山西省公路自然区划

路基路面作业

目录

一、山西省地理位置...................................................................................................................................... - 1 -

二、山西省地势特点...................................................................................................................................... - 1 -

1、高差悬殊挺拔高耸.......................................................................................................................... - 2 -

2、山地丘陵多平原少.......................................................................................................................... - 2 -

3、黄土广布地面侵蚀强烈.................................................................................................................. - 2 -

4、南低北高呈阶梯状抬升.................................................................................................................. - 2 -

5、山峦重叠山脉走向斜断................................................................................................................ - 3 -

6、山脉交错构成山结........................................................................................................................ - 3 -

7、两大分水岭河流周边辐射.............................................................................................................. - 3 -

三、山西省地貌、土质、水文的概况分析.................................................................................................. - 3 -

1、地貌状况............................................................................................................................................ - 3 -

1.1 东部山区及高原区................................................................................................................... - 4 -

1.2 中部盆地区............................................................................................................................... - 4 -

1.3 西部山地区............................................................................................................................... - 4 -

2、土质概况............................................................................................................................................ - 4 -

3、水文概况............................................................................................................................................ - 4 -

3.1 气候........................................................................................................................................... - 4 -

3.2 地下水分布............................................................................................................................... - 5 -

3.3山西河流分布............................................................................................................................ - 5 -

四、山西公路工程的自然条件特点.............................................................................................................. - 5 -

五、路基路面的设计要求路基路面的设计要求 .......................................................................................... - 5 -

六、三级区划的原则和方法.......................................................................................................................... - 5 -

七、对自然区划的见解.................................................................................................................................. - 6 -

八、山西境内具体区划表.............................................................................................................................. - 7 -

山西省三级公路自然区划

一、山西省地理位置

山西省是中国的一个内陆省份，位于黄河中游东岸，华北平原西面的黄土高原上，省境四周山环水绕，与邻省的自然境界分明。东以太行山与河北省为邻；西、南隔黄河与陕西省、河南省相望；北以外长城为界与内蒙古自治区毗连。全省疆域轮廓呈东北斜向西南的平行四边形，南北间距较长，最南端在芮城县南张村南，北纬34°34′；最北端在天镇县远头村北，北纬40°44′。纵长约682千米。东西间距较短，最东端在广灵县南坑村东，东经114°33′；最西端在永济市长旺村西，东经110°14′。宽约385千米。全省总面积为15.6万平方千米，[1]占全国总面积的1.6%。

二、山西省地势特点

山西省地处太行山与黄河中游峡谷之间，位在我国三大阶梯状地形上第二阶梯中部的前缘带，伟然屹立于华北大平原的西侧。通常被认为是我国黄土高原的一部分，而实质上它的主体是一个有黄土覆盖的起伏较大的山地型高原，称为“山西高原”。

1、高差悬殊挺拔高耸

省境内最高处是五台山的北台顶。海拔3058米，最低处，在垣曲县黄河谷地西阳河口海拔不足180米，高低相差2800余米。全境的大部分地区，均在1000米以上,五台山区尤为高亢，高出2500米的山峰有北台、东台、中台、西台、大黄尖山及黑位旦尖等十余座，素有“华北屋脊”之称。此外，芦芽山区的荷叶坪（2784米）及黄草梁、管涔山顶十余座山峰,关帝山区的南阳山2831米）、赫赫岩、北云顶山，骨脊山等十余座山峰,海拔也都超过2，500米。这些山区，与周边山麓基面的相对高度均达1500--2000米。地势的巨大高差是各个山地形成白然景观垂直分异的重要原因。

2、山地丘陵多平原少

省境地形多样，山地、丘陵、残塬、台地、谷地、平原等交错分布，而以山地,丘陵为主。据初步量算，全省的山地、丘陵、平原三大类地形各占 40.0%、40.3%、19.79%大体成4:4:2对于各地市，其分布比例状况又相去较大，它们分别是：雁北地区45.8％31.0%、23.2%，忻州地区53.5%、36%、10.955吕梁地区42.4，49.3、8.4%，晋中地区45.3%、38.0%、16.7%，临汾地区29.2%、51.6.2%，朔州市 34.55、34.3%、31.2%，太原市56.8%、25.5%,17.7%，阳泉市 34.9%，64.6%、0.5%，长治市35.9%、44.3%、19.8%，晋城市37.5%、51.3%、11.2%。从全省范围看，总的地势是“两山夹一川”东西两侧为山地和丘陵的隆起, 中部为一列串珠式盆地沉陷, 平原分布其间。平原面积小又是人口及其经济活动的集聚区, 适于农作物生长的土地有限, 制约了耕作业的发展，广阔的山丘陵，适合林木与草坡发育，为林、牧业提供了充裕的基地；加之山区的矿产资源和生物资源又为工、副业开拓了前景。从而有利于综合发展和多种经营。

3、黄土广布地面侵蚀强烈

地面侵蚀切割强烈。黄土是风成作用形成的特殊堆积物，我国的黄土高原以其独特的地貌形态称著于世。山西普遍分布着黄土，被认为是黄土高原的一部分。随着地势起伏和下伏基岩地形的影响，黄土又集中成片分布在吕梁山脉以西的晋西沿黄河诸县，与陕北陇东的黄土高原主体连接，覆盖厚度大多在100--150米。此外，黄土还散布于山麓洪积台丘、洪积扇、山间盆地、台地、山间宽谷等处，一般厚度30～50米。黄土地貌的主要形态类型有：黄土残源、破碎黄土源、梁状丘陵、峁状丘陵、缓坡丘陵、黄土台地。还有山间黄土盆地、黄土坪、宽谷阶状梁坡等。黄土分布地区，水土资源大量流失，地力减退，耕地缩小，给当地农业生产造成巨大损失。据初步统计，全省水土流失面积占总土地的60.8%。晋西二十九县，土地面积占全省的29.6%，每年流入黄河的泥沙高达2.9亿吨，占全省泥沙年流失量的63.0%。水土流失严重地区,每平方公里沟壑长度4-5公里,每平方公里每年流失泥沙

8000--12000吨.控制和防治水土流失，是改变山西自然面貌和发展山区经济、恢复生态平衡的当务之急，需要全力、成片、持久地开展。

4、南低北高呈阶梯状抬升

山西高原中部，是一串呈ｓ形的断陷盆地所展布。从南到北,它们依次是运城及临汾、太原、忻定、大同等五个盆地。其盆底的平均海拔分别是320--400米、450--600米、700--800米、800--900米、1000--1100米。如果将各盆地看作是各个地势基面,从与运城盆地相似高度的陕西省关中平原起算，从南到北跨越山西全境，直至东北方向海拔约1400米的河北省张北高原，地势呈阶梯状逐渐升起，平地跨度已达1000米。从再大范围衡量，也可将其看作是从华北大平原向内蒙古高原的过渡，强调指明这一地势特征,不难看出，山西省正巧处在纬度地带递变与垂直地带递变在顺向上的叠加,从而加强了

自然景观的演替变化，使省境内自然地带的跨幅大为缩短。

5、山峦重叠山脉走向斜断

山西山地高耸，按地质力学构造体系，东部山地属华夏体系和新华夏体系控制山体走向多呈北东向及北北东向；西部山地为祁吕贺大山字型东翼，走向南北向蚌北东向。这样的山势，恰与夏季东南季风的来向相垂直，或成斜交，形成天然屏障，阻挡着潮湿气团不易向内陆伸入省境东部山地、晋东南高原和西部山地，地势抬升，迎风玻降水较多，年平均降水量都在600毫米以上；个别山区如五台山、中条山东段年降水量可达800毫米以上，芦芽山、关帝山亦达700毫米，气候颇为湿润。而背风面的中部盆地区和晋西、晋西北丘陵，年降水量只有400--500毫米。出省境再向西北，内蒙古的鄂尔多斯、河套等地，年降水量仅及200毫米左右。这都是山西地势阻拦东南季风所使然。在冬季，强大的大陆干冷气团，来势凶猛，长驱直入山西地势又难以沮隔，降温早，降温幅度大：海拔高起，气温低，冬季时间长。

6、山脉交错构成山结

所谓山结，即不同走向的山脉相交汇，从而扭结在一处，山结点一般海拔比较高。山西山地多，脉络一般较清晰，但走向不一。乐部相互平行的长城山、六梭山、恒山、五台山、系舟山、太岳山、中条山等山脉都呈北东向，但均受北北东向转南北向的行山脉所截，构成一些不太明显的山结。西部的吕梁山脉，由北北东转北东向继而转为南北向，山结点较多，省境内突出的山结有：六梭山、五台山东台顶、黑驼山、管滓山、南阳山、绵山、高天山、舜王坪等对山结的认识，主要就形态而言，能便于把握局部地区的山势脉络，找出一定控制点还能在一定程度上有利于“地质力学体系”的构造形迹在性质、级别、序次等方面的分析。

7、两大分水岭河流周边辐射

省境西面及南面，为黄河围绕，东面及东南面向华北平原陡斜。是众多河流的发源地，而向省境外放射流出，山西河流属山地型，它们的长度较短、流域窄小、比降大、冲刷强、含纱量大；另一特点是季节性的河流多，其洪水期集中、枯水季节长及流量变率大。全省流域面积在4000平方公里以上的河流有八条，它们是汾河、三川河、听水河、涑水河、沁河，桑干河、滤沦河、漳河。分属于黄河和海河两个水系，黄河流域占全省总土地面积的62%，海河流域占38%。分水岭大致从省境的西北向来南斜穿而过。从地表水源看，山西为全国严重缺水省区之一。除盆地区和宽谷地段能引用河水灌溉外，地表水大量疏出省境。水库数量不多，库容有限，且多受泥抄淤积。黄河干流流经省境公里，谷深被高，水湍流急，尚难于大规模利用。

三、山西省地貌、土质、水文的概况分析

1、地貌状况

山西省是个黄土广泛覆盖的隆起地区,东起太行山, 西南界黄河,北临长城。整体轮廓略呈沿北东—南西拉长的平行四边形。全省的山地、丘陵、平原三大地形各占40.0 %、40.3 %、1 9.7%,大体成4 ：4 ：2 的比例。

1.1 东部山区及高原区

省境东部山地以太行山一脉为主脊, 向西侧呈梳状延伸, 包括被山地环绕的晋东南高原, 其东与华北平原, 西与一系列断陷盆地相接, 界限十分明显。除太行山外, 从北到南主要有长城山、六棱山、恒山、五台山、系舟山、太岳山、霍山、王屋山、中条山等海拔都在1800米以上。大都呈北东—南西间平行排列, 且北坡陡, 南坡缓, 形成一侧翘起的单面山, 陡坡面均以大断层与盆地相接。山山之间构成了多个小型盆地, 如广灵、灵丘、五台、盂县、寿阳、黎城、垣曲等盆地。

1.2 中部盆地区

省境中部有一串从东北向西南延伸的雁行排列断陷盆地, 它们是山区高原整体隆起形成的一条大的断裂沉降带。在总的沉降中,相对又有4 个横向小的隆起, 从而形成5 个盆地。它们是大同、忻定、太原、临汾、运城等盆地, 其盆地的平均海拔分别是1000-1100米、800-900米、700-900米、450-600米、320--400 米。盆地间相对隆起分别是恒山、石岭关、韩侯岭、娥媚台地。

1.3 西部山地区

省境西部山地, 以吕梁山为主脊,包括雁北的洪涛山、黑陀山,以及左右平低中山缓坡丘陵,向西直抵黄河的禹门口。山势北高南低,北、中部山体走向北东, 海拔多在2000米以上,南部走向南北,高1500米以上,山脉东侧较为陡峻,西侧斜缓。

1.4 晋西黄土丘陵区

吕梁山脉以西,内长城以南,黄河以东,直至禹门口以北的狭长地带,属我国黄土高原主体的东部。区内除临县紫金山(1872米)、吉县人马山(1742米)以及一些孤立于高原之上的岛状山外,整个地面都被10米左右厚的黄土覆盖,海拔80 - 1600 米,北高南低,东向西斜。

2、土质概况

山西省的土质差异不大, 土壤从南到北粘粒成份逐渐减少, 砂砾成份逐渐增多, 土壤的液限和塑性指数逐渐减少。土组从粉质亚砂土逐渐过渡到亚砂土。

3、水文概况

3.1 气候

山西省地处中纬度地区,属大陆性季风气候, 按全国气候区划,本省分属温带、暖温带气候。内长城以北的雁北地区属温带半干旱气候；内长城至昔阳一太岳山一河津一线为暖温带半干旱气候,其南部为暖温带半湿润气候。本省气候的主要特点是:冬季寒冷干燥, 时空温差悬殊, 夏季降雨集中,春季较为短促。山西的气温地域分布上,总的趋势是由北向南逐渐升高, 由盆地向高山逐渐降低。省境中部的东西山区和雁北地区年平均气温在8℃以下, 其中晋北地区为4～6 ℃ , 中高山区为4 ℃以下, 忻定、太原盆地晋西北黄河延岸, 晋东的阳泉、平定及晋东南大部分地区年平均气温为8 ~ 10 ℃ ; 临汾、运城盆地及中条山以南河谷地带年平均气温达12～14 ℃。

山西北部地区土壤封冻时间长, 冻土层厚, 南部地区、特别是川谷地带封冻时间较短、冻土层薄, 东部、西部及北部的大部分地区封冻期一般始于10 月中旬, 终于次年4 月中旬, 最大冻深均超过1米, 大同、右玉、偏关一带1.50～1.92 米。太原、临汾盆地、西部黄河谷地,晋东南丘陵盆地及阳泉、昔阳以东地区, 一般始于1 月上旬, 终于次年3 月上旬,最大冻土深度为0.5～1.0米,运城盆地及中条山东、南部的川谷地带, 封冻期从1 月下旬开始至次年3 月上旬结束。

山西大部分地区年降雨量介于60～650毫米之间。在地理分布上表现为从东南向西北递减。晋东南大部分地区、临汾东山地区的安泽和古县、晋中东山区的榆社、和顺、昔阳等县的部分山区及吕梁

山海拔1500米以上的山区, 年降雨量为60一70毫米,临汾和运城在50～550毫米,太原盆地为450

一500毫米,忻定盆地450 毫米左右,大同盆地及繁峙、平鲁西部等地为少雨区, 年降雨量不足400毫米。

3.2 地下水分布

山西省的地下水位的分布差异较大,几块盆地的地下水位大部分在1.0～7.0米,极个别地方小于1.0米,山区的地下水分布较深,对公路建设几乎没有影响。

3.3山西河流分布

山西河流众多,流域面积在100平方公里以上的河流，全省约有240多条，其中流域面积大于4000平方公里的有汾河、沁河、涑水河、三川河、昕水河、桑干河、滹沱河、漳河等8条。前5条向西、向南流，属黄河水系；后3条向东流，属海河水系。汾河是省内最大河流，源于管涔山脚下的雷鸣寺，长710公里，纵贯省内中部，至万荣县庙前村附近汇入黄河，流域面积广阔，是省内主要农业地带。沁河发源于太岳山二郎神沟，流经沁源、安泽、沁水、阳城等县，而后切穿太行山流入河南省，汇入黄河，全长450公里（省境内351公里），流域面积广阔，是山西水力资源最丰富的河流之一。涑水河源于绛县横岭关，向南入黄河，全长196公里，流域面积5548平方公里。昕水河有南、北两支上源，北支源于隰县北石楼山，南支源于蒲县东北南耀山，两支于午城交汇，西流注入黄河，全长134公里，流域面积4321平方公里。三川河由北、东、南三川在离石县城至交口镇之间汇集而成，流经方山、离石、中阳、柳林4县，流域面积4161平方公里，多年平均径流量广阔。海河在山西境内长400余公里，流域面积占全流域面积（23.4万平方公里）的25%，汇水面积广阔，占全省面积的。桑干河在山西境内长252公里，流域面积广阔。滹沱河在山西境内长330公里，流域面积广阔。漳河在山西分清漳河和浊漳河两支，清漳河流经太行山区，在黎城下清泉进入河北省，境内河长150公里，流域面积4043平方公里；浊漳河经长治盆地，在平顺马塔村流入河南省，境内河长223.2公里，流域面积广阔。

四、山西公路工程的自然条件特点

山西属于黄土高原干湿过渡区，晋西北部是山西的主要黄土覆盖区。由于长期水蚀作用，形成黄土丘隆沟壑地形。吕梁山向北延伸，在黄土区交错，构成黄土丘陵山地之特殊地貔。塬面海拔一般在1000米以上。年均气温4．5—8．8℃，降水450一600毫米，因地而有差异。由于人类活动的长期影响，自然植被遭到严重破坏很严重。山西处于东部温润季冻区向西北干旱区和西南潮暖区的过渡区，以集中分布黄土和黄土状土为其主要特点，地下水位深，土基强度较好，边坡能直立稳定。公路面临的主要问题是粉质大孔性黄土的冲蚀和与遇水湿陷。因为湿度较低，翻浆自东向西，自北向南显著减轻，新构造活跃的西部地震较少，病害较多。河谷盆地有次生黄土分布，边坡稳定不如典型黄土。春季公路翻浆，山区有山洪、泥石流等病害。

五、路基路面的设计要求路基路面的设计要求

路基路面的设计要求：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。对路肩横坡的设计应使水迅速排出。掺灰类结构物层是稳定的路面基层结构。在石料基层下增设砂砾底基层，亦为本区常用。

六、三级区划的原则和方法

为了区分不同的气候、地形、水文和对土质条件公路工程影响的差异性, 并在路基路面设计、施工和养护中采取合适的技术措施和趋于准确的技术参数, 以保证路面的使用质量, 特制定三级区划。

三级区划的方法有两种，一种是按照地貌、水温和土质类型将二级区进一步划分为若干类型单位的类型区别；另一种是继水热、地理和地貌等为标志将二级区进一步划分为若干更低级区域的区域划分。山西自然区划是采用的是第一种方法。

根据以上原则, 在前面对山西省地貌、水文和土质的论述基础上,山西省三级区划的主导因素是以最大冻深为主要标志。最大冻深与土质、地貌进行了相关分析,对边界条件进行了必要的修正, 把山西省划分为10个三级自然区即：Ⅲ1a-1,Ⅲ1a-2, Ⅲ2a, Ⅲ1-1, Ⅲ1-2, Ⅲ1-3, Ⅲ2-1, Ⅲ2-2, Ⅲ4-1和Ⅲ4-2。

山西省被划分为5个三级自然区，即Ⅲ1山西山地、盆地中冻区，Ⅲ1a雁北张宣副区，Ⅲ2陕北典型黄土高原中冻区，Ⅲ2a榆林副区，Ⅲ3甘东黄土山地区，Ⅲ4黄渭间山地、盆地轻冻区。

各区划的特征与指标值（表1）。

七、对自然区划的见解

黄土对于道路的路基选址以及道路的修筑过程都有一定的限制，所以在公路选线规划，设计，施工中都要充分的了解有关于当地的一些地质状况以及降雨等影响道路稳定性的因素。

山西省就是典型的黄土代表，它的岩土性质对于黄土地区修筑道路有一定的帮助和工程借鉴。山西省地形复杂，就有高山和盆地以及河流等等。

在道路规划选线时，要获取当地的自然区划资料，根据岩土地质状况进行合理的规划，避开岩土地质，气候不利地带；道路施工中，道路所需的建筑材料，以及筑路特点要根据当地的自然区划进行选取和设计，选取材质合理，材料配比优良的材料，对路基边坡，排水设施，挡土墙等的设计以及路面材料是否设置垫层进行合理设计，防止道路各种病害的发生，道路受自然因素的影响特别大，因为它裸露在自然界中，路面材料容易老化破坏，又有降水会影响路基的稳定性，容易造成滑坡，塌方，沉落，冻胀与翻浆等病害。

在进行自然区划时，要全面的调查，统计各种地貌，地质，气候，水文资料，就各种因素对道路的影响程度合理安排和控制，一级区划根据在大范围内的气候，地理和地貌等条件的差异，一级黄土地区筑路的特殊性，将全国划分为7个一级自然区，二级是在一级的基础上，以潮湿系数K为主要指标，再结合气候特征，地貌类型，自然病害等因素，将全国划分为33个二级区，19个副区，三级区划以二级区划为基础进一步划分，可根据当地情况划定。

自然区划的设置同时大大降低了工程施工的难度，可以根据工程类比的思想进行筑路，对相似的地质状况有据可以，增强对照，加快工程进度，降低工作量，提高效率，自然区划为设计施工提供可靠保证。

自然区划对于工程施工有着极大的影响作用，熟悉自然区划对于工程施工有着积极作用。所以自然区划能降低工程施工时间以及工程费用。

八、山西境内具体区划表

山西所属地区：根据以上标准，山西属于Ⅲ1区，根据资料显示山西将其所在区域划分为十个三