通过阿和沙漠公路防沙体系的效应观测，综合养护和施工的因素，对防沙体系的建立提出如下改进措施。防沙栅栏的平面布设应与路线平行，顺应地形、地势，尽量布设在迎风坡中上部。......
2023-09-22
路基施工与防沙：沿线就近取沙，检验合格后使用
【摘要】：③沙区路基施工以沿线两侧就近取沙为宜，取沙以沙丘为主，弃沙以沙窝为主。②拟填筑路基风积沙须经检验合格后，方可使用。
在沙漠地区修筑公路，以风积沙作为路基填料。一方面，沙漠地区特殊的环境和气候对风积沙路基施工有很大的影响；另一方面，风积沙属于无黏性材料，且颗粒细小、天然含水量小、饱水性差。从材料本身来看也有其特殊性。这就注定了风积沙路基的施工机械、工艺等有其特殊性。
6.1.6.1 路基施工基本要求
（1）在流动沙漠地区修筑施工便道，不仅加大工程成本，且一般施工车辆难以通行。因此采用“递进式”施工方法，以保护沙漠中脆弱的生态环境，降低对原始地貌和植被的破坏。
（2）沙漠地区的公路工程应采用机械化施工，由于风积沙松散无黏聚性，受风影响频繁，应结合当地气候条件，抓住有利施工季节，优化组合，连续施工，一气呵成。对劳动力和机械调配与各种材料的采集供应，均需妥善安排，各项工程要分头并进，其工序应紧密衔接。
（3）沙漠地区路基工程应遵循边施工边防护的原则，集中力量完成一段、防护一段，以防风沙对路基的风蚀与沙埋。
（4）沙漠公路路基施工应尽量不破坏或少破坏原植被地貌，减少环境污染，防止水土流失，保护生态环境。
（5）沙区路基施工应尽量以挖作填，减少土地占用。
6.1.6.2 路基施工技术与施工工艺
1）路堑开挖
（1）挖方施工工艺流程见图6-6。
图6-6 沙基挖方施工工艺流程
（2）施工工艺方法。
①施工前，应复核原地面和土方调运表，进行测量放样。
②风积沙开挖应自上而下进行，不得乱挖和超挖，积沙平台宽度≥3 m，路堑上边坡不陡于1∶4。
③路堑开挖，沙漠中一般采用横挖法，即以路堑整个横断面的宽度和深度，从一端或两端逐渐向前开挖，有利用方时，同时进行路基填方作业。推土机推筑风积沙路基时，高大沙丘处应从上向下施工，低矮沙丘及平沙地应多台推土机并排推沙以提高功效。
④开挖时，采用4～5台D8N推土机按上述方法进行推沙，为第一作业梯队；第二作业梯队1～2台推土机进行路基积沙平台、上、下边坡的整修、初平。在恢复路基中线和测量打灰点之后，推土机配合。平地机精平，整形断面，压路机碾压直至符合要求。
2）沙基填筑
（1）沙基填筑施工工艺流程见图6-7。
图6-7 沙基填筑施工工艺流程
（2）施工工艺方法。
①对拟填筑用沙进行试验检测，风积沙原材料的检验频率应不少于1次／km；施工中材料发生变化时，应随时增加检验频率，以控制施工质量。
②根据恢复的中线，分层填筑的宽度按设计宽每侧宽出50 cm，边坡按1∶3测量确定路堤坡脚桩，在边桩处设立明显的分层填筑标志。
③沙区路基施工以沿线两侧就近取沙为宜，取沙以沙丘为主，弃沙以沙窝为主。路线两侧取沙时，其宽度尽可能控制在路基两侧20 m平整带范围内，并与平整带施工相结合，当取沙较多时，其宽度可适当增加，但不宜超过路基两侧40 m的范围。
路线两侧取土坑深度在1 m以内时，可将路堤边坡延伸至取土坑底，并尽可能填挖平衡，减少土方量，保护原地貌，利于防沙。当取沙坑深度大于1 m时，应在路堤坡脚与取土坑之间设置宽度不小于3 m的护坡道，护坡道应整平，其外侧应修成缓于1∶3的缓坡。尽可能以挖作填，减少弃方，确需废弃时，应纵向就近弃于路线两侧低洼地，并予以整平。
④进行沙基填筑试验段施工，在松铺厚度≤50 cm的前提下，测定不同压实机械的碾压遍数、碾压速度和所达到的压实度，从而确定压实工艺。主要采用两种压实机械：一种是推土机排压，93、94区排压3遍，95区排压4遍；采用振动压路机碾压，93、94区振动压实2遍，95区振动压实3遍。
⑤风积沙路堤必须根据设计断面分层填筑，分层压实，分层的最大松铺厚度不超过50 cm。
⑥采用推土机，将推至填方路堤的风积沙进行初平（高差应小于10 cm），推土机排压或压路机碾压，速度2～4 km／h，分层施工至路基顶面。按断面（直线20 m弯道10 m）操平打灰点，用平地机精平后用振动压路机碾压至符合压实度要求（路床下0～80 cm压实度应≥95%，80～150 cm压实度应≥94%，150 cm压实度应≥93%），压实度用浸水环刀法检验。沙基交验时应同时交验路基积沙平台、上下边坡及路容。
3）远运风积沙填筑路基
（1）远运风积沙填筑路基工艺流程见图6-8。
图6-8 远运风积沙填筑路基施工工艺流程
（2）施工工艺方法。
①根据恢复的中线，分层填筑的宽度按设计宽每侧宽出50 cm，边坡按1∶30测量确定路堤坡脚桩，在边桩处设置明显的分层填筑标志。
②拟填筑路基风积沙须经检验合格后，方可使用。
③填方地段清理完原地面后，应整平压实，确保地面以下30 cm范围内的压实度大于93%，方可进行填方作业。
④沙区内，通往取沙场的道路须铺土工布和天然砂砾，整平、洒水、压实。
⑤在确定的风积沙料场，装载机配合挖掘机给自卸汽车装沙。风积沙运至填筑地点后，调头卸至指定地点，采用推土机配合平地机整平，压路机跟着碾压。
⑥在风积沙路基运沙汽车行驶范围内，必须洒水保持经常湿润，否则汽车运输不能进行。
4）路拱整形：路拱精平（初平已在路基填筑和路堑开挖时完成）
（1）沙基碾压。原地面清理整平→推土机或压路机碾压→分层推运填料→整平→推土机碾压。
①用全站仪测定路线中桩、边桩，分别在中桩、边桩处用水平仪测量，打出设计灰点（中桩：直线段20 m，弯道段10 m）。
②平地机根据灰点进行整平，直至符合要求。
③压路机在精平好的沙基上进行碾压，直线段由路基边缘向内逐轮碾压，弯道由内侧向外侧碾压，至压实度符合要求为止（≥95%）。整平、碾压应反复进行，至符合设计和规范要求。
（2）边坡整修。
①路堑积沙平台和上边坡的初步整修已在路堑开挖时完成。在此用推土机配合平地机精平积沙平台和上边坡，使之平整、顺适和美观。保证积沙平台宽度不小于3 m，坡度不陡于1∶4。
②路堤下边坡及取土坑、弃土堆整修。采用推土机整修路堤下边坡，必要时平地机配合整修，由坡顶向坡底推出多余的填沙，保持下边坡不陡于1∶3，并使坡面平顺、直线顺直、曲线圆滑，取土坑、弃土堆平整、顺畅、无阻沙现象。
6.1.6.3 土工布铺筑
1）土工布的类型、规格
通过试验分析，考虑到经济性等因素，阿和沙漠公路采用聚丙烯编织布。材料进场后必须按规定频率检验（1万m2／次），并符合表6-14技术要求。
表6-14 土工布技术要求
聚丙烯编织布外观应质地均匀，不得使用缺经少纬的次品；土工编织布应放于阴凉室内或土埋储藏，不允许在阳光下长时间储存；其储藏期从出厂日算起，不得超过18个月。
外观质量要求如下：
（1）经纬密度偏差，在100 mm内与公称密度相比不允许缺2根以上。
（2）断丝，在同一处不允许有2根以上；同一处断丝2根以内（包括2根）100 m2内不超过6处。
（3）蛛网，不允许有大于100 mm2、小于50 mm2的蛛网，100 m2内不超过3个。
（4）布边不良方面，整卷不允许连续出现大于2 000 mm的毛边、散边。
2）施工工艺
（1）做准备工作。沙基经振动压实后，用平地机整平，使路基宽度、路拱、标高等满足设计要求。
（2）铺设土工布。沿路线走向，将成卷的土工布铺在整平的沙基上。可以人工或机械方式展铺，每段长度宜为150～200 m。土工布要拉紧展平，铺好后派专人检查，残缺处应以另一块土工布（长宽等均比残缺处多20 cm）覆盖。为防止被风掀起，可在其边缘、搭接处等撒少量风积沙或天然砂砾将其压住。在土工布的接头处要采用重叠式搭接，横向搭接宽度不应低于30 cm，纵向搭接长度不应低于50 cm，并用细铁丝或延伸率较小的尼龙绳缝织，缝针间距应小于30 cm，也可用其他更有效的方法连接。
（3）振动碾压。土工布展铺好后，用振动压路机振动碾压一遍。这样既可使土工布与沙基紧密结合，又可使沙基表层进一步密实。
（4）摊铺天然砂砾。有两种方法：①自卸车调头倒车（拉料车不得将车轮直接压在土工布上），卸料在作业面稍后的砂砾层上，空车离去后，用装载机将砂砾料摊铺到土工布沙基上，再用平地机精平。②运料车向前，使头部靠近作业面，停车卸料在已初平的砂砾层上，装载机将料打开，使空车能倒出返回，然后用装载机将砂砾料摊铺到土工布沙基上，再用平地机精平。
（5）施工过程注意事项。
①必须保证良好的搭接，应派专人检查巡视。
②为避免把土工布顶破，天然砂砾层施工时，应按规范要求把料中的大于37.5 mm的颗粒检出。
③平地机作业时应谨慎小心，避免刀片把土工布划破。
④铺设的土工布必须当天覆盖，以避免暴晒造成强度损失。
6.1.6.4 质量控制
1）沙基标高控制问题
前已述及，松散的风积沙表层难以压实，再加上受风蚀风积作用的影响，沙基标高控制难度较大，很难达到现行《公路路基施工技术规范》中要求的路基高程允许偏差±50 mm，路床偏差±20 mm。在最初完成的2 km先导性试验路段上，沙基标高经检测，平均偏差±370 mm，远远超过规范要求。后经施工单位努力，将此偏差稳定在不大于±100 mm范围内，并将此作为临时性控制标准执行。阿和沙漠公路建成后进行的标高检测表明，高程允许偏差填方地段宜在±100 mm内，挖方路段宜在±80 mm内。
2）路基边坡质量控制问题
设计路基边坡多为1∶3，质量问题主要是几何尺寸难以达到设计要求。原因一方面是路基施工时，未能同步进行边坡整修；即使整修了，也会因防沙工程不能及时跟上而被风蚀风积弄得面目全非。另一方面，为了保护路基，防沙工程（常由另一单位施工）往往等不到修整边坡就要实施，两个施工单位在此问题上难以协调。解决的办法是将边坡整修划入防沙工程，则可在边坡整修后立即进行防沙工程施工。这样既能保证边坡质量，也提高了防沙工程效果。
3）路面结构层之间的夹沙问题
路面结构层之间的夹沙，可导致结构强度下降，使路面出现面层推移、裂纹等，甚至造成较大面积的破坏。产生积沙的原因主要有：
（1）防沙工程未能及时跟上，沙基本身抵抗风蚀的能力差。
（2）道路两侧路肩未能及时整形，在路肩上遗留部分弃方等，造成积沙。
（3）因无施工便道，过多的车辆、机械等在成型的基层上行走，导致基层表面产生坑槽、搓板等，易于积沙。
（4）不同结构层之间的施工间隔过长，积沙越来越多。
（5）风沙天气作业时，积沙难以避免。
因积沙难以彻底清理干净，故在施工时应衔接好上下工序，尽量缩短间隔时间；保持路肩平整，不能长时间堆放物品；防沙工程要配合沙基施工，并最好能与沙基施工同步进行；有可能的话，施工应避开风季。
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