1 前言

如果需要在沙漠上修建公路，風(fēng)積沙是最好的路基材料選擇。風(fēng)積沙指的是在沙漠中通過大風(fēng)吹刮和積累而形成的積沙，粒徑非常小，具有一定的防水性能；通過使用風(fēng)積沙能夠促使沙漠公路不受雨水的侵蝕，有利于提高路基質(zhì)量。但是在進(jìn)行風(fēng)積沙壓實工作中還存在著一些缺失，需要人們合理控制風(fēng)積沙工藝，從而有效提高材料利用效率，更好地將路基材料與沙漠環(huán)境相符合，同時還可以合理控制干壓實工藝進(jìn)行，提高沙漠公路路基質(zhì)量。

2 風(fēng)積沙概述

2.1 風(fēng)積沙概念

風(fēng)積沙指的是在沙漠中經(jīng)過大風(fēng)吹刮從而造成沉淀的沙層，從而被稱為風(fēng)積沙。這種風(fēng)積沙一般在沙漠和戈壁中才會出現(xiàn)，而且具有大量的風(fēng)積沙積淀。在沙漠中修建公路時，常常采用風(fēng)積沙作為公路路基的主要原料。一方面能夠很好地就地取材，實現(xiàn)了當(dāng)?shù)刭Y源的有效利用，節(jié)省材料成本，降低運輸成本，具有非常好的使用效果；另一方面，沙漠中的風(fēng)積沙非常多，取之不盡用之不竭，作為沙漠公路的路基建造再合適不過。但是風(fēng)積沙這種材料的結(jié)構(gòu)比較疏松，容易出現(xiàn)液化的問題，造成沙漠公路路基質(zhì)量不達(dá)標(biāo)；再加上雨水沖擊等問題，會對沙漠公路造成非常大的影響，所以需要通過控制壓實工藝，保證沙漠公路的施工質(zhì)量[1]。

2.2 風(fēng)積沙特征

風(fēng)積沙具有粒徑細(xì)小的特點，根據(jù)相關(guān)研究表明，風(fēng)積沙的粒徑90%都處于0.074～0.250mm 之間，而其他的粒徑范圍少之又少。與此同時，風(fēng)積沙還具有不可塑性。風(fēng)積沙比較松散，不容易匯聚，也很難粘合，在沙漠公路路基的施工中會帶來非常大的困難。風(fēng)積沙不具有吸水的特點，一般吸水率為0，所以其含水量比較低，基本能夠控制含水量在5%以內(nèi)。根據(jù)這個特點我們可以看到風(fēng)積沙具有非常好的穩(wěn)定性，不容易受雨水侵蝕損害自身的骨架結(jié)構(gòu)。同時，風(fēng)積沙還具有壓縮快、沉降量小的特點，因此在沙漠公路路基施工時應(yīng)該合理選擇松鋪系數(shù)，一般選擇1.02 即可。風(fēng)積沙壓實工藝對其最大干密度具有非常大的影響，經(jīng)過壓實處理后，其最大干密度最高可以達(dá)到自然情況下的1.4倍。

3 風(fēng)積沙壓實原理研究

風(fēng)積沙壓實原理主要是在外力作用下克服沙粒之間的摩擦力和粘聚力，從而將其間隙中所有空氣成分以及水分排出在外，進(jìn)而使顆粒之間能夠向一起收縮，進(jìn)而提高風(fēng)積沙的材料密度。這種外力可以通過碾壓施工或者沖壓施工實現(xiàn)對風(fēng)積沙的壓實工作。因為風(fēng)積沙不存在粘聚力，因此只需要在壓實過程中克服沙粒之間的摩擦力即可，在一定程度上降低了壓實施工的壓力。靜力壓路機是壓實機械的一種工具，主要是通過壓路機的剪應(yīng)力的加壓，使風(fēng)積沙產(chǎn)生變形、沙粒之間互相靠近，從而完成壓實工作。而震動壓實機主要是通過往返運動所產(chǎn)生的沖擊力減少顆粒之間的摩擦力，進(jìn)而通過其之間的重新排列達(dá)到壓實的目的。

4 風(fēng)積沙干壓實工藝介紹

在沙漠公路路基施工過程中，主要通過對風(fēng)積沙的壓實工作提高風(fēng)積沙的密度，從而有效提高路基質(zhì)量。其中干法壓實工藝在風(fēng)積沙壓實施工中具有非常有效的應(yīng)用。干壓實工藝主要是通過推土機和震動壓路機的共同作用下，對一些在雨水之后的風(fēng)積沙進(jìn)行壓實施工。首先，在干壓實施工前應(yīng)該對地表存在的所有雜物進(jìn)行徹底清理，然后需要通過推土機將風(fēng)積沙運送到相關(guān)公路的施工路段，再通過推土機將風(fēng)積沙進(jìn)行推平，運用相關(guān)的機械設(shè)備與推土機相互配合，能夠?qū)L(fēng)積沙進(jìn)行推平。在推平過程中，應(yīng)該控制其風(fēng)積沙的厚度，一般要求推平后的風(fēng)積沙厚度控制在30cm 之內(nèi)，從而達(dá)到路基要求的標(biāo)準(zhǔn)。在風(fēng)積沙推平后，通過推土機進(jìn)行壓實工作，從路基的兩邊向內(nèi)部進(jìn)行碾壓。在施工過程中，為了更好地進(jìn)行施工工作，需要在碾壓過程中進(jìn)行一定的重疊，要求重疊的部分大于等于一個輪子寬度的一半，這樣才能更好地保證每個部分都被壓實。與此同時，為了保證壓實的質(zhì)量，還需要再進(jìn)行兩遍壓實工作，確保工作的穩(wěn)定進(jìn)行。除此之外，還應(yīng)該對風(fēng)積沙公路路基的橫向和縱向都進(jìn)行碾壓，提高施工質(zhì)量。然后通過震動壓路機進(jìn)行碾壓，為了更好地進(jìn)行壓實，需要控制壓路機的碾壓次數(shù)，一般要求碾壓次數(shù)不小于10次，只有通過質(zhì)量檢測后才能繼續(xù)下一道工序。如果檢測不合格，還需要運用震動壓路機繼續(xù)進(jìn)行碾壓工作，直到合格為止。在震動壓路機的壓實工作中，應(yīng)該進(jìn)行重疊碾壓，保證工作穩(wěn)定進(jìn)行。與此同時，控制壓路機的運行速度，一般將壓路機的行車速度控制在4km/h以內(nèi)，如果壓路機的速度過大，會造成壓實質(zhì)量下降。在碾壓時，保證其不能有漏壓的情況，所有的路面均勻壓實，提高壓實質(zhì)量[2]。

5 風(fēng)積沙干壓實工藝控制分析

5.1 沙漠公路風(fēng)積沙工程概括

第三師麥蓋提縣-皮山農(nóng)場公路建設(shè)項目，該公路工程處于我國塔克拉瑪干沙漠中，該路段的施工長度為150km，含有沙漠的地方具有130km，為了更好地進(jìn)行沙漠公路的施工，需要對風(fēng)積沙干壓實工藝進(jìn)行一定控制，從而保證沙漠公路路基的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 風(fēng)積沙情況分析

根據(jù)研究表明，該地區(qū)的風(fēng)積沙粒徑大小在0.4～0.072mm 之間，能夠占到總的風(fēng)積沙數(shù)量的96%。當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)積沙不具備粘性，密度搭載在2.7g/cm3，此工程施工地段的風(fēng)積沙分布面積比較廣闊，不需要為材料的運輸所苦惱。但是風(fēng)積沙具有一定的松散性，不具備吸水能力，主要構(gòu)成成分為二氧化硅、氧化鈣以及三氧化二鋁等，其他的化學(xué)元素含量非常少。當(dāng)?shù)毓肥┕r，受降雨量的影響根據(jù)風(fēng)積沙的性質(zhì)降雨量對其干密度具有一定的影響，當(dāng)降雨量大時，其干密度會下降，然后達(dá)到一定的飽和度后不再變化。根據(jù)相關(guān)資料研究表明，風(fēng)積沙的共振頻率一般處于25～50Hz之間，而其共振的頻率是在一定范圍變化的，與多種因素之間具有非常密切的關(guān)系，包括與其內(nèi)部的含水量、壓實程度、風(fēng)積沙的厚度等多種因素有關(guān)。風(fēng)積沙的共振頻率與壓實度成正比，與含水量成正比，但是當(dāng)含水量達(dá)到13%后會稍微有一些下降。震動頻率與風(fēng)積沙的厚度成反比，厚度越高，震動頻率越小。根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，動載越大就會具有更好的壓實效果，因此需要在震動壓路機的使用中加大加載，提高壓實工作的質(zhì)量[3]。

5.3 壓實機的選取

壓實機的選取時，首先應(yīng)該滿足兩個最基本的條件。第一，需要壓實機具有激震能力。第二，壓實機能夠在風(fēng)積沙上面正常行駛。因此，在針對各種壓路機的對比后，決定采用全液壓自行式壓路機完成干壓實工藝。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，該壓路機最大激振力能夠達(dá)到330kN，而且這種壓路機能夠在風(fēng)積沙中進(jìn)行自由行走，具有非常高的驅(qū)動力，有利于在沙漠中行駛。它不僅能夠完成壓實工作，還能夠保證工作效率，具有非常好的壓實效果[4]。

5.4 干壓實工藝的控制策略

為了達(dá)到更好的壓實效果，需要對干壓實工藝進(jìn)行控制和優(yōu)化，這樣才能不斷提高沙漠公路路基的施工質(zhì)量。震動壓路機與風(fēng)積沙自身的震動頻率相近時，能夠有效降低風(fēng)積沙顆粒之間的摩擦力，為壓實工作帶來更好的壓實效果[5]。因此，為了更好地降低顆粒之間的摩擦力，可以將壓路機的震動頻率控制在37Hz 左右，這樣就能夠提高風(fēng)積沙壓實工作的有效性。為了進(jìn)一步加強控制效果，還應(yīng)該對壓路機的運行速度進(jìn)行控制，使壓路機的速度保持在3km/h，有效降低壓路機運行的速度，提高壓實效果。同時，還需要控制壓路機的壓實次數(shù)，一般壓實的次數(shù)在5遍左右就可以很好地完成壓實施工質(zhì)量要求。為了進(jìn)一步確保施工質(zhì)量的達(dá)標(biāo)，需要在壓實工作完成后檢測其質(zhì)量，只有符合標(biāo)準(zhǔn)后才能結(jié)束壓實工作，否則就要細(xì)心分析原因，并重新做好壓實工作的計劃和壓實工作，直到達(dá)標(biāo)為止[6]。

6 結(jié)語

綜上所述，風(fēng)積沙是沙漠公路路基建造的主要材料，不僅能夠就地取材，節(jié)省大量材料，還能降低施工成本，是非常好的材料選擇。但是因為風(fēng)積沙本身的結(jié)構(gòu)具有一定的弱點，為了更好地提高沙漠公路路基的質(zhì)量，需要合理控制風(fēng)積沙干壓實工藝，提升施工質(zhì)量。本文在對風(fēng)積沙干壓實工藝進(jìn)行控制時，首先了解了工程的情況，然后對當(dāng)?shù)仫L(fēng)積沙情況進(jìn)行了分析，并通過選取壓實機，提出一系列的控制措施，最后對壓實效果進(jìn)行評判和分析，旨在不斷優(yōu)化風(fēng)積沙干壓實工藝的控制，提升沙漠公路施工質(zhì)量。