風積沙路基施工工藝應用研究

黃福華

（寧夏交通科學研究所，寧夏 銀川 750001）

1 風積沙簡述

風積沙是沙漠地區經過大風環境長期影響造成的風化成分長期飄落和沉積的過程。由于其特殊的沉積方式，無法實現有效的水吸附。水分在進入風積沙后會直接向下滲透，無任何保水作用。整個風積沙的砂層長期干燥，風積沙的整體結構，由于無水和無外壓的緣故，十分松散。是一種特殊工程性質的土體，顆粒組成非常均勻，風積沙含水量極低，在不同的深度下含水量逐漸增大，不同深度的密度相差也較大，無法完成有效的塑型過程，對于塑型方法來說，無法通過剪切強度的增加，保證其有效的塑型過程，盡管風積沙的可塑性較差，缺乏路基的基礎特性，但在沙漠地區新建高速公路因路基填筑材料缺乏，路基填筑以風積沙為主。

2 風積沙特性

沙漠地形起伏大，氣候干旱、植被覆蓋率底、蒸發量大、大風頻繁、風積沙厚度大，形成2-5m高的沙丘鏈，通過土的顆粒分析試驗表明主要粒徑介于0.075-0.25mm之間，根據顆粒分析試驗表明0.075mm以上占總質量97.8%，通過顆粒分析試驗得出風積沙的不均勻系數為1.36，通過測得深度為0-30cm時含水量分布為0.2-0.5%，深度為30-100cm時含水量分布為1-3%。

3 最大干密度的確定

目前現行的試驗規程要求采用重型擊實法測定最大干密度和最佳含水量，作為控制路基填筑壓實的控制依據，本次采用重型擊實試驗方法確定最大干密度，采用不同含水量情況下進行重型擊實，隨著含水量的增大，結合水膜逐漸增大，水在顆粒間的潤滑作用逐漸增加，使土的內膜阻力逐漸減少。隨著含水量繼續增大，水膜的粘結力繼續下降，干密度又提高，在最佳含水量時，風積沙干密度達到最高峰值過后，含水量繼續增加，風積沙內膜阻力在減小，而水的體積在繼續增加，因此在同樣的擊實功下，風積沙的干密度值反而在減小。如某高速公路風積沙擊實曲線如下：

試驗方法 重型擊實法最大干密度g/cm3 1.691.581.551.591.621.631.631.651.691.661.63含水量%02468101214161820

從本次不同含水率的進行重型擊實得出的曲線可以看出，在含水率為0%以及最佳含水率16%時，最大干密度基本一致。

4 風積沙路基壓實工藝

沙漠路基填筑，風積沙滲透系數較大、松散性強，粘聚力小，在無保護措施裸漏情況下極易被大風及聚集水的作用下發生破壞，為減小風積沙填筑的不利影響，確保路基的整體穩定性，路基填筑應進行基地平整和碾壓，經碾壓穩定在進行路基填筑；路基兩側包邊土為寬2米厚為30cm的砂礫土填筑，壓實采用干壓法或濕壓法。

干壓法是指風積沙在天然含水率狀態下或干燥狀態下，通過振動碾壓沖擊等外力作用下，將風積沙中的氣體擠出，使顆粒相互嵌擠達到密實狀態。壓實工藝流程為：清除地表-運輸填料-攤鋪推平-靜壓-振動碾壓-表層碾。

濕壓法是指風積沙在天然含水率攤鋪后灑水至最佳含水率或飽和狀態下，濕壓法在施工需要大量的水，適用與水源充足地段進行應用。在風積沙達到飽和狀態下更容易達到相互嵌擠，達到密實狀態，并且有利于機械行走。壓實工藝流程為：清除地表-運輸填料-攤鋪推平-靜壓-灑水-振動碾壓-表層碾壓。

根據現場試驗情況來看，兩種方法都能滿足壓實要求。濕壓法對比干壓法來看，濕壓法壓實效果要好于干壓法，但從含水率變化的情況看，濕壓法隨著碾壓的遍數的增加，含水率一直在向下滲透，水分散失較快。

5 壓實度檢測方法

現場壓實度檢測根據規范要求常用的檢測方法可采用灌砂法和普通環刀法進行檢測，由于碾壓完成后，表面失水過快，無論是用灌砂法還是環刀法檢測時都應將表面松散的顆粒去除后快速完成平行檢測，直到合格為止。

6 施工注意事項

風積沙填筑路基，為防止砂害應采取邊施工、邊防護，分段施工、一次成型，填筑路基時風積沙不得夾雜植物及樹根等雜質，必須是干凈的純風積沙；避免風積沙路基沉降，路基應分層碾壓密實，嚴格控制包邊土的松浦系數，確保壓實厚度，沙漠地區氣溫高、水分蒸發散失快，風積沙路基表面容易松散。

7 結語

風積沙特殊的工程性質、沙漠地區特殊的環境和施工條件因素，決定了風積沙的碾壓施工工藝和施工過程有別于其他施工領域，在施工時，需要結合當地風沙、風貌、地質水文，按照流程施工。