区：K≤0.25。

除了这6个潮湿等级外，还结合各个大区的地理、气候特征（如雨季、冰冻深度）、地貌类型和自然病害等因素，将全国分为33个二级区和19个二级副区（亚区），共有52个二级自然区。

三级区划是二级区划的进一步划分，由各省、自治区自行划定。划分的方法有两种：一种是以水热、地理和地貌为依据；另一种是以地表的地貌、水文和土质为依据。

设计要点

我国7个一级公路自然区划的路基路面设计注重的特点各有不同，根据各地区经验，可大致归纳如下。

（1）Ⅰ区：北部多年冻土区

该区北部为连续分布多年冻土，南部为岛状分布多年冻土。路面设计的重要原则是维持其冻稳性，保护冻土上限不至于下降，以防路基热融沉陷，导致路面破坏。在路基设计中是宁填勿挖。原地面植被不应破坏，路基填土应为冻稳性良好的土或砂砾，必须采用路堑时，应有保证边坡和基层稳定的措施。沥青面层因导热系数高，应相应抬高路基。结构组合中如设砂砾垫层，只能按蓄水不能按排水设计。

（2）Ⅱ区：东部温润季冻区

该区路面结构突出的问题是防止翻浆和冻胀。路基路面结构组合设计中，应使路基填土高度符合要求，结合当地自然条件，应采取隔温、排水和阻断毛细水上升等措施，以防止冻胀和翻浆。利崩水稳性、冻稳性好的材料修筑路面的基层，在水文土质不良的路段，可设置排水垫层，促进水排出，提高路基路面结构的整体强度。

（3）Ⅲ区：黄土高原干湿过渡区

该区特点是黄土对水分的敏感性，干燥土基强度高、稳定性好。路面结构组合的特点是必须选择不透水的面层或上封闭层，以防止雨水下渗造成黄土湿陷。潮湿地段应注意排水以保护路基。路肩横坡的设计应使水迅速排出。

（4）Ⅳ区：东南湿热区

该区雨量充沛、集中，雨型季节性强，台风暴雨多，水毁、冲刷和滑坡是道路的主要病害，路面结构应结合排水系统进行设计。该区水稻田多。土基湿软，强度低，必须认真处理。由于气温高、热季长，要注意黑色面层材料的热稳定性和防透水性；

（5）Ⅴ区：西南潮暖区

该区山多，土质多系碳酸盐类岩石风化形成，结构稳定。强度较好，石料丰富，有利于在设计中就地取材。对于水文不良路段，必须采取措施，稳定路基。岩溶地区应在详细地质勘测基础上进行设计，以保证路基路面的整体稳定性。

（6）Ⅵ区：西北干旱区

该区大部分地下水位很低，虽然冻深多在100～150 cm以上，但一般道路冻害较轻。个别地区，如河套灌区、内蒙古草原洼地，地下水位高，翻浆严重。丘陵区1.5 m以上的深路堑冬季积雪厚，雪水浸入路面造成危害，因此沥青面层材料应具有良好的防透水性，路肩也应作防水处理。由于气候干燥，因此砂石路面经常出现松散、搓板和波浪现象。

（7）Ⅶ区：青藏高寒区

该区局部路段有多年冻土，须按保温原则设计。结构设计应针对自然条件和工程病害，采取措施保证路基的整体稳定性。由于地处高原，气候寒冷，昼夜气温相差很大，紫外线照射强，因此沥青老化很快。又由于年平均气温相对偏低。因此路面易遭受冬季雪水渗入而破坏。

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