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风积沙路基公路设计施工与防沙方案

【摘要】:风沙地区公路沙害类型主要有两种:路基和路面的风蚀;路基、路面和桥涵的沙埋。路堑风蚀以边坡和堑顶最为严重。被风蚀的沙土塌落于堑内,堵塞公路。我国风沙地区面积广大,通过沙区的公路干线和支线众多,在治沙工作上尽管做了努力,但公路沙埋的危害仍不同程度存在着。公路沙埋按其积沙形式,可分为片状积沙、舌状积沙和堆状积沙三种基本形式。舌状积沙形成较快,积沙厚度较大,易造成阻车。它是由沙丘前移到公路造成的。

风沙地区公路沙害类型主要有两种:路基和路面的风蚀;路基、路面和桥涵的沙埋。

1)风蚀

风蚀包括吹蚀和磨蚀两种作用。众所周知,风沙地区自然条件的一个重要特征是风大沙多;而修筑的路基又往往是就地取材的沙土,缺乏黏性、松散,易于受到风力作用,沙粒很容易被风吹走,产生路基吹蚀;或因风沙流中的沙粒不断冲击路基、路面,发生磨蚀;倘若地表径流侵蚀路基而使之具有流痕或孔穴时,风沙流尚能钻入孔穴内旋磨,以致将沙填路基的路肩部分或路面下土基掏空,造成塌陷。路基风蚀主要集中表现在凸起的迎风部位上。风蚀状况随路基形式与风向的不同而异。

路堤风蚀多发生在迎风路肩和边坡上部,特别是高路堤风蚀最为严重(表1-48),常常形成上陡下缓、坎坷不平的风蚀坡面。一般风蚀量为十几厘米,最大可达数十厘米,整个路肩可被风蚀殆尽。不仅增加了养护上的维修帮补工程土方量,而且由于风蚀后减窄路基宽度,严重影响了行车安全。

表1-48 路基高度与风蚀深度的关系

注:①观测地点在内蒙古伊乌公路、锡宝公路和包西公路。②观测时间为5~8年。

路堑风蚀以边坡和堑顶最为严重。当主导风向与线路平行时,两侧坡面常被风蚀成犁沟状,沟深可达20 cm以上,线路与主导风向垂直时,堑顶形成浑圆状或不规则形状,迎风坡面常风蚀成犬牙状,或成袋形涡穴。被风蚀的沙土塌落于堑内,堵塞公路。

无路是哪种断面形式的路基,其风蚀程度与风力大小、风沙流强度、填筑材料、坡面有无封闭材料的性质等有关。

2)沙埋

沙埋是风沙地区公路的主要沙害。我国风沙地区面积广大,通过沙区的公路干线和支线众多,在治沙工作上尽管做了努力,但公路沙埋的危害仍不同程度存在着。

公路沙埋按其积沙形式,可分为片状积沙、舌状积沙和堆状积沙三种基本形式。

(1)片状积沙。其特点是积沙范围大,往往积沙整片相连沿路面绵延数十米至数百米,甚至可达数公里。沙子堆积过程为:一般先在路堤迎风一侧路肩,或下风顺边坡和路肩(当下侧有微地形起伏)开始,然后逐渐向路中心扩展,使整个路面沙埋。片状积沙厚度较小,一般为10~20 cm,最大厚度可超过30 cm。这种沙害在形成初期对行车影响虽然不大,但给养护造成困难,因消除积沙需要花费大量的人力物力;可是若不及时清除,积沙日益增厚,也能严重影响交通,甚至阻断汽车通行。

(2)舌状积沙。这种沙害掩埋地段不长,为数米至十多米,沙子堆积形态呈前低后高、前窄后宽状似舌头的沙体伸向公路。主要发生在风口地段,特别是当路堤上风侧有障碍物(如高低起伏的地形、弃土堆和灌丛沙堆等),路堑口有斜向风吹入或线路横切沙丘走向时较为普遍。舌状积沙形成较快,积沙厚度较大,易造成阻车。

(3)堆状积沙。它是由沙丘前移到公路造成的。由于沙丘的移动方向和速度可以测量,所以沙害能够预测。但一经形成,因积沙量大,清除积沙工作艰巨,可中断交通,甚至被迫弃路,改由他处绕行,因而危害严重。