風積沙公路路基在新疆公路建設中的應用

李清怡

（中建新疆建工路橋工程有限公司，新疆 烏魯木齊 830054）

0 引言

通過對風積沙的物理特性與相關的試驗結果分析得出，風積沙筑成的路基具有穩定性高、路基的沉降量小、沉降發生的速度快、水穩定性強等優勢。但是，風積沙筑成的路基，在天然狀態下，容易松散，內聚力很小，導致其抗剪性能非常差，這也就使得一般的筑路機械難以行駛，一般的鋼輪壓路機沒有辦法將其碾壓到一定的壓實度。同時，因為沙漠地區的特殊的氣候條件，導致沙漠公路的施工難度，要遠遠大于其他地質條件的筑路工作。

1 工程概況

我國的G218線在新疆塔克拉瑪干沙漠的邊緣，沿著塔里木河道西側分布，公路的沿線有一些固定和半固定的沙丘分布，這個地區屬于平原微丘地形。G218公路的兩側地質多是沖積、風吹形成的粉砂土。因為塔里木河斷流的原因，使得這個地區的生態環境不斷惡化，原有的綠色走廊不斷退化，沙漠化程度日益增加。這個地區氣候干燥炎熱，降雨量小，蒸發量大，最高氣溫高達43℃，年蒸發量達到3 000mm，年降水量僅有50mm，水資源極其匱乏，地下水位在10～30m之間。因為沙塵暴頻繁發生，最大風速常達40m／s。此地區的公路病害主要是沙埋和風蝕造成的。公路路基設計使用風積沙作為施工的填料，兩側使用低液限黏土或者是粉砂土作為包邊土，以提升公路路基的抗風沙腐蝕的能力。

2 風積沙公路路基填筑的施工準備工作

2.1 修筑施工便道

為了有效地提升車輛的運輸效率，需要精心的修建一些施工的便道，先通過推土機大致找平，再使用平地機進行精平，為了能夠提升便道的有效承載能力，需要鋪設4.5m寬的土工布，再使用粘土或者砂礫料進行鋪筑，然后灑水并碾壓密實。

2.2 促進水源的有效使用

作為公路施工必需的水，通過選擇距離公路施工現場近的塔里木河古河道進行深水井鉆探，井的深度大部分在10～40m，配備24kW左右的柴油發電機組，進行施工用水的抽取，在水井旁邊建一個蓄水池，以保證施工用水的不間斷供應。由于沙漠氣候的炎熱和高蒸發量，原則上每一個路基施工隊要建一口水井。

2.3 選擇取土場

通過集中取土場進行取土，在選擇取土場的時候，要盡量選用一些位于水井旁的，以便于直接從蓄水池或者從水井中抽水拌料，避免用干沙填筑然后灑水的做法，提升取土和拌料的質量。

2.4 選擇施工機械

因為沙漠地區地廣人稀，交通設施不發達，高溫、大風等天氣，使得車輛的損害較大，機械保養、機械配件維修難度大。所以，要最大程度地選用適合的機械車輛進行施工，推土機要使用120t以上的，以前后輪驅動的為主，振動壓路機選用14t以上的前后輪驅動壓路機，并且要盡量選用機械性能狀況好的新型機械。

3 風積沙公路路基填筑

3.1 施工取土的運輸與碾壓

在取土之前，要按照土方的用量做好取土場的規劃工作，使用挖掘機從預定的開挖深度往上裝土，在車輛進出取土場的便道上，要做好灑水工作。運輸土方的車輛要選擇8～15t的自卸車，自卸車在使用濕壓法碾壓密實的中間層上行駛，大部分情況下不會出現車輛下陷的問題，但是因為土層失水或者車輛掉頭的困難性，因此要提升便道的平整性，最大程度上降低風積沙土基水分的散失。

3.2 碾壓質量的控制

風積沙的特性使得其對振動非常敏感，在路基處于最佳含水量的狀態時，使用振動壓路機進行碾壓，能夠獲得良好的碾壓效果，提升了路基碾壓的效率。在初次碾壓的時候，壓輪擠出的松砂擁擠在前輪的下面，后輪碾壓之后的表面，因為產生了剪切作用，導致壓路機行走較為困難，如果沙層含有較少的水量，往往會產生壓路機打滑或者深陷的問題。所以，碾壓的時候需要使用前后輪驅動的振動壓路機，提升碾壓的效率。在進行風積沙碾壓的時候，需要注意以下幾個方面：

a）在碾壓之前，要使用灑水車來補水，以提升沙層的含水量，補償施工過程中水分的滲漏和蒸發；振動壓路機在工作的時候以50～80m為一個碾壓的路段，按照“先靜壓后震動，先邊上后中間”的順序，進行5次碾壓；當風積沙的壓實度達到或者接近其最干密度的時候，內摩擦角產生的抗剪強度最大，這時碾壓車輛能夠在土層上面自由的行駛；

b）碾壓時因為風積沙成型以后，其抗剪強度較低，振動壓路機在壓實以后，表層的密實度較小，很容易出現松散的問題。

由于風積沙透水性好，在進行上層施工的時候，水在沙層中開始慢慢地下滲，該松散薄層的含水量不斷加大，在壓路機的壓力之下，密實度將達到規定的值。研究表明，振動壓路機的有效壓實范圍能夠達到50cm，在有效的范圍內越往下其密度越大。因為風積沙含水量非常大，在碾壓的時候，往往會產生彈簧現象，這并不會對純風積沙填筑的路基質量產生一些不好的影響，因為風積沙的濾水作用和水穩性能較高，產生的彈簧現象路基填方不用翻挖，大概1h之后碾壓就能夠實現規定的密度。

3.3 路基頂層的施工控制

在頂層施工的時候，公路振動壓路機碾壓后，表層的5～10cm松散，這時路基的彎沉值不能滿足設計的要求，就需要使用灑水車進行灑水，提高沙層的含水量或者讓其超過沙層的最佳含水量。使用YL16T膠輪壓路機進行3～4遍的碾壓，保證公路路基頂面的平整和緊密。等到整個公路施工段碾壓完成之后，馬上進行自檢、報檢，此時要重點做好壓實度和路基彎沉值的檢驗，在自檢、報檢之前，要借助灑水車進行補水，以提升路基的含水量。

4 風積沙公路路基填筑的注意事項

根據新疆地區沙漠地帶的氣候特征、風積沙路基施工的工藝特點等，在公路施工的時候，首先，要避開惡劣的天氣，如沙塵暴天氣、炎熱高溫的天氣。由于新疆沙漠地區夏天的平均氣溫高達35℃，這使得公路施工工作人員和施工機械無法正常工作，所以施工的時候盡量選擇早上和晚上。在沙塵天氣施工，會造成施工機械和人員的施工困難，所以也要提前做好施工時間的確定。其次，公路施工的段落劃分要遵循“集中力量，快速施工”的原則，從公路路線的一段開始推進，并在最短時間內實現此段公路的施工，以提升施工機械的統一調配，提升機械設備的使用效率。再次，公路路基交驗段落不能太長，以300～500m為適，在公路交驗合格之后，立即使用基層砂礫料來覆蓋。

5 結語

綜上所述，沙漠地區進行路基濕壓法施工的工作重點，是有效解決公路施工用水、施工材料和公路碾壓等。按照短、快的施工原則，進行施工段短時間、快速度的施工，各個工序之間要把握好時間，提升施工程序的緊湊性，對于公路施工過程中的各種運輸的車輛、施工機械等，要做好充分的規劃和準備，提升新疆地區風積沙路基施工的有效性和合理性。

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