公路建设施工中一些新技术的应用

近年来随着我国社会主义市场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，我国的公路建设进入了一个大发展的时期。以大量的高速公路为代表，全国各地兴 建了众多的高等级公路；同时，各地的县乡级公路建设也有了长足进展。这些公路的建设， 对拉动我国经济的发展，满足人民群众日益增长的需求，无疑是有着巨大的作用。我国是 一个幅员辽阔、地理条件复杂多样的国家，各地在公路建设中所面临的技术问题因为具体 条件的不同而不尽相同。许多地区因为地理、地质条件的限制而在公路施工建设中面临着 相当多的技术难关。近年来在广大建设者们的不懈努力下，在公路工程施工建设中各种新 技术、新工艺和新材料不断涌现，许多的技术难题已经被攻克。与此同时，我国公路施工 及验收的国家标准规范体系也在不断的更新和完善过程中。下面来举一些公路建设施工中 一些新技术的应用的例子。 一、公路路基建设施工的新技术举例 1.1 路堤与路堑施工 1)路堤的施工 路堤是在天然地基上人为构筑的土体，是破坏原有状态而以一定要求填堆的土体， 并与原地面接触而呈结合状态。它对路基质量有着重要的影响，特别是对路基的稳定 性影响很大，需要根据地形和土质条件作适当的处理。正式施工前，除了必须进行伐 树除根，清除杂草垃圾及不稳定的石块以外，横坡较大时，还需要做表土翻松、开挖 台阶或凿毛（石质基底） 。特殊土质，如软土、沙滩和有地下水上溢的地段，必须做进 一步的稳定处理或换土。 路堤对填土要求很严格，使用不适当的土填筑会直接影响路堤的稳定性和强度。 例如使用淤泥或腐植质含量较高的土料填筑的路堤，会产生路堤整段或局部的变形， 也可能因自重的原因产生滑坡，严重时将影响道路的使用，因此，一般最好采用强度 高、水稳定性好的材料作为填料。另外，即使填土材料良好，但由于其所处状态不同， 特别是含水量不同，所表现出的结果往往相差很大，解决填土的含水量问题是填筑路 堤中一个很重要的环节，在一定程度上左右着工程的施工作业。 路堤的填筑都要通过压实以达到路基土体符合要求的密实度，所以填筑必须是分 层作业，同时，由于土的种类，以及其所处状态不同，使施工的作业程序、环节变得 复杂 起来，铺填土料厚度、填土方式、层间结合及压实机械和压实工艺，都成为施工中必 须认真对待的问题，这是路堤填筑的又一特点。 2）路堑的施工 从作业程序上说，路堑施工较为简单，无非是按一定要求把土挖掘并运到弃土地点， 不像路堤填筑有材料选择、分层碾压密实等问题存在。然而，从施工经验和公路使用的角 度看，路基上发生的问题，却大多出在路堑上。例如，路堑施工往往成为整个工程的控制 工程，影响工期。施工中常发生塌方、落石等事故。在道路使用过程中，路堑地段又是塌 方、滑坡、翻浆、冒泥、冻害等路基病害的多发区段，而这些又在很大程度上与路堑施工 得当与否有着密切的关系。如由于开挖坡度不合适或弃土太近，使土体失去平衡而发生塌 方；由于排水不良造成土体松软发生边坡溜滑；由于没有及时修筑挡土墙等防护工程而发 生滑坡现象。因此，在路堑施工中，对采取的作业方式、开挖步骤、弃土位置等应予充分 重视，进行全面规划，保证有较高的质量和效率。所以，在挖掘作业特别是深挖掘作业时， 应将粗加工和挖掘作业同时进行，使坡面作业尽量减少；并且必须经常不断地检查尺寸； 单面挖掘，单面堆土时，应尽量避免土堆太高；即使设计上没有防滑措施，也要将基底面 进行阶梯挖掘，才比较合理。 路堑的开挖方法根据现场施工条件，可采用以下几种基本方法：全断面开挖法，从开 挖路堑的一端或两端按断面全宽一次挖到设计标高，逐渐向纵深挖掘，挖出的土方一 般都是向两侧运送，这种方法适用于深度不大，且较短的路堑；分层横挖法，从开挖 路堑的一端或两端按横断面分层挖至设计标高。每层都有单独的运土出路和临时排水 设施，适用于开挖深而短的路堑。土方工程数量较大时，各层应纵向拉开，做到多层、 多方向出土，可安排较多的劳动力和施工机械，以加快施工进度。每层挖掘深度视工 作方便和安全而定，一般为12米；分段纵挖法，当路堑较长，开挖深度不大时，把开 挖路堑横断面分成若干段，并沿纵向条形开挖，一般出土于两侧。若是傍山路堑，一 侧堑壁不厚，选择一个或几个地方挖穿路堑壁出土；分层纵挖法，如果路堑宽度及深 度都不大，可以纵向分层挖掘。在短距离及大坡度时，可用推土机施工，较长的宽路 堑则宜用铲运机作业。 1.2 路基防护工程施工工艺 合理的路基设计，应在路基位置、横断面尺寸、岩土组成等方面综合考虑。为确 保 路基的强度与稳定性，路基的防护是不可缺少的工程技术措施。随着公路等级的提高， 为维护正常的汽车运输，减少公路灾害，确保行车安全，保持公路与自然环境协调， 路基的防护与加固更具有重要意义。实践经验证明，在高等级公路建设中，防护工程 对保证公路使用品质、提高投资效益均具有重要的意义。路基防护设施主要有边坡坡 面防护、沿河路堤河岸冲刷防护等。 常用的坡面防护设施有植物防护（种草、铺草皮、植树等）和工程防护（抹面、 喷浆、勾缝、石砌护面等） 。前者可视为有“生命” （成活）防护，后者属无机物防护。 有“生命”防护以土质边坡为主，无机物防护以石质路堑边坡为主。在一定程度上， 有“生命”防护在边坡稳定和改善路容方面，优于无机物防护。 堤岸防护主要对沿河滨海路堤、河滩路堤及水泽区路堤，亦包括桥头引道，以及 路 基边旁的防护堤岸等。此类堤岸常年或季节性浸水，受流水冲刷、拍击和淘洗，造成 路 基浸湿、坡脚淘空，或水位骤降时路基内细粒填料流失，致使路基失稳，边坡崩坍。 所以堤岸防护与加固，主要针对水流的破坏作用而设，起防水治害和加固堤岸双重功 效。 堤岸防护设施，有直接和间接两类。直接防护设施中包括植物防护和石砌防护与 加固两种，常用的有植树、铺石、抛石或石笼等。间接防护主要指导治结构物，如丁 坝、 顺坝、防洪堤、拦水坝等，必要时进行疏浚河床、改变河道，目的是改变流水方向， 避免或缓和水流对路基的直接破坏作用。改变水流流速、流向和原来状态，可能导致 堤岸对面及路基附近上下游遭害，必需慎重对待，掌握流水运动规律，因势利导，防 治结合，综合治理。 二、公路路面基层建设施工新技术举例 2.1 石灰稳定土施工工艺 石灰稳定土的施工与水泥稳定土的施工基本相同。当前，我国广泛采用路拌法施 工，近年来，随着高速公路的建设速度和规模增大，在部分地区和高速路路面施工中， 也开始采用中心站集中拌和法（简称厂拌法）施工。厂拌法施工的比例在不断提高。 在某些地区高速公路建设强制要求采用厂拌法施工。这里主要谈路拌法施工。 准备下承层。石灰稳定土的下承层表面应平整、坚实、具有规定的路拱，没有任 何松散材料和软弱地点。下承层的平整度和压实度应符合公路路面基层施工技术规 范中的有关规定，或招标文件中技术规范相应条款的规定。当石灰稳定土用做 基层时，要准备底基层；当石灰稳定土用做老路面的加强层时，要准备老路面；当石 灰稳定土用做底基层时，要准备土基。在槽式断面的路段，两侧路肩上每隔一定距离 应交错开挖泄水沟（或做盲沟） 。 施工放样。在底基层或老路面或土基上恢复中线，直线段每1520米设一桩，平曲 线段每1015米设一桩，并在两侧路肩边缘外设指示桩。进行水平测量，在两侧指示桩 上用明显标记标出石灰稳定土基层边缘的设计高。 摊铺集料。应事先通过试验确定集料的松铺系数（或压实系数，这是混合料的松 铺干密度与压实干密度的比值） 。集料用量应力求准确，否则，将影响石灰剂量和混合 料的强度及稳定性。集料应尽可能摊铺均匀，集料不应有粗细颗粒离析现象。对能封 闭交通的道路，摊铺集料应在摊铺石灰的前一天进行。摊料长度以日进度的需要量为 度，够次日加灰、拌和、碾压成型即可。对不能封闭交通的道路以及雨季，宜在铺石 灰、拌和及碾压当天摊铺集料。尽可能采用平地机或其他合适的机具将料均匀地摊铺 在预定的宽度上，表面应力求平整，并有规定的路拱。摊料过程中，应将超尺寸颗粒 及其他杂物拣除。如集料中有较多土块，应进行粉碎。及时检验摊铺材料层的厚度， 视其是否符合预计要求。松铺厚度=压实厚度*松铺系数必要时，应进行减料或补料工 作，除洒水车外，严禁其他车辆在集料层上通行。 洒水闷料。如过干，应事先洒水闷料，使土的含水量接近最佳值。细粒土宜闷料 一夜；中粒土和粗粒土，视细土含量多少，可缩短闷料时间。整型轻压。将石灰在已 摊铺均匀的土层或集料层上摊铺均匀是用路拌法施工时的重要一环。如果石灰摊铺不 均匀，不管用多好的路拌机械都不可能使石灰在混合料中（从面上到沿深度）分布均 匀。只有土层或集料层的表面平整并具有一定的密实度，在用人工摊铺石灰时，才能 将石灰在面上摊铺均匀。因此，将土或集料摊铺均匀后，必须进行整型，使其表面具 有规定的路拱，并用两轮压路机碾压12遍，使土或集料层表面平整和较密实。 运送和摊铺石灰。按事先计算得到的每车或每袋石灰的纵横距，用石灰在土层或 集料层上做卸置石灰的标记。同时划出摊铺石灰的边线。用刮板将石灰均匀摊开，石 灰摊铺后，表面应没有空白位置。然后，量测石灰的松铺厚度，根据石灰的含水量的 松密度，校核石灰用量是否合适。拌和与洒水。路拌法施工石灰稳定土时，很关键的 一点是拌和层底部不能留有素土夹层，特别在两层稳定土之间不能有素土夹层。素土 夹层不单使上下层之间没有粘结，减少上层稳定土的厚度，明显减弱路面整体抵抗行 车荷载的能力，在稳定细粒土的情况下，素土夹层还会由于含水量增大而变成软夹层， 导致其上沥青面层过早破坏。 2.2 钢渣石灰基层（底基层）施工工艺 施工准备。钢渣平炉、转炉钢渣存放一年以上，呈灰褐色，有微孔密实时质地较 重。严禁使用新渣，冶炼前期渣。水渣呈蜂窝状，质地轻，强度低的不能单独使用。 钢渣粒径应不小于50mm；游离氧化钙含量应小于3%；压碎值应小于30%；石灰。翻斗车、 汽车直接卸入路底层上平地机或人工摊铺、压路机碾压。作业条件。底层已全部完成 （配合工程，地下管线已竣）经验收合格，道牙已安砌或路肩已培土压实。 施工程序。 摊铺前对基层设计高程及路中线路边线进行复核，表面应清除杂物；机铺 或人工按钢渣石灰混合料设计厚度) 压实系数的厚度，反复检测虚厚高程及路面横断符合 设计要求，边线整齐（路面与钢渣基层同宽）全幅分段进行，过宽的可分条摊铺；按重量 比5%10%的熟石灰，换算成体积（每平方米应铺虚厚石灰体积） ，进行人工或机械铺筑，检 测准确用灰量；一般压实厚度，应视压实机械的功能而定，最小10cm，最大20cm，过厚则 分层进行；摊铺时必须检查料堆底子土及时清理干净；压实系数一般控制:人工摊铺 1.41.6,机械摊铺1.21.5。宜用分条法进行拌合，以路幅宽窄而定拌合宽度，一般碾 压长度60cm左右，边翻拌边前进，翻拌23遍后，按接近混合料最佳含水量掌握加水量， 顺序均匀洒泼，然后拌合至混合料均匀为止。不得有大于25cm的石灰团粒；拌合后即 进行人工检测、整型（即拉平线，按虚厚放平砖掌握高程和路拱整理)。稳压用68t的 两轮压路机、轮胎压路机或振动压路机，自两侧向路中慢速稳压两遍；稳压，碾压全 过程须设入跟碾反复检测高程，处理凹凸不平稳地方使之符合要求；稳压后洒水，最 佳含水量为6%9%最好在碾压全过程中，随时洒水花。钢渣石灰混合料成活后，须在湿 润状态下养生，当表面过于干燥时，可洒水花养生（禁止用水管直接冲水） 。也可一次 浇布透层沥青养生，养生期视季节而定，可为35d。养生期间以封闭交通为宜。如不 能中断交通，则要限制车速和交通量。严禁履带车辆通行及机动车辆在基层上调头或 刹车，以保证基层表面不被破坏。发生局部变形时，应及时修补。 三、公路沥青路面建设施工新技术举例 3.1 沥青表面处治的施工 沥青表面处治通常多采用层铺法施工。这里着重介绍先油后料法的施工。三层式 沥青表面处治的施工工序（先油后料）可按以下步骤进行：施工前的准备工作、浇洒 透层沥青、浇洒第一层沥青、撒铺第一层集料、碾压、浇洒第二层沥青、撒铺第二层 集料、碾压、浇洒第三层沥青、撒铺第三层集料、碾压、控制交通、初期养护。双层 式表处施工与三层式表处施工相比，仅减少一次洒油、撒料和碾压厚度为1.52.5cm。 而单层表处施工与三层表处施工相比，仅可减少两次洒油、撒料与碾压厚度为 1.01.5cm。 施工前的准备工作。基层质量检查和整修：沥青表面处治施工应在安装路缘石以 后进行，其基层必须清扫干净。施工前应对基层或旧路面的抗压强度、压实度、厚度、 宽度、平整度、拱度及纵断高程等进行检查，其标准应按公路路面基层施工技术规 范JTJ034-2000规定执行。基层或旧路面若有坎坷不平、松散、凹坑和软弱之处，应 在面层铺筑之前整修完毕。沥青的准备：根据工程所需沥青数量备足材料，沥青运到 工地后一般应逐桶进行初步检验，不同规格的沥青应分别堆放，并加以标记。然后， 每堆均取23个试样进行试验，检验其技术指标；沥青加热站的准备工作包括设置油锅、 开挖预热火道、开辟贮油场地、搭盖棚顶，疏通周围排水渠道，以利排水；如沥青中 含有水分时，应在使用前进行脱水。矿料的准备：按规定备足所需各种矿料（包括碎、 砾石）不同规格的矿料应分别堆置，不得混杂；各种矿料到达工地后，应对其规格和 质量进行检查，若不符要求时，应重新过筛再行检查，若有污染，需用水冲洗干净； 当人工铺料时，矿料应分散堆置在两侧路肩上，并交错堆成行。以上各项施工前的准 备工作，适用于各种类型的沥青路面。 浇洒沥青。沥青的浇洒温度应满足以下要求：石油沥青130170C，煤沥青 80120C，乳化沥青的乳液温度不应超过60C。沥青应浇洒均匀，不得有空白、缺 边、积聚等现象，否则应立即用人工补洒或刮除；沥青浇洒的长度应与集料撒铺机能 力相适应，避免沥青浇洒后等较长时间才撒铺集料；前后两车喷洒的接茬应搭接良好， 在相邻两段的接茬处，可用铁板横铺在下段起洒点前及上段终洒点后，接茬长度一般 为11.5cm。若数幅浇洒时，其纵向搭接宽为1015cm，浇洒第二、第三层沥青时，其 搭接缝应错开；不得在潮湿的集料或基层上浇洒沥青。浇洒主层沥青后，应立即用集 料撒铺机撒铺第一层集料。 撒铺集料。施工时若使用乳化沥青，其集料撒铺须在乳液破乳前完成；撒铺集料 后应及时扫匀，若局部缺料时，应采用人工方法适当找补；若局部积料过多时，应将 多余集料扫出；在两幅接茬处，应搭接良好。碾压。沥青表处的碾压顺序：第一展采 用68t钢筒双轮压路机，由路边至中心碾压，每次碾压轮迹应重叠30cm，碾压34次。 第二层、第三层的施工方法和要求应与第一层相同，但压路机吨位增加为810t。控制 交通，初期养护。除乳化沥青表面处治应待破乳后水分蒸发并基本成形后方可通车外， 沥青处在碾压结束后即可开放交通。在通车初期应设专人指挥交通或设障碍物控制行 车，使路面 全部宽度均匀压实。并限制行车速度不超过20km/h，严禁畜力或铁轮车行驶。 3.2 沥青路面压实技术 压实流程分为初压、复压和终压三道工序。初压的目的是整平和稳定混合料，同 时 为复压创造有利条件，是压实的基础，因此要注意压实的平整性；复压的目的是使混 合 料密实、稳定、成型，混合料的密实程度取决于这道工序，因此必须合理地选择压路 机类型和调整压路机的振频振幅；终压的目的是消除轮迹，最后形成平整压实面，因 此这道工序不宜用重型压路机在高温下完成。 碾压时应将驱动轮面向摊铺机。碾压路线及碾压方向不应突然改变而导致混合料 产生推移。压路机的起动、停止必须减速缓慢进行。无论何时压路机都应从外侧低处 向路中碾压。二轮压路机向前碾压第一遍后，不应在碾压作业段前端错轮，应原路退 回碾压第二遍，在碾压作业段的