沙漠公路修筑技术.docx

沙漠公路修筑技术鉴定大纲榆林一一靖边高速公路位于陕西省北部，毛乌素沙漠南缘的长城沿线 风沙区的榆林地区境内，是榆林通往陕西省会西安及周边省府银川市和太 原市的重要干线，是规划中的包头至北海大通道的一部分路线起于榆林 市西沙芹河乡孙家湾，止于靖边县新农村乡石家湾，主线全长115.864km, 分为10个合同段，工程总投资17.6亿元，为国内第一条沙漠高速公路 设计为双向四车道，行车速度100km/h，路基宽26m和35m，荷载标准：汽 车——超20级，挂车——120设计洪水频率：特大桥1/300，其它1/100N—7合同段是我单位在公开、公证、公平的条件下中标的，起讫桩号 为K73+000〜K81+000，实际全长5.849 km （含断链桩号），起于横山县雷 龙湾乡永忠村，终于靖边县打雁峁北，本段以黑则河为界，黑则河以南， 地形相对平坦，以波状沙丘为主，以北地形起伏，沟壑纵横海拨（1145 ——1185）米，地震基本烈度为巧度，属半干旱一一干旱温带内陆性季风 气候区，四季变化大，冬季严寒而少雪，春季气温日差较大，夏季酷热， 秋季多雨，年平均降雨量（350——410） mm,集中在（7——9）月，风沙 （60 90）天/年，最大冻深110cm。

榆靖高速公路是全国第一条沙漠高速公路，它的修建促进了陕西省北 部的经济发展同时对以后沙漠公路的施工提供了许多宝贵经验一、验收规范为部颁标准和榆靖路的技术文件二、社会经济效益分析:1、市场前景预测目前我国公路桥梁建设正方兴未艾，逢西部大开发的机遇，国家会在 较长一段时期仍将修筑沙漠高速公路沙漠是西部的集中区，基础设施建 设放在国民经济的重要位置，国家必将会把建设沙漠高速公路列为重点 沙漠高速公路的修筑成功，提高了我公司在市场上的竞争力和施工的技术 能力，市场前景广阔2、社会经济效益分析① 国内第一条高速公路的建成，缩短了陕西省北部各县区的距离，带 动了地方经济的发展，为开发大西部，促进了陕西省整体的经济发展水平， 也是国家重点建设的“五纵七横”的重要组成部分，为陕西省北部的资源 运往全国各地缓解了交通② 切合我单位的生产实际，充分合理利用我单位的资源增强我单位 形象，反映了我公司标准化施工的企业，高水平的外部形象三、安全与环保在施工过程中，由于风积沙受季风的影响，容易给当地农田和当地农 民带来不便我们采取了施工期间避开了大风沙时期，同时在施工过程中， 对施工的段落及时洒水，保证了风沙对农田和农民的影响，同时也保护了 当地的环境。

四、鉴定验收工具采用了部颁规范中所要求的检测工具和频率沙漠公路修筑技术技术总结一、风积沙的物理特性整个七标段风积沙较细，含水量较高，其天然干密度在 （1.52〜1.64）g/cm3之间，沙丘坡峰的天然干密度较大在（1.60〜1.64） g/cm3之 间，迎风坡、坡谷及背坡的干密度较小，饪1.52〜1.56） g/cm3之间，风积沙 天然含水量较小，迎风坡及坡谷的含水量为（3.2〜3.6）%，坡峰为2.5 %左右， 背风坡约在1.6 %左右，风积沙的透水性较好，沙粒表面对水的物理吸附 性很低，各地风积沙的颗粒组成存在很大差别，即使同一地段不同部位也 不同，下表1-1给出七标段K77+397右侧取土场三个不同位置的三组砂样 的颗粒组成情况表1-1 三组沙样的颗粒组成粒径（mm）0.3 〜0.150.15 〜0.074<0.074沙样1（%）24.668.86.6沙样2（%）29.058.612.4沙样3（%）17.874.47.8表1-2给出这三组沙样的不均匀Cu和细度模数Mx，表1-2 三组沙样的不均匀系数Cu和细度模数Mx粒径（mm）CuMx沙样1（%）1.680.25沙样2 (%)2.160.29沙样3 (%)1.610.18三组少样的颗粒级配曲线如图1-1所示:沙漠路基填料的压实特性：对一般粘土的压实是通过碾压、冲击等外力手段，克服土体之间的短 距离排斥力及土粒表面结合水膜的相互接触，压缩孔隙体积，使土颗粒互 相靠拢，从而提高土的密度。

这时，土中含水量是一个很重要影响因素 大量试验研究证明，土体在一定击实功下，含水量与干密度存在单一的涵 数关系，其中存在最佳含水量对应的最大干密度对于风积沙，由于处于 松散单粒状态，颗粒之间的分子引力几乎为零，依靠土中含水量低消颗粒 间分子引力的作用已不存在，仅当砂粒处于潮湿状态，颗粒间产生毛细作 用力时，含水量才会起作用，因此风积沙在完全干燥状态，某一特定含水 量状态和完全饱和状态时才会都可能达到最佳的压实效果这时土中含水 量主要有两方面的作用：一是在沙体处于潮湿状态下含水量的增减可使颗 粒间产生或消除毛细作用；二是土中水起着润滑作用，使土颗粒间的摩擦 力减少，图2-1和图2-2分别给出了一般粘性土与风积沙的击实曲线风积沙处于单颗粒间点接触的架空结构状态，颗粒间不同排列和接触 方式决定了其密实状态，不同状态下沙体孔隙体积差异显著，对风积沙的 压实，就是要使沙体从松散状态转变为密实状态，压实的手段主要有两种， 一是采用常规的击实试验方法，依靠外力所强制作用力，使沙体密实，土 中水所起的作用有如下几个方面：一是水的润滑作用；二是一定含水量的 情况下，颗粒间产生毛细作用力，不利于压实；三是含水量较大时，消除 了毛细作用力；四是含水量较大时由于水不可压缩，又不能迅速排出，依 靠冲击击实作用产生的作用力，很大程度上被吸收而不利于压实。

压实的 另一种手段是振动压实，这种手段又分为两种方法：1、使沙体处于完全的 干燥状态下，按照一定的频率和振幅振动，使用颗粒失去原有的稳定状态， 并向另外一种稳定的状态过度，达到密实，这时存在最隹的振动时间，松 散的沙体随振动逐渐变密，到达一定时间后达到稳定状态，密度几乎不变， 若继续施加一定的荷载，或改变频率或振幅都可能达到不同的密实状态;2、 沙体处于完全饱和状态下，按照一定的频率和振幅振动使颗粒失去原有 的稳定状态，并向另一种更稳定的状态过度，达到密实状态，这时土中水 起到了润滑作用，若采用流动的水，并在试样上施加一定荷载，可达到最 佳的密实效果对上述风积沙的压实试验，可分为击实法、干振动法和水振法等三种 方法，这些方法都可得出风积沙的最大干密度，但也受到多种因素的影响， 图2-3、图2-4、图2-5分别给出按重型标准击实实验，不加荷载的干振试 验和水振试验得出的三组试样的试验结果，其中振动试验频率为2860次/ 分，振幅为0.3mm，图2-6给出的三组试样最大干密度试验结果的比较， 如图所示，不同颗粒级配情况下，得出的风积沙最大干密度差异很大，按 不同的试验方法得出的最大干密度明显不同，其中在不同的加荷情况下， 干振法得出的最大干密度最小，水振法得出的最大干密度最大，这些试验 结果是在特定条件下得出的，例如干振法试验若在试样施加一定荷载就可 得出更大的干密度，这也说明采用重型标准击实试验，得出的最大干密度 也未必能代表现场施工情况下风沙最大干密度，同时风积沙重型击实试验 曲线有两个峰值，其中含水量为零时的干密度最大。

对风积沙的压实既可以通过施加外荷载使颗粒靠拢，也可使用振动的 方法使颗粒失去原有的稳定状态，而趋向更稳定的状态，在完全干燥或饱 和的状态下都可能达到最佳的密实状态，主要的影响因素包括颗粒级配、 含水量荷载大小、振动频率及振幅等风积沙路基压实机械的选择除应满足压实的技术要求外还应根据工程 规模、场地大小、压实机械效率及工期要求等因素综合考虑，应选择在沙 漠中能自由行走的双后轮驱动的振动压路机或履带式推土机，振动压路机 自重为22吨，推土机功率为220马力我们通过大量试验确定出风积沙路基施工时的最佳机械配备及最佳压 实遍数机械配备为220推土机碾压两遍，18T压路机振压四遍，最后再用220 推土机终压两遍压实遍数与压实度的关系如表1-3碾压遍数12345678910压实度（％）91.4493.0293.6893.8593.9394.5495.6797.6996.2393.93在风积沙较细或含水量稍大的情况下，室内干振法确定的干密度较小， 不适用于前场压实度检验，因此在今后的工作中，还有待于探讨风积沙干 密度的确定方法二、 风积沙最大干密度的确定风积沙最大干密度的确定方法，分为干振法和饱水法两种。

见附件通过对本标段风积沙取样及现场施工情况观察，发现饱水法确定的最 大干密度，因风积沙中含泥量大，现场碾压出现弹簧现象，无法达到要求， 为此本标段采用干振法确定最大干密度表1-4三、 压实标准及压实度检测频率1、压实标准，见表1-5（1） 风积沙路堤、路堑路床、零填及路堤基底压实度不低于94%2） 桥涵构造物处采用风积沙分层填筑时单点压实度不得低于94%3） 水坠法加推土机或水坠法加振动压路机分层碾压时应采用饱水振表1-4 七种标准试验统计表桩号材料名称最大干密度（g/cm3）拟用路段K73+400风积沙1.76K73+300〜K73+900K74+200风积沙1.78K73+900〜K74+600K77+900风积沙1.77K74+600〜K78+220K79+700风积沙1.77K78+647.25〜K79+780K80+050风积沙1.80K79+780〜K80+240K80+380风积沙1.78K80+240〜K80+410K80+420风积沙1.80K80+410〜K81+000动情况下所确定的最大干密度值计算压实度，推土机或振动压路机在天然含水量或洒水状态下分层碾压时应采用干振法所确定的最大的干密度计算 压实度。

表1-5 压实度标准风积沙路填挖类型深度范围压实度（％）基路床0 80cmN94路堤80cm以下N94零路填堑及路床30cmN94灰土封层N95边坡包边土N852、压实度的检测2.1、风积沙路基压实度现场取样方法，环刀打入沙层时，先加顶盖后 再取环刀，以防顶面沙子漏出影响精度测定试样含水量时不能用洒精法， 应将试模全部放入烘箱烘干2. 2、取样位置压实度检测应在每层距顶面15cm以下取样2. 3、检测频率(1) 路堤填方、路堑路床顶面、零填及路堤基底碾压完成后，采用随 机取样每2000平方米检查8点，不足200平方米检测2点2) 桥涵构造物背后检测时应采取随机抽查方式取样，每50平方米抽 查1点，不足50平方米时至少检测一点四、风积沙路基施工的一般规定4. 1、取沙和弃沙4. 1. 1、沙区路基施工以沿线两侧就近取弃为原则，取沙以沙丘为主， 弃沙以沙窝为主路线两侧取沙时，其宽度应尽可能在路基两侧20m平整 带范围内，并与平整带施工相结合当取沙量较大时，其宽度可适当增加， 但不应超过路基两侧40m的范围，尽量少破坏植被4. 1. 2、路线两侧取沙坑深度在1 m以内时，可将路堤边坡延伸至取 沙坑底一并访护：当取沙坑深度大于1米时，应在路堤坡脚与取沙坑之间 设置宽度不小于3米的护坡道，护坡道应整平，其外侧边坡应修成缓坡。

4. 1. 3、应尽可能以挖作填，减少弃方确需废弃时应纵向就近弃于 路线两侧沙丘低洼地，并予整平当连续挖方较长（大于100米）且挖方 线坡高度在2米以内时，可就近横向弃于两侧堑顶的平整带内，挖方边坡 高度超过2米时，2。