1 前言
我國沙漠在東北、華北、西北分布較廣，且多為風積沙。沙漠地區人煙稀少、築路材料缺乏，所需的土、砂石料、水泥、瀝青、鋼材等主材均需遠運。為降低工程造價，本著就地取材的原則路基填築以風積沙為主。
根據風積沙的物理力學性質和實踐結果表明，風積沙路基具有整體穩定性好、沉降量小、沉降速度快、水穩性好等優點，但風積沙在天然條件下呈鬆散狀態，內聚力幾乎為零，抗剪效能極差，一般機具難以行駛，普通鋼輪壓路機根本無法碾壓至規定的壓實度。同時由於沙漠地帶特殊的氣候、地質狀況，使得沙漠公路的施工比一般氣候、地質條件下的公路施工難度要大得多。下面結合國道218線鐵幹里克—若羌的沙漠公路建設，對風積沙路基施工的機械選型、溼壓法施工方法以及施工注意事項作一介紹。
2 工程概況
g218線鐵幹里克鎮—若羌縣公路位於塔克拉瑪干沙漠邊緣，沿塔里木河古河道西側佈線，沿線有固定、半固定沙丘、沙壟分布，屬平原微丘地形，沙漠地貌。路線兩側土質多為沖積、風積而成的粉砂土、低液限粘土夾粉砂。由於塔河斷流，致使該地區生態環境惡化，綠色走廊退化，沙化加劇，森林植物成片枯死。
該地區氣候炎熱，空氣乾燥，低降雨高蒸發，極端最高氣溫43.6℃，年蒸發量2 902mm，年降水量僅47mm，水源缺乏，地下水位埋深在10~30m之間。沙塵暴頻繁，最大風速40m/s。
公路主要病害為沙埋和風蝕。
路基設計採用風積沙作為填料，兩側用低液限粘土或粉砂土作為包邊土，以防止風蝕作用對路基的破壞。
3 施工準備工作
3.1 施工便道
為提高車輛的運輸效率，取土場至路基的施工便道應精心修建。先用推土機粗平，再用平地機精平，為提高便道的承載力，鋪設4.5m寬土工布，再鋪築10~20cm粘土或砂礫料，灑水碾壓密實。
每隔100~200m修建錯車道。
3.2 水源解決
選擇距施工現場較近的塔河古河道旁鑽井，井深一般12~40m，配備15~24kw柴油發電機組、5.5~7.5kw潛水幫浦從井中抽水，井旁修建80~150m3蓄水池並保證蓄水量以備不時之需。
考慮到沙漠地區氣候炎熱、高蒸發量和風積沙路基施工用水量大的特點，原則上乙個路基施工隊由一口水井供水。
3.3 取土場選擇
採用集中取土場取土，取土場選擇應盡量避免對荒漠植被造成破壞並盡量設在水井旁，從蓄水池或直接從水井中抽水燜料，避免用乾沙填築再灑水的做法。
3.4 施工機械車輛的選擇
沙漠地帶地廣人稀，交通運輸極為不便，高溫、沙塵天氣對機械車輛的損害大，機械維修保養、配件**等極為不便。因此，應盡量考慮在沙區能較為便利行走的大型機械車輛，推土機宜採用t120以上、自卸車採用8~15t、灑水車採用8~15m3較為經濟，選用14t以上前後輪驅動的振動壓路機為宜，並盡量調配較新或狀況較好的裝置進場。
4 路基填築
4.1 標準擊實
根據以往大量實驗研究表明:風積沙標準擊實曲線隨著含水量由0%至最佳含水量的變化,往往呈現出波動形狀,在0%附近和最佳含水量時會出現兩個較大的幹密度峰值,所以在風積沙施工中,一般可採用幹壓實或溼壓實兩種不同的施工工藝。在乾旱缺水地區，若取水十分困難，施工技術、施工條件及施工工藝具備，可以利用幹壓實法進行風積沙路基碾壓成型（風積沙幹壓實具有相當的難度）；同時在有條件取水的施工地段，也可以採用傳統的路基施工碾壓作業模式（風積沙溼壓實相對較簡單，易於控制、操作），利用溼壓實法進行路基碾壓施工。
此次施工路段位於塔河古河道旁，有條件取水，為了提高施工進度所以因地制宜，採取採用傳統的壓實工藝進行施工。根據《公路工程土工試驗規程》（jtj05398），結合實際的施工工藝,僅利用濕法進行風積沙室內標準擊實試驗(含水量試驗區間為8%至15%)，由標準擊實曲線得出最佳含水量12.6%，最大幹密度1.
778g/m3 。其結果見表1和圖1。
表1 標準擊實試驗結果
4.2 挖裝、運輸及整平
取土前根據用量對取土場做好規劃，用挖掘機從預定開挖深度往上裝土，進出取土場的便道要及時灑水。運輸以8~15t自卸車為主，自卸車在用溼壓法碾壓密實的中間層上行使，一般情況下不會陷車，但該土層失水或車輛調頭則行走非常困難。自卸車卸土後推土機粗平，平地機精平，灑水車及時補灑水。
施工中注意各道工序要緊湊，盡量避免風積沙土基水分下滲和蒸發而用灑水車大量補水的情況發生。
4.3 碾壓
風積沙對振動很敏感，在最佳含水量時，採用振動壓路機碾壓，壓實效果好，效率高。根據庫倫定律：τf=σ·tgφ+c，風積沙的抗剪強度τf是由粘聚力c，內摩擦角φ和作用於剪下面上的法向應力σ形成的。
風積沙的粘聚力基本為0，因此只有增大內摩擦角才能獲得較大的抗剪強度。基於風積沙的上述力學性質，壓實是風積沙路基施工中的難點。
4.3.1 碾壓特點及壓路機型選擇初壓時，壓輪擠出的鬆沙壅積於前輪下，後輪碾壓過的表面由於剪下作用發生錯動，造成壓路機行走困難，若沙層含水量偏低，還會出現壓路機打滑以至於深陷於沙層中的現象。
因此碾壓宜採用前後輪驅動的振動壓路機。
4.3.2 碾壓時應遵循原則風積沙碾壓時應遵循以下原則：
碾壓前，用灑水車補灑水，控制沙層含水量比最佳含水量大2~3%，以補償施工中水分的下滲和蒸發。振動壓路機以50~80m做為乙個碾壓段，按先靜壓後振動、先邊後中、先慢後快的順序碾壓4~5遍。風積沙壓實度在接近或達到最大幹密度時，內摩擦角φ最大其抗剪強度也最大，機械車輛能在土層上較為自由的行駛或工作。
4.3.3 碾壓時應注意事宜 ①由於風積沙成型後的抗剪強度較差，振動壓路機壓實後表層5~10cm密實度較低呈鬆散狀，作為中間層，不會影響路基質量。
這是因為風積沙透水性好，上層施工時，水在沙層中直接往下滲，該鬆散薄層的含水量增大，在壓路機的作用下，密實度將達到規定值。實踐證明，振動壓路機的有效壓實範圍可達50cm，並且在有效壓實範圍內越往下密度越大。
②風積沙含水量過大，碾壓時出現彈簧現象不會對純風積沙填築的路基質量產生不利影響，由於風積沙的濾水作用和水穩性好的特點，出現彈簧現象的路基填方不用翻挖，只要等待約1小時後碾壓即可達到規定的密實度。
4.4 路基頂層施工
封頂層施工時，振動壓路機碾壓後表層5~10cm鬆散，路基彎沉值滿足不了設計要求。此時，用灑水車灑水，使沙層含水量達到或超過最佳含水量，用yl16t膠輪壓路機碾壓3~4遍，使路基頂面形成平整、緊密的表面，彎沉值即可達到設計要求。待整個施工段碾壓完畢（300~500m）立即進行自檢、報檢，重點是壓實度、高程和彎沉的檢驗。
在自檢、報檢和底基層施工前，應始終用灑水車補水以保持路基水分，否則表層失水鬆散，彎沉將達不到設計標準，路基質量難以保證。
5 填築施工注意事項
根據沙漠地帶的氣候特點和風積沙路基施工的特殊工藝，施工時應注意：①應盡量避開中午的炎熱高溫和沙塵天氣，沙漠夏季的平均氣溫在35℃以上，人員和機械均難以承受，施工時間應盡量考慮早、晚和夜間。在沙塵天氣中，機械不宜出工，無孔不入的沙塵對機械裝置有難以估量的破壞作用。
②施工隊伍的段落劃分不宜過長，應集中力量從路線一端進行推進，並使各施工段落盡快連成一片，便於所有機械裝置尤其是膠輪、振動壓路機的統一調配，提高裝置的利用率。同時，利用已成型路基作為施工便道，可大大提高車輛的運輸效率。
③路基交驗段落不宜過長，以300~500m為宜，交驗合格後立即用底基層砂礫料進行覆蓋。
6 結束語
沙漠地區路基溼壓法施工，重點是解決好施工用水、燜料及碾壓問題，遵循短、快原則，即施工段落宜短，施工速度要快，各工序施工緊湊；對運輸車輛、壓路機等機械在填築層上作業時要有充分的思想準備和必要的措施，克服施工機械在風積沙路基上打滑、陷車。這些是風積沙路基施工的特點和不同於其他土質路基施工的關鍵所在。
參考文獻
〔1〕 方左英·路基工程·人民交通出版社，1996.
〔2〕 《公路路基施工技術規範》（jtj033-95）.
〔3〕 新疆交通科學研究所、新疆石油局勘察設計研究院·《沙漠油田固沙材料室內研究報告》，1993.
作者簡介喻進全，男，2023年出生，畢業於重慶交院，現任武警交通第五支隊高階工程師，主要從事公路施工、監理工作。