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2023-08-30
新疆特殊地区公路设计原则
【摘要】：盐渍土地区公路路基、路面设计与施工技术方案，应根据当地气候特征、工程地质、水文地质、筑路材料、施工条件、环境要求等因素，贯彻因地制宜、经济适用、节约用地、保护环境、技术先进、安全可靠的原则。在盐渍土区域，地表水和地下水对公路的影响较一般区域更为严重。新疆的某一条盐渍土地区道路，设计阶段调查的地下水位在 5 m 以下，而道路建成后地下水变化到 2 m 以内，导致路基出现病害。
盐渍土地区公路路基、路面设计与施工技术方案，应根据当地气候特征、工程地质、水文地质、筑路材料、施工条件、环境要求等因素，贯彻因地制宜、经济适用、节约用地、保护环境、技术先进、安全可靠的原则。
盐渍土地区路基设计应遵循下列原则：
（1）应调查收集沿线降水、蒸发、温度、地形地貌、工程地质、水文地质等资料，查明盐渍土的含盐类型、含盐程度及分布范围，评价盐渍土地基的承载力、盐胀性、溶陷性和表聚性。
（2）路基位置应选择在地势较高、地下水位较低、排水条件好、土中含盐量低、地下水矿化度低、盐渍土分布范围小的地段，并应以路堤通过。
（3）新建路基设计，应根据当地积盐条件、土质性状、地表水和地下水的现状，做好盐渍土地基处理、填料控制、路基结构、防排水措施的综合设计，保证路基强度与稳定符合要求。
（4）改建路基设计，应根据原有路基路面病害状况、路基填料的含盐类型及程度，以及水文地质条件，对原有路基进行处理利用和重建方案的技术经济比较，合理确定路基改建方案。
盐渍土地区公路在地表水、地下水、环境温度及动载变化的综合作用下，极易产生盐胀、翻胀及溶陷等病害，对公路建设、营运和养护维修带来极为不利的影响。在充分掌握盐渍土的基本工程性质，特别是其盐胀、溶陷和腐蚀三大特性的基础上，结合我国多年来在盐渍土地区公路工程建设中的实践经验，盐渍土地区应开展如下勘察及调查、评价工作：
（1）调查研究地形、地貌特征，划分地貌单元，分析各地貌单元中岩土的性质、成因和时代。
（2）调查盐渍土的分布范围、形成条件及其发展趋势，了解盐渍土的含盐类型、含盐程度及其平面和竖向上的分布状况。
（3）调查地下水的类型、水位、水质及其与地表水的关系。
（5）收集沿线降水、蒸发、温度、冻深等气象资料。
（6）调查已有道路的盐渍土病害情况。
盐渍土路基病害的产生是盐、水、温相互作用的结果，盐分是导致盐渍土具有盐胀、溶陷等病害的根源。路基病害防治需从改善路基和地基中盐、水、温等条件着手，降低路基含盐量，或者防治路基中盐分的侵入，限制路基填料的含盐量，尤其是路堤上层的含盐量对治理盐渍土病害尤为关键。因此，重点做好路基、地基的防盐、隔水、排水设计。
在盐渍土区域，地表水和地下水对公路的影响较一般区域更为严重。其对公路盐渍土病害的产生有以下两方面的影响：首先，在盐渍土地区地下水挟带的溶盐随水分的蒸发而聚留，加剧了地表和路基的盐分聚积，从而造成路基盐渍土病害的产生和加重；其次，地表水和地下水的侵蚀和上迁会增加路基的含水率，使公路路基长期居于潮湿和过湿状态，土体中水分的增大会使土粒间水膜增厚，降低土的结构力。对于硫酸盐渍土地段，含水率的增大也给 Na2SO4 在土体降温过程中形成芒硝（Na2SO4·10H2O）提供了含水结晶的水源。试验表明，在保持含盐量和其他因素不变的情况下，土体的含水率越大，相应的其盐胀率也增大；在氯盐地段含水率较大时，土体易产生溶解、溶蚀，使地基产生液化或溶蚀，降低地基强度或丧失地基承载力，使地基失稳破坏。因此地下水和地表水的作用会使道路中含水率增大，从而加重盐渍土病害。
盐渍土地区路基高度和地基处理的深度都与地下水位有着密切的关系，而地下水位随季节和环境是动态变化的，其深度确定的不准确有可能带来路基设置的不合理。新疆的某一条盐渍土地区道路，设计阶段调查的地下水位在 5 m 以下，而道路建成后地下水变化到 2 m 以内，导致路基出现病害。因此，关于盐渍土地区的地下水埋深最好能收集到区域的历史数据，在没有历史数据的情况下应充分考虑季节性变化、周围河流和地表水对其的影响。
路基隔水设计的目的主要是防止毛细水上升导致路基土盐渍化。而做好路基排水工程，则可以避免路基含水率的增大带来的盐渍土病害加重，减小水对路基强度和稳定性的危害。
既有公路改建处理后效果不佳的路段，均为既有路基利用段。利用的既有路基本由原地表高含盐土填筑碾压形成。从调查看，既有路基土以粉土为主要填筑材料构成，且为含盐量很高的粉土类土质。现场试验表明，部分路基土中硫酸盐含量远大于天然地基含盐量，呈强一过盐渍土。例如：新疆S201 线利用的既有路基，1988年施工完工投入运营，2006年4月在K262附近取样分析，路基外天然地基土易溶敖总软含量为1.2%，路基中则为 1.9%～2.4%，按平均值计算，盐分的积累增加了近一倍。S310线K78＋400附近采取土样分析，天然地基盐含量为4.12%，路基中总盐含量为7.08%。路基为就地含盐粉土填筑，经20～30年的聚盐作用，使土基中的盐分增加了75%。可见，既有路基因覆盖效应和水分蒸发的长时间作用，积盐效应非常强烈，既有路基整体的含盐量一般很高。因此，盐渍土路基病害治理是盐渍土地区公路改建工程的难点，路基改建设计的重点是：① 既有路基病害的产生根源；② 既有路基的利用方案；③ 既有路基盐渍土病害的治理措施。设计时加强对既有路基的处理利用和重建方案的技术经济比较，合理确定路基改建方案，根治既有路基病害，避免盐渍化既有路基带来的改建公路病害。
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2023-08-30
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2023-08-30
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2023-08-30
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2023-08-30
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1）地貌新疆地貌自北向南依次为阿尔泰山、准噶尔盆地、天山、塔里木盆地、昆仑山系，形成以山地和盆地为主的5大地貌单元。2）气候新疆属于典型的大陆性干旱气候。年平均降水量只有 147 mm，具有降水稀少、地域分布不均的特征。气温具有北疆低于南疆，山区低于平原，且随海拔高度增加而递减的分布规律。且新疆属多风地区，风力巨大。此外，新疆地区还分布有大面积的盐渍土，以及冻土、黄土、沼泽软土等特殊土。......
2023-08-30
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