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浅谈公路工程施工技术

  摘要:改革开放以来,随着我国经济的快速发展,交通行业的发展也非常迅速。我国公路施工技术的进步是理论与实践相结合的成果,在理论方面,不少业内人士已经做了很多且很深刻的研究与探讨,这是毋庸置疑的,本文不再赘述。下面主要从实践方面对公路施工技术的进步作简要的分析。

  关键词:公路工程;施工技术;问题及建议

  一、现阶段我国公路施工技术

  1.预应力混凝土结构施工技术

  我国的预应力混凝土的知识来源于20世纪50年代初期苏联的规范与教材,由于采用冷处理普通钢筋作为预应力筋,生产工艺设备简单,符合我国当时的国情,有利于促进我国预应力混凝土的迅速发展。但是由于当时苏联的设计规范主要是针对构件的截面核算,而很少涉及构件和结构的设计,虽然我国在各方面进行了改进,但是由于种种原因还是没能摆脱原苏联预应力混凝土规范的实质。改革开放以来,我国在公路工程中的预应力混凝土技术得到了很大的发展,不仅表现在发展了多种预应力混凝土结构体系,而且在材料方面研究和发展了高强度的钢材、高强高性能的混凝土应用技术,并且在研究和应用后张法、先张法预应力施工工艺的基础上,总结和形成了适合我国国情的预应力施工的成套技术,包括先张、后张、有粘结、无粘结、后张自锚等方法以及配套的各类锚夹具和张拉设备。在公路工程的应用中,预应力混凝土技术的优点发挥了重大的作用,预应力混凝土的结构类型在不断发展中也日渐丰富。预应力混凝土技术是当前国际上最主要的一种土建结构技术,也是衡量一个国家工程技术水平的重要标志之一。

  2.公路路基施工技术

  路基所使用的填料性质及其压实的效果将关系到事后的路基施工质量。目前,改进填土要求和压实工艺是改善路基施工质量的最有效、最经济的方法。对路基填料的选用应采用CBR值表征路基上的强度并引入路床等概念。我国的地基夯实技术得到了很大的发展,目前的路基压实施工普遍采用大吨位的压路机,碾压效果有了明显改善,为提高路基的压实施工起到了显著的作用;对于特殊潮湿地区的路基压实,在施工时有一定的难度,必须做出相应的调整;在软土路基的处理方面采用了灰土挤密桩、轻质路堤、土工合成材料加固等方法。我国的路基防护工程技术也日趋成熟,包括坡面防护(如石砌圬工防护、护面墙、植草等)、冲刷防护(如传统的砌石、挡土墙等)、支挡防护(如石砌的重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、板柱挡土墙等)。

  3.公路路面施工技术

  随着社会经济的日益发展,水泥混凝土路面因具有很大的刚性、良好的稳定性以及抗疲劳性能,且线型顺畅、美观,不仅在交通繁重的城市出口路段优先应用,而且在提高山区的公路路面等级施工方面表现出良好的适应性。路面施工的技术要求主要表现在材料的各项指标符合规范、施工机械的配备以及施工工艺的连续性。工程材料是公路桥梁施工的物质、技术基础,是直接影响公路桥梁技术应用和发展的关键性因素,在公路路面施工过程中,推广使用的是干硬性混凝土,它是节约水泥、减少混凝土硬化收缩的正确途径;精平提浆辊的正确使用及收光作业能在很大程度上提高路面的平整度。随着科学技术的不断发展,许多新技术、新材料都得到了实际的应用和推广。在材料采购方面应注重材料的质量,这是决定沥青混凝土路面质量好坏的重要因素,材料的数量是否充足直接影响到工期及路面铺筑的质量,所以应对采购的材料进行检验,以便选用符合技术标准要求的材料,通常选用的沥青标号为AH-90、AH-110;另外拌和设备的选用也很重要,因为它影响着沥青混合料的拌和质量及产量,所以拌和设备应满足工期的要求及工作的连续性要求;沥青混凝土路面的平整度主要取决于摊铺机,要求其效率高;压路机采用双钢轮振动压路机及轮胎压路机的组合作业。在公路路面施工过程中,要严格检测各项指标,严格执行各项规章制度,保证路面的质量。

  4.公路改建时新旧公路结合部施工技术

  近几年,我国公路发展迅速,数量不断增加,原来修建的公路承载力或通行条件也逐渐不能满足需要,所以要进行公路改建。改建一般是对原有路面进行单侧或者双侧的加宽,具体部位的处治包括边坡处治、路基处治、路面处治。由于原有公路的路堤边坡受到各种因素的影响,已不能达到公路填方要求,所以进行改建时要根据实际情况采取相应的措施使其压实度与同层次的新填路基控制一致、处治厚度与新建厚度一致等。现有的路基处治方法有挖土质台阶和土工栅栏处治。路面的处治比较繁琐,公路工程施工技术的应用也比较多,最重要的一点是旧路与新建路的各项指标达到一致,保证改建后的公路的通行条件和承载力能满足预期的要求。

  5.公路与桥梁过渡段路基路面的施工技术

  路桥过渡段的施工一直是路基路面施工研究的薄弱部分,一般在桥头设置搭板,但是一旦搭板被破坏,不仅会影响车辆的正常通行,而且施工难度大,维修的费用也很高。有些国家在桥头不设置搭板,如德国、意大利等,这样对后台填筑要作周密的设计和认真的施工,对填料和压实也有更高的要求,或者就采用专门的结构措施,如铺土工格网、填筑聚乙烯块等方法。在施工过程中,处理好桥背的软弱地基是控制桥头跳车的重要举措,目前国内的处理措施有换土法、超载预压法、减少附加应力法、排水固结法、振动碎石桩法、深层搅拌法和高压喷射注浆法等处理方法,可根据实际情况进行施工,以改善地基的性能,提高其承载力,减少沉降,缩小桥台和路堤的沉降差,避免错台。在路桥过渡段如果排水没有处理好,就会使水沿桥台路基连接处下渗,降低路面结构层的稳定性,以及路基和地基的稳定性,加剧错台。因此,应根据台背的填料类型、降雨资料和渗水量等选择适宜的排水方式。

  二、公路施工技术存在的问题

  迄今为止,虽然我国在公路工程建设施工技术方面取得了很大的进步,但是也存在着一些问题。根据各年的建设工程资料显示,我国公路工程建设过程中屡屡出现各种问题,所以研究和发展公路工程施工技术是一个任重而道远的大工程。具体问题如下:

  1.有些公路在不应该设岔口的位置开设平面开口以满足村民的出行、住宅和企业需要,严重影响车辆通行与人员通行的安全;

  2.公路路面不平整的问题也较严重,一是由于公路修建年代比较久,路基发生了沉降造成路面不平整,二是由于修建时没有保证平整度造成路面起伏很大,给车辆安全行驶带来了障碍,在平直路面与起伏路面的交汇处往往容易出现交通事故;

  3.我国地域广阔,各个地区的地理和地质水文环境都有所差别,一套标准的规范往往不能适用于所有地区的工程,因此,公路工程技术的应用在各个地区必然会存在各种各样的问题,具体情况如下:

  ①在沙漠地区,因缺乏砂石、黏土等常用筑路材料,再加上水资源严重缺乏,所以要达到就地取材、降低成本的目的非常困难,这就需要强有力的公路工程技术来指导完成工程;②在黄土地区,由于长期经流水冲刷、侵蚀而形成的特殊的地理环境,滑坡、湿陷等严重影响着路基的稳定性能,要保障交通行驶安全通畅,就必须应用公路工程技术来采取有效措施加强路基的稳定性;③我国有些地区经常因为雪害的原因导致交通受到阻碍,不能顺利通行,要解决这些问题需要不断提高公路工程的技术;④在隧道、桥梁的施工过程中也经常出现问题,有些地段只能挖隧道或者架桥梁,在这些方面公路工程技术的要求也应相应作出改变;⑤后张法是桥梁预应力结构施工的重要部分,在施工过程中会产生施加的预应力或高或低的偏差,虽然对结构的承载力影响并不大,但会直接影响到预应力结构的使用性能(如变形、开裂),国内外的预应力结构使用情况已经表明,在实际预应力结构使用中,由于各种因素的影响(主要是钢束的锈蚀),使得预应力结构的使用年限大大地低于人们所预期的年限,所以预应力工程从设计到施工必须认真精确,并且也应采取措施解决钢束的锈蚀问题;⑥在中低等级的公路上,公路与桥梁过渡段的桥头跳车病害对车辆行驶的舒适性影响并不明显,主要是因为中低等级公路上车速慢、桥梁数量较少、道路路面平整度相对较差,人们对行车的舒适性要求一般也较低,但是在高速公路和城市快速路上这种现象就非常明显,由于施工现场狭窄不利于操作以及人为的疏忽,过渡段与路基衔接处往往是桥头的薄弱环节,容易发生裂缝和桥头沉陷现象,在实际施工中有可能因为路面结构层和桥面结构层的施工不同步,在标高控制上产生误差。

  三、解决措施

  针对以上问题,笔者提出以下解决措施:

  1.严格按照《公路工程技术标准》中的安全技术标准施工,我国的技术标准已较为完善,要解决施工过程中的公路工程技术问题,就要依靠建设者严格按照标准设计施工;

  2.公路工程的施工设备以及选用的材料要适应特殊的地理和地质水文环境,根据实际情况进行发展创新,上文提到的特殊地理环境中,如果没有适应环境的设备和材料不可能完成公路的施工,虽然不能就地取材,但是可以通过不断的设备创新和材料创新,创造出适应某个地区的设备和材料,从而达到降低成本的目的;

  3.对于已建公路,特别是已出现沉降、裂缝造成路面不平整等问题的公路,需要有一套公路工程技术体系对其进行养护处理,以保障车辆安全通行,减小交通事故的发生;

  4.在桥梁施工过程中要加强后张法预应力张拉前的准备工作,保证张拉、压浆等施工工艺的技术质量管理,创新工艺,采用新技术、新设备、新材料,提高现有施工水平;

  5.在公路与桥梁过渡段施工过程中,应使台背回填压实度、灰剂量达到设计要求,提高整体强度,防止桥头跳车现象产生,应适当加长过渡路段的长度以缓解刚性桥面与柔性路面衔接处的沉陷变化,台背回填最好与相邻路基同体施工,若条件不允许同体施工,则必须逐层加宽至少10cm成倒台阶施工,严禁直上直下填筑台背填土。

  四、结语

  当人们正在为科学技术给人类带来了现代文明而高兴时,科学技术在社会中的应用也产生了很大的负效应,可以说技术应用就是一把“双刃剑”。公路工程施工技术的应用关键取决于人,同时也取决于具体的社会地理和地质环境,所以一方面要做好技术管理人员和施工人员的施工技术培训工作,使其认识和了解施工中各个分项、分部工程施工的技术要求、施工方法和质量标准等要求;另一方面要因地制宜,适时进行技术创新、制度创新,促进公路工程施工技术在公路建设中的推广应用,创造一个和谐的社会交通环境。

  参考文献:

  [1] JTG D10—2006,公路路基设计施工技术规范[S].

  [2] JTG B01—2003,公路工程技术标准[S].

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