风积沙路基施工工艺应用研究

黄福华

（宁夏交通科学研究所，宁夏 银川 750001）

1 风积沙简述

风积沙是沙漠地区经过大风环境长期影响造成的风化成分长期飘落和沉积的过程。由于其特殊的沉积方式，无法实现有效的水吸附。水分在进入风积沙后会直接向下渗透，无任何保水作用。整个风积沙的砂层长期干燥，风积沙的整体结构，由于无水和无外压的缘故，十分松散。是一种特殊工程性质的土体，颗粒组成非常均匀，风积沙含水量极低，在不同的深度下含水量逐渐增大，不同深度的密度相差也较大，无法完成有效的塑型过程，对于塑型方法来说，无法通过剪切强度的增加，保证其有效的塑型过程，尽管风积沙的可塑性较差，缺乏路基的基础特性，但在沙漠地区新建高速公路因路基填筑材料缺乏，路基填筑以风积沙为主。

2 风积沙特性

沙漠地形起伏大，气候干旱、植被覆盖率底、蒸发量大、大风频繁、风积沙厚度大，形成2-5m高的沙丘链，通过土的颗粒分析试验表明主要粒径介于0.075-0.25mm之间，根据颗粒分析试验表明0.075mm以上占总质量97.8%，通过颗粒分析试验得出风积沙的不均匀系数为1.36，通过测得深度为0-30cm时含水量分布为0.2-0.5%，深度为30-100cm时含水量分布为1-3%。

3 最大干密度的确定

目前现行的试验规程要求采用重型击实法测定最大干密度和最佳含水量，作为控制路基填筑压实的控制依据，本次采用重型击实试验方法确定最大干密度，采用不同含水量情况下进行重型击实，随着含水量的增大，结合水膜逐渐增大，水在颗粒间的润滑作用逐渐增加，使土的内膜阻力逐渐减少。随着含水量继续增大，水膜的粘结力继续下降，干密度又提高，在最佳含水量时，风积沙干密度达到最高峰值过后，含水量继续增加，风积沙内膜阻力在减小，而水的体积在继续增加，因此在同样的击实功下，风积沙的干密度值反而在减小。如某高速公路风积沙击实曲线如下：

试验方法 重型击实法最大干密度g/cm3 1.691.581.551.591.621.631.631.651.691.661.63含水量%02468101214161820

从本次不同含水率的进行重型击实得出的曲线可以看出，在含水率为0%以及最佳含水率16%时，最大干密度基本一致。

4 风积沙路基压实工艺

沙漠路基填筑，风积沙渗透系数较大、松散性强，粘聚力小，在无保护措施裸漏情况下极易被大风及聚集水的作用下发生破坏，为减小风积沙填筑的不利影响，确保路基的整体稳定性，路基填筑应进行基地平整和碾压，经碾压稳定在进行路基填筑；路基两侧包边土为宽2米厚为30cm的砂砾土填筑，压实采用干压法或湿压法。

干压法是指风积沙在天然含水率状态下或干燥状态下，通过振动碾压冲击等外力作用下，将风积沙中的气体挤出，使颗粒相互嵌挤达到密实状态。压实工艺流程为：清除地表-运输填料-摊铺推平-静压-振动碾压-表层碾。

湿压法是指风积沙在天然含水率摊铺后洒水至最佳含水率或饱和状态下，湿压法在施工需要大量的水，适用与水源充足地段进行应用。在风积沙达到饱和状态下更容易达到相互嵌挤，达到密实状态，并且有利于机械行走。压实工艺流程为：清除地表-运输填料-摊铺推平-静压-洒水-振动碾压-表层碾压。

根据现场试验情况来看，两种方法都能满足压实要求。湿压法对比干压法来看，湿压法压实效果要好于干压法，但从含水率变化的情况看，湿压法随着碾压的遍数的增加，含水率一直在向下渗透，水分散失较快。

5 压实度检测方法

现场压实度检测根据规范要求常用的检测方法可采用灌砂法和普通环刀法进行检测，由于碾压完成后，表面失水过快，无论是用灌砂法还是环刀法检测时都应将表面松散的颗粒去除后快速完成平行检测，直到合格为止。

6 施工注意事项

风积沙填筑路基，为防止砂害应采取边施工、边防护，分段施工、一次成型，填筑路基时风积沙不得夹杂植物及树根等杂质，必须是干净的纯风积沙；避免风积沙路基沉降，路基应分层碾压密实，严格控制包边土的松浦系数，确保压实厚度，沙漠地区气温高、水分蒸发散失快，风积沙路基表面容易松散。

7 结语

风积沙特殊的工程性质、沙漠地区特殊的环境和施工条件因素，决定了风积沙的碾压施工工艺和施工过程有别于其他施工领域，在施工时，需要结合当地风沙、风貌、地质水文，按照流程施工。