应充分贯彻因地制宜、就地取材的原则。纯风积沙可采用土工布等材料来加固修筑路基，水源缺乏地区的沙基可采用振动干压实技术。沙漠路基高度应遵循满足强度、减轻沙害、保证安全、经济合理等原则，总体采取填方略大于挖方的设计原则。平沙地路段不宜取土，应加以保护。路基设计宜填挖平衡或填方略大于挖方，挖方弃土宜用于填方路基，多余弃土应置于背风一侧的低洼处，距离路堑坡顶不应小于10 m。......
2023-09-22
风积沙路基公路设计与施工，合理横断面形式推荐
【摘要】：合理断面的推荐工作则是对上述研究成果进行综合分析、研究，提出兼顾路基阻沙性能、工程费用以及使用状况等三方面因素的沙漠地区公路路基合理断面形式。采用在我国西部各省区三类沙漠地区公路路基实际断面形式的调查数据分析结果加以校正。
在调查了原路基设计规范有关沙漠公路设计指标的使用状况后，探讨了路基不同断面形式的阻沙性能随路基几何参数的变化规律，即阻沙性能指数随路基边坡、路基高度（深度）的变化规律；探讨了路基工程费用随几何参数的变化规律，即路基造价指数随路基高度（深度）、坡度的变化规律。合理断面的推荐工作则是对上述研究成果进行综合分析、研究，提出兼顾路基阻沙性能、工程费用以及使用状况等三方面因素的沙漠地区公路路基合理断面形式。
3.3.5.1 阻沙性能和工程费用对断面形式影响的综合分析
为了将阻沙性能指数与工程费用指标在一个量纲下进行分析，在不影响其物理含义、数值精度的前提下，将阻沙性能指数、工程造价指数做如下变化。
1）阻沙性能指数r的归一化指标r c
公路路基（路堤、路堑相同）阻沙性能指数r的归一化指标r c可采用下式进行计算：
式中 r c——路堤阻沙性能指数归一化指标（%）；
r i——某一路堤高度（或深度）上边坡坡度为1∶i时的阻沙性能指数；
r 1.5——边坡坡度1∶1.5时的路堤阻沙性能指数。
分析各路堤高度上的r c值，发现其与边坡值i仍有良好的负指数的函数关系：
式中 N 1、N 2——回归系数；
i——边坡坡度。
2）工程费用指标V的归一化指标V c
公路路基（路堤、路堑相同）工程造价指数V的归一化指标V c的计算如下。
按照式（3-29）分别计算某一路堤高度各边坡所对应的V值，然后按照下式计算V c：式中 V c——路堤工程造价指数归一化指标（%）；
V i——边坡坡度为1∶i时的工程造价指数，可分别采用式（3-29）、式（3-32）、式（3-35）、式
（3-38）计算V 1、V 2、V 3、V 4；
V 1∶6——边坡坡度1∶6时对应的工程造价指数（%）。
分析每个高度上工程造价指数归一化指标V c与边坡i仍有良好的二次抛物线的函数关系：
式中 V c——工程造价指数归一化指标（%）；
P 1、P 2——回归方程系数；
i——路堤边坡坡度；
E——常数。
3）用于综合分析的数学模型
针对二级以下等级和一级、高速公路的具体表达公式，见表3-41、表3-42。
表3-41 公路路堤合理坡度选择方程组
（续表）
表3-42 公路路堑合理坡度选择方程组
(续表)
4）综合分析模型的沙漠类型修正
汇总分析实际所调查的上述路堤、路堑修正系数，并参照流动性沙漠二级及二级以下公路路基和高速及一级路路基修正系数间的对比关系，弥补固定、半固定沙漠中未观测的横断面形式的修正系数，可得表3-43，并将表3-43中系数乘以所对应的模型，就可得到各模型的修正模式。
路堤：
路堑：
3.3.5.2 兼顾阻沙性能和工程费用的合理断面形式
分别求解修正后的综合分析模型式（3-43）、式（3-44）和式（3-45）、式（3-46）或绘制如图3-41的解析图，可以得到不同沙漠类型对应的各等级公路路基合理的横断面坡度范围，见表3-44。之所以将求解出的坡度值i控制在0.4～0.7范围内，是考虑回归分析中可能存在的误差，而上述区域误差满足确定边坡坡度要求。
图3-41 沙漠地区公路路基合理断面解析图
表3-43 公路路基合理坡度选择方程组的沙漠类型修正系数
表3-44 公路路基阻沙性能和经济指标的合理断面坡度
（续表）
（续表）
3.3.5.3 沙漠地区公路路基合理断面形式的推荐
确定了路基在不同条件下的合理坡度范围后，如何在这些坡度范围内进一步确定不同等级道路在不同的高度或深度、风向交角等条件下的界限值是下一步必须进行的工作，这也是本研究的最终目的。但需要说明的是，由于最终被用于校正的来自三类沙漠中已有公路的调查数据，均取自不同形式防护之下路基横断面，因此表3-44中所推荐的合理边坡也是在以下不同边坡防护前提之下使用的。
（1）对流动性沙漠：路基边坡值是在采用了以工程措施为主的综合防护体系，且边坡采用草方格沙障或黏土、砂砾护坡等防护的条件下，推荐的合理边坡指标范围。
（2）对半固定沙漠：路基边坡值是在采用了工程措施综合防护体系，且边坡采用草方格沙障或黏土等防护的条件下，推荐的合理边坡指标范围。
（3）对固定性沙漠：路基边坡值是在路基采用了工程加植物措施综合防护体系，且边坡采用植物或黏土等防护的条件下，推荐的合理边坡指标范围。
1）合理边坡的趋势分析
观察表3-49所示不同条件下的合理坡度，可以发现以下特点：
（1）随着路基高度或深度的增加，路基的坡度在变陡，i值减小，这一点是符合工程造价变化趋势的。随着路基与风向角度的减小，路基合理边坡在变陡，i值减小。
（2）研究分析中所选用的路基高度或深度间隔0.5 m、2 m、5 m值所对应的合理坡度范围相邻指标间均有重叠或接近，为具体确定不同高度的合理断面形式提供了便利。
（3）随着风向与路线夹角的增大，边坡在逐渐减缓，这一趋势与定性分析结果吻合。
2）沙漠地区公路路基合理边坡的选择原则
针对上述特点结合各等级公路在设计过程中应掌握的原则，确定了沙漠地区公路路基设计合理断面形式具体指标的选择原则如下：
（1）高等级公路路基在选择横断面坡度指标范围时，具体界限值取高限。
（2）二级以下等级公路按照高度确定坡度：
当h≤0.5 m时，i值取高限；
当0.5＜h≤2时，i值取中限；
当2＜h≤5时，i值取中下限；
当h＞5时，i值取下限。
（3）考虑到公路设计和施工因素，所有界限指标均以0.5的倍数取舍。
（4）采用在我国西部各省区三类沙漠地区公路路基实际断面形式的调查数据分析结果加以校正。
3）沙漠地区公路路基合理边坡形式的确定
根据上述原则推荐结合各类型沙漠调查结果，可以推荐出沙漠地区公路路基合理断面形式，见表3-45，在表格编制过程中针对表3-45做了以下调整：
（1）因60°夹角与90°夹角对应的边坡值差别较小，故用大于30°夹角范围替代60°和90°夹角对应的边坡指标。
（2）对于路堤断面形式，当路堤高度h＞2 m后，计算所得的合理断面坡度趋于一致，故删去5 m取值界限；对于路堑断面形式，当路堑深度h≤2以下时，计算所得的合理断面坡度也趋于一致，故也删去0.5 m深度界限值。
（3）经过多方面分析，在现有规模风洞试验的基础上，积沙带的合理宽度不易在理论分析的基础上获得，因此在确定合理边坡时，主要依靠实地调查数据分析结果。
表3-45 推荐的沙漠地区公路路基合理断面形式
（续表）
（续表）__
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2023-09-22
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