沙漠地區公路防護

揭慶芳

摘要：在我國沙漠地區與一般地區的自然特征差異十分明顯，表現為氣候十分干旱，日照強烈，溫度變化巨大，風沙活動頻繁，給公路帶來了嚴重危害。公路附件的砂土容易被刮起，造成風蝕路基礎和砂埋路面，從而使路基邊坡度增大，路面上形成沙堆，降低公路路基的穩定性。因此，需要對沙漠地區公路防護進行著重分析。基于此，文章就沙漠地區公路防護進行簡要的分析，希望可以提供一個有效的借鑒。

關鍵詞：沙漠地區；公路防護；措施

1.沙漠地區公路選線原則

1.1最短距離原則

沙漠公路設計施工比較困難，尤其是沙漠公路的防沙設計，工程量大，工程造價高。因此，要求在沙漠公路設計時盡可能選擇最短路線，盡量少設彎道，且不宜設小半徑平曲線，直線距離不能過長。

1.2沙漠地區地基穩定性原則

沙漠地區河流極易形成沖刷，河水含泥沙量大，河道易淤積，河床易改道。公路和橋涵設計應選擇穩定地基，遠離河道，地形相對平直的地段。忌在河道變化大的平曲線凹岸段架設橋梁。因為沙漠地區土質松散，極易受洪水沖刷，地基很不穩定，橋梁下部結構一般應采用樁柱基礎。

1.3公路靠近筑路材料和水源地原則

在沙漠中筑路就近找砂石材料、水源較困難，這些材料必須從沙漠以外地區進行拉運，由于運輸距離遠，運輸工程量大，所以運輸成本很高。公路設計選線時，有條件應靠近有砂石料、水源地帶。

1.4公路路線與主導風向一致的原則

公路路線與主導風向的夾角越小，沙害越輕，對公路防沙設計越有利。因此，公路路線的確定應結合主導風向，根據路線走向與主導方向，結合沙壟的走勢來確定合理的公路路線位置。

1.5繞避不良地質地段的原則

公路通過不良地段時，如水毀、鹽漬化、沼澤化、沙漠化嚴重等地段，地基處理技術難度大，投資費用高，公路選線時應盡量避繞。

1.6順應自然地形的原則

沙漠地區公路選線，以順應自然地形地貌。復雜的沙漠地形地貌，是經過長期以來自然風力產生的結果。在公路設計選線中，應盡量不破壞自然地形地貌，一旦對自然地形地貌破壞較嚴重，風沙會對公路造成很大危害。因此，設計中必須考慮加大路基防沙力度，既增加了工程量，又提高了工程造價。公路建成后，其養護工作量也會加大，造成人力物力資源浪費。

2.沙漠地區公路路線設計

2.1沙漠地區公路選線和路線布設

沙漠地區特有的自然氣候條件對公路鋪設提出了特殊要求。合理選線可減少積沙點和積沙路段，降低路基修建及養護費用。應遵照以下原則：通過沙漠地區的距離盡可能短、地質條件相對穩定河段架橋、道路盡量接近筑路材料和水源地、與起沙風向平行、繞避嚴重病害地段、順應自然地形、盡量開闊地面通過、追求最佳生態效益、良好的社會效益。

2.2路基橫斷面設計要點

1）零填地段的路基橫斷面設計根據風沙流在行進中不遇阻力或障礙物不沉積的原理，即對不填不挖的路基橫斷面可以不作特殊處理而保持原地面設計狀態，但有兩種情況，需要對邊坡進行一定的泄流設計：一種情況是為防止貼地運動的滾動式風沙流在瀝青路面，特別是夏天的瀝青路面上受阻。這樣，兩側的邊坡應做成加速流線形形式。加速流線形式的結構為：在風沙流進口一側做凹形跌坎垂直面，緊接著與流線斷面連接直至路肩。這樣，風沙流進入該種斷面時，首先進行一次加速，然后再由流線形斷面快速疏走，達到了不積沙的目的。

另一種情況是設置寬淺邊溝或積沙平臺，如不作特殊處理，則風沙流首先必須將積沙平臺填滿后，再向路肩與路面堆積。對邊溝處理的方法仍然做成流線形斷面。由于路面標高不提高，因而，不需做成跌坎式斷面。由于路面近乎地面，因此，風沙流能順利地通過邊溝流線形斷面而越過路面進入背風側。

2）低路堤設計

一般低路堤設計與上述第一種情況相似，主體以流線形邊坡為主，邊坡長度L=3～5m，坡角一般為25o左右。由于路堤較低，因此邊坡設計可以兩邊對稱。由于是低路堤，因此，一般情況下可以不設邊溝。它的防沙特點是在天然沙丘與公路之間設置了能截斷沙移的防護帶。當風沙流從天然沙丘吹來時，引起天然沙丘沙移。另一部分沙子（風沙流自帶的與刮走天然沙丘的）在防護堤迎風面沉積，再有一部分沉落到了背風側，這就是說，公路將風沙流拒之于它的較遠的迎風面。公路兩側要設一定寬度的整平帶，并將邊坡與整平帶一并予以防護，尤其流線型邊坡和路肩更要加重防護，任何不平坦處及邊坡沙面的暴露，都將引起沙子的風蝕與堆積，會影響流線型路堤的輸沙效果。

2.3合理的路基設計

1）為了防止路基風蝕與埋沙，應根據風沙地貌地形特點、風沙運動特征及路線走向與主風向關系等，選擇合理的路基斷面形式和路基側面防護體系。臨白項目側面防護體系：整平帶為坡腳外5m。采用45°1m×1m卵礫方格鋪砌，厚度不小于10cm。方格內平鋪5cm卵石；整平帶外層設置1m×1m半隱蔽式草方格沙障，迎風側應先設主帶，后設副帶。背風側應先設副帶，后設主帶。半隱蔽式草方格沙障鋪設結束后，方格內進行植草。在植被稀少路段，可采用土工方格沙障。迎風側整平帶外50m設置高立式沙障。高立式沙障結構形式為立柱與阻沙棚蔽材料用鐵絲捆綁成帶狀，立柱高2.2m，埋置深度0.4m～0.6m。

2）沙漠地區公路路肩、坡面和積沙平臺均需進行全面的固沙防護工程，以防止風蝕和保持路基的穩定。防護材料可采用砂礫、粘結土、各種柴草等。臨白項目風蝕地區，高度小于3m路段采用20cm砂礫土封閉，粒料缺乏路段采用土工格防護。大于3m路段根據不同情況采用混凝土預制方格骨架防護、護面墻防護以及SBS主動防護網防護。

3）在容易積沙的路塹或半填半挖路段，為防止流沙進入路肩及行車道，在挖方處宜設成寬度不小于2m的積沙平臺。臨白項目風沙路段，上風側采用5m，背風側3m。

2.4路基填土高度的合理選擇

路線通過風沙地區的縱坡，采用填挖方基本平衡的設計，其路堤高度以高出地面線50cm～100cm為宜。路線通過移動速度較快的沙丘或沙地分布地段，其路堤高度以高出沙丘平均高度0cm～50cm為宜。路線通過強度和穩定性差的鹽漬土等地段，可填筑風積沙，路堤平均高度應大于80cm。

2.5路基邊坡防護設計

對于沙漠路基防護，主要應遵循“因地制宜，就地取材”的原則。防護條件不同，路基邊坡設計及穩定性也不同。對于風沙路基邊坡，在條件允許情況下，可采用砌體和柴草兩種不同類型的措施進行防護。當采用砌體時，邊坡設計可適當陡些，如干砌片石。當路基邊坡采用柴草或其他同類措施進行防護時，邊坡設計要緩且要適當考慮一些安全儲備。此外，要考慮公路建設的經濟性，這就要秉持就地取材的原則，如距河灘較近時采用卵石，離村鎮近時多采用柴草類。

1）坡面層鋪柴草防護：將植物的莖桿砍成50cm左右的短節，從坡腳開始向上每層按5～10cm厚度層鋪、灌砂、搗實。一般設置于沙漠邊緣地區，且距離村莊、農家較近，邊坡坡面略陡的風沙路段；

2）坡面平鋪柴草或枝條紡織物防護：將材料扎成直徑5～10cm的束把，或將其編織成芭塊，沿路基坡腳向上平鋪，以樁釘固定。一般設置于沙漠邊緣地區，且距離村莊、農家較近，邊坡坡面略緩并有景觀要求的風沙路段；

3）坡面鋪砌卵礫石防護：將卵礫石平鋪于邊坡坡面，先用10cm以上的卵石在邊坡上做成1×1m的并和路肩邊緣成45°角的方格，格內平鋪粒徑較小的卵礫石，路肩平鋪卵礫石可適當摻配些粘土，以增加其穩定性。主要適用于風沙路段路基高度或路塹深度小于2m的路基邊坡防護。

3.沙漠地區公路沙害的防護治理

在荒漠區，防沙工程包括工程防沙和植物防沙工程。

3.1公路防沙考慮因素

（1）考慮公路所處風帶因素，當穿從風口地帶穿過時，應采取阻沙與固砂相結合，即采取上風側較遠處阻沙，固沙寬度為60～80m，路基兩側阻沙范圍為3～6m。（2）考慮公路設計等級因素，防沙工作應結合公路使用功能特點、交通運輸情況及道路工程在該地區建設的重要意義等，分近期和遠期相結合，制度防沙措施。（3）考慮施工因素，由于沙漠公路所處施工環境特點，公路防沙與筑路工程應同時進行，才能保證修筑路段的暢通和防沙后施工質量。

3.2公路沙害防治措施

（1）公路防沙設計應在路基兩側地面或路基邊坡進行防沙，比如最常用的草方格防沙，通常在路基上風口一側沿路線選擇60～80m范圍、在下風口一側沿路線選擇30～50m范圍，下風口草方格防沙一般為1m方格網。路基邊坡處防沙草方格防沙一般為1m×0.5m草方格網。（2）為風沙順利通過路基兩側設緩坡，通過在路基高在50cm以下時，路基兩側防沙采用輸導防沙。（3）針對沙害嚴重地段，則采用蘆葦草方格，加上1m高的阻沙柵欄的形式在公路上風側建立阻沙、固沙，輸導相結合的綜合防護體系。

綜上，風沙防治應堅持以防為主、防治結合的原則。通過積累沙漠地區公路設計與防沙經驗分析，有效減少風沙對公路的危害，是沙漠公路設計和長期有效養護的課題。

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