沙漠地区公路选线及线形参数研究

沙漠地区公路选线原则研究上个世纪80年代开始我国在西部沙漠化地区修筑了多条沙漠公路，已积累了不少建设经验，但由于经济发展速度对公路等级的需求越来越高，仍需要进一步研究沙漠公路设计理念和方法。

本文结合沙漠地区地理环境和气候条件，总结出我国沙漠地区公路选线的一般原则。

标签：沙漠；公路选线；公路沙害；选线原则1 引言我国沙漠地区主要分布在新疆、青海、内蒙古、宁夏等西部欠发达地区，是制约西部欠发达地区经济快速发展的主要自然环境因素。

充分研究沙漠地区的地质特征和风沙活动规律是沙漠地区公路选线的依据和必要前提。

2 沙漠公路选线原则沙漠地区公路选线的主要考虑因素是风沙活动和地基土的工程性质。

地基土的工程性质对地基层的稳定性和的承载力有极大影响。

风沙活动对公路工程的主要影响有风蚀作用和风积作用。

风蚀作用先从边坡开始，次及路肩，进而侵及路面，对路基、路面造成破坏；风积作用导致流沙堆积于路面、阻断线路，降低道路通行能力、增加安全隐患、增加公路养护投入。

根据沙漠地区的气候、地形地貌和地质状况，沙漠地区公路选线应考虑如下原则：（1）合理绕避原则。

应深入调查研究，查明各种沙丘的成因、性质、活动情况以及风力、风向、沙源、地形、地貌等，尽可能绕避严重流沙地带。

在大面积沙丘地区，如流沙不能绕避，应尽可能选择在下列沙害较轻的沙丘边缘地带、山丘中的河流两岸、古河道及沙丘之间的湖盆草滩、大山或高地的前缘背风等地带通过。

对水毁、盐渍化、沼泽化、沙漠化严重，处理难度大、效果差的灾害地段要绕避。

路线通过密集低矮新月形沙丘时，要注意灵活运用，减轻沙害。

除流动沙地外，一般分布在间歇性河流、内陆湖泊的盐碱地龟裂黏土以及不同植被覆盖度的固定和半固定沙地受风沙危害较轻，在施工难度小，原材料丰富，宜于布设路线。

（2）最短距离原则。

一般认为公路选线不宜设置过长直线或大半径曲线以免导致驾驶员烦躁而做出不当驾驶行为，但沙漠公路路测环境本身就很枯燥，而且沙漠地区公路施工困难，防护工程量大，工程造价很高。

74沙漠公路因地处沙源腹地，由于风地作用，公路附件的砂土容易被刮起，造成风蚀路基础和砂埋路面，从而使路基边坡度增大，路面上形成沙堆，降低公路路基的稳定性。

这就需要在公路设计时充分考虑，同时对沙害防治措施进行分析探讨。

1 沙漠地区公路选线与选线原则沙漠公路路线设计应在公路建设项目工程可行性研究报告所选定的路线走向与主要控制点的基础上，先作出总体设计，再应用主要技术指标进行路线方案论证、比选，确定合理的设计方案。

路线设计应根据公路的等级及其在公路网中的作用，根据沙漠公路自然区域，按照公路工程所在地自然区划特点，地形地貌特性，沙丘形态，风力与风向，合理利用地形，充分考虑风沙自然灾害并注意环境保护，正确运用技术标准，保证线形的均衡性，做到路域与自然环境及宏观地貌相协调，在条件容许的情况下，应尽量选用较高的技术指标，以提高公路的使用质量，适应当地经济持续发展的需要，一般应遵循的原则如下：1）应针对路线所经地域的生态环境、地形、地质的特点与差异，按拟定的各控制点由面到带，由带到线，由浅入深，由轮廓到具体，运用各种先进手段对路线方案作深入细致的比较、优化与论证。

2）安全舒适和经济快捷相结合。

在兼顾防沙和行车两方面安全前提下，使工程数量小，造价低，营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。

3）注意生态环境保护和可持续发展，力求在沙漠公路建设中即改善生态环境又得到防沙效益，保持公路畅通。

4）与地形条件相互协调，充分利用有利地形，尽可能使原地面自然状态的变化程度减至最小。

5）直穿与合理绕避相结合。

应对路线所经区域、走廊带及其沿线沙漠、工程地质、水文地质进行深入调查，查清其对公路的影响程度。

对于风沙堆积严重地段及工程、水文地质不良地段应慎重对待，灾害严重地区应绕、避。

当必须穿过时，应选取合适位置：如沙害较轻的地带、非固定沙丘地带，沙地下有古河床的地带及地下水溢出的地带，或缩小穿越范围并采取必要的措施。

6）路线设计与防沙工程相结合，尽量使路线方向与主导风向平行或锐角相交，使沙害程度减至最小。

新疆沙漠边缘地区风积沙填筑公路路基施工技术与研究毛卫东发布时间：2022-01-16T03:15:13.657Z 来源：《基层建设》2021年第29期作者：毛卫东[导读] 第三师图木舒克市2020年农村公路项目在路基填筑施工中，采用风积沙填筑路基施工。

对新疆沙漠边缘地区风积沙填筑公路路基的施工进行了一些探索。

通过实践，施工效果良好。

中建新疆建工集团第四建筑工程有限公司新疆维吾尔族自治区乌鲁木齐市 830000摘要：第三师图木舒克市2020年农村公路项目在路基填筑施工中，采用风积沙填筑路基施工。

对新疆沙漠边缘地区风积沙填筑公路路基的施工进行了一些探索。

通过实践，施工效果良好。

关键词：公路；路基；沙漠；风积沙；施工1、前言近年来随着我国经济快速稳定的发展，国家对基础设施的投资力度不断加大，图木舒克市也进行了农村公路民生建设。

该工程位于第三师图木舒克市51团、53团。

该地区属暖温带大陆性干旱气候。

位于塔克拉玛干大沙漠的西缘，北面是未利用的荒漠。

属于沙漠边保护区，新疆沙漠边缘地区公路施工需考虑到传统筑路材料的约束，故采用风积沙填筑公路路基。

2、主要技术参数表2-1主要设计技术标准技术指标单位设计采用值公路等级级四级公路设计速度Km/h20路线长度Km49.46平均每 Km 交点数个14.16（最大值）最小曲线半径m15最大纵坡%12.78最小坡长m 6.16最小半径横断面路基宽度m 6.5路拱标准横坡% 1.5路肩横坡% 2.5桥涵设计荷载级公路-Ⅱ路基横断面形式：行车道宽2×3.0m ，两侧土路肩各宽0.25m 。

行车道路拱横坡1.5%，土路肩横坡2.5%；路基边坡：挖方土质边坡坡率为1:0.75。

本项目路堤高度均小于20m ，对于边坡高度≤8.0m ，路基边坡坡率采用1:1.5。

超高和加宽：本路线采用20km/h 的计算行车速度，一般情况下，对圆曲线半径小于350m 的平曲线上设置超高。

超高过渡方式采用绕路中心线旋转，最大超高4%。

神木西至红石峡地方铁路选线设计研究摘要：神木西至红石峡地方铁路是服务于陕西省榆林市的榆神矿区三期、榆神矿区一期的重要基础设施，承担矿区的煤炭输出任务；是榆林市开发煤炭资源，促进地方经济发展的坚实保障。

由于该区域位于毛乌素沙漠东南缘，地形较为平缓，地势开阔，地下分布大量煤炭资源。

如何结合自然条件特点以及矿区开采需求，合理确定线路走向及建设规模，是本线选线所研究的主要内容。

在本项的前期设计中由于各种边界条件的变化历经多次研究，本文总结了项目设计中的部分经验，为其他类似项目设计提供参考。

关键词：矿区选线；10000t铁路；车站布置形式1引言神木西至红石峡地方铁路位于陕西省北部，榆林市神木县和榆阳区境内，线路北起包西铁路神木西站的起鸡哈浪线路所（包西铁路神木西站上行疏解线线路所），经榆神矿区三期规划区，南至包西铁路红石峡站，线路长86.419km。

是为大规模开发榆神矿区三期规划矿区进行配套的基础设施，其主要承担本矿区，同时兼顾榆神一期矿区曹家滩井田、金鸡滩井田，待开发的尔林兔矿井以及高家伙场煤炭集散站的煤炭对外运输任务。

榆神矿区三期规划区东西宽约63.8km，南北长约41.4km，面积2045.1km2。

全矿区共划分为六个井田，开采总规模5.3Mt/a。

每处井田均规划设置一个井田工业场地，六个工业场地呈反“丁”型分布。

在榆阳区牛家梁镇高家伙场计划新建大型煤炭交易中心，该煤炭交易中心相关审批手续均已办妥，即将开工建设。

交易中心年煤炭交易量约1000万吨。

本项目上述煤田货流去向分为三个方向，分别为东部、南部及清水工业园方向。

根据货运量统计，往南的煤炭占煤炭运输总量的75%以上，矿区货流以往南为主。

2铁路选线方案的确定2.1沙漠地区选线的特点沙漠地区选线设计需考虑日后运营期风沙防护等措施，宜尽量采用路堤形式避免设计路堑。

结合其他项目的选线经验，路堤标高一般选择6~8m，避免低矮路堤被沙埋。

同时路堤和路堑的边坡较缓，路堑需加大侧沟平台。

塔克拉玛干沙漠地区塔克拉玛干沙漠位于中国新疆的塔里木盆地中央，是中国最大的沙漠，也是世界第二大沙漠，同时还是是世界最大的流动性沙漠。

整个沙漠东西长约1000公里，南北宽约400公里，面积达33万平方公里。

平均年降水不超过100毫米，最低只有四五毫米；而平均蒸发量高达2500—3400毫米。

这里，金字塔形的沙丘屹立于平原以上300米。

狂风能将沙墙吹起，高度可达其3倍。

沙漠里沙丘绵延，受风的影响，沙丘时常移动。

沙漠里亦有少量的植物，其根系异常发达，超过地上部分的几十倍乃至上百倍，以便汲取地下的水份；那里的动物有夏眠的现象。

一、沙漠地区特点：远离海洋，身居内陆，自然环境恶劣，气候干燥少雨，植被稀疏，风频沙大，地表形态复杂。

二、沙漠地区线性特征：沿线空旷，人烟稀少，公路等级低，交通量小，总体上平面长直线多，平曲线少，纵断面上变坡点多，竖曲线频繁，平纵线形指标不均匀。

三、参数的研究（一）线形参数的研究1、从安全经济角度考虑(1)圆曲线半径(考虑交通安全)R-V图(2)纵坡公路纵坡与事故相对系数的关系2、从防沙角度考虑（1）直线路段直线路堤和路堑，随边坡坡度的变缓、路基高度的降低、与主风交角变小，气流变化逐渐减缓，利于防沙。

边坡缓于1:6时，风沙流基本不受路基高度等影响，可顺利通过公路。

边坡缓于1:3,风向夹角小于45度，路堤风速变化逐渐平缓。

当路线和主风向夹角小于30度时，路基受风沙危害很小。

当路基高或堑深小于2m，同时与主风向夹角小于45度，可达到顺利过沙的效果。

（2）平曲线路段（3）竖曲线路段(二)环境气象参数研究1、风向及出现频率F=m/n×100%F为某时段某风向频率，m为该时段内该风向出现次数，n为该时段内各风向记录总次数。

（1）塔克拉玛干沙漠全年主导风向北部(轮台、沙雅)、腹部（塔中）、东南部（若羌、且末）全年主导风向为NE，频率为8%~17%，其中沙漠北部和腹部风频率为8%~12%，静风频率为34%~52%；沙漠东南部频率为13%~17%，静风频率为25%~33%；沙漠西部全年主导风向为NW，频率为10%~12%；沙漠东部全年主导风向为E，频率为12%，静风频率为34%。

沙漠地区高速公路路线设计基本思路及选线方法的研究作者：王照钧来源：《科技视界》 2015年第28期王照钧（甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司，甘肃兰州 730030）【摘要】自2013年国家主席习近平在访问中亚四国时，提出共同建设“丝绸之路经济带”的战略构想，作为公路工程设计单位就应该为沙漠地区公路设计工作时刻做好技术准备，文章通过描述“安全设计、环保设计、适应地形、合理降造"的沙漠地区高速公路选线思路，提出了合理选线、增强高速公路抗风沙能力，设置风积沙路段沿线安全服务设施的具体内容。

【关键词】沙漠地区；高速公路；选线及设计方法１“丝绸之路经济带”战略构想下的公路建设2013年9月，习近平主席先后对土库曼斯坦、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、吉尔吉斯斯坦进行国事访问。

习近平主席此行，沿着古丝绸之路，以卡拉库姆大漠中的绿洲阿什哈巴德拉开序幕，从穆尔加布河岸边的马雷，到世界上年轻的首都阿斯塔纳；从阿拉套山麓的“苹果城”阿拉木图，到古丝绸之路上的重要枢纽塔什干；再从“东方璀璨的明珠”撒马尔罕，到天山脚下的山城比什凯克。

从北京出发，向西，再向西。

飞越嵽嵲的天山－阿拉套山脉，穿过滉漾的阿姆河，跨越无垠的克孜勒库姆沙漠，穿行于生机盎然的费尔干纳谷地……辽阔的中亚大地，吹拂着来自友好邻邦中国的暖风。

在阿斯塔纳的纳扎尔巴耶夫大学，习近平主席在这里发表重要演讲，深刻阐述了“丝绸之路经济带”的构想，各国之间政策沟通、道路联通、贸易畅通、货币流通、民心相通，让中国和欧亚各国经济联系和相互合作都更加深入，发展空间更加广阔，构想格局，顺势而为。

谋划战略，登高望远。

共谋大事业，同求大发展，赢得广泛共鸣，各国领导人一致赞赏“丝绸之路经济带”构想，表示愿意积极推动、早日实现这一造福沿路各国人民的壮美愿景。

“丝绸之路经济带”的合作战略实施，必然以交通联通作为实施基础，以路为轴，以地为纸，以合作为画笔，一幅中国同中亚友好合作的宏大画卷才能跃然纸上，成为现实中的美好画卷。

沙漠地区公路路基合理断面形式1 西部三类沙漠地区公路路基使用状况调查2002年7—9月进行了不同类型沙漠地区公路横断面的调研勘察，调查范围覆盖新疆、内蒙古、陕西、宁夏等省区的流动型、半流动型及固定型沙漠、沙地。

调查的路基包括路堤、路堑和半填半挖三种形式，调查的具体内容有路线名称、路段桩号、路基高度、路基横断面坡度、路面宽度、积沙带宽度、沙害状况、路线方位角、与主风向夹角以及有关建设年限、防护情况等方面的信息。

了解目前西部各省区按照原路基设计规范设计并修建的沙漠公路路基的横断面形式，在经过多年运营后公路路基的使用现状，尤其是横断面形式的变化情况，从而确定公路路基设计规范中关于沙漠地区路基横断面坡度的适应程度。

1.1 流动性沙漠地区公路路基使用状况调查及分析流动性沙漠的调查工作是在新疆的塔克拉玛干沙漠中进行的。

塔克拉玛干沙漠位于塔里木盆地之中，该盆地东西长约1 500 km，南北宽约600 km，面积约为53万km2，盆地的中央为塔克拉玛干沙漠，沙漠面积为33.76万km2，占盆地面积的63.70%。

年蒸发量约在2 000 mm以上，而降雨量仅为30 mm左右，属极端干旱地区，除边缘有大量的胡杨、红柳等乔灌木分布外，腹地仅有极少数的红柳和芦苇，多为一望无际的沙海。

工作组于2002年7月中旬携带全站仪、水平仪、GPS、地质罗盘、钢尺等测量工具，乘车对塔克拉玛干沙漠公路进行了为期近10天的调查测量工作，调查范围包括现有的使用多年的沙漠公路，以及在建的两条沙漠公路，具体情况见表3-11。

表3-11 调查范围沙漠公路的路基横断面坡度虽然是按照原路基设计规范设计，并且所有路段边坡均设有草方格沙障，但在施工和运营过程中受施工质量和风沙沉积的影响仍然会发生变化，最终所形成的路基边坡是相对稳定的，且在当地的环境下成为输沙和阻沙相对平衡的这样一种横断面坡度。

它的变化是随机的且局限在一定范围内。

采用概率统计的方法分析横断面坡度的变化范围，就会发现在流动性沙漠地区目前公路路基设计规范有关二级公路以下的横断面坡度的适应程度。

西部交通建设科技项目合同号：2001 318 797 01沙漠地区公路选线及线形参数研究报告简本新疆交通科学研究院2004年12月摘要本项目在国内外成果资料调研和现有不同类型沙漠公路调查的基础上、分析总结了我国沙漠公路在选线和线形设计方面的成功经验及存在的问题；通过大规模室内风洞实验，系统分析了各种不同形式公路路基条件下的气流运动规律和输沙性能。

通过对我国主要沙漠42年长期气象资料和地形地貌情况分析，对不同类型沙漠公路现场车速调查，结合我国当今公路交通实际和发展趋势，从交通安全、环境保护、景观协调、节约资源降低造价等几个方面定性和定量分析计算，提出了我国沙漠公路设计指导思想和不同类型沙漠公路选线原则及沙漠公路综合选线原则；确定了沙漠公路平、纵、横线形技术指标参数及设计要点；运用3S测设技术，总结提出了适应沙漠地区的3S公路勘察设计方法；提出了适合沙漠公路景观评价的模糊评价方法和以与最优评价向量贴近程度为依据的关联灰度的综合效益评价方法。

最后通过不同类型沙漠公路的野外典型路段效应观测，对相关成果进行了验证和进一步的修正完善，并在上述研究工作的基础上提出沙漠公路选线原则与线形设计综合技术指南。

主题词：沙漠公路选线线形关键词：沙漠公路设计理念选线原则线形参数 3S技术实际车速风洞实验风沙观测环境景观评价AbstractBased on the up to date research results from both our country and abroad and having surveyed all types of national desert highways, this project analyzed and summarized the successful experience and existing problems on the route planning and route design of desert highways in our country. Through large scale wind tunnel experiments, the air motion and sand transport disciplines for different types of highway embankment were systematically analyzed. Having analyzed the 42 years long term meteorology information and the landform and physiognomy of the large deserts in our country, and site-measured the vehicle speed of different desert highways, and also considering the actual situation and future trends of road transportation in our country, qualitatively analyzed and quantitatively measured from aspects of transport safety, environment protection, landscape harmony, resource saving etc, we put forward the design guidelines of desert highways in our country, the route planning disciplines for different desert highways and the comprehensive route planning guidelines for desert highways; Determined the technical parameters and key design points for the plane, longitude and cross route line of desert highways. Using the 3S survey technology, we accomplished the reconnaissance, survey, and design of the experiment highway in the support project and application of the medium term result of this project, and summarized and suggested the 3S highway survey and design method for desert highways, and the method for evaluating the desert highway environment, landscape and the comprehensive economic profit. In the last, through site survey and measurement of different desert highway, verified and modified the related research results, and based on that, the route planning disciples and route design guide were suggested.目录0 引言 -----------------------------------------------1 0.1项目概况 ------------------------------------------1 0.2总体目标 ------------------------------------------1 0.3研究内容和技术关键---------------------------------1 0.4研究方案和技术路线---------------------------------2 1沙漠公路路况现状调查结果-----------------------------2 1.1沙漠公路总体线形特征-------------------------------3 1.2路线线位方面的经验---------------------------------3 1.3 路线线形方面的经验---------------------------------3 1.4 景观认识 ------------------------------------------4 2沙漠公路几何线形风洞实验研究-------------------------4 2.1实验的目的和内容-----------------------------------4 2.2 实验主要结论---------------------------------------5 3气象参数及野外效应观测研究 --------------------------6 3.1气象参数 ------------------------------------------6 3.2 起沙风速和输沙量-----------------------------------7 3.3 野外观测-------------------------------------------73.4 观测主要结论 --------------------------------------74 沙漠地区公路设计新理念和选线原则--------------------8 4.1设计新理念和指导思想 ------------------------------84.2选线原则和要点-------------------------------------85 沙漠公路线形参数分析研究 --------------------------9 5.1 定性分析主要结论 ----------------------------------95.2定量分析计算结果----------------------------------106 3S技术在沙漠公路勘察设计中的应用 ------------------12 6.1 基本思想------------------------------------------12 6.2 3S在沙漠公路测设中的应用--------------------------126.3 3S技术在不同阶段的应用----------------------------137 沙漠公路景观、环境及综合效益评价方法----------------14 7.1沙漠公路景观的评价--------------------------------14 7.2 沙漠公路大气、声、生态环境综合评价------------------147.3沙漠公路综合效益评价 -----------------------------158.研究成果和创新-------------------------------------15 8.1研究成果------------------------------------------158.2创新----------------------------------------------169.效益及其推广应用前景 ------------------------------160 引言0.1 项目概况随着公路技术的发展和西部大开发的实施，一方面新技术、新工艺、新材料及新设备不断涌现，使沙漠公路在设计理念、指导思想方面有了新的认识和提高；另一方面沙漠公路修筑里程越来越长，等级越来越高，遇到的条件也越来越复杂，在选线原则和综合设计及线形指标掌握、3S技术、景观环境综合评价等方面出现了许多前所未有的问题。