荒漠地区公路设计技术研究

摘 要：结合新疆地区的实际设计经验，归纳总结了我国荒漠地区公路设计理念及技术要点。

关键词：高速公路荒漠地区 公路 设计研究

中图分类号：X734文献标识码： A

1概述

我国荒漠化形势十分严峻 根据1998年国家林业局防治荒漠化办公室等政府部门发表的材料指出，我国是世界上荒漠化严重的国家之一。根据全国沙漠、戈壁和沙化土地普查及荒漠化调研结果表明，我国荒漠化土地面积为262.2万平方公里，占国土面积的27.4％，近4亿人口受到荒漠化的影响。据中、美、加国际合作项目研究，中国因荒漠化造成的直接经济损失约为541亿人民币。

造成中国土地荒漠化、沙化并加速扩展的原因有气候因素，但更主要的是不合理的人为活动，如过牧是草地沙化、退化的主要原因。荒漠地区公路建设也对荒漠化的演变起到重要影响。

图1-1沙漠图1-2退化草场

荒漠地区气候具有以下特点：

（1）干燥少雨、降水不均：气候极端干燥，蒸发量远超过降水量，终年少雨或无雨，年降水量一般少于250毫米，降水为阵性，愈向荒漠中心愈少。

（2）日照强烈、较差较大：气温、地温的日较差和年较差大，多晴天，日照强烈且时间长。年平均温度3-12℃，1月为一5-10℃，最低达一30℃以下，7月为24-27℃，最高达40℃。

（3）风大沙多：风沙活动频繁，地表干燥，沙砾，沙砾易被吹扬，常形成沙暴，冬季更多。

（4）无植被或植被稀疏：荒漠地区植被稀疏甚至无植被，荒漠植被多为超旱生的半乔木、半灌木和灌木或旱生的肉质植物占优势的稀疏植被。植被每年的产量极低，每平方米90克，它对荒漠动物群有重要作用。

图1-3高原平台图1-4戈壁

2公路建设对荒漠地区的影响

（1）公路永久占地及取、弃土场、施工便道等临时占地开挖，使所经荒漠地区的植被遭到破坏，沙土，风蚀加重。

（2）荒漠地区公路施工，使其附近土壤的物理性质变差，土壤养分状况降低，从而影响牧草、农作物的生长和发育。

（3）公路施工开挖戈壁石砾层，破坏植被，将使戈壁长期风化形成的固定保护层遭到破坏，加速局部风蚀、沙化、盐渍化。

（4）戈壁上集中取土，有可能破坏地下水径流平衡，使荒漠地区宝贵的水资源不均衡分配，从而造成局部戈壁植物多样性减少，土地荒漠化加剧。

（5）沙漠地区公路建设，使得局域地段成为人类活动较频繁的区域，人为活动的增加，干扰了沙漠区域正常的自然生态系统，造成土地沙化。

3荒漠地区公路的总体设计与路线设计

路路线设计是公路建设之本,公路建成后,公路线形将是长期存在的,对公路沿线今后的经济发展、土地利用、居民生活、工农业生产以及自然景观、环境协调等都会有很大的影响。所以在对公路路线进行设计时要综合考虑周边的环境,达到公路与环境融为一体,既达到公路的舒适性、使用性,又达到环保的要求。特别是在生态环境脆弱的荒漠地区，由于荒漠地区特殊的自然、人文环境与社会经济条件，公路路线设计应“以人为本、安全至上、保护环境、防治荒漠化、技术合理、资源节约”为指导。重视对工程地质等自然条件的调查，减少因修建公路而带来对环境、自然景观的影响，提供公路环境质量。

（1）由于荒漠地区地形平缓，视野开阔，用地条件相对宽松，因此，可灵活设计为分离式断面的高速公路。两幅路间距根据实际地形、地貌情况按4.5～100米控制。在荒漠地区的公路上行驶，由于人烟稀少、植被稀疏，路侧景观元素少，驾驶人员感觉单调、易疲劳，存在一定的安全隐患。简单的路侧景观建筑及少量的绿化设计可以缓解驾驶人员的疲劳单调感。

图3-1简单雕塑 图3-2观景台

（2）分离式断面高速公路的连通带在荒漠地区的大风路段可适当加宽，以起到“避风港”的作用。

（3）荒漠地区的风蚀、沙化、盐渍化是公路建设的主要病害，宜采用放缓路基边坡、卵石护坡、芦苇草、方格、土工布等材料。

（4）荒漠地区生态环境脆弱，沿线筑路材料丰富，要充分考虑对环境的影响，采用集中取、弃土，同时要注意对取、弃土场（特别是对在固定或半固定沙丘处取用风积沙）的防护。

图3-3风积沙料场防护

（5）荒漠地区宜采用低矮路基，边坡坡度尽量放缓，在风蚀严重路段路基边坡可采用卵石加固边坡。

图3-4 砾石边坡防护 图3-5低路基、缓边坡

（6）荒漠地区生态环境较为脆弱，公路的环境保护设计应贯彻预防为主、以治为辅、综合治理的原则，因地制宜的进行绿化设计，不宜大规模进行。在植物布局上应适地、适树、适量，绿化植物品种的选择以当地适生的乡土品种为主，并符合植物间伴生的生态习性。

4荒漠地区公路设计技术要点

4.1路基、路面设计

4.1.1标准断面

荒漠地区公路设计时，因公路所处环境大多为人烟稀少、植被稀疏、自然环境恶劣的空旷地带，公路走廊带两侧可耕土地较少，占地、横向干扰等方面的影响较小。路基断面设计时，可采用的具体措施如下：

（1）因西北地区公路总体造价较低，在考虑利用现有的道路（多为二级公路）的基础上，对于升级改造为双向四车道以上等级的高等级公路路基断面时，建议采用分离式断面型式，可一定程度的减少对向车辆的影响，也可减少护栏的设置数量。如G3012线库尔勒至库车段。采用分离式断面型式具有如下优点：统一规划，分步实施，解决了短期资金投入过大的问题；利用原有公路维持通车，节约便道工程的建设，节省投资；分幅行使，减少车辆的横向干扰，尤其是夜间行车的眩光干扰。

图4-1分立式路基 图4-2分立式桥梁

（2）从以人为本、安全运营的角度考虑，采用分离式路基断面型式，两人口聚居区间隔较远时，每5-10km间距，在两分离式路基断面 间，可适当设置连通带，以供车辆紧急调头，并可在特殊地段（大风、扬沙、积雪段），适当加大连通带，以使特殊情况时供车辆紧急停车使用。

（3）在采用分离式路基断面型式时，路基纵面设计，分离设置的两幅路基应根据地形及两幅路间的距离情况，尽可能采用不同水平高程，这样可减少分离式路基内侧防眩设施的投入，两幅路基的高差大于以2.0m、路间距大于9.0m为宜，如G314线托克逊至库米什高等级公路。

图4-3高低错落分离式路基

（4）荒漠地区路基断面型式，路基挖方路段，宜采用浅挖方为主，边坡坡度可大于1：1；同时挖方边坡宜灵活自然，避免单一坡度，尽量不做或少做工程防护。

4.1.2路基防护、排水

荒漠地区公路设计时，应根据荒漠地区多为干旱少雨或季节性暴雨冲刷的气候特点，结合路线区域的地形、地貌、地质及水文特点，设置合理的防护、排水设施，采用的具体措施如下：

（1）在荒漠漫流区，对于冲刷小或基本无冲刷的地段采用单侧导流坝、护坡与排水沟截水沟等排水设施相结合的防护工程。

（2）在荒漠漫流区，对于有冲刷下切的地段采用，宜采用封闭的人字形导流坝与桥涵相结合的防护工程。导流坝视冲刷情况确定是否采用圬工表层加固。

图4-4宽浅漫流河滩 图4-5人字型导流坝

4.2桥涵设计

（1）荒漠地区桥涵多处在无人区、人烟稀少区,水文资料缺乏, 水文流量计算以分区经验公式、形态调查法、直接类比法为主。

（2）当桥涵位于山前冲积扇扩散河段、山前变迁河段、平原分汊河段需考虑一河多桥方案，并在各桥涵间设置人字形封闭导流坝。封闭导流坝不宜超过500m（单侧），使坝前冲刷深度控制在3.0～3.5m以内为宜，尽可能的提高桥梁防护工程的安全性。

（3）荒漠地区的桥涵布设须考虑农牧民转场以及野生动物迁徙的影响，设置一定形式和数量的通道。

5结论

近年来西部地区交通建设迅猛发展，公路施工等活动对沿线的土地利用改变，对植被、土壤、湿地等的破坏将对生态环境造成一定影响。所以，在建设的同时，开展土地沙漠化防止已势在必行。针对西部土地沙漠化的特点，借鉴以往公路、铁路沙漠化防治的成功经验，考虑当地的自然、社会与经济条件，应从公路设计这个源头开始，重视对荒漠地区环境的保护，加强对公路建设荒漠化防治成套技术研究，对我国沙漠地区公路路线设计、路基路面设计与施工、防沙工程设计与施工、公路养护、环境保护等方面发挥重要指导作用，提高沙漠地区公路建设质量、降低建设成本、防止沙漠病害、减少养护费用、保证沙漠公路行车畅通和安全。