风积沙公路路基在新疆公路建设中的应用

李清怡

（中建新疆建工路桥工程有限公司，新疆 乌鲁木齐 830054）

0 引言

通过对风积沙的物理特性与相关的试验结果分析得出，风积沙筑成的路基具有稳定性高、路基的沉降量小、沉降发生的速度快、水稳定性强等优势。但是，风积沙筑成的路基，在天然状态下，容易松散，内聚力很小，导致其抗剪性能非常差，这也就使得一般的筑路机械难以行驶，一般的钢轮压路机没有办法将其碾压到一定的压实度。同时，因为沙漠地区的特殊的气候条件，导致沙漠公路的施工难度，要远远大于其他地质条件的筑路工作。

1 工程概况

我国的G218线在新疆塔克拉玛干沙漠的边缘，沿着塔里木河道西侧分布，公路的沿线有一些固定和半固定的沙丘分布，这个地区属于平原微丘地形。G218公路的两侧地质多是冲积、风吹形成的粉砂土。因为塔里木河断流的原因，使得这个地区的生态环境不断恶化，原有的绿色走廊不断退化，沙漠化程度日益增加。这个地区气候干燥炎热，降雨量小，蒸发量大，最高气温高达43℃，年蒸发量达到3 000mm，年降水量仅有50mm，水资源极其匮乏，地下水位在10～30m之间。因为沙尘暴频繁发生，最大风速常达40m／s。此地区的公路病害主要是沙埋和风蚀造成的。公路路基设计使用风积沙作为施工的填料，两侧使用低液限黏土或者是粉砂土作为包边土，以提升公路路基的抗风沙腐蚀的能力。

2 风积沙公路路基填筑的施工准备工作

2.1 修筑施工便道

为了有效地提升车辆的运输效率，需要精心的修建一些施工的便道，先通过推土机大致找平，再使用平地机进行精平，为了能够提升便道的有效承载能力，需要铺设4.5m宽的土工布，再使用粘土或者砂砾料进行铺筑，然后洒水并碾压密实。

2.2 促进水源的有效使用

作为公路施工必需的水，通过选择距离公路施工现场近的塔里木河古河道进行深水井钻探，井的深度大部分在10～40m，配备24kW左右的柴油发电机组，进行施工用水的抽取，在水井旁边建一个蓄水池，以保证施工用水的不间断供应。由于沙漠气候的炎热和高蒸发量，原则上每一个路基施工队要建一口水井。

2.3 选择取土场

通过集中取土场进行取土，在选择取土场的时候，要尽量选用一些位于水井旁的，以便于直接从蓄水池或者从水井中抽水拌料，避免用干沙填筑然后洒水的做法，提升取土和拌料的质量。

2.4 选择施工机械

因为沙漠地区地广人稀，交通设施不发达，高温、大风等天气，使得车辆的损害较大，机械保养、机械配件维修难度大。所以，要最大程度地选用适合的机械车辆进行施工，推土机要使用120t以上的，以前后轮驱动的为主，振动压路机选用14t以上的前后轮驱动压路机，并且要尽量选用机械性能状况好的新型机械。

3 风积沙公路路基填筑

3.1 施工取土的运输与碾压

在取土之前，要按照土方的用量做好取土场的规划工作，使用挖掘机从预定的开挖深度往上装土，在车辆进出取土场的便道上，要做好洒水工作。运输土方的车辆要选择8～15t的自卸车，自卸车在使用湿压法碾压密实的中间层上行驶，大部分情况下不会出现车辆下陷的问题，但是因为土层失水或者车辆掉头的困难性，因此要提升便道的平整性，最大程度上降低风积沙土基水分的散失。

3.2 碾压质量的控制

风积沙的特性使得其对振动非常敏感，在路基处于最佳含水量的状态时，使用振动压路机进行碾压，能够获得良好的碾压效果，提升了路基碾压的效率。在初次碾压的时候，压轮挤出的松砂拥挤在前轮的下面，后轮碾压之后的表面，因为产生了剪切作用，导致压路机行走较为困难，如果沙层含有较少的水量，往往会产生压路机打滑或者深陷的问题。所以，碾压的时候需要使用前后轮驱动的振动压路机，提升碾压的效率。在进行风积沙碾压的时候，需要注意以下几个方面：

a）在碾压之前，要使用洒水车来补水，以提升沙层的含水量，补偿施工过程中水分的渗漏和蒸发；振动压路机在工作的时候以50～80m为一个碾压的路段，按照“先静压后震动，先边上后中间”的顺序，进行5次碾压；当风积沙的压实度达到或者接近其最干密度的时候，内摩擦角产生的抗剪强度最大，这时碾压车辆能够在土层上面自由的行驶；

b）碾压时因为风积沙成型以后，其抗剪强度较低，振动压路机在压实以后，表层的密实度较小，很容易出现松散的问题。

由于风积沙透水性好，在进行上层施工的时候，水在沙层中开始慢慢地下渗，该松散薄层的含水量不断加大，在压路机的压力之下，密实度将达到规定的值。研究表明，振动压路机的有效压实范围能够达到50cm，在有效的范围内越往下其密度越大。因为风积沙含水量非常大，在碾压的时候，往往会产生弹簧现象，这并不会对纯风积沙填筑的路基质量产生一些不好的影响，因为风积沙的滤水作用和水稳性能较高，产生的弹簧现象路基填方不用翻挖，大概1h之后碾压就能够实现规定的密度。

3.3 路基顶层的施工控制

在顶层施工的时候，公路振动压路机碾压后，表层的5～10cm松散，这时路基的弯沉值不能满足设计的要求，就需要使用洒水车进行洒水，提高沙层的含水量或者让其超过沙层的最佳含水量。使用YL16T胶轮压路机进行3～4遍的碾压，保证公路路基顶面的平整和紧密。等到整个公路施工段碾压完成之后，马上进行自检、报检，此时要重点做好压实度和路基弯沉值的检验，在自检、报检之前，要借助洒水车进行补水，以提升路基的含水量。

4 风积沙公路路基填筑的注意事项

根据新疆地区沙漠地带的气候特征、风积沙路基施工的工艺特点等，在公路施工的时候，首先，要避开恶劣的天气，如沙尘暴天气、炎热高温的天气。由于新疆沙漠地区夏天的平均气温高达35℃，这使得公路施工工作人员和施工机械无法正常工作，所以施工的时候尽量选择早上和晚上。在沙尘天气施工，会造成施工机械和人员的施工困难，所以也要提前做好施工时间的确定。其次，公路施工的段落划分要遵循“集中力量，快速施工”的原则，从公路路线的一段开始推进，并在最短时间内实现此段公路的施工，以提升施工机械的统一调配，提升机械设备的使用效率。再次，公路路基交验段落不能太长，以300～500m为适，在公路交验合格之后，立即使用基层砂砾料来覆盖。

5 结语

综上所述，沙漠地区进行路基湿压法施工的工作重点，是有效解决公路施工用水、施工材料和公路碾压等。按照短、快的施工原则，进行施工段短时间、快速度的施工，各个工序之间要把握好时间，提升施工程序的紧凑性，对于公路施工过程中的各种运输的车辆、施工机械等，要做好充分的规划和准备，提升新疆地区风积沙路基施工的有效性和合理性。

[1]鲍茂新.使用风积砂作路基填料施工工艺[J].西部探矿工程，2005，（2）：56.

[2]曲展俊.河谷及低山丘陵区高速公路路基的填筑要点[J].西部探矿工程，2007，（1）：23.

[3]陆坚.公路路基填筑施工方法简介[J].新疆有色金属，2008，（3）：35-37.

[4]王联芳.流态粉煤灰水泥混合料应用中常见问题分析[J].粉煤灰综合利用，2005，（5）：44.