菲力敦

摘 要：輪臺至民豐公路是我國首條沙漠公路，該公路的建設與投入使用解決了流動性強、顆粒細沙漠地區(qū)長距離公路建設的難題，具有較高的學術價值，為沙漠公路修筑及改造奠定了技術基出。本文結合輪臺至民豐沙漠公路改造項目的地形地貌，對沙漠地區(qū)公路路基路面設計進行分析，并對沙漠地區(qū)公路沙害的防護治理措施進行探討。

關鍵詞：沙漠公路 路基路面設計 防沙固沙

Design of Desert Highway from Luntai to Minfeng

Fei Lidun

Abstract：The Luntai-Minfeng highway is the first desert highway in China. The construction and use of this highway solves the problem of long-distance highway construction in desert areas with strong mobility and fine particles. It has high academic value and construction of the highway has laid the technological foundation for highway construction in desert areas. Based on the topography and landform of the desert highway reconstruction project from Luntai to Minfeng， this paper analyzes the roadbed and pavement design of highways in desert areas， and discusses the prevention and control measures of highway sand damage in desert areas.

Key words：desert highway， roadbed and pavement design， sand prevention and sand fixation

1 引言

輪臺至民豐沙漠公路位于新疆維吾爾自治區(qū)境內，是新疆首條在流動沙漠區(qū)域中修建的公路，北部始于輪南，南至沙漠南端的民豐縣。K2-K12段延線沙漠為新月形沙丘和沙丘鏈，還存在復合型沙壟、淤積平地和水蝕洼地。K12-K32段存在大型風蝕洼地，具有密集沙壟和沙丘鏈、復合新月形沙丘鏈等。K32-K77段是稀疏的沙壟、沙丘、穹狀復合沙丘等，公路總里程為522公里，支線從塔中鎮(zhèn)延伸到且末縣，呈現出Y字型[1]。自沙漠公路通車以后，極大地縮短了兩地物資運輸的距離，提高了物資運輸效率，促進了兩地經濟的發(fā)展，也為游客進入沙漠進行探險提供了條件。沙漠公路路基寬度為10米，瀝青路面寬度為7米，為強基薄面路面結構方式，采取了沙基振動干壓實工藝修建路基，并利用土工布對沙基進行鞏固，公路附近設置有蘆葦防護欄，建立起方格防沙體系。

2 沙漠地區(qū)公路路基路面設計與施工要點

2.1 斷縱面設計

在K2-K12區(qū)段，以多填少挖作為設計原則，將多數縱坡坡度控制在1%以下，縱向高度結合公路延線兩側50米寬度的沙丘均高來確定。K12-K32公路區(qū)段，將最大縱坡控制在4.25%左右，縱向高度以公路沿線兩側50米沙丘均高來進行確定。K32-K77公路段，最大縱坡設置在4.5%，部分縱坡值低于1.5%，縱向高度按照公路延線兩側50米寬度沙丘均高來確定[2]。

為保證在沙漠區(qū)域順利開展公路建設，保證路基高度設計的科學性、合理性，將路堤高度控制在20-50厘米，邊坡比控制在1：10-1：3左右最為合適，路塹深度設置不可以太深，可以減少公路工程土方工程量，防止沙害對公路造成影響。深度應該控制在15米左右，邊坡最大控制在1：2以下，坡度應該適度放緩。由于沙漠區(qū)域缺少水源和砂石材料，沙質呈現出松散狀態(tài)，無法進行有效進行壓實處理，與砂石材料建立起結構層存在著較大的困難，這給公路路面結構設計帶來很大的困難。

通過大量的實踐和摸索，由于塔克拉瑪克沙漠沙質密實度和強度都比較高，具有很好的整體穩(wěn)定性。可以將沙與砂石相互間填加合理的材料進行隔斷，可以充分發(fā)揮出沙漠沙性能特點，保證沙漠沙地基的承載能力[3]。在對沙漠公路進行設計時，需要結合不同區(qū)段的地形、地質特點、氣象條件等多方面因素，設置多種路面結構型式，對不同的路段進行實踐和探索，確定最為合理的路面結構方式，輪臺至民豐的沙漠公路路基采用標準斷面結構，具體見圖1所示。

2.2 路基土方施工

為保證施工順利進行，選用了推土機、平地機、壓路機等施工設備。路基采取推筑施工的方式，利用推土機、鏟運機對路基進行初步地壓實處理，鋪設完天然砂礫基層以后，利用平地機、重型壓路機等進行再次壓實，嚴格按照路基施工規(guī)范要求進行施工。由于沙漠表面較為松軟，不可直接應用自卸車輛進行施工材料的運輸，需要修建運輸材料的便道，但由于沙漠的流動性比較大，開辟的便道容易被掩埋，后期的維修成本比較高。

2.3 路基施工操作要點

2.3.1 施工放樣

受到沙漠區(qū)域風沙流動因素的影響，勘察設計控制樁會出現掩埋、移位和傾斜等問題，還會受到野生動物的破壞。在沙基施工作業(yè)以前，需在結合設計圖紙在施工作業(yè)現場將控制樁進行恢復，結合地形采用切實有效的固定方法，根據設計高程算出需要填挖的高度，再按著復核以后的控制點，對開挖邊線和沙基邊線進行控制。

2.3.2 推筑沙基

路堤填筑有水平和豎向兩種方法，水平分層是根據沙基放樣寬度，每層填筑起30-50厘米，采用施工機械根據路堤橫斷面寬度推砌成型。分層填筑的方法可以保證沙土地基得到有效壓實。豎直填筑，是沿著設計路線縱向逐步填筑施工，在沙丘高差大等特殊路段可以采用該方法，路堤應該一次填筑成型，盡可能采用從下層豎向填筑，上層采用水平填筑的作業(yè)方法。如果填土段高度超過3米，沙基兩側需要加寬0.5-1米，并留出足夠的風蝕寬度，可以更好地保證施工機械作業(yè)，提高沙基整體移穩(wěn)定性。

路塹開挖可以結合實際情況采取合理的開挖方法，棄土需要推到下風側地勢低洼部位，開挖深度超過2米的路塹兩側需要加寬1-1.5米，避免風沙移動和侵蝕使沙基積沙過多。

2.3.3 初壓、整型

推筑起一層沙基以后，利用推土機沿著路線縱向整平，碾壓次數控制在3-4遍。利用裝載機根據測量放樣標高和寬度值來進地調平整型，建立起沙基的輪廓。再據施工圖要求的路基寬度、拱度和高程 ，利用平地機對沙基進行精平，并形成路拱后對表面進行整平。

3 沙漠地區(qū)公路沙害的防護治理措施

在沙漠公路建設早期，在公路路基兩側設置40-60米寬的方格網和防沙墻，通過人工綠化的方式進行養(yǎng)護。間隔4公里設置水井，用于對附近2公里綠化區(qū)域進行供水，采取滴灌綠化技術可以取得很好的澆灌效果。對改善公路附近區(qū)域生態(tài)環(huán)境發(fā)揮著很好的作用。

3.1 公路沙害形式預測

沙漠風季在每年的3-4月份，空氣中刮起的浮沙會使空氣能見度降低，過往車輛無法以較快的速度行駛，流動性的沙粒直徑在0.06-0.22毫米，當風速超過每秒4米時會在公路附近形成風流沙，如果在公路路基產生大量堆積，會嚴重影響公路的正常使用。因為沙漠風向無法確定，會在公路中形成阻擋路段，產生風積沙。風積沙量如果太多，會在公路表層形成一定的厚度的砂堆，對公路交通帶來安全隱患。沙漠公路施工過程中，需要結合不同區(qū)段的地形和環(huán)境特點，確定合理的公路路徑，并設置緩坡路堤，可以避免風積沙對公路路基產生的危害[4]。

沙丘每年可以移動10-15米，如果在大風氣象條件下，離沙漠公路近的沙丘就會不斷移動并埋壓公路路基，在進行公路施工應該在路基主導風向上風口側對沙丘進行防護。公路施工經過大沙丘時，在風力條件較大的情況下，堆積沙數量過大會將公路完全淹沒，應該在施工期間做好防護措施，在風季過后再進行施工。如果施工段為大沙山，施工路線應該在凹地區(qū)段通過，這樣可以降低路基挖方的工程量，有利于對施工成本進行控制。

3.2 公路沙害防護

3.2.1 草方格防護

該種防沙方法不具備較強的邊坡的防護能力，需要在路肩上增設防護裝置。蘆葦草方格可以使用4-6年，3年后的破損率會高達到26%，4年破損率可達到41%。公路工程項目施工工期在2年，施工期間不需對蘆葦草進行補栽。而工期超過3年的公路項目，一般情況下會有30%的方格需要進行補栽，應該在設計時考慮防護體系維護費用。也可以采取棉桿靶子草方格的方式進行防護，該種防護材料在新疆南疆地區(qū)容易采購，施工作業(yè)更為方便。

可將草方格設置在路基兩側或邊坡進行防沙，在上風口沿著公路60-80米區(qū)間內設置草方格，下風口沿著公路30-50米區(qū)間進行設置。草方格防沙設置為1米的方格網，邊坡草方格可以設置為10.5米的方格網。

3.2.2 高立式沙障防沙欄

結合輪臺至民豐公路的實際情況，結合草方格固沙和乳化瀝青固沙方法，公路兩側15-20米區(qū)間采用紅柳、梭梭樹等植被進行防護，利用滴灌系統來補充水分。植物的外側設置為草方格固沙方式，可以起到很好的固沙效果。高立沙障采用蘆葦立式柵欄和高立阻沙柵欄兩種方式。采取輸導防沙的方法，如果路基高度在50厘米以下，可以在路基兩側進行輸導防沙，設置合理的緩坡來保證風沙能順利通過，將坡度設置在1：5-1：10范圍內。針對沙害嚴重的公路區(qū)段，可在上風側進行阻沙，防護寬度設置在150米左右。

4 結語

輪臺至民豐沙漠公路自1995建成通車以來，經過二十多年的使用，瀝青表面雖然部分出現老化現象，還存在著一些路面裂縫，路基的整體性能還保持穩(wěn)定狀態(tài)，路面還保持著較好的平整度。在沙漠公路兩側設置的風沙防護體系和滴灌綠化，對防沙固沙起到了很好的作用，有效地抑止了風沙對沙漠公路的侵害，可以為其它沙漠公路建設和防護設計提供參考[5]。隨著沙漠公路的建成，極大地促進了新疆維吾爾自治區(qū)的開發(fā)和建設，將沙漠的南北交通完全打通，為百姓出行帶來很大的便利，促進行了新疆維吾爾自治區(qū)南北兩地經濟快速發(fā)展，具有很好的社會效益。利用沙漠沙作為路基材料，可以降低施工成本，利用綠色滴灌技術可以對實現大范圍的綠化，可以對沙漠環(huán)境和氣候進行一定程度的改善，起到很好的防沙固沙效果。

參考文獻：

[1]孫久暢. 新疆沙漠公路防沙設施的改進[J]. 人民交通，2019（04）：64-65.

[2]李斌. 淺析沙漠地區(qū)公路設計要點——以閆（地拉圖）迎（水橋）公路為例[J]. 智能城市，2019，5（12）：42-43.

[3]張帥，丁國棟，高廣磊，趙媛媛，于明含，包巖峰，王春媛. 風沙區(qū)公路防積沙的新型防護欄研究[J]. 北京林業(yè)大學學報，2018，40（02）：90-97.

[4]王瑩.風沙地區(qū)公路設計淺析[J]. 北方交通，2018（03）：90-93+98.

[5]劉剛，高海男. 沙漠地區(qū)公路風沙病害分析及處治措施研究[J].公路，2018，63（04）：57-59.