沙漠地区公路风沙病害分析及处治措施研究论文_练海州

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摘要:风沙在沙漠地区是主要的“马路杀手”。风沙病害的原因和处理办法一直都是沙漠地区公路研究人员的重点项目。因为在沙漠地区进行公路建设是比较困难的一箱工程,其中最难解决的就是风蚀和沙埋。马路工程在进行建设过程中已更改对各种方案进行对比,选取最优方案进行施工。马路建设过程中是最主要的就是路基和路面的建设方案。风沙病害对于马路的侵蚀作用让很多工程技术人员都很困扰。在进行方案制定过程中需要对附属设施以及取弃土方案进行具体规划,因为沙漠地区的风沙病害是没有办法预测的,很多时候风沙的相关预报会发生改变。方案也就需要重新制定。所以沙漠地区公路建设是比较困难也比较复杂的工程项目。本文将对沙漠地区公路风沙病害原因进行分析也将对处置措施进行研究。

关键词:沙漠地区;风沙病害;分析处理;处置措施

引言

沙漠地区的发展相对是比较落后的,传统俗语有言“要想富,先修路”,沙漠地区是比较贫困的地区,恶劣的自然条件使其发展收到了一定程度的限制,所以在进行经济治理之前一定要对沙漠地区的交通方式进行治理。公路是主要的运行方式,但是在建设过程中,风沙成为了公路建设过程中最难解决的问题。沙漠地区本身的公路建设是一般低等级道路,这对于工程建设来说是没有任何困难的。但是在沙漠地区意义是不一样的,即使是一般低等级的公论建设,在面对风沙病害的过程中也会变得非常困难。沙漠地区的交通量是比较少的。小型的风沙灾害还在承受范围之内,但是对于中高级公路,交通量是比较大的。而且沙漠地区的特殊性让公路即使是在短时间内交通中断也会造成更大的威胁所以高等级公路的风沙病害更加值得工程施工人员注意。风沙防治在早年就有一些系统性的研究,但是研究受到当时的条件局限,所以并不是很完善。对于现在经济发展的高速模式来说是远远不够的。所以在高等级公路建设过程中还是需要对限制条件和不利因素进行科学系统化的分析。

一、高等级公路建设过程中的灾害分析

高等级公路的平纵指标要求和普通低等级公路相比是比较高的,而且路基的宽度更大,附属设置要求更多,建设过程也更为复杂。这样的特点对于高等级公路来说比较普遍的。建设工程中更为复杂的问题还有很多。高等级公路在面对风沙灾害的过程中,治疗方式更为复杂。防治工作需要提前做好准备,而且再敏感的路段应该做好相应的应急准备。这对于高等公路建设是非常有必要的。我国的沙漠戈壁地区公路建设一直在不停的实践,这对于研究风沙灾害是非常宝贵的经验。根据这样的特点制定的相关防治措施,对于工程建设的设计要领有一定的要求。沙漠戈壁地区公路建设的防治措施对于公路建设有建设性的作用,风沙也是沙漠地区主要出现的灾害,公路侵袭的经济后果不是建设人员承担的起的,所以在建设过程中一定要进行风沙灾害防治。一般来说,在地形比较起伏的迎风面,空气流动的通道在垂直的方向比较容易收到压制,风的速度在这个时段会有一定程度的增加。地表的细颗粒随着风的运转会悬浮到空中,这个时候的迁移是非常容易的。这不光对于高等公路建设有一定的侵蚀,对于施工建设人员来说也是一种环境考验。在背风侧,空气流动的通道在垂直方向得到了一定的扩展,风的速度会尽量减小,随风悬浮的小颗粒会下落堆积,这个时候风沙灾害就会变成沙埋。对于公路的危害也是非常大的。

二、路线走向和平面线位的最优选择

公路在设计走向的时候要注意控制和风向的夹角,夹角比较小的时候会让强风沿着路面前进,施工过程中可以对路面进行清理,沥青混凝土的路面比较坚固,而且这种情况是缺乏沙粒的。风蚀和沙埋情况都比较轻微,对路面的腐蚀程度很小。如果夹角小于30°,路堤就已经基本是一个侧导堤。大部分的风沙流就冲着侧导吹过去了,不对公路产生影响。这种情况是比较提倡等在公路建设当中是有效避免风蚀和沙埋两种风沙病害的措施[1]。如果路线总体的走向受到了一定的限制。在大范围之内是不可能做到和风向夹角那么小的。只能根据气象预报进行大致的改造。风速如果明显变高,或者大风的日数增长的情况下,大多数路段是需要进行大规模改造的。图1就是路面积沙情况。路线走向一定要和风向保持一定度数的夹角。这样才能让道路建设的安全系数达到最高。在进行道路施工过程中还应该尽量避开地势比较低的地方,洼地对于公路建设来说是非常不利的,尤其是在沙漠地区这种环境艰险的建设地。地区公路建设的经验来看,如果有适当的坡面防护措施,在沙漠地区的风蚀现象就可以被有效控制[2]。平面线位在选择的过程中主要考虑的是沙埋这种自然灾害。沙埋是一种沙粒堆积灾害,所以在公路建设过程中应该避开山间低洼地带。在选择迎风坡面的时候应该注意提前布设,这样才能有效避免风沙灾害[3]。路线如果不得不从山间低洼处通过的时候要尽量让路线布设在迎风坡面。在纵面设计过程中要注意一般路基的高度,高度一般要控制在1~2m之间。因为路基高度和风速变化规律有一定的关系。工程建设过程中要进行仔细分析才能做到真正理解。并且灵活运用。

图1

三、风沙防治主要方法

风沙防治过程中需要让路堤成为空气流场中的一种干扰,这样可以让风速受到一定的限制。路基边坡的坡率也要做到比较缓,这样才能让风沙对公路的影响降低到最小[4]。从防治角度来看,戈壁区最佳的路基高度就是零高度,对路面不进行填充也不进行挖掘就是最佳的高度。沙丘地区受到了很多因素的限制。例如,地面起伏,通道构造物设置等等,在实际设计过程中需要对限制因素进行方案设计。设计过程中掌握的原则就是要在满足构造物设置要求的前提下,让纵面线形尽量流畅。而且需要尽量降低路基高度。这样可以避免或者降低路堑的数量。这都是风沙防治的主要方法。很多公路建设方案都需要进行这样的预订设计,可以防止施工过程中发生突发状况[5]。沙漠戈壁地区虽然没有人类活动对环境进行破坏,但是主要的工程建设对于环境影响还是比较大的。而且除了公路建设,一些铁路建设和工程建设对于原有地貌都是有影响的。局部微地貌的改变会影响小范围的风沙运动规律。所以在一定程度上需要对公路建设方案进行改动。这也是在沙漠地区公路建设过程中比较常见的问题,对于风沙防治一定要进行阶段性的防治方案。很多时候需要对路段的纵面高度需要特殊考虑。基本的原则就是要与周围小范围的输沙平衡相适应[6]。在这方面不能对原有的低路基原则进行坚持。这对于风沙防治方法也是一种重要的启示,公路建设过程中有可能需要对计划进行变动,不一定一直遵循同一条原则。沙漠地区的环境因素是比较恶劣的,特殊情况需要进行特殊对待。风沙治理主要是对路基进行防护。首先要增强坡面的抗冲刷能力,其次就是让坡面的炕风蚀能力增强。对于这两个原则,可以采用不容易随风跳跃迁移的碎砾石包边,也可以啊采用浆砌片石包边[7]。戈壁地区主要的资源就是碎砾石资源,所以用碎砾石包边不用考虑资源成本,这是一种最经济的防治方法。

四、附属设施以及风沙危害

附属设施主要是指草方格和阻沙栅栏,这种辅助设施的作用是可以组合过路风沙。沙漠地区主要是运用分离式路基或者比较宽的草方格和阻沙栅栏,例如图2。比较宽的草方格可以不用设置护栏和防眩设施。这样可以避免断面设计。对于工程建设来说是一种比较节约时间成本和经济成本的方式。

在整体式断面工程建设方面,为了提高过滤沙土的能力,可以让草方格进行平齐,不用原定的凸起式,这是可以让水泥混凝土硬化的主要方式。目的就是让过沙能力大大提高。根据数据调查显示,草方格和阻沙栅栏和防眩设施对于风沙的阻隔作用是最强的。可以让公路建设过程变得更加简单安全。

图2

五、公路建设过程中容易出现的问题

公路建设中要对路测护栏进行处理。这对风沙的影响是和中央分隔带不相上下的。在这种阻隔之下,上风侧积沙可以从路测护栏带附近向路面蔓延。有的时候还可以覆盖比较硬的路肩。通常情况下,下封侧积沙的宽度是比较狭窄的。总体设计的过程中应该尽量让路基变得更低,这样的设计可以让路测护栏的设置变得更加优化。在进行设计过程中,迎风测土路肩的地方很容易出现硬化现象。在风速增强的情况下,出现的主要问题是风蚀。需要采用预先制作好的混凝土块来对土路肩进行加固,这也是对抗风蚀的主要策略之一。在选取弃土的过程中,公路建设的主要目的是为了低填路堤。在进行挖方的过程汇总,路堑是非常少的。所以需要大量的弃土来进行获取。这样才能让路基变得更加稳固。在取土过程中应该让弃土堆对路基继续拧有效的固沙处理。在进行公路建设过程中处理弃土也是一笔不小的费用。这样的方法可以让工程建设成本降低[8]。在进行取土或者弃土的过程中都会对土地进行一定程度的破坏。如果让大量松散的沙粒在地表出现,风速加剧的情况下会让风蚀病害加重。所以在戈壁地区,取土应该尽量和弃土进行整合。而且为了保证在取土过程中不会造成扬沙,距离应该尽量控制在五百米之内。

六、其它问题讨论

沙漠戈壁地区对于道路风沙防治问题应该有一定的处理措施,但是这不是一个简单的工作。因为公路建设不是局部问题。在大环境的主要影响之下。应该在沙漠绿洲地区也注意相应的环境问题。即使是在绿洲地区,也应该对在沙漠地区出现的严重问题进行防治。因为在一定程度上,绿洲周围也是沙漠地区,绿洲环境也有一定的危险性。所以在防治方面应该涵盖到绿洲地区。绿洲地区的路线平纵面以及路基段面形式,附属设施的设计问题都是不能忽视的。这是把风沙危害的影响作为是否能成为合理方案的重要评判依据。任何忽视都有可能对公路建设工程产生重要的影响。公路养护工作也需要各个环节的保障。

七、结束语

沙漠地区的公路建设问题需要制定很多的详细方案。在很多设计过程中都需要注意到安全问题。风沙危害对于沙漠地区的影响是非常大的。流动沙丘也是公路建设过程中遇到比较棘手的问题。风速以及风沙量对于公路建设都是有很大影响的。这表示在公路建设的过程中需要对具体方案进行改动。公路建设是一个比较大的工程,各个环节都需要精准的方案。所以每一个改动对于工程的影响都是非常大的。大量的研究和实践,都是公路建设过程中的重要的依据。道路风沙防治工作对于公路建设来说是最难负责的问题。在解决风沙防治的道路上还需要很多的研究,这是公路建设人员所必需面对的问题。加强风沙防治问题如果得到妥善解决,公路建设过程中的其他难题也会迎刃而解。公路建设发展的空间也会被拓展。这不光是沙漠地区道路建设发展的重要因素,还是公路建设领域一大重要举措。沙漠戈壁地区道路风沙防治是非常复杂的,今后的发展历程应该在应用材料和结构形式方面进行创新。

参考文献

[1]刘刚,高海男.沙漠地区公路风沙病害分析及处治措施研究[J].公路,2018,63(4):57-59.

[2]陈振平.山区高速公路路面病害处治措施研究[J].中国水运:下半月,2017(6):277-278.

[3]谭升.农村公路病害现状分析及其处理措施[J].中国科技投资,2017 (27).

[4]任宏斌.黄土地区高速公路水毁病害成因分析及处治措施[J].山西建筑,2017.

[5]严浩.预应力砼连续T梁桥病害成因分析及处治措施研究[D].2017.

[6]陈博.山区高速公路沥青面层失稳性车辙病害分析及处治措施[J].价值工程,2017(8).

[7]金世安,汪锋.某公路桥梁桩基病害处治对策研究[J].现代交通技术, 2018.

[8]高斌,何杰,薛陶,etal.运营期隧道病害段综合检测及处治对策研究[J].路基工程,2018,200(05):228-233.

论文作者:练海州

论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期

论文发表时间:2019/9/9

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