淺析沙漠地區(qū)公路設(shè)計(jì)要點(diǎn)
——以閆（ 地拉圖） 迎（ 水橋） 公路為例

李 斌

（寧夏公路勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，寧夏 銀川 750001）

1 項(xiàng)目概述

閆地拉圖 （寧蒙交界） 至中衛(wèi)市迎水橋鎮(zhèn)改建公路位于寧夏回族自治區(qū)中西部的中衛(wèi)市，寧、甘、內(nèi)蒙古三省區(qū)交界點(diǎn)上，是沿黃經(jīng)濟(jì)區(qū)的重要城市。本項(xiàng)目連接寧夏中衛(wèi)市與內(nèi)蒙古阿拉善左旗騰格里工業(yè)園區(qū)，該工業(yè)園區(qū)以煤化工、鹽化工為基礎(chǔ)，發(fā)展冶金、新型建材和精細(xì)化工三大支柱產(chǎn)業(yè)，同時(shí)以項(xiàng)目建設(shè)為依托，產(chǎn)業(yè)發(fā)展為動力，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為支撐，生態(tài)環(huán)境建設(shè)為保障，園區(qū)將力爭打造成綠色生態(tài)園區(qū)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)和自治區(qū)西部地區(qū)重要的精細(xì)化工基地。

原閆迎公路由于修建年代較早，等級為三級公路，路基寬度只有7.5 m，各種重型車輛、小汽車、非機(jī)動車混合通行，經(jīng)常造成交通阻塞，引發(fā)交通事故，嚴(yán)重影響了道路運(yùn)輸暢通和安全，目前，舊路已無法適應(yīng)區(qū)域交通量快速增長的需求，迫切需要對既有道路進(jìn)行拓寬改建，改建后采用一級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度為80 km/h，路基寬度采用24.5 m。

本項(xiàng)目的實(shí)施對于改善中衛(wèi)市公路網(wǎng)通行能力，加快省際交通運(yùn)輸發(fā)展，加快中衛(wèi)工業(yè)園區(qū)建設(shè)，推動沿黃經(jīng)濟(jì)區(qū)的發(fā)展，促進(jìn)中衛(wèi)市旅游業(yè)具有十分重要的作用。

2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 項(xiàng)目沿線自然條件調(diào)查

2.1.1 地形、地貌

本項(xiàng)目位于中衛(wèi)市西北部騰格里沙漠東南緣，由丘陵、沙丘、沙地和新月形沙丘鏈組成，以固定、半固定的沙地為主，局部為流動沙丘，下伏地形主要為黃河階地黃河沖積平原，地形起伏不大，總體呈北高南低，海拔一般在1 230～1 280 m之間。

2.1.2 水文、地質(zhì)

項(xiàng)目所在區(qū)域地下水類型主要為第四系孔隙潛水、基巖裂隙水，主要由大氣降水補(bǔ)給，勘測期間地下水位埋深約1.5～4.5 m，水位高程約1 209.68～1 214.07 m。

路線所經(jīng)地區(qū)沿線地表沙丘形狀主要有沙壟以及流動型格狀沙丘，經(jīng)多年封山禁牧及治理，沙丘已基本固定，主要以第四系全新統(tǒng)風(fēng)積成因的細(xì)砂、第四系沖積成因的亞砂土、第三系 （R） 紅黏土及三疊系砂巖為主，風(fēng)積沙層平均厚度2～6 m，單個沙丘一般高1～2 m。

2.1.3 氣象

項(xiàng)目所在區(qū)域深居內(nèi)陸，遠(yuǎn)離海洋、靠近沙漠，屬半干旱氣候，具有典型的大陸性季風(fēng)氣候和沙漠氣候的特點(diǎn)。春暖遲、秋涼早、夏熱短、冬寒長，風(fēng)大沙多、干旱少雨。年平均氣溫在7.3～9.5 ℃之間，年均無霜期159～169 d，年均降水量179.6～367.4 mm，年蒸發(fā)量1 829.6～1 947.1 mm，全年日照時(shí)數(shù)2 800 h。 年平均氣溫8.8 ℃，極端最高氣溫34.5 ℃，年降水量179.6 mm，年蒸發(fā)量為1 829.6 mm，為降水量的10.2倍。降水量主要集中在6～8月，占全年降水量的60%。全年無霜期平均167 d，全年日照時(shí)數(shù)2 870 h。

2.2 既有舊路概況調(diào)查

本項(xiàng)目位于中衛(wèi)市西北部騰格里沙漠東南緣，K0+000～K5+760段由沙丘、沙地和新月形沙丘鏈組成，以固定、半固定的沙丘為主，局部為流動沙丘。K5+760～K11+358段兩側(cè)為企業(yè)廠區(qū)及光伏發(fā)電場，地勢平坦，綠化較好。

既有舊路為三級公路，路基寬度7.5 m，路面寬度6.5 m，兩側(cè)各0.50 m土路肩。舊路面層為3.0 cm厚瀝青面層，路基采用風(fēng)積沙填筑，舊路兩側(cè)設(shè)有草方格沙障，部分已被風(fēng)沙掩埋。舊路主要病害有坑槽、龜裂、推移、油面脫落等，行車舒適度差。據(jù)調(diào)查，造成舊路病害的主要原因是舊路承載力不足及超期運(yùn)營。

2.3 自然區(qū)劃及設(shè)計(jì)交通量

項(xiàng)目所在區(qū)域按照《中華人民共和國公路自然區(qū)劃圖》劃分為Ⅵ2區(qū) （西北干旱區(qū)的綠洲——荒漠副區(qū)）。項(xiàng)目路面設(shè)計(jì)時(shí)剔除小客車后交通量為6 660 輛/d，替代車型分別為東風(fēng) （EQ-140） 2 685 輛/d、黃河 （JN-150） 2 990 輛/d、東風(fēng) （YCY-900） 985 輛/d。交通量年增長率為5%，設(shè)計(jì)年限15年，車道系數(shù)采用0.45。根據(jù)交通量計(jì)算，項(xiàng)目屬重交通等級。

2.4 路線設(shè)計(jì)

為了盡量利用舊路路基走廊帶，減少征地、拆遷，最大限度利用舊路以避免工程浪費(fèi)，節(jié)約建設(shè)資金。設(shè)計(jì)中線平行于原有舊路中線，路線平曲線參數(shù)基本與原有舊路保持一致。但舊路存在無法滿足設(shè)計(jì)速度為80 km/h的平曲線和長直線存在小偏角的現(xiàn)象，因此進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮增加標(biāo)志、完善標(biāo)線等安全設(shè)施來保證行車安全，在局部存在＜7°小偏角的路段，均設(shè)置了平曲線，平曲線長度滿足路線規(guī)范，調(diào)整后全段滿足設(shè)計(jì)速度為80 km/h的一級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 路基、路面設(shè)計(jì)

2.5.1 道路斷面組成

本項(xiàng)目采用四車道一級公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度24.5 m （0.75 m土路肩+2.5 m硬路肩+2×3.75 m行車道+0.5 m路緣帶+2 m中央分隔帶+0.5 m路緣帶+2×3.75 m行車道+2.5 m硬路肩+0.75 m土路肩）。

根據(jù)沿線土質(zhì)特征，一般路段當(dāng)路基填方邊坡高度＜6 m時(shí)，填方邊坡采用1∶1.5；當(dāng)路基填方邊坡高度＞6 m時(shí)，在6 m處變坡，上邊坡采用1∶1.5，下邊坡采用1∶1.75。風(fēng)沙路段填方邊坡采用1∶3，挖方邊坡采用1∶4，挖方段兩側(cè)各設(shè)5.0 m積沙平臺。行車道路拱橫坡采用2%，土路肩路拱橫坡3%。

2.5.2 低填及挖方路床處理

本項(xiàng)目填方路基，路床直接用取土場礫類土填筑。

本項(xiàng)目低填路段，主線路面以下處理深度為80 cm，為保證路床的最小強(qiáng)度和壓實(shí)度，同時(shí)，考慮汽車工作深度，并保證路基處于中濕狀態(tài)，設(shè)計(jì)對于利用舊路部分，直接在舊路路面上進(jìn)行填筑；對于新建部分填土高度＜1.44 m的路段進(jìn)行路基換填礫類土，保證路床80 cm為礫類土填筑，開挖結(jié)束后對路床基底碾壓，使基底壓實(shí)度不＜90%，再采用礫類土分層碾壓填筑至路床頂面，壓實(shí)度不＜96%。

2.5.3 路基防護(hù)

路基防護(hù)設(shè)計(jì)以安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、美觀為原則，以項(xiàng)目影響區(qū)內(nèi)氣象、水文、地形、地貌等自然條件為基礎(chǔ)，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、景觀多方面綜合考慮，提出合理可行的防護(hù)形式，在滿足防護(hù)功能的前提下，重點(diǎn)突出景觀設(shè)計(jì)。風(fēng)沙路段采用風(fēng)沙路基防護(hù)，一般路段只對填方高度＞3 m的路堤設(shè)置混凝土框格植草防護(hù)。

2.5.4 路面設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目綜合確定路面設(shè)計(jì)交通等級為重交通等級。

路面厚度的計(jì)算是根據(jù)交通量、公路等級對路面強(qiáng)度的要求，以路表回彈彎沉值、瀝青面層及半剛性基層層底拉應(yīng)力作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，采用瀝青路面專用程序進(jìn)行計(jì)算，具體結(jié)果如下：

上面層：4 cm細(xì)粒式瀝青混凝土 （AC-13C粗型連續(xù)密級配） ；

下面層：6 cm中粒式瀝青混凝土 （AC-20C粗型連續(xù)密級配） ；

基層：18 cm水泥穩(wěn)定碎石；

底基層：36 cm水泥穩(wěn)定砂礫 （摻配20%碎石） ；路面總厚度：64 cm。

3 結(jié)語

閆迎公路作為我國第一條沙漠公路，橫穿中國第四大沙漠騰格里沙漠，切實(shí)有效地防風(fēng)治沙措施確保公路暢通無阻，也為沙漠腹地的“生命禁區(qū)”帶來了生機(jī)。既有舊路與本次改造設(shè)計(jì)路線兩側(cè)的防風(fēng)治沙措施主要有扎設(shè)草方格沙障、鋪砌礫卵石、撒種草籽，并在沙漠中鉆井汲取地下水灌溉草和灌木，從現(xiàn)場調(diào)查情況看，雖然局部路段草方格沙障已被風(fēng)沙掩埋，但總體上確保了公路沒有出現(xiàn)沙埋現(xiàn)象，此種治沙經(jīng)驗(yàn)是值得借鑒推廣和繼續(xù)探索的。