浅析沙漠地区公路设计要点——以闫（ 地拉图） 迎（ 水桥） 公路为例

李 斌

（宁夏公路勘察设计院有限责任公司，宁夏 银川 750001）

1 项目概述

闫地拉图 （宁蒙交界） 至中卫市迎水桥镇改建公路位于宁夏回族自治区中西部的中卫市，宁、甘、内蒙古三省区交界点上，是沿黄经济区的重要城市。本项目连接宁夏中卫市与内蒙古阿拉善左旗腾格里工业园区，该工业园区以煤化工、盐化工为基础，发展冶金、新型建材和精细化工三大支柱产业，同时以项目建设为依托，产业发展为动力，基础设施建设为支撑，生态环境建设为保障，园区将力争打造成绿色生态园区、循环经济园区和自治区西部地区重要的精细化工基地。

原闫迎公路由于修建年代较早，等级为三级公路，路基宽度只有7.5 m，各种重型车辆、小汽车、非机动车混合通行，经常造成交通阻塞，引发交通事故，严重影响了道路运输畅通和安全，目前，旧路已无法适应区域交通量快速增长的需求，迫切需要对既有道路进行拓宽改建，改建后采用一级公路技术标准，设计速度为80 km/h，路基宽度采用24.5 m。

本项目的实施对于改善中卫市公路网通行能力，加快省际交通运输发展，加快中卫工业园区建设，推动沿黄经济区的发展，促进中卫市旅游业具有十分重要的作用。

2 项目设计要点

2.1 项目沿线自然条件调查

2.1.1 地形、地貌

本项目位于中卫市西北部腾格里沙漠东南缘，由丘陵、沙丘、沙地和新月形沙丘链组成，以固定、半固定的沙地为主，局部为流动沙丘，下伏地形主要为黄河阶地黄河冲积平原，地形起伏不大，总体呈北高南低，海拔一般在1 230～1 280 m之间。

2.1.2 水文、地质

项目所在区域地下水类型主要为第四系孔隙潜水、基岩裂隙水，主要由大气降水补给，勘测期间地下水位埋深约1.5～4.5 m，水位高程约1 209.68～1 214.07 m。

路线所经地区沿线地表沙丘形状主要有沙垄以及流动型格状沙丘，经多年封山禁牧及治理，沙丘已基本固定，主要以第四系全新统风积成因的细砂、第四系冲积成因的亚砂土、第三系 （R） 红黏土及三叠系砂岩为主，风积沙层平均厚度2～6 m，单个沙丘一般高1～2 m。

2.1.3 气象

项目所在区域深居内陆，远离海洋、靠近沙漠，属半干旱气候，具有典型的大陆性季风气候和沙漠气候的特点。春暖迟、秋凉早、夏热短、冬寒长，风大沙多、干旱少雨。年平均气温在7.3～9.5 ℃之间，年均无霜期159～169 d，年均降水量179.6～367.4 mm，年蒸发量1 829.6～1 947.1 mm，全年日照时数2 800 h。 年平均气温8.8 ℃，极端最高气温34.5 ℃，年降水量179.6 mm，年蒸发量为1 829.6 mm，为降水量的10.2倍。降水量主要集中在6～8月，占全年降水量的60%。全年无霜期平均167 d，全年日照时数2 870 h。

2.2 既有旧路概况调查

本项目位于中卫市西北部腾格里沙漠东南缘，K0+000～K5+760段由沙丘、沙地和新月形沙丘链组成，以固定、半固定的沙丘为主，局部为流动沙丘。K5+760～K11+358段两侧为企业厂区及光伏发电场，地势平坦，绿化较好。

既有旧路为三级公路，路基宽度7.5 m，路面宽度6.5 m，两侧各0.50 m土路肩。旧路面层为3.0 cm厚沥青面层，路基采用风积沙填筑，旧路两侧设有草方格沙障，部分已被风沙掩埋。旧路主要病害有坑槽、龟裂、推移、油面脱落等，行车舒适度差。据调查，造成旧路病害的主要原因是旧路承载力不足及超期运营。

2.3 自然区划及设计交通量

项目所在区域按照《中华人民共和国公路自然区划图》划分为Ⅵ2区 （西北干旱区的绿洲——荒漠副区）。项目路面设计时剔除小客车后交通量为6 660 辆/d，替代车型分别为东风 （EQ-140） 2 685 辆/d、黄河 （JN-150） 2 990 辆/d、东风 （YCY-900） 985 辆/d。交通量年增长率为5%，设计年限15年，车道系数采用0.45。根据交通量计算，项目属重交通等级。

2.4 路线设计

为了尽量利用旧路路基走廊带，减少征地、拆迁，最大限度利用旧路以避免工程浪费，节约建设资金。设计中线平行于原有旧路中线，路线平曲线参数基本与原有旧路保持一致。但旧路存在无法满足设计速度为80 km/h的平曲线和长直线存在小偏角的现象，因此进行了适当调整，在设计时主要考虑增加标志、完善标线等安全设施来保证行车安全，在局部存在＜7°小偏角的路段，均设置了平曲线，平曲线长度满足路线规范，调整后全段满足设计速度为80 km/h的一级公路技术标准。

2.5 路基、路面设计

2.5.1 道路断面组成

本项目采用四车道一级公路标准，路基宽度24.5 m （0.75 m土路肩+2.5 m硬路肩+2×3.75 m行车道+0.5 m路缘带+2 m中央分隔带+0.5 m路缘带+2×3.75 m行车道+2.5 m硬路肩+0.75 m土路肩）。

根据沿线土质特征，一般路段当路基填方边坡高度＜6 m时，填方边坡采用1∶1.5；当路基填方边坡高度＞6 m时，在6 m处变坡，上边坡采用1∶1.5，下边坡采用1∶1.75。风沙路段填方边坡采用1∶3，挖方边坡采用1∶4，挖方段两侧各设5.0 m积沙平台。行车道路拱横坡采用2%，土路肩路拱横坡3%。

2.5.2 低填及挖方路床处理

本项目填方路基，路床直接用取土场砾类土填筑。

本项目低填路段，主线路面以下处理深度为80 cm，为保证路床的最小强度和压实度，同时，考虑汽车工作深度，并保证路基处于中湿状态，设计对于利用旧路部分，直接在旧路路面上进行填筑；对于新建部分填土高度＜1.44 m的路段进行路基换填砾类土，保证路床80 cm为砾类土填筑，开挖结束后对路床基底碾压，使基底压实度不＜90%，再采用砾类土分层碾压填筑至路床顶面，压实度不＜96%。

2.5.3 路基防护

路基防护设计以安全、经济、环保、美观为原则，以项目影响区内气象、水文、地形、地貌等自然条件为基础，从技术、经济、环保、景观多方面综合考虑，提出合理可行的防护形式，在满足防护功能的前提下，重点突出景观设计。风沙路段采用风沙路基防护，一般路段只对填方高度＞3 m的路堤设置混凝土框格植草防护。

2.5.4 路面设计

本项目综合确定路面设计交通等级为重交通等级。

路面厚度的计算是根据交通量、公路等级对路面强度的要求，以路表回弹弯沉值、沥青面层及半刚性基层层底拉应力作为设计指标，采用沥青路面专用程序进行计算，具体结果如下：

上面层：4 cm细粒式沥青混凝土 （AC-13C粗型连续密级配） ；

下面层：6 cm中粒式沥青混凝土 （AC-20C粗型连续密级配） ；

基层：18 cm水泥稳定碎石；

底基层：36 cm水泥稳定砂砾 （掺配20%碎石） ；路面总厚度：64 cm。

3 结语

闫迎公路作为我国第一条沙漠公路，横穿中国第四大沙漠腾格里沙漠，切实有效地防风治沙措施确保公路畅通无阻，也为沙漠腹地的“生命禁区”带来了生机。既有旧路与本次改造设计路线两侧的防风治沙措施主要有扎设草方格沙障、铺砌砾卵石、撒种草籽，并在沙漠中钻井汲取地下水灌溉草和灌木，从现场调查情况看，虽然局部路段草方格沙障已被风沙掩埋，但总体上确保了公路没有出现沙埋现象，此种治沙经验是值得借鉴推广和继续探索的。