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【摘 要】 自然环境对道路的影响主要表现在温度和水两方面，同时大气中的空气、阳光对沥青路面也有重要影响。气温能引起路面各种裂缝；沥青路面的高温稳定性受温度影响很大：随着温度升高，沥青的黏滞度降低，沥青混合料黏聚力也随之降低。并且由温湿度的综合作用还会产生冻胀、翻浆等病害。可见，环境因素是影响沥青路面性能的重要因素。
【关键词】 环境因素；温度；湿度；水损坏；强度
路面早期破损已成为沥青路面的主要危害之一，早期病害一旦出现，维修起来不但费时费力，而且会影响道路正常使用，为有效预防病害发生，必须深入研究各种病害形成机理、预防措施。路面结构完全处在自然环境中，经受着外界环境因素的影响，加之行车荷载作用，经过一段时间，使用功能大大受损。因此，应注重环境因素对路面结構影响及破坏，尽量从一开始就改善路面环境，从根源上为路面结构功能实现构造良好前提。
自然环境对道路的影响主要表现在温度、水两方面。同时大气中的空气、阳光对沥青路面也有重要影响。据观测资料，由于路面对太阳辐射热的吸收作用，沥青路面的最高温度可比气温高出23℃，阳光、空气等大气因素可以引起沥青路面老化，使沥青丧失黏塑性。路面变得脆硬、干涩而无光泽，抗磨性能降低，在行车荷载作用下相继出现松散、裂缝以至大片龟裂。
1 气候与环境对道路工程作用的特殊性
首先，道路在空间上呈带状延伸，是一个带状结构物，跨越不同的地质，水文地质地段，不像其他土木建筑只占据空间一个点，地基可通过人工处理，而道路的不良地基则不可能完全靠人工处理。其次，路基路面直接暴露在大气之中，经受着持续变化的外界环境因素（如外界气温、太阳辐射、地面反射等）的影响。
2 温度变化和湿度变化对路基路面结构的影响
路基路面材料的强度和刚度随其温度和湿度的变化而变化。路基路面材料的体积也随路基路面结构内温度和湿度的升降而产生膨胀和收缩，当这种胀缩受到约束时便产生温度和湿度应力，进而对道路结构破坏性作用。影响路面结构内温度状况的主要分为以下两种因素，外部条件：主要是气候条件，如气温、降水量和蒸发量等。其中主要是气温。内部因素：路面各结构层材料的热物理特性参数，如热传导率、对辐射热的吸收能力等。
2.1温度对道路的影响
骤然降温的影响：冷空气、大雨的影响出现会导致沥青混凝土路面的表层温度大幅度下降，而其内部的温度下降得相对较慢，这样就使路面内外温度形成差距，造成拉应力变化从而导致裂痕。若道路所在当地气温昼夜温差大，就会使路面长期经受反复的膨胀和收缩，使物质内部的组织结构发生变化。随着气温的降低，沥青的黏滞度增高，强度增大，变形能力降低，此时易出现脆性破坏。气温下降，特别是急骤降温时，沥青层受基层的约束而不能迅速收缩就会生产很大的温度应力，若累计温度应力超过沥青混合料的极限抗拉强度时路面便会开裂。在高温条件或荷载作用下，沥青路面会产生变形，其中不能恢复的部分形成车辙病害。如果得不到及时、恰当的维修，路面车辙病害将加剧路况的恶化，直接威胁行车安全，也会大大缩短沥青路面使用寿命。
如果路面的基层为半刚性基层，由于其自身刚度大，抗变形能力较差，在温度骤然下降时会产生收缩变形，而其下卧层（土基或底基层）与该层之间的摩阻作用抑制了其收缩，从而在该层内部产生拉应力，当此应力超过其抗拉强度时基层就会产生裂缝。半刚性基层开裂以后，在沥青面层与半刚性基层间的裂缝处会形成一个“薄弱点”，该点在荷载应力与温度应力的共同作用下会使沥青面层底面产生应力集中。如果沥青面层较薄，则会引起开裂，随之在行车和大气因素的反复作用下，裂缝逐渐向上扩展。直至沥青层表面。这种裂缝称为反射裂缝，它一般为横向裂缝。
对于已出现的裂缝，应采取以下措施：对较小的纵缝和横缝，一般用灌注热沥青材料加以封闭处理。对于较大的裂缝。则用填塞沥青石屑混合料处理。对于大面积的龟裂、网裂，通常采用加铺封层或沥青表面处置的方法进行处理。网裂、龟裂严重的路段在补强基层后重新翻修，沥青面层常有因基层施工质量不高而引起的反射裂缝。因此，在基层施工中，及时的养护、良好的接头处理及整体强度是有效防治沥青面层反射裂缝的有效方法之一。为了延缓和减少反射裂缝的发生，可采取以下几种措施：①选用符合“重交通道路石油沥青技术要求”的沥青，或采用实践证明行之有效的改性沥青；②采用适当的沥青面层厚度，或在沥青面层与半刚性基层之间设12cm～15cm的碎石过渡层；③当采用二灰稳定粒料或灰土稳定粒料时，集料含量应控制在75%-85%，以增强抗裂性能；④在半刚性基层顶面或沥青层之间设置各种土工合成材料，或者提高沥青混合料的抗拉强度和抗变形能力。
因此，尽管我们不可能改变天然的气候状况，但若能采取可能的措施，降低路面温度，例如采取浅色的石料，种植行道树，改善路面的通风等，将有利于保持沥青路面稳定。
2.2湿度对道路的影响
路基两大损坏分别为水损及冻害。而路基强度随含水量的变化而波动因此路基湿度变化对路面结构有着重要影响：湿度增大，路基的强度与刚度降低引起柔性路面因路基过大变形而路面结构疲劳开裂；刚性路面则造成局部脱空因此被弯拉断板；半刚性路面的层底拉应力增大。
路面的湿度主要有以下几个来源：
①路面的表面裂缝水；
②透水性表面（例开级配沥青面层）渗水；
③路面边缘渗水；
④水从路肩横向移动；
⑤渗流水（与地下水有别）；
⑥地下水的毛细作用；
⑦春季时期高水位（液态及气态）。
2.3湿度与温度综合作用的影响
公路冻胀与翻浆是多种因素综合作用的结果。土质、水、温度与路面及行车荷载等是影响冻胀的五个主要因素。翻浆除受这几个因素的影响外，还受行车荷载因素的影响。在上述诸因素中，温度和水是形成冻胀与翻浆的基本条件。冻胀与翻浆的过程，实质上就是水受温度影响在路基中迁移、相变的过程。路基附近地表积水及灌溉会使路基土的含水量增加，使地下水位升高，从而促成冻胀与翻浆的形成。
为了预防冻胀与翻浆，我们可从如下几方面着手：
（1）做好路基排水。良好的路基排水可防止地面水或地下水侵入路基，使土基保持干燥，减少冻结过程中水分聚流。可采用管渗沟和截水渗沟来排走路基范围内的水分。
（2）提高路基填土高度。是一种简便易行、效果显著且比较经济的常用措施，同时也是保证路基路面强度和稳定性，减薄路面，降低造价的重要途径。
（3）设置隔离层。隔离层设在路基中一定深度处，其目的在于防止水分进入路基上部，从而保持土基干燥，起到防治冻胀与翻浆的作用。
（4）换土。采用水稳性好、冰冻稳定性好、强度高的粗颗粒土换填路基上部，可以提高土基的强度和稳定性。
（5）注意路槽排水。在冻胀与翻浆严重地段，应注意做好路槽排水，通常采用砂垫层和横向盲沟等措施。
（6）加设防冻层。在中、重季节冻结区和多年冻土区的高级、次高级路面，在有可能冻胀的路段，为防止不均匀冻胀，按强度计算的路面总厚度小于设计时，应采用冰冻稳定性良好的材料加设防冻层补足。
3 结论
自然环境包含很多因素，而这些因素综合作用起来会对道路结构及其使用性能造成复杂的破坏，大大降低了设计道路的使用年限，增加了道路承载负担，因此，必须重视自然因素对道路结构及性能的影响与破坏，从设计阶段就选择适应当地环境的方案，避免造成不必要的损失，同时也要加强平时的养护，使设计道路充分发挥其使用价值。
【关键词】 环境因素；温度；湿度；水损坏；强度
路面早期破损已成为沥青路面的主要危害之一，早期病害一旦出现，维修起来不但费时费力，而且会影响道路正常使用，为有效预防病害发生，必须深入研究各种病害形成机理、预防措施。路面结构完全处在自然环境中，经受着外界环境因素的影响，加之行车荷载作用，经过一段时间，使用功能大大受损。因此，应注重环境因素对路面结構影响及破坏，尽量从一开始就改善路面环境，从根源上为路面结构功能实现构造良好前提。
自然环境对道路的影响主要表现在温度、水两方面。同时大气中的空气、阳光对沥青路面也有重要影响。据观测资料，由于路面对太阳辐射热的吸收作用，沥青路面的最高温度可比气温高出23℃，阳光、空气等大气因素可以引起沥青路面老化，使沥青丧失黏塑性。路面变得脆硬、干涩而无光泽，抗磨性能降低，在行车荷载作用下相继出现松散、裂缝以至大片龟裂。
1 气候与环境对道路工程作用的特殊性
首先，道路在空间上呈带状延伸，是一个带状结构物，跨越不同的地质，水文地质地段，不像其他土木建筑只占据空间一个点，地基可通过人工处理，而道路的不良地基则不可能完全靠人工处理。其次，路基路面直接暴露在大气之中，经受着持续变化的外界环境因素（如外界气温、太阳辐射、地面反射等）的影响。
2 温度变化和湿度变化对路基路面结构的影响
路基路面材料的强度和刚度随其温度和湿度的变化而变化。路基路面材料的体积也随路基路面结构内温度和湿度的升降而产生膨胀和收缩，当这种胀缩受到约束时便产生温度和湿度应力，进而对道路结构破坏性作用。影响路面结构内温度状况的主要分为以下两种因素，外部条件：主要是气候条件，如气温、降水量和蒸发量等。其中主要是气温。内部因素：路面各结构层材料的热物理特性参数，如热传导率、对辐射热的吸收能力等。
2.1温度对道路的影响
骤然降温的影响：冷空气、大雨的影响出现会导致沥青混凝土路面的表层温度大幅度下降，而其内部的温度下降得相对较慢，这样就使路面内外温度形成差距，造成拉应力变化从而导致裂痕。若道路所在当地气温昼夜温差大，就会使路面长期经受反复的膨胀和收缩，使物质内部的组织结构发生变化。随着气温的降低，沥青的黏滞度增高，强度增大，变形能力降低，此时易出现脆性破坏。气温下降，特别是急骤降温时，沥青层受基层的约束而不能迅速收缩就会生产很大的温度应力，若累计温度应力超过沥青混合料的极限抗拉强度时路面便会开裂。在高温条件或荷载作用下，沥青路面会产生变形，其中不能恢复的部分形成车辙病害。如果得不到及时、恰当的维修，路面车辙病害将加剧路况的恶化，直接威胁行车安全，也会大大缩短沥青路面使用寿命。
如果路面的基层为半刚性基层，由于其自身刚度大，抗变形能力较差，在温度骤然下降时会产生收缩变形，而其下卧层（土基或底基层）与该层之间的摩阻作用抑制了其收缩，从而在该层内部产生拉应力，当此应力超过其抗拉强度时基层就会产生裂缝。半刚性基层开裂以后，在沥青面层与半刚性基层间的裂缝处会形成一个“薄弱点”，该点在荷载应力与温度应力的共同作用下会使沥青面层底面产生应力集中。如果沥青面层较薄，则会引起开裂，随之在行车和大气因素的反复作用下，裂缝逐渐向上扩展。直至沥青层表面。这种裂缝称为反射裂缝，它一般为横向裂缝。
对于已出现的裂缝，应采取以下措施：对较小的纵缝和横缝，一般用灌注热沥青材料加以封闭处理。对于较大的裂缝。则用填塞沥青石屑混合料处理。对于大面积的龟裂、网裂，通常采用加铺封层或沥青表面处置的方法进行处理。网裂、龟裂严重的路段在补强基层后重新翻修，沥青面层常有因基层施工质量不高而引起的反射裂缝。因此，在基层施工中，及时的养护、良好的接头处理及整体强度是有效防治沥青面层反射裂缝的有效方法之一。为了延缓和减少反射裂缝的发生，可采取以下几种措施：①选用符合“重交通道路石油沥青技术要求”的沥青，或采用实践证明行之有效的改性沥青；②采用适当的沥青面层厚度，或在沥青面层与半刚性基层之间设12cm～15cm的碎石过渡层；③当采用二灰稳定粒料或灰土稳定粒料时，集料含量应控制在75%-85%，以增强抗裂性能；④在半刚性基层顶面或沥青层之间设置各种土工合成材料，或者提高沥青混合料的抗拉强度和抗变形能力。
因此，尽管我们不可能改变天然的气候状况，但若能采取可能的措施，降低路面温度，例如采取浅色的石料，种植行道树，改善路面的通风等，将有利于保持沥青路面稳定。
2.2湿度对道路的影响
路基两大损坏分别为水损及冻害。而路基强度随含水量的变化而波动因此路基湿度变化对路面结构有着重要影响：湿度增大，路基的强度与刚度降低引起柔性路面因路基过大变形而路面结构疲劳开裂；刚性路面则造成局部脱空因此被弯拉断板；半刚性路面的层底拉应力增大。
路面的湿度主要有以下几个来源：
①路面的表面裂缝水；
②透水性表面（例开级配沥青面层）渗水；
③路面边缘渗水；
④水从路肩横向移动；
⑤渗流水（与地下水有别）；
⑥地下水的毛细作用；
⑦春季时期高水位（液态及气态）。
2.3湿度与温度综合作用的影响
公路冻胀与翻浆是多种因素综合作用的结果。土质、水、温度与路面及行车荷载等是影响冻胀的五个主要因素。翻浆除受这几个因素的影响外，还受行车荷载因素的影响。在上述诸因素中，温度和水是形成冻胀与翻浆的基本条件。冻胀与翻浆的过程，实质上就是水受温度影响在路基中迁移、相变的过程。路基附近地表积水及灌溉会使路基土的含水量增加，使地下水位升高，从而促成冻胀与翻浆的形成。
为了预防冻胀与翻浆，我们可从如下几方面着手：
（1）做好路基排水。良好的路基排水可防止地面水或地下水侵入路基，使土基保持干燥，减少冻结过程中水分聚流。可采用管渗沟和截水渗沟来排走路基范围内的水分。
（2）提高路基填土高度。是一种简便易行、效果显著且比较经济的常用措施，同时也是保证路基路面强度和稳定性，减薄路面，降低造价的重要途径。
（3）设置隔离层。隔离层设在路基中一定深度处，其目的在于防止水分进入路基上部，从而保持土基干燥，起到防治冻胀与翻浆的作用。
（4）换土。采用水稳性好、冰冻稳定性好、强度高的粗颗粒土换填路基上部，可以提高土基的强度和稳定性。
（5）注意路槽排水。在冻胀与翻浆严重地段，应注意做好路槽排水，通常采用砂垫层和横向盲沟等措施。
（6）加设防冻层。在中、重季节冻结区和多年冻土区的高级、次高级路面，在有可能冻胀的路段，为防止不均匀冻胀，按强度计算的路面总厚度小于设计时，应采用冰冻稳定性良好的材料加设防冻层补足。
3 结论
自然环境包含很多因素，而这些因素综合作用起来会对道路结构及其使用性能造成复杂的破坏，大大降低了设计道路的使用年限，增加了道路承载负担，因此，必须重视自然因素对道路结构及性能的影响与破坏，从设计阶段就选择适应当地环境的方案，避免造成不必要的损失，同时也要加强平时的养护，使设计道路充分发挥其使用价值。