DB15/T 939-2015 内蒙古地区沙漠公路勘测设计规范.pdf

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设计弯沉值1d是表征路面整体刚度大小的指标,是路面厚度计算的依据之一。路面设计弯沉值 路等级、设计年限内累计标准轴次、面层类型,按下式确定:

1a一一路面设计弯沉值(0.1mm) N一一设计年限内一个车道上的累计标准轴次 A。一一公路等级系数,高速公路、一级公路为1.0,二级公路为1.1,三、四级公路为1.2: A一一面层类型系数,沥青混凝土面层为1.0;热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、上拌下贯或贯入式 、沥青表面处治为1.1;中、低级路面为1.2; Ab一一路面结构类型系数,半刚性基层沥青路面为1.0,柔性基层沥青路面为1.6。 8.4.1.2为防止沥青混凝土面层、半刚性材料基层、底基层的疲劳开裂,采用弯拉应力指标 沥青混凝土面层或半刚性材料层底面计算点的拉应力m应小于或等于该层材料的容许拉应力0 R,即:

8.4.1.2为防止沥青混凝土面层、半刚性材料基层、底基层的疲劳开裂,采用弯拉应力指标 沥青混凝土面层或半刚性材料层底面计算点的拉应力m应小于或等于该层材料的容许拉应力C RDB61T 1292-2019 高速公路交通标线施工技术规范.pdf,即:

8.4.1.3设计标准的选择

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高速公路、一级公路、二级公路的路面结构, 路表回弹弯沉值,沥青混凝土层的层底拉应力及半 刚性材料层的层底拉应力为设计指标。三级公路、四级公路的路面结构以路表面设计弯沉值为设计指标。 各路面结构的设计标准应符合表29的要求

表29不同结构类型的设计标准

沥青类基层路面和粒科基层路面应以回弹弯沉值和整体性材料(沥青混凝主)的层底拉应力为设计 指标。 设计时应先以设计弯沉值初定路面结构厚度,使轮隙中心处路表弯沉值1.小于或等于设计弯沉1。。 根据初步计算确定的路面结构厚度,再计算整体性材料(沥青混凝土、半刚性材料层)的层底拉应 力,使轮隙中心或单圆荷载中心处的层底拉应力om小于或等于材料的容许拉应力6R。 高速公路、一级公路和二级公路的半刚性材料基层的路面设计应以路表回弹弯沉值及半刚性材料基 层、底基层和沥青混凝土面层层底拉应力为设计指标,设计时使轮隙中心或单圆荷载中心处的层底拉应 力小于或等于容许拉应力,据此确定路面结构厚度。 路面竣工验收时的标准1。:以不利季节BZZ一100标准轴载作用下,轮隙中心处实测路表弯沉代表值 1评定应佳

.Sl. . (10)

1,一一实测每公里的代表弯沉值(0.01mm) 1一一路面竣工弯沉值 当以设计弯沉值为控制指标时,路面代表弯沉应等于或小于路面的设计弯沉值; 当以拉应力为控制指标时,应以最后确定的路面结构厚度和材料模量所计算的弯沉值为路面竣工时 的验收弯沉值。

B. 4. 2 设计参数

8. 4. 2. 1交通分析

贡量为100KN的双轮组单轴轴载为标准轴载,以B2

8.4.2.2路面材料设计参数

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路面设计中各结构层的材料设计参数按三个等级分别确定,不同公路等级在不同设计阶段时,材料 设计参数确定方法宜符合表30的要求

表30材料设计参数确定

第一等级为结构层材料的抗压回弹模量与弯拉强度应现场取样实测; 第二等级为借鉴本地区已有的材料试验资料,或建立了材料特性与抗压回弹模量、抗压强度、弯拉 强度、弯拉回弹模量的相关关系,以及抗弯拉强度或与劈裂强度等相关关系进行推算; 第三等级为取用规范提供的参考值; 各级公路当采用新材料或新工艺时,必须进行材料试验测定材料设计参数: 确定材料设计参数时,应考虑不同的应用场合: a)用于计算路表弯沉时,各层材料的抗压回弹模量应按式(11)计算其设计值:

E一一各试件模量的平均值; S一一各试件模量的标准差; Zα一一保证率按95%计,系数取2.0 土基回弹模量值应根据查表法(或现有公路调查法)、室内试验法、换算法等分析、论证、确定沿 线不同路基状况的土基回弹模量设计值,

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当路基建成后,应在不利李节实测各路段主基回弹模量代表值以检验是否符合设计值的要求。若代 表值小于设计值,应采取翻晒补压、掺灰处理等加强路基或调整路面结构厚度的措施,以保证路基路面 的强度和稳定性。

8.4.3沥青混凝土面层和半刚性基层底面弯拉应力计

沥青混凝土面层和半刚性材料基层底面拉应力的计算图式,如图所示。计算点的位置为,单圆 B及双圆间隙中心点C,并取其中的最大值作为层底的最大拉应力。 计算层底拉应力采用弹性多层体系理论,层间接触条件为完全连续。双圆荷载作用下计算层底 大拉应力m,按下式计算:

路面结构层所需厚度的确定,可参照下述步骤进行: a)根据设计任务书的要求,确定路面等级和面层类型,计算设计年限内设计车道的累计标准轴次 和设计弯沉值及拉应力值。 5)按路基土类型和干湿类型,将路基划分为若干路段(在一般情况下路段长度不宜小于,若为大 规模机械化施工,不宜小于),确定各路段的土基回弹模量值。 )可参考表和中的推荐结构,拟定几种可能的路面结构层组合与厚度方案。根据选用的材料进行 配合比试验,并测定各结构层材料的抗压回弹模量和抗压强度,确定各结构层材料的设计参数。一 般说来,设计时先选择某一层次作为厚度设计层,拟定面层和其它各层的厚度。当采用半刚性基层 和底基层结构时,可选任一层为设计层;当采用半刚性基层和粒料类材料为底基层时,应拟定面层 和底基层厚度,以半刚性基层为设计层;当采用柔性基层和底基层的沥青路面时,宜拟定面层和底 基层的厚度,求算基层所需厚度,当求得基层厚度太大时,可考虑选用沥青碎石或乳化沥青碎石做 上基层,以减薄路面结构的总厚度,增加强度和稳定性。 季节性冰冻地区的高级和次高级路面,所拟定的路面结构组合和厚度方案应符合防冻层厚度的 要求。 d)根据设计弯沉值和弯拉应力值计算路面设计层所需的厚度。若不满足要求,或调整路面结构层 享度,或变更路面结构层组合方案,或调整材料配合比,以提高其强度,再重新计算。上述计算过 程,可采用按弹性多层体系理论编制的专用设计程序进行。 e)进行技术经济比较,确定米用的路面结构方案,

沙漠各级公路的路肩结构形式与厚度应根据使用要求和方便施工,节省投资及防风蚀等原则选用。 时于高速公路和一级公路,路肩可采用硬路肩,对于其他等级的公路,可采用厚度10cm~15cm的天然砂 乐,并在下部设置一道土工布。

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物固沙应以灌木和半灌木为主; 9.2.4在水、汽条件好的微湿和半干旱草原地带、半干旱沙漠或固定沙漠地区应以植物治沙为主、工 程防沙或化学固沙为辅,植物治沙宜采取乔、灌、草相结合。

a广路基风蚀: 在需要防止风蚀的路段,应将路基表面进行封固,并保持平顺。 b 路面积沙: 1)风沙流积沙:应在路基附近分别采用“固”、“阻”、“导”措施或其中的某些措施的综 合。防止风沙流的出现。也可在清除路基附近的一切障碍后,采取“输”的方法,以合理的路 基断面形式,增加风沙流的输沙能力,使风沙流得以顺利地从路上吹过。 2)沙丘前移:应采取“固”、“阻”措施加以控制,既阻止沙丘前移,又防止风沙流出现。 也可“阻”、“导”与“输”措施结合,以“阻”或“导”来控制其前移,并将沙丘前移化解 为风沙流运动或当沙丘较小时,可将其运走或推平;再以“输”的方法,使风沙流得以顺利从 路上吹过,

9. 2. 6防沙工程设计

9.2.7防沙工程总体布置

完善的防沙体系除路基本身必要的防护外,一般应在路基两侧设在整平带、防护带和植被保护带, 布置视不同的沙漠类型和地段而定。 a)流动沙丘地段:当路线与主导风向成45°~90°相交的大面积流动沙丘地段,路基两侧均设 计10m~20m的整平带,该地带内的一切障碍均应运走或推平,以使狭沙风顺利通过路基;整平带 外侧为防护带,宽度一般为500m以上,或视当地情况而定。原则上应采取植物固沙与工程防治的 综合措施,当便在工程防治设施失效后,由植物防护发挥作用。当无植物固沙条件时,工程设施即 作为永久性防治手段,须经常加以维护。对此种情况也可考虑“输”、“阻”措施。防护带外侧为 植被保护带,其宽度为:在路基上风侧宜为400m~600m,在下风侧宜为200m~300m,植被保护带 内的植物应严加保护,禁止伐垦和放牧。 当主导风向与路线的交角小于30。时,可适当减少路基防护带的宽度。 b)流动沙地地段:当路线与主导风向成45°~90°相交,且流动沙地地形较为平坦开阔,路基 宜采取缓边坡的路堤或路基输沙断面,以便于过境沙顺利通过。路基上风侧宜有适当宽度的输沙带。 防护带内设置带状隐蔽固沙设施,以保护风能稳定,不使过境风沙流达到饱和状态,防护带的宽度 在路基上风侧为100~150m,下风侧不应小于50m。当主导风向与路域的交角小于30°时,宜采用 般路基断面形式,可适当减少路基防护带宽度。 c)半固定沙丘地段:当路线与主导风向的交角大于30。或垂直的半固定沙丘地段,应将整平带 原有的突起物(包括灌丛)夷平,以免积沙威胁路基,整平带的宽度10m~20m。对于防护带内的 局部流沙,应采取工程防治与植物固沙的综合措施,并保护和利用原有植被,以彻底根治流沙。防 护带的宽度为:在路基的上风侧不应小于300m,在下风侧不应小于100m。在植被保护带内严禁乱 砍、乱伐及乱垦,以通过自然繁殖逐步改变原有植被状况。植被保护带的宽度在路基上风侧应大于 500m,下风侧则应大于200m。主导风向与路线平行时,可不设防护带,但仍保留整平带和植被保 护带。

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d)固定沙丘地段:路基两侧仅设植被保护带,带内植物要严加保护,以免风沙再起。保护带宽度 为:在路基上风侧宜为300m~500m,在下风侧宜为100m~200m

9. 2. 8防沙工程设计

9. 2. 8. 1固沙设讯

固沙措施的作用在于稳定沙地表面,抑制流沙活动。固沙措施很多,各有各的优缺点及一定的使用 条件,设计时可依据当地的自然状况、材料来源与品质、施工条件、管养水平与难易程度、经济成本等 选定下列一种或几种措施组合。 a)植物固沙 1)植物固沙的作用: 植物固沙是防止沙害的根本措施,不仅可以减低风速,削弱和抑制风沙流活动,而且由于沙生植物 具有发达的根系,还能固结其周围的沙粒,加之枯枝落叶的堆积,有利于有机质的聚积,促进沙的成土 作用,改变沙地性质,使沙流趋向固定。植物起到全面固沙作用后,比任何工程防护措施都更为优越有 效,有条件时应优先采用。 植物固沙有三种:种草、种植灌木和乔木。理想的植物固沙是采用草、灌木和乔木相结合的方法 取长补短,以达到最好的效果。因为: 草类:能适应比较恶劣的自然条件,易于生长,但寿命不长; 灌木:在沙地的适应性能强,生长较低矮,枝条密集,根系发达,既能固定就近沙面,又能阻挡外 来沙源,是防风沙的先锋; 乔木:在沙地内需有很好的水份和养分条件才能成活生长,但其枝干高大,防风能力很强。 2)植物固沙的要求条件 植物固沙要求条件较多,特别是植物立地条件、植物种类选择、合理的植物结构搭配和种植方式、 翟溉措施和管理方法等都是成败的重要因素。只有结合当地条件进行全面的调查、分析和研究后,才能 确定能否采用,最终达到预期的效果。 立地条件指植物生长和发育的环境条件:包括沙丘类型、起伏程度及其移动特征,沙地下伏地层结 构及地下水情况等;沙层内的含水量及干沙层的厚度、当地降水量及地表径流情况;地下水位及沙地盐 渍化程度;沙地植物的分布、生长情况及其演变规律等等,其中很重要的是水份。根据沙地栽植经验, 若沙层内具有含水量不小于2%的常年稳定湿沙层,则可保证耐旱的草、灌木成活生长。此外,沙层中 的有机质及盐分含量、温度及通风条件也都影响植物的成活生长。 一一植物种类的选择 植物种类的选择是植物固沙成败的关键,固沙植物应选择分枝多、树冠大、根系发达、耐旱、耐盐 减、耐贫、耐风沙、固沙能力强、发芽迅速的乡土植物种。也可引进适合本地的树种。更重要的是根 据不同的立地条件选择适当的树种。例如: 一一草原及干草原带内的沙地 宜乔、灌、草结合。按比例种植乔、灌、草。因为乔木过多可能会出现生长不良或早衰现象。草原 带内的沙地可选种差把戛嵩、黄柳、山竹子作为先锋植物,后期植物可选种胡枝子,小叶锦鸡儿、樟子 松、油松。 干草原带内的沙地可选种沙柳、杨柴、油蒿作为先锋植物,后期植物可选种小叶锦鸡儿。 一一荒漠草原及荒漠带内的沙漠 宜灌、草结合,栽植乔木需灌溉,并辅以一定的工程措施。 荒漠草原带内的沙漠可选种油蒿、花棒、沙拐枣作为先锋植物,后期植物可选种拧条。有灌溉条件 时,可选种沙枣、二白杨等,且需设置沙障保护种子和幼苗

2)植物固沙的要求条件

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荒漠带可因地制宜选种白梭梭、梭梭柴,有灌溉条件时可选种二白杨、胡杨、沙枣、沙拐枣、黄柳、 沙柳、沙木蓼等。 3)防护规划 一公路两侧防沙林带宽度 林带宽度主要根据风沙流活动强度和沙丘移动特征来决定。一般情况下,在路基迎风一侧的宽度为 200m~300m,背风侧的宽度为50m100m。在单一风作用的地区,背风侧的林带可不设。 为根治沙害和保护固沙林带,还须在两侧防护带之外划出植被保护带。 一一林带防护结构或种植方式 林带结构与防风固沙作用密切相关,其结构形式或种植方式可分为紧密结构或密植方式,但株行距 一般不小于1m,成林后间伐。这种方式形成的林带透风系数较小,具有较大的阻沙作用;另一种为稀疏 结构或稀疏种植方式,其透风系数较大,风沙流通过的速度逐步消减,可使风沙流中的沙粒较均匀地分 布在整个林带内。具体布置时最好将紧密林带安排在靠近路基的两侧,一般迎风侧为100m,背风侧为50m, 在其外缘则布置稀疏林带,采用稀疏种植方式。 防护结构应采取多种植物混交并坚持灌木为主的方式,可先草后灌或草灌结合;条件较好地段也可 乔、灌、草结合,采取合理的株距、行距、密度、混交方式(带状混交、行间混交或株间混交)。 密度:合理的密度是植物生长发育的基本条件。密度过大,种间竞争激烈、物种内争夺水份、养分、 阳光,致使植物生长发育不良。密度过小,土地资源利用不充分,且起不到固沙护路的作用。根据调查, 灌木株行距50cm为宜,乔木间距3m~4m较合适。 4)工程范例一一最新造林试验 研究区自然概况: 研究区位于腾格里沙漠东南缘的月亮湖公路沿线。月亮湖公路自东向西进入腾格里沙漠,属阿左旗 巴润别立镇,是通往月亮湖旅游区的唯一通道。公路沿线地势自东向西渐低,公路两侧流动沙丘分布密 集,流沙形态以新月型沙丘链和纵向沙垄为主。 研究区海拨高1200m~1400m,属温带大陆性干旱气候,降水稀少,空气干燥,风沙天气频繁为其主 要特点。年平均气温8.3℃、≥10℃年有效积温3000℃以上,持续期160d,年日照时数3316h,年均降雨 量147mm,降雨量年间变化率大,80%集中于6月中旬至9月中旬,年蒸发量3200mm左右,年均风速4.2m/s, 大风扬沙日数80d/年~90d/年,沙暴日数16~25d/年,多发生于4~6月间,风向以西北风为主,沙丘总 体自西北向东南移动。研究区土壤以风沙土为主,盐碱含量较高,PH达9.5左右,机械组成以中细沙为 主,矿化度为2.69,孔隙度40%~42%,渗透性强,有机质含量0.5%以下,养分含量较少,肥力低下, 不利于植物生长。区内自然植被稀疏,植被盖度<5%,主要植物种有籽蒿、沙米、沙竹、白刺等。 树种: 选用干旱荒漠地区适宜树种花棒(Hadysarumscoparium)、沙拐枣、梭梭、怪柳、柠条、沙枣、国 槐、榆树、新疆杨和引进种沙柳、章河柳、垂柳等12种。 种植地点和所用树苗: 丘间低地、沙丘迎风坡、坡顶、落沙坡脚等不同部位,栽植沙柳、沙拐枣、梭梭、花棒等沙生灌木, 调查其当年造林成活率、翌年保存率及新梢生长量、冠幅、枝高等生长状况指标,比较不同植物种对不 同立地条件的适应性。 平坦沙地:选用上述12种乔、灌木进行不同混交方式的造林试验。 固沙效果: △丘间低地和沙丘迎风坡 丘间低地和沙丘迎风坡固沙效果见表32:

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表32不同立地条件下固沙灌木生长差异

丘间低地和沙丘迎风坡的立地条件一一土壤水份有很大差异。 四种固沙植物的成活率、保存状况差异大:花棒、沙拐枣、梭梭分别达75%和90%以上, 而引进树种沙柳表现不佳,不适合本地区栽植。 丘间低地水份条件好,植物生长状况较迎风坡好。 沙丘不同部位:落沙坡脚、迎风坡、坡顶生长状况见表33

表33沙丘不同部位混交植物生长状况

由表可见:沙拐枣、梭梭在落沙坡脚、丘间低地生长旺盛,迎风坡较差;花棒在迎风坡虽经受风蚀, 多呈匍伏状覆盖于沙面,但对生长影响较少,沙埋后仍能生长旺盛,故对栽植部位的要求不严。 平坦沙地固沙植物生长状况见表34

由表可见:沙拐枣、梭梭在落沙坡脚、 丘间低地生长旺盛,迎风坡较差;花棒在迎风坡虽经受 呈葡伏状覆盖于沙面,但对生长影响较少,沙埋后仍能生长旺盛,故对栽植部位的要求不严。 平坦沙地固沙植物生长状况见表34

表34种固沙植物生长状况

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植被覆盖度小于40%时,乔灌草型植被降低风速的比例是灌草型植被的1.17倍、纯草型植被的3.74倍。 覆盖度在60%以上时,分别是灌草型植被的1.09倍、纯草型植被的2.19a倍。由此可见,就3种植被类 型的防风效果而言,乔灌草型植被防风效果最佳,但在干旱区,由于水分条件较差,在建立公路植物防 沙体系时,主要应以灌草型植被为主,在具备管理条件下,可采用乔灌草型植被。 a)固沙效果比较 不同类型的植被其垂直结构不同,对近地层风沙活动的影响也不同,以30cm~200cm高度层内平均 输沙量作为衡量3种植被类型固沙效果的数量指标可以发现,总的变化趋势是输沙量随着覆盖度的增加 而减少,但植被类型不同、对输沙量的影响不尽相同。同一覆盖度,纯草型输沙量最大、乔灌草型最小, 灌草型次之,以>15%植被覆盖度为例:纯草型植被的输沙量比乔灌草型的输沙量大1.63倍,比灌草型植 被大1.49倍。覆盖度是20%30%时,纯草型植被的输沙量分别是乔灌型、灌草型的2.4倍和2.71倍,覆 盖度<40%时,分别是5.13倍和2.66倍,当覆盖度增大到60%以上时,纯草型植被的输沙量分别是乔灌草 型和灌草型的25.11倍和22.01倍。这就说明,覆盖度越大、乔灌草型植被的固沙效果越好,灌草型稍逊 和乔灌草型和灌草型相比,纯草型的固沙效果相对较差。 b)沙障固沙 沙障固沙的作用在于稳定沙地表面,抑制流沙活动,沙障固沙可分为平铺式和立式两类,立式沙障 又分为低立式和高立式两种。 1)平铺式沙障 利用柴草、粘性土、砾石或其它材料,平铺于沙面上,可以防止风蚀。多用于对路基两侧沙面的防 护。 ·柴草类平铺式沙障 层铺防护:采用麦秸、稽草、苏丹草、沙蒿、野麻、芦苇或其它草类,以层铺形式覆盖沙面。层厚 5cm~10cm。 平铺植物束或芭块:采用各种枝条、芦苇、草等,扎成束把或织成芭块,以平铺形式覆盖沙面。 平铺或叠铺草皮: 柴草类沙障材料用量大,一般使用3年以上需修补或重设,再加上沙漠地区这种材料较为缺乏,往 往需从数百公里以外的地方采购,运距远、成本高。 ·土类平铺式沙障 粘性土覆盖沙面(粘土沙障)适用于沙丘微起伏的地区,覆盖前应平整沙面,所用土的塑性指数应 大于7,覆盖厚度在迎风坡及丘顶为5cm,背风坡及丘间地10cm。为增加覆盖层的抗冲蚀强度并避免干裂, 可掺10%~15%的沙或20%~30%的砾石(体积比)。 砂砾石覆盖沙面(砾石沙障),厚度5cm10cm,以平铺或格状形式覆盖,后者先用10cm以上的砾 石在路基边坡上做成1mx1m或2mx2m,并与路肩边缘成45°的方格,然后再于格内铺粒径较小的砾石。 2)低立式沙障 低立式沙障一般为防护工程中的主体,材料用量大,就近取材时应注意不要破坏原有的生态平衡。 这种沙障的外露高度以10cm~20cm为宜,距离路基应大于20m。 草方格或条带状沙障的扎制主要采用具有柔性的麦秸、草、苏丹草、压碾改性芦第等;草方格规 格以1m*1m(路基两侧的固沙带)和1m*0.5m(路肩及边坡)为宜。在丘顶等强烈风蚀部位也采用1m*0.5m 规格; 在主导风向明显或风向单一的流沙地区,可采用条带状沙障,沙障走向必须与主导风向垂直,间距 0.8m。 3)沙袋沙障

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其固沙选用抗老化编织土工布,该材料具有抗老化、密度小、耐酸碱、耐腐蚀、强度高等优点。沙 袋沙障可分为有鳍和无鳍两种。 有鳍沙障:制作沙袋时,接口处预留出8cm,在第一造缝线外侧每隔1cm增加一道缝线,共增加三道, 以增强鳍底部的刚度。在长桶形有鳍沙障的基础上,将缝线以上的遍织布横线抽出,使其发挥类似于麦 草沙障的作用。对风产生扰动,在袋内装满沙,袋直径分别为5cm、10cm、12.25cm。 用有鳍沙障组成的带状沙障,以带距为1m的规格,防风效果最好(适用于风向单一地区)。有鳍与 无鳍沙袋沙障按50cm、100cm及200cm的间距带状排列时,间距为50cm时二者的相对固沙能力:有鳍者略 高于无鳍者;间距为100cm时,则相差40%左右;间距200cm时,相对固沙能力均为50cm的50%左右。 4)格状沙袋沙障 其固沙是把有鳍沙障设为主带,无鳍沙障设为付带的方格沙障,以1m*1m防风效果最好。随着沙障 规格的加大,其风速降低率和粗糙度逐步降低。这种沙障适用于多风向地区。 5)土工方格沙障 在上风侧流动沙丘上设置,其规格以1m*1m沙障防沙功能最好。 C化学固沙 用化学合成材料均匀喷洒沙面,使之形成固结层。这种方法的优点是最大程度地体现就地取材、以 沙治沙,施工简便,固沙立竿见影。缺点是阻沙作用差,没有防护高度,对于过境风沙流无作为,故应 与阻沙措施结合起来使用。 化学固沙材料:主要有乳化原油、乳化沥青、高矿化度盐水、高分子聚合物、土壤凝结剂等。 固化剂固沙法一一沙沙障固沙技术 用刮耙将流沙粑成各种规格的沙,一般底宽30cm~40cm,高15cm~25cm,截面为等腰三角形,然 后用土壤凝结剂喷洒固结。沙表面形成界壳;或筑成沙子方格沙障。垄底宽30cm,高15cm~20cm,规 各为1m*1m,垄上喷洒30%浓度土壤固结剂,结皮厚度1.5mm~2.0mm,设置于迎风坡。 沙沙障还可与植物固沙结合起来使用,在所设置的沙沙障或方格沙障中种植各种植物。

9. 2. 8. 2阻沙设计

阻沙设计的目的是拦截风沙和限制积沙移动。阻沙沙障一般可分为墙式、堤式、栅式、带式和防风 林五类,适用于沙源极为丰实的流沙地区。须布置在距路基迎风侧100m以外,一般栽于沙丘顶部,沙障 越高,间距越大,与主导风向正交时,阻沙效果好。有条件时,应栽种乔、灌结合的密集防风林,形成 永久阻沙体系。 a)设计依据 设计时要根据当地的自然状况(包括风况、风沙流程度等)、材料类型品质来源、施工条件、管养 水平、管养难度、费用等。 b)设计要点: 确定合理的阻沙沙障类型、制作材料、设置形式及布设数目。 确定阻沙沙障的制作方法,应考虑其稳固性:在沙面上阻沙沙障应能抵御八级大风或当地最大风力, 而不全线倒伏。 应考虑沙障的定期拔高或重设及固沙材料的再利用问题,尤其是外侧来沙较多,积沙在短期内就能 达到饱和之处 )阻沙栅栏的设置 防沙栅栏材料:可选用具有一定强度的天然植物枝条、秸杆、人工防沙网。阻沙栅栏结构以疏透型 为好,植物秸杆、枝条、竹片等天然材料编制的栅栏的疏透度应以30%~50%为宜,利用工厂生产的防沙 网做栅栏时,网且以16~22且为宜

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防沙沙障设置地点:防护带外围,主要用于阻挡外侧来沙,并将沙丘的前移运动转化为较弱的风沙 流活动;与固沙带边缘之间应留有5H~10H(H为栅栏外露高度)的空留带,用于堆积外侧来沙。 阻沙沙障布设方向: 当与沙丘运动方向垂直时,宜选择沙丘脊,在距沙丘脊线1m1.5m的迎风坡顶上; 当与沙丘运动方向近于一致时,阻沙沙障应沿沙丘迎风坡横向较高处至坡顶,然后直穿落沙坡,以 使其在落沙坡处的延伸尽量地短; 在沙丘密集、地形起伏较大的地区,阻沙沙障不能按直线布设,而应适当调整,可偏离直线。以使 阻沙沙障一直处在相对较高处,充分发挥其阻沙的功能,加速人工阻沙堤的形成; 阻沙沙障只能纵向直穿沙丘落沙坡,即顺沙丘落沙坡倾向方向穿越,不应斜向穿越,严禁横向穿越, 局部风沙流活动较强烈的地区,应考虑设两道阻沙沙障,其间距不应大于所防御沙丘的最大尺寸。 阻沙沙障的构造: 阻沙沙障外露高度:1.2m~1.7m为宜,当被沙埋至外露高度仅剩40cm时,应将其拨起或原地重设, 以恢复其阻沙功能。 固定立桩间距:地形平坦时为4m~6m,地形起伏较大时,加密至2m~4m。 固定立桩的埋入深度一般40cm~50cm,其两侧宜用衔于栅栏并与立桩呈45°左右夹角的牵引铁丝拉 紧。 在风饨强烈部位,栅栏两侧应扎制2~3道草方格(1m*1m)固沙,以防搁饨

9. 2. 8. 3 输沙设计

输沙措施的目的是通过增强风力或改变地表性质,使过境流沙顺利通过路基而不应产生堆积。输沙 没计除了规范第四章所介绍在无沙源相对不丰富,一般只有过境风沙流,道路两侧一定范围内为戈壁时 应从路基设计本身,包括路基横断面设计、路堤合理高度、路堑合理深度、路肩硬化和边坡防护等方面 考虑。还可从外部采取适当措施,如浅槽输沙、浅槽和风力堤输沙、聚风板输沙等: a)浅槽输沙: 这种方法是利用路基上风侧的边坡设置宽度L与H之比L/H=10~25的弧形浅槽,浅槽的深度为1.0m~ 2.5m。槽的下风侧与路基相互平顺衔接,且槽的表面用土石类封闭。这种措施可借助浅槽的气流上升力 和路基面风速的加强来达到路基的输沙目的,它适用于平坦的流动沙地和风沙流地区,以减少风沙流对 路基的危害。 b)浅槽与风力堤综合输沙: 这种方法是在浅槽的上风一侧与邻近的流动沙丘之间,再设一个风力堤。风力堤顶要比邻近沙丘高 出0.3m~0.5m,以造成一个吹扬地带;堤顶要设成流线型,风力堤的迎风坡一般以1:4为宜。风力堤的 表面亦应封闭,迎风面的封闭厚度为5cm~10cm,背风面为3cm5cm。这种综合措施适用于路线与主导 风向交角为45°~90°情况下路段的流动沙丘。

9.2.8.4导沙设计

当路线与主导风向为25°~30°斜交时,风沙容易在路线附近堆积。为了让沙堆积到对路基无危害 的地方,可在路基的迎风侧50m~00m以外设置导沙措施,借助风力的作用,改变风沙流或沙丘的移动方 可。 导沙措施如下: a)导沙墙:土墙、石墙、柴草墙等; b)导沙板:木板、简块等。

9.3工程与植物综合防沙技术

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9.3.1在水气条件稍好的半干旱沙漠或半固定沙漠地区,应采用工程和植物防治的综合防沙技术。

9.3.1在水气条件稍好的半于阜沙漠或半固定沙漠地区,应采用工程和植物防治的综合防沙技术。

首先要用工程措施将流沙固定,其次才是种植植物。否则,由于风沙流动比较频紧,直接在其上种 植固沙植物,难以定居成活,在短期内沙害难以消除。工程措施包括各种沙障,其作用是: a)降低地表风速,增大地表粗糙度,使气流对地表沙粒的直接作用力减小; b)减少流沙对植物幼苗的侵害,使之易于成活定居。

9.3.2工程措施对风积沙细粒成份的影响

在流沙活动比较严重的路线上风侧,视沙害危害程度的大小,设置不同宽度的机械沙障防护带,防 护带宽从50m100m不等。方格沙障规格有4m×4m,2m×3m,带状沙障间距2m。固沙材料选用沙蒿。 设置沙障后,流沙得到了固定,沙地微环境发生了很大变化,首先是土壤的理化性质发生大的变化。 土壤细粒成份增多,土壤的持水力就大,含水量就增大。同时土壤的微生物活动强度及数量都有增强。 土壤的水、肥、汽、热朝良性状态发展。这就为植物的生长发育创造了有利的条件

表36试验地土壤机械组成(%)

36可以看出:设置沙障后, 壤的细粒成份由6.48%上升到20.48%, 增加大约3倍,其他规格的沙 的增明

9.3.3工程措施对下垫面性质的影响

表37下垫面粗糙度的变化

9.3.4工程措施对降低风速的作用

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表38沙障降低风速的作用

9.3.5在工程措施的保护下建立人工植被

设置机械沙障以后,从根本上消除了试验路段内的沙害,并使局部环境得到改善,为植物固沙创造 了条件。但机械沙障使用年限不长,不可能达到永久固沙目的,植物固沙才是公路沙害治理的根本措施。 植物固沙不仅可以防风固沙,而且可以改造自然环境,改良土壤,为沙区农牧民提供薪材,为牲畜提供 饲草饲料。 植物固沙事实上是人工植被的建立,是自然植物群落的模拟。只要设计合理,将外界的干扰减少到 最小,就可以迅速恢复植被,形成人工植物生态系统,

9.3.5.1固沙植物种的选择

固沙植物种选择考虑的是:该种植物适合在试验路段生长发育,其固沙效果好。植物种的选择是植 物固沙成败的关键。 通过对各种环境因子及植物种源的调查,本着适地适树的原则,选择乔木旱柳,大灌木柠条,小灌 未杨柴,沙柳,沙打旺作为主要固沙植物种。旱柳耐旱,生长迅速,易成活,造林简便,是沙地主要养 木造林树种。其经济利用价值也高,树叶可以作羊的冬季饲料,树干可以出售或造林。柠条极耐干旱, 根系发达,适合在干旱的硬梁地生长。杨柴耐干旱,根藻性强,防风固沙作用大,适合在流沙上生长。 沙柳造林简便易行,不怕风打沙埋、生长迅速,短期内即可发挥固沙作用,是固沙的首选灌木。

9.3.5.2固沙植物的配置

9. 3. 5. 2. 1密度

合理的密度是植物生长发育的基本条件,密度过大,种间竞争激烈,物种内争夺水份、养分、阳光、 致使植物生长发育不良。密度过小,土地资源利用不充分,且起不到固沙护路的作用,只有设计合理的 密度才能有效地控制流沙。根据对立地条件的调查,灌木株行距50cm比较合适,这样的密度既可以防止 种间过于竞争,又可以快速起到固沙作用。乔木间距3m~4m则比较合适。

9.3.5.2.2种间配置

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各种植物的生物学和生态学特性是不同的,这就要求造林时避免将对环境有相同要求的树种放在 起种植。沙柳系浅根系植物,而柠条则是深根系植物,这两种植物放在一起种植,地下部分就不致于发 生水分和养分的竞争。 根据种植第2年调查,当年扦插的沙柳和当年直播种植的柠条生长状况如表39,柠条平均高生长 15cm,而沙柳平均高生长122cm,最高可达230cm,可见其生长速度是快的。 紫花首是深根性植物,而杨柴则是浅根性植物,大部分根系分布地在表10cm~40cm的土层中。紫 花首和杨柴混交,地下部分不会争夺水分和养分,根据调查,当年种植的紫花首平均高可达35cm, 杨柴可达13.9cm。此外,在部分沙障中直播种植杨柴柠条和柴花首,每一种植物播种一片,杨柴保存 率大约50%,保存下来的个体生长发育情况较好。这种植物抗逆性较强,在风沙地仍能正常生长,而且 摩根性极强,保留少量儿株,儿年后就可以复盖大面积沙面。防风固沙效果显著,根据当年秋季调查, 平均高生长可达23cm。冠幅可达45cm×44cm,年生长量10cm左右。而沙柳第2年生长速度不如第1年,生 长量大约50cm。柠条年生长量持平,1年约15cm

表39种植1年固沙植物生长状况

9.3.6固沙后植物种类的变化

通过工程措施与植物固沙相结合方法初步建立的防护体系,许多其他的植物在已固定的防护带内定 舍JGJT241-2011 人工砂混凝土应用技术规范.pdf,据第2年秋李的调查,新的植物种增加20多种。在设置机械沙障后,一部分沙嵩种子落在沙障中, 雨季以后自然繁殖、生长。组成了由人工植被和天然植物混生的植物群落结构。植被的覆盖度也由治理 前的15%左右增加到90%左右,形成了以乔、灌、草相结合的植物固沙防护体系。生态环境大为改观,生 态系统的自然调节能力,结构的稳定性、层次性及植物的多样性等方面都有很大的提高。生态系统初步 进入了良性循环,生物产量大大增加。防沙固沙的效果明显。根据第2年春对不同规格的沙障输沙量的 周查,在规格为2m×3m的沙障中从2cm~20cm范围内的集沙量不足1g,比对照流沙低350倍。由此可见其 固沙效果十分显著。

a)植物秸杆、枝条等易燃材料设置的机械防护体系及植物固沙带应设置纵向和横向防火隔离带。 b)纵向(与公路平行)防火隔离带应设在路堤段的边坡坡脚外侧;横向(与公路相交)防火隔离 带每公里设置两条。在沙丘密集区应沿丘间地蛇蜓设置;在平坦沙地上,应与主线合成风向垂直设 置。 C)机械防护体系中,防火带宽度为2m~2.5m,植物固沙带的防火带宽度为3m~4m。在防火带内 应经常清理地表的柴草,并利用其它惰性材料,如粘性土、砂砾石或喷酒化学固沙剂等,固定防火 隔离带中的流沙。

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主2.交通等级划分为6级JGJT53-2011 房屋渗漏修缮技术规程,见表B.2 注3:水稳粒料包括水泥稳定砂砾、水泥碎石等。 主4:二灰粒料包括石灰粉煤灰粒料、水泥石灰粒料等。 注5:各地可结合实践经验和材料情况对路面结构及材料组合进行适当调整。

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表B.2交通等级划分表

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