沙漠地区公路风沙病害分析及治理措施

沙漠地区公路风沙病害分析及治理措施

许婷婷

中交一公局第一工程有限公司北京102205

摘要：库阿项目所处新疆维吾尔自治区，项目起始于库车县K758+960，终点为阿克苏市建化厂K1017+500，与阿克苏至喀什高速公路相接，途径新和县、温宿县、阿克苏市等地区。项目地区地形平坦开阔，但存在盐渍土、风沙与泥石流等不良地质。文章就沙漠地区公路施工过程中，风沙病害对公路施工的影响，以及相应的治理措施进行简单的分析，为类似项目提供参考。

关键词：沙漠地区；风沙病害；公路工程；治理措施

一、沙漠地区公路风沙病害治理的重要意义

我国地域辽阔，沙漠总面积约70万平方千米，占陆地总面积的13%，如何推进沙漠地区基础交通建设是当前亟待解决的问题之一。而沙漠地区风沙危害一直是困扰公路建设的难点和要点，由于沙漠地区特殊的地理和气候环境，导致这些地区植被覆盖率极低，随着风沙运动的不停作用，导致松散的沙粒随着风力不断运动和堆积，进而影响公路路面畅通和路基结构稳定性。随着西部大开发以及“一带一路”倡导的带领下，西部交通基础建设走向了一个新的高潮，同时，如何有效预防和治理沙漠地区公路风沙病害，是当前需要重点解决的问题。由于沙漠地区环境比较恶劣，对公路运营阶段的维护与防护也相当重要，依据公路项目特点，以及项目所在区域地质环境特点，制定有针对性的风沙治理措施和防护措施，对提升路基结构稳定性，公路使用寿命，行车舒适性和安全性具有十分重要的现实意义。

二、工程概况

库阿项目计划总投资约65亿元，项目起始于库车县K758+960，终点为阿克苏市建化厂K1017+500，与阿克苏至喀什高速公路相接，途径新和县、温宿县、阿克苏市等地区，全长259.957km。项目主线分为新建和改造两部分，且由于项目所处区域属于山前洪积扇及充洪积平原，沿线穿越地貌复杂，地层多样，主要以第四系地层为主，岩性较为复杂，虽地形较为平坦开阔，但是存在盐渍土、风沙、泥石流等不良地质。

项目所属区域属于暖温带干旱气候地区，其具有大陆性气候的特点，如降雨量稀少、气候干燥、蒸发量大等。此外，年、季度气温变化较大大，全年晴天多，日照长，热量资源丰富，气候变化剧烈，夏季酷暑难耐，冬季寒冷非常，昼夜温差大，全年平均风速很小，最大风速23m/s，极端最高气温40℃，极端最低气温-28.1℃，年平均气温10.4℃，本项目处于公路自然区划分的VI2区。

三、沙漠地区公路风沙病害及其成因分析

（一）主要风沙病害

沙漠地区的公路风沙病害主要分为风蚀、掩埋及风流沙三种，下面就对这三种进行风沙病害进行简单的分析。

1、风蚀

风蚀分为吹蚀和磨蚀两种。沙的物理力学指数偏低，抗剪强度差，具有颗粒小、松散、易流动或搬动等特点，在风力的作用下，风沙不断的在运动，造成沙漠地区的地表形态不断发生变化，风沙运动作用于公路工程构筑物，容易对路基形成吹蚀破坏。风力作用下的沙粒冲击路基填料，磨蚀路基填料，风力卷走细小颗粒，使得路基填料中的大颗粒失稳，导致路基局部或者路肩部分被掏空，引发路面塌陷，最终影响公路行车安全。

2、沙埋

沙埋是指风沙积聚于公路路面或者路基两侧，掩埋路面，最终导致行车困难、舒适性变差，严重时甚至造成测量侧翻，危害人身安全。沙埋按照积沙面积可以分为片状、舌状和堆状三种积沙形式。其中，片状积沙最主要的特点就是面积较大，其初期时对行车的影响较小，但是若不及时清理，将会对交通畅通造成影响；舌状积沙一般发生在风口路段，且掩埋路段较短，具有形成速度快、厚度大，极易造成路面车辆拥堵；堆状积沙是沙丘转移到公路上造成的，一旦形成，将会造成通道和涵洞等结构的堵塞，直接导致交通中断。

（二）沙害形成的主要原因

公路风沙病害形成的主要原因，追溯源头有两点，分别是自然因素和人为因素。该项目所处地暖温带干旱气候地区，其具有大陆性气候的特点，降雨量稀少、气候干燥、蒸发量大，晴天多、日照长，沙源分布较广。严酷的气候条件，造成该地区植被稀少，植被覆盖率低，给风沙的形成提供了有利的条件。此外，不合理的土地开垦、过度放牧等破坏自然植被的行为，均会造成土地盐碱化或者荒漠化，公路建设过程中，大规模破坏沿线自然植被，不合理的取土、弃土等，均会造成人为沙害的形成。

四、沙漠地区公路风沙病害治理措施

为了有效的应对沙漠公路风沙病害，需要对公路路基两侧进行相应的防沙固沙做事，以确保公路工程质量及其使用年限。

（一）工程固沙措施

工程固沙是通过设置沙障，以达到控制和减弱风沙流危害的目的，具有使用范围广、效果明显等特点，但是却无法根治风沙危害，只能起到防护的作用。常用的工程固沙就设置方式可分为直立式和平铺式；就材质不同可以分为柴草类、粘土类、石膏类、砾石类、钢筋混凝土类沙障等形式；根据高度的不同有半隐蔽式、隐蔽式、低立式、高立式沙障等形式；根据透风情况的不同有透风的、不透风的、紧密结构沙障等；根据作用性能的不同有固沙型、积沙型沙障。不同的沙障类型，其产生的防沙机理和效果也各不相同，因此，在实际的应用过程中，需要结合具体工程特点和工程所在地的地形地貌，选择适合的沙障类型。工程沙障既可以单独使用，也可以与生物固沙和化学固沙配合使用，配合使用时，工程沙障应设立在最前端，以起到削弱风沙流的对路基的冲击，保护固沙植物的目的。

（二）化学固沙措施

化学固沙是通过在沙表面喷洒化学凝固剂，使沙表面形成薄膜防止风沙形成。化学凝固剂可以使沙表的颗粒互相粘结，增强了沙粒的整体性。这种风沙治理具有见效快、效果好等特点，当与植物固沙相结合时，还能起到保水的作用，为植物提供生长必备的水分，这就要求化学固沙材料具备无毒、无污染以及耐候性等特性。随着技术的不断发展，新型的化学固沙材料应运而生，其主要成分是高分子吸水树脂，具有污染小、保水性能好，通常与植物固沙措施搭配使用时，具有良好的固沙防沙效果。

（三）植物固沙措施

在沙漠地区种植植被，可以有效的改善沙漠的生态环境，防止风沙对公路的影响，也是最为理想的一种公路风沙病害治理措施。植物固沙措施虽然可以根治沙害，但是，植被在干旱缺水沙漠地区，成活率很难得到有效的保障，且植物生长周期较长，因此，植物固沙前期基本不能发挥其固沙作用。因此，植物固沙措施经常与工程固沙、化学固沙相互配合使用，以此来提升植物的成活率。植物固沙可以有效的削弱风速，改变路堤周围风速流场的目的，成功阻滞过境的流沙沙粒，植被发达的根系也能起到很好的固定流沙，进而起到保护路堤免受风沙吹蚀或者沙埋。植物固沙虽然时效较长、前期投入大，但是，其具有很好的经济效益、环境效益和社会效益，能极大的改善沙漠地表的粗糙度，降低风沙流速，避免原地受风沙吹蚀的影响。植物固沙不仅需要充分考虑项目所处区域内的水资源分布情况，还需要考虑沙漠地区昼夜温差大的问题，这些因素都直接影响和限制着植物生长和存活。为了解决这一难题，经过科研人员的不懈的努力和钻研，针对沙漠地区培育了多种耐旱、抗旱、耐高温、耐沙埋且生命力顽强的植物，如胡杨、梭梭、沙棘等，同时也研制了相应的种植技术，使得植物的存活率更高。

结束语

沙漠地区公路，经常受到沙害的影响，为了有效防止风沙对公路的危害，需要依据项目所在地具体的沙害情况，在确保当地环境不被破坏的前提下，采取经济、有效的治理措施，预防和控制风沙对公路造成的不良影响。此外，加强对沙漠地区公路风沙病害的研究，制定可行性、经济性以及环保性的防沙、固沙措施，提升沙漠公路质量和耐久性。

参考文献:

[1]韩致文,王涛,孙庆伟等.塔克拉玛干沙漠公路风沙危害与防治[J].地理学报,2003,58(2)

[2]潘多国,张福玲.沙漠地区公路路基防护设计与施工[J].内蒙古公路与运输,2001(2)

[3]张建稿.沙漠公路防沙工程设计浅析[J].青海交通科技,2010(3)