风积沙路基施工防陷车浅析

风积沙路基施工防陷车浅析

苏厚凯张小龙李胜平刘中涛秦龙

中建三局基础设施工程有限公司湖北武汉430000

摘要：风积沙上运输车辆不能突然起动、突然加速、突然刹车和突然转弯。一旦车开动起来就要尽可能保持直线行驶。要用足够的动力使车前进，但动力也不能太大，否则车轮会空转，空转的车轮很快会刨得很深。由于风积沙渗水较快，失水后表面容易变得松散.所以就需要在上料之前进行洒水，使行车道长期处于饱水状态，加大承载比，增加抗陷车能力。

关键词：风积沙；运输；防止；陷车

前言

内蒙古地区有大量的风积沙天然堆场，如用作路基填筑材料，从多方面来讲具有明显的经济和社会效益，如：作为隔断层解决盐渍化；阻断毛细水提高路基稳定性；减轻沙尘暴、风蚀、荒漠化趋势减少危害；因地制宜就地取材，节约运力进而减少交通事故，同时减小对拉运砂石料公路的损坏；路基运输基本不修便道节约资源，减少对环境的破坏，减少土地资源的占用，增加耕地。

1、存在问题

风积沙无粘性，内聚力小，易失水，失水后风积沙干燥松散，风积沙填筑过程中运输车辆行走在风积沙路基上容易处出现陷车，使运输效率降低并浪费大量救援机械。造成施工成本增加，使采用风积沙的经济效益大打折扣。所以，对于风积沙路基施工过程中的防陷车，成为工程建设者们亟待解决的一个问题。

2、研究现状

2.1轮辙深度理论

根据轮辙深度理论，剪切破坏引起的水平方向移动是导致轮辙深度增加的主要原因[1]汽车在土质路面上通行时，会产生一定深度的轮辙，由路面设计轮辙理论可知，刚性轮在松软地面行进时的轮辙深度计算公式为2.1所示:

表1、表2分别给出了由前、后轴头处振动加速度的均方根值计算得到的不同行车速度时，前、后轴的法向载荷（动载系数为两前轴和两后轴振动加速度均方根值的平均值）。

图1轮胎在沙漠中的牵引系数

当充气压力为78kPa时，其牵引系数要比充气压力为147kPa时的大。其原因是当充气压力降低时，轮胎产生较大的变形，使其接地面积增大，降低了接地比压，从而减少了车轮的下陷，降低了滚动阻力，使牵引系数增大。

2.2行车技巧研究

2.2.1汽车制动时产生的最大剪应力要大于匀速行驶时的最大剪应力。

本文研究剪应力对路面最不利的影响情况，由此取用风积沙不同深度上中下3层3个方向剪应力中最大剪应力进行研究讨论，所得结果如下图所示：

图2各种工况剪应力对比

经过图2各种工况剪应力对比，汽车制动时产生的最大剪应力要大于匀速行驶时的最大剪应力。因此，要充分考虑风积沙材料饱水状态的抗剪性能，避免由于汽车制动、启动而使路面发生剪切疲劳破坏。

2.2.2发生轮胎被陷时，不可强迫车辆前进或者后退，这样轮胎会愈陷愈深，只能使救援工作难度加大。

施工中常见车辆车后加大油门向前冲或后退。由于风积沙材料粘聚力小，剪切破坏后比较松散。强制加油门反而造成车轮高速旋转使车轮下风积沙被掏空。正确的是用防滑板垫于车辆下面来驶出险境，用一些石块或者其它硬物，比如木板等也可以，让车轮转动时摩擦硬物来摆脱困境，如果陷的过深需要其它车辆施救时，拖车绳或者绞盘就会派上用场，两车之间的拖车绳在拖动前要保持一定的松散状态，这样会使拖动时刹那间的拉力加大，使被陷轮胎容易驶出沙坑。

3、解决方法

通常为防止陷车会采用如下方法：

（1）运输车辆将风积沙卸在线路一侧采用装载机二次倒运；

当填方较低时，运输车辆可以直接在风积沙上作业，仅少量段落需要用装载机进行二次倒运；在填方较高时，需先用装载机推出一个施工平台，供运输车卸料，装载机进行二次倒运，施工的作业距离不宜过长，以50m-100m为宜。

（2）路基中心采用砂砾铺筑施工便道并作为路基的一部分层层上填；

先在路基中线位置用砂砾修筑一条宽度为2m施工便道，便道的高度略高于填筑高度。运输车辆将风积沙卸在便道两侧，装载机进行倒运和推平。当一层填筑完成后，施工便道也随之加高，在进行第二层填筑，依次施工到顶。

（3）采用夹层法铺筑一层风积沙，然后在一端推进铺筑一层砂砾，层层铺筑。

处理完基底后，先填筑一层风积沙，在之上再填筑一层砂砾。砂砾填筑时由一端向另一端推进，运输车辆倒行，由已填筑的一端向另一端卸料推进。砂砾填筑完成后，上风积沙时也由一端向另一端倒行推行，运输车需行走在砂砾面上。依次交替施工，直至填筑完成。

（4）上料前进行洒水，使风积沙处于饱水状态，提高风积沙承载比，增大抗陷车能力。

先用砂砾填筑一条简短的上料马道，在马道上方确定一条固定的行车路线，并对此路线进行浇水，使其略高于最佳含水率，风积沙压实度主要和含水率有关，含水率到达最佳，其压实度也就能达到最好。当其压实度达到最佳时，其抗剪能力和承载力也到达最大，可供车辆短暂的单趟行走。运输车辆可以严固定的路线行走到指定位置，卸车后由装载机辅助开出。

（5）改进驾驶技巧

风积沙填料运输的过程中，还需注意车辆不能掉头，不能制动，因为风积沙在天然状态下黏聚性较小，失水后表面很容易变得松散。如果行驶车辆突然掉头或制动，就很容易发生陷车现象。

（6）使用宽胎或降低胎压

通过使用宽胎或者降低胎压，在一定程度上也能缓解车辆在风积沙路基行驶过程中的车陷。

很明显无论是增加二次倒运，还是使用砂砾材料都将大大增加风积沙路基的施工成本。所以，一般在实际施工过程中，经常将风积沙洒水以增加承载比作为首选方案，配合砂砾铺设上料马道来进行施工。

为解决风积沙运输的陷车问题，提高风积沙运输效率节省成本，我们依托G242国道临河段的施工对风积沙上行车防陷车进行了研究。通过将风积沙洒水以增加承载比、利用砂砾铺设上料马道、改进驾车技巧、或对道路稍加改造等方法进行组合，以最低的成本代价减少陷车，提高风积沙的运输效率。

4、结束语

本文通过查阅一系列相关资料，并且依托国道242公路工程项目的实际情况，针对风积沙路基施工过程中的防陷车方法存在不足，提出了有效的解决方案。总之，我们必须要遵守的就是，在风积沙施工运输过程中使用宽胎或者降低胎压。另外，在风积沙上运输车辆不能突然起动、突然加速、突然刹车和突然转弯。需要停车时，让车自己慢慢地停止。一旦车开动起来就要尽可能保持直线行驶。要用足够的动力使车前进，但动力也不能太大，防止车轮空转，空转的车轮很快会刨得很深。此外，由于风积沙渗水较快，失水后表面容易变得松散，因此检测合格后立即填筑上层填料同样可减少陷车。

在运用相关方法的同时，还要了解工程实际情况，做到有的放矢。这样才能从根源上解决风积沙路基在施工过程中的陷车问题，从而保证路基施工质量。

参考文献

[1]《砂土中汽车轮辙深度理论公式的试验修正》曹思杰、蔡良才、李光元（空军工程大学工程学院，西安710038）.

[2]《车辆超载低速行驶对路面损伤的研究》刘大维1、陈静2、陈焕明1、陈秉聪1（1.青岛大学车辆工程系，山东青岛266071；2.吉林大学汽车工程学院，吉林长春130025）.

[3]《沙漠车在塔克拉玛干沙漠牵引通过性能的试验研究》清华大学樊慧文、季学武、赵六奇.