浅谈沙漠公路设计及防沙措施

王俊

石油勘察设计研究院（有限公司）　　克拉玛依　834000

接要：本文从沙漠地区公路选线、路基路面设计、沙害成因及防护措施等方面进行探讨，在防止沙害对公路的侵蚀等方面提出系列措施。

关键词：沙漠　公路　防砂　措施

Design of desert highway and sand control

Wang Jun

Xinjiang Petroleum Exploration and Design Institute，Karamay 834000，China

Abstract：The line selection，design of subgrade and pavement，causes and solutions of sand damage of desert highway are investigated in this paper to put forward a series of measures in terms of preventing road erosion.

Keywords：desert；highway；sand control；solutions沙漠公路因地处沙源腹地，由于风地作用，公路附件的砂土容易被刮起，造成风蚀路基础和砂埋路面，从而使路基边坡度增大，路面上形成沙堆，降低公路路基的稳定性。这就需要在公路设计时充分考虑，同时对沙害防治措施进行分析探讨。丛、草木植被带或固定半固定沙地选线，应采取措施保护固沙植物及各种植被的生存条件。2 沙漠地区公路路基路面设计2.1 沙漠公路路基设计原则

路基是路面的基础，路基工程应具有足够的强度，稳定性和耐久性。沙漠地区路基设计前，应调查收集当地气象、地形地貌、工程地质和水文地质、筑路材料、生态环境等方面的资料，确定当地沙漠类型。在沙漠地区筑路应调查当地治沙经验，结合不同的沙漠类型和公路工程特点，根据风沙地貌特点、风沙运动特征、风向、风力、路线与风向的关系，选择合理的路基断面形式及防止路基被风沙吹蚀和积沙掩埋的工程或生物防护措施。2）应充分贯彻“因地制宜，就地取材”地原则。由于风积沙具有水稳定性好，易振动压干实。整体抗压强度高等优点，应充分利用做路基材料。3）沙漠公路主要病害为路基风蚀和沙埋。为防治这两种病害，应从公路选线，路基断面形式，路基防护和公路；两侧防沙工程等方面采取措施，综合治理。4）沙漠公路路基应采取填方略大于挖方地原则。选用合理的断面形式（包括路堤高度、路堑深度、边坡坡度），以尽可能减少沙埋。5）风积沙路基的路肩和边坡应采取必要的防护措施，以减少风蚀，保证公路整体稳定和行车安全。沙漠地区路基设计的重点是综合防沙设计，主要包括总体防沙布置、路基横断面设计、路基和路侧防沙设计等。但同时也应注意路基填料问题：填料中若粉粘粒含量超过30%，其强度会骤减，需考虑通过工程或化学加固的方法来满足其整体强度和稳定性。6）干旱和过干旱的流动沙漠地区因降水稀少，而沙的渗水性较好，边沟或涵洞又容易被沙埋住而起不到作用，所以一般可不设路基边沟和涵洞或其他排水设施。沙漠地区的公路病害主要是沙埋和风蚀，两者之中又以沙埋为主。1 沙漠地区公路选线与选线原则

沙漠公路路线设计应在公路建设项目工程可行性研究报告所选定的路线走向与主要控制点的基础上，先作出总体设计，再应用主要技术指标进行路线方案论证、比选，确定合理的设计方案。路线设计应根据公路的等级及其在公路网中的作用，根据沙漠公路自然区域，按照公路工程所在地自然区划特点，地形地貌特性，沙丘形态，风力与风向，合理利用地形，充分考虑风沙自然灾害并注意环境保护，正确运用技术标准，保证线形的均衡性，做到路域与自然环境及宏观地貌相协调，在条件容许的情况下，应尽量选用较高的技术指标，以提高公路的使用质量，适应当地经济持续发展的需要，一般应遵循的原则如下：1）应针对路线所经地域的生态环境、地形、地质的特点与差异，按拟定的各控制点由面到带，由带到线，由浅入深，由轮廓到具体，运用各种先进手段对路线方案作深入细致的比较、优化与论证。2）安全舒适和经济快捷相结合。在兼顾防沙和行车两方面安全前提下，使工程数量小，造价低，营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。3）注意生态环境保护和可持续发展，力求在沙漠公路建设中即改善生态环境又得到防沙效益，保持公路畅通。4）与地形条件相互协调，充分利用有利地形，尽可能使原地面自然状态的变化程度减至最小。5）直穿与合理绕避相结合。应对路线所经区域、走廊带及其沿线沙漠、工程地质、水文地质进行深入调查，查清其对公路的影响程度。对于风沙堆积严重地段及工程、水文地质不良地段应慎重对待，灾害严重地区应绕、避。当必须穿过时，应选取合适位置：如沙害较轻的地带、非固定沙丘地带，沙地下有古河床的地带及地下水溢出的地带，或缩小穿越范围并采取必要的措施。6）路线设计与防沙工程相结合，尽量使路线方向与主导风向平行或锐角相交，使沙害程度减至最小。在有树林、灌2.2 沙漠公路路面设计原则

沙漠公路独特的病害沙埋和磨蚀，路面设计应根据公路等级及使用要求，考虑沿线气候、水文、土质、风沙地貌及筑路材料等特点，并结合当地的科研成果和实践经验进行路基路面综合设计。在满足交通量和使用要求的前提下，应遵 74

2015年第7期循因地制宜、合理选材、节约投资的原则，进行多种方案的技术经济比较，结合寿命周期费用分析，选择技术先进，经济合理，安全可靠，方便施工的路面结构方案，结合当地条件积极、慎重地推广新材料、新工艺、新技术，并认真铺筑试验路段，总结经验，不断完善，逐步推广。路面设计的目标应使路面具有舒适、安全、稳定的服务功能，在一定设计交通量的条件下，路面应具有相应的承载能力。沙漠公路路面设计应以双园均布荷载作用下的多层弹性体系理论为依据，结合沙漠的特点，着重进行路面结构组合设计、材料组成设计及设计参数的论证及选用。设计时，应采取技术措施加强路面结构各层之间的紧密结合，提高路面结构整体性，避免产生层间滑移及表面层的压碎现象。在各种粒料基层上应设计透层沥青，在半刚性基层上应设置下封层，在沥青层之间应洒布粘层沥青。在选择路面材料和路面结构类型，确定路基各项设计参数以及路面使用性能等指标时，应根据沙漠公路自然区划的规定，按照公路工程所在地的自然区划特点选定各项参数或指标。技术研究（3）考虑施工因素，由于沙漠公路所处施工环境特点，公路防沙与筑路工程应同时进行，才能保证修筑路段的畅通和防沙后施工质量。3.2 公路沙害防治措施

（1）公路防沙设计应在路基两侧地面或路基边坡进行防沙，比如最常用的草方格防沙，通常在路基上风口一侧沿路线选择60～80m范围、在下风口一侧沿路线选择30～50m 范围，下风口草方格防沙一般为1m方格网。路基边坡处防沙草方格防沙一般为1m×0.5m 草方格网。（2）为风沙顺利通过路基两侧设缓坡，通过在路基高在50cm 以下时，路基两侧防沙采用输导防沙。（3）针对沙害严重地段，则采用芦苇草方格，加上1m 高的阻沙栅栏的形式在公路上风侧建立阻沙、固沙，输导相结合的综合防护体系。4 结论

通过积累沙漠地区公路设计与防沙经验分析，有效减少风沙对公路的危害，是沙漠公路设计和长期有效养护的课题。3 沙漠地区公路沙害的防护治理

在荒漠区，防沙工程包括工程防沙和植物防沙工程。参考文献

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3.1 公路防沙考虑因素

（1）考虑公路所处风带因素，当穿从风口地带穿过时，应采取阻沙与固砂相结合，即采取上风侧较远处阻沙，固沙宽度为60～80m，路基两侧阻沙范围为3～6m。（2）考虑公路设计等级因素，防沙工作应结合公路使用功能特点、交通运输情况及道路工程在该地区建设的重要意义等，分近期和远期相结合，制度防沙措施。（上接第页）

作用。这样的涂料可归类为新型的高分子物质，在分子结构内部并不单纯村啊自树脂的链段，同时还存在橡胶的链段，涂抹并凝固以后，这层膜体的质地处在树脂材料以及普通橡胶材料之间，所以此种涂料不但是一种具有绝缘效果的物质，同时可以充当戮合剂。水渠道更加耐久，不宜因与污水接触而呈现腐蚀状况，还能增加抗老化效果。同时，EPH此种填涂材料如果处在正常温度中，同时配合固化剂材料进行应用，涂料之中能够同时存在有橡胶以及树脂物质的链段，当涂料彻底凝结以后，渠道内层的强度可介于树脂材质以及橡胶材质两者之间。6 污水道装置的腐蚀分析以及防护策略6.1 污水道系统出现腐蚀情况的根源

多数的炼油厂之中会选择以敞开的结构对污水处理设施进行建设，并且一般会选择通过混凝土材料来修建污水渠道，而在石化产品的制造过程中，排出的废水携带大量含有硫元素的杂质，这些杂质令污水整体PH降低并带有明显的酸性，这种性质的废水长年在污水道内部流通会令混凝土遭到腐蚀，特别是填涂在渠道内侧的混凝土，很容易出现外层粉化情况，还可能剥落令内部的钢条材料暴露出来，严重时渠道还会往外渗透。污水的排泄渠道之所以会遭到腐蚀是由于长时间有污水从渠道内部流过，并与内壁的混凝土进行接触，致使混凝土材料和污水所携带的含硫盐碱成分相互化合，令混凝土的结构遭到破坏。7 结束语

在多年参与炼油厂工作的经历中，我们对于生产器械及设施进行过大量的防腐蚀研究，并且获取了极大的成效。可是因为石化原料本身就存在腐蚀的效果，所以经过长年生产，设备某些经常与材料接触的部位出现腐蚀是在所难免的，只有采取适宜的方式对设备进行科学防护才可以减少石化原料及中间介质对设施造成的腐蚀。上文我们按照参与炼油厂生产环节的经历，对某些关键设施发生腐蚀的根源以及防腐的科学策略展开了探索，将防护设备的策略投入生产环节之中可降低设施损伤机率，设备能够在生产之中应用更长时间。参考文献

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6.2 污水道系统设设备的防腐蚀范策略

为了杜绝污水所懈怠的含硫盐碱杂质和污水道内侧的混凝土之间在氧气促进下引发腐蚀，炼油厂方面可以在修筑污水渠道系统时，选取EPH材料对渠道的内壁进行填涂。涂刷此种材料以后，内壁的附着能力将得到强化，同时能够令污 75