对尼日尔沙漠地区风积沙填筑路基压实的探讨

杜玉虎

摘 要：近几年来，国内科研所和高校对风积沙填砂路基在沙漠公路施工中的运用进行了研究。通过风积沙来达到填筑路基的目的，可以非常有效的隔开毛细水，提高路基稳定性。同时，还可以为沙漠地区缓解路基材料的缺乏情况。但传统路基填料的压实工艺与风积沙存在一定的区别，文章以我公司在尼日尔完工的23号国道项目为例，对风积沙填筑路基的压实方法进行探讨，达到对今后类似的工作提供相应的技术支持和经验。

关键词：风积沙 填筑路基 干压实 饱水状态压实

1、概论

风积沙的干密度在含水量非常低的时候或着是接近饱和的时候会达到较的大数值。通常情况下，填料用土需要克服其颗粒间的粘聚力及摩擦力才能被压实，然而对于含土量较小的风积沙来说，它们的摩擦力非常小，因为颗粒间的粘聚力是主要的外力，干燥时的粘聚力是比较小的，而在含有一定水分的时候，颗粒表面的水就会练成一片，形成水膜，产生连结力，增大了颗粒间的阻力，使得颗粒无法自由移动。此外毛细水也会产生一定的表面张力，组织颗粒间的移动，导致干密度降低。当含水量接近饱和的情况时，毛细水就会消失，薄膜水就会因为变厚而降低连结力。另外，水在振动力的作用下，会沿着孔隙排出，使其干密度有很大提高。

我公司在尼日尔已完工的25号国道项目（菲林盖至萨纳姆，125公里）和23号国道项目（巴莱亚拉至洛佳，40公里）都是采用风积沙填筑路基施工的工艺技术，具有缩短工期，提高经济效益的优势，本文主要从风积沙填筑路基的压实角度，进行以下两个方面的探讨。

2、干压实法路基填筑

2.1风积沙材料的选取：

风积沙路基填筑的基本原理是采用干压的方法，对沙子进行压实工艺操作，在压实的过程中要求沙基的含水量必须接近0（控制在0. 5%以内），因此，本文中选取的风积沙天然含水量在0～0.5%。

2.2压实方法：

3、23号国道项目在K3+400-K3+600段落施工中，采用干压法填筑路基，施工工艺如下：在清表及填前压实操作之后，按横断面的情况，逐层向上填筑，由最低处的分层填筑碾压，通过推土机完成初压操作。在路基的填筑过程中，通常需要推土机来回推筑碾压，反复多次后路基可达到一定的压实度。一般松铺厚度控制在30cm～40cm。对于第一层的风积沙的松铺厚度，通常会偏大一些，最适合在50cm以上。对于松铺厚度，必须通过边桩竹竿挂线的方式来控制。为了保证路基边缘与其它部位的压实度均匀，需要将路堤填土的每一侧横向上多填30～50厘米。

3、饱水状态压实法路基填筑

3.1风积沙材料的选取：

风积沙填筑采用饱水状态压法进行压实，其对沙基的要求是含水量接近饱和，因此，此方法对洒水要求较高，必须做到均匀、饱和。

3.2压实方法：

3.2.1填前碾压：

先将表土翻松15cm后洒水进行碾压操作，由于风积沙的密度比较很低，因此需要采用大吨位的振动压路机进行碾压工作，我公司在此段施工时采用的是压路机型号为CA600D，且压实密度要求在 90%以上。如果有较深坑洼或沙丘时，应该分层回填碾压；沙丘清表后若顶面高程低于上路床底的标高，则沙丘边缘开挖台阶要和路基填筑同时施工。

3.2.2运料：

由于风积沙大多分布在干旱的地区，含水量小于4%，表层的含水量接近零，并且颗粒细小，宜初步少量洒水减少运土途中损失和环境污染。由于风积沙具有土质松软的特点，粘结力差，小吨位车在风积沙上面行驶极为困难，所以需配大吨位全自卸车，装载机或挖掘机可直接挖装，。

3.2.3摊料：

采用推土机进行摊铺初平，然后用平地机进行精平、初压。精平过程中，应时刻检查其高度等指标是否符合要求，在填筑第一、二层砂的时候，施工时的坡度要控制在3%左右，保持内倾横坡，在逐层填高以后，可适当减小。摊平的时候要严格控制土层的厚度和坡度，经试验风积沙松铺的系数通常为 1.1-1.25，由于风积沙粘结力比较差，不易形成板块，同时具有较强的渗水力，太薄不利于保水和碾压，因此每层松铺厚度一般宜控制在 20～40 cm 之间。

3.2.4分格洒水：

风积沙在施工的过程中，最重要的步骤就是洒水，因此，如果洒水不合理，将会对施工的质量造成很大的影响，因此必须保证在施工现场有充足的取水设备和水井。以尼日尔23号国道项目在K5+825-K6+125段施工为例，其洒水方法采取的是分格的方式。在风积沙粗平后，沿道路纵向每隔5m人工堆成5m*5m的方格，方格内整平，用砂堆成15cm高、10cm的砂埂，同时设挡水围堰，确保注水效果。洒水均匀、透彻，并且保持较小的速度，可以保证充足的渗透时间，使土的含水量略大于最佳含水量 （经试验在10 %～14 %之间），一般要高出1.5 %～2%。现场用水量根据尺寸确定，用水量=长×宽×取料厚度×（最佳含水率+2%-天然含水率）。同时，要计量避免高温多雨等极端气候。

3.2.5碾压：

碾压操作需要先静压1遍，先用较弱的振方式后，再换用较强的振方式，反复进行几遍，最后再静压1遍。在通常的情况下，振动压路机在第一层采用静压1遍，振动压实4遍，最后静压1遍；到了第二层，同样是先静压再振动压实，最后在静压，区别在于振动压实增加了1遍，为5遍；到了第三层及以上，则再增加一遍振动压实。

3.2.6及時养护：

风积沙路堤基本都是在干旱地区，具有蒸发量大，保水性差，失水快等特点，因此，在碾压成型之后，表面不会形成板体，所以在后期使用过程中，要及时养护，例如均匀洒水，或者是用塑料薄膜覆盖。

5、压实效果对比

K3+400-K3+600段为干压法路基填筑，其检测结果如下：

K5+825-K6+125段为饱水状态法路基填筑，其检测结果如下：

通过以上两种方法对比分析，两种压实工艺都能达到设计要求。

6、结束语

综上所述，风积沙干压法填筑路基的方式，可以有效缓解沙漠地区工程用水短缺的问题，还能节约了大量的水资源；而风积沙在含水饱和时，压实法填筑路基能进一步提高路基稳定性。两种方法均都能有效解决沙漠地区缺乏路基填料的问题，降低筑路的成本，提高经济、技术效益，值得推广和运用。