公路路基施工研究论文

2022-04-19

文章分析了典型的高速公路路基施工风险因素,基于风险管理系统的功能需求,设计了高速公路路基施工风险管理系统架构,搭建了风险预控模型,并结合高速公路路基施工实例,通过施工风险控制对比试验,证明了该风险管理系统的正确性与可行性。今天小编为大家推荐《公路路基施工研究论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。

公路路基施工研究论文 篇1:

研究公路路基施工冲击碾压技术的施工应用

本文通过工程实例,针对公路路基施工过程中,详细介绍了冲压试验施工过程,以减少公路施工后沉降,达到提高道路的使用质量,延长路面使用寿命的目的。

冲击压路机冲击碾压路基是一种新工艺、新技术。对提高道路的使用质量,延长路面使用寿命,适应现代高速公路通行要求,不仅具有现实意义,而且能产生显著的经济效益和社会效益。

1.工程概况

某公路全长2.836 km,路段地貌属于剥蚀残丘地貌,路基均位于低矮山区,山体自然坡度在30°~60°之间,所经路段不是半山坡中就是山间沟谷洼地。路基形式多为半填半挖,间有全填或全挖路段,路基存在多处大于10 m的全填高路堤、纵横向填挖交界。

2.冲击目的

路基按常规振动碾压施工达到设计要求后,为进一步提高路基的密实度和整体均匀性,减少工后沉降与差异沉降,而采取冲击碾压技术进行增强补压。冲击碾压技术是将普通振压的高频率、低振幅改为高振幅、低频率,在压实作业中大大增加了对填筑体的压实功能,增强压实度,加大沉降量,有效压实厚度较振动碾压大大提高。

3.冲击试验

3.1选取试验路段

长度不宜小于100 m,同时面积不小于1 000 m2,便于机械转弯及掉头,宽度不小于10 m~15 m。不要选取在软基路段。

3.2试验布置及参数拟定

1)布置检测点位,试验检测主要指标是压实度和沉降量,冲击增强补压后,93区压实度不小于95%,冲压面平均沉降量不小于3 cm。根据填料类别,原则上应拟设三种填料情况的试验参数,结合本标段路基特点,本次试验以填筑土体为主要任务(见表1);2)土体压实度检测方法:采用灌砂法。每检测一次(遍)取6个不同点位(基本上在试验区均匀布置),前后遍次取点尽量设在同一位置但不得在平面上重叠;3)定点沉降量检测,在试验层面沿路线纵方向按不大于10 m的方格网布置沉降检测点,每一横断面上均匀分布5个点;4)冲压前(0遍)、10遍、20遍、25遍时进行压实度检测和高程测量,把沉降收敛控制作为冲压试验施工工艺的重要控制手段。

表1试验压实度检测布置

4.冲压试验施工

4.1检测冲压前指标

冲压前指标即为振碾后的指标,常规压实度检测6个点,并达到93区设计压实度要求,且按记录该层各点压实度,包括取点的桩号,详细位置。初始高程检测,由专业测量队负责测量,在规定的试验段,碾压土面上按照路基设计横断面形式布置检测网,定点检测。测量点采用钉子钉红布条标记,为了便于冲碾前后比较沉降收敛情况,每断面取5个点并按1~5的顺序做好记录。由于只需要获得冲碾前后的沉降量数据,因此只进行相对高程的测量,照此对所有点完成初始高程测量后即可进行冲击碾压作业。

4.2冲击碾压作业

正式冲压试验前,各机械安排布置到位,规划好冲击压路机行驶路线,冲击碾压时应遵从“先慢后快,先轻后重,先两侧后中间”的原则,首先冲击压路机以10 km/h~12 km/h的速度冲压5遍~7遍,然后速度提高至12 km/h~15 km/h继续冲压。施工过程中,压实机从试验段一端侧边起步,纵向分幅运行到试验段另一端时掉转车头,沿填筑中心线碾压返回至该段起点端完成第1个回环,再掉转车头至起步时一侧错轮进行第2个回环碾压。错轮时外侧压实轮从第1回环圈道的冲压两条轮迹之间通过,依照该种方式压实轮轮迹逐步从填方路基一侧向另一侧推进,当覆盖完试验段整个冲击面后即为一遍。然后冲击压路机从终点又向始点返碾压覆盖过去,以同样的方式来回进行多次冲击碾压,两个相间的车道,交错套压,直到沉降收敛,压实度满足规定要求,冲压过程中做好速度控制和遍数控制。

为保证冲压质量,还需要重点注意的是要严格保证速度控制和遍数控制。

4.3冲压后检测指标

冲碾过程中,在10遍之后开始进行压实度检测和沉降量检测,以后在20遍后、25遍后再检测。

试验规划压实度检测每遍取样6个点,以冲碾后从土体表面下挖50 cm,100 cm,150 cm处的压实度为检测指标,先取50 cm处的压实度满足后再取100 cm处,依此满足不同深处的压实度要求,直到满足所规定的标准为止。

计算沉降量。按预定的测控点测量,由专业测量人员进行测量,并做好记录,每一次检测完后需对所有检测数据计算平均沉降量,并做好每一次的检测记录。

4.4碾后平整

由于冲击压路机自身特点,经冲压后的填筑体,尤其是土体,表面会起伏不平,会影响冲压正常作业速度,因此试验途中需要及时停止冲压,对填筑体表面进行平整处理,用平地机刮平后再继续施工。冲击碾压产生的工后沉降,用上路床填料处理平整,再用18 t振动压路机压实。

4.5试验数据整理并总结

原则上每冲碾一遍都需要进行压实度的检测和高程的检测,但这样工作量太大,事实上也不需要如此,着重记录好冲碾前的压实度和布控点的初始高程,测量跟踪冲击碾压后期(10遍后)沉降收敛情况,压实度检测严格按规范要求执行,做好原始数据记录,并加以统计,做出相应曲线图表。

根据试验结果,对于一般土体,25 kJ的冲击压路机每1 m(常规压实后)冲击15遍,30 kJ的冲击压路机每2 m(常规压实后)冲击20遍即可达到提高路基冲击碾压效果,且提高压实度2%。

5.结语

随着社会基础设施建设的力度不断加大,道路标准不断提高,冲击碾压能有效减小路堤的工后沉降率,提高路基整体强度与均匀性。高速公路采用冲击碾压技术对软土地基进行处理,对软土地基具有加速沉降与加固的作用。在施工过程中,应根据试验段的情况,总结经济可行的施工工艺、检测方法和质量控制标准,最终提高高速公路的施工质量。

参考文献

[1] JTG F10-2006,公路路基施工技术规范[S].

[2] 王向华. 公路路基施工技术[J]. 山西建筑,2007,33(28):307-308.

(作者单位:炎汝高速公路建设开发有限公司工程环保部湖南长沙410000)

作者:凡守平

公路路基施工研究论文 篇2:

高速公路路基施工风险管理系统研究

文章分析了典型的高速公路路基施工风险因素,基于风险管理系统的功能需求,设计了高速公路路基施工风险管理系统架构,搭建了风险预控模型,并结合高速公路路基施工实例,通过施工风险控制对比试验,证明了该风险管理系统的正确性与可行性。

高速公路;路基施工;风险管控

U491-A-45-162-3

0 引言

路基结构的稳定性关系到高速公路的整体质量和使用寿命,属于各类型高速公路施工中的重点和难点。同时,高速公路路基在施工过程中也面临着诸多风险因素,尤其是在复杂地质条件下的路基施工,潜在的风险因素将给工程施工的质量和安全性带来一定影响。因此,对高速公路路基施工过程中的各类风险因素进行深入研究显得十分必要,对风险因素进行有效管控具有重要意义。

1 高速公路路基施工风险因素分析

1.1 施工环境风险

施工环境的风险因素主要包括地质结构、气象水文、温度湿度等,这类客观方面的环境因素具有诸多不确定性,对于高速公路路基的安全施工可能带来一定的隐患。例如在软土区域施工时,可能会引发路基的不均匀沉降,影响路基结构的稳定性;在地质结构较恶劣、岩性较脆弱的区域施工时,可能会引发山体滑坡、局部塌方或泥石流等灾害;在临近河道的高速公路路基施工中,如果恰逢河道汛期水位过高,可能会引发洪水等自然灾害,对路基工程的安全施工造成一定影响。此外,温度、湿度的变化也可能对路基施工带来隐患,如软土地质可能因温度、湿度的明显变化而引发路基结构强度的改变[1]。

1.2 施工设备风险

近些年由于施工设备而引发的高速公路工程事故频发,究其原因,多与使用不合格的施工设备有关,也存在施工设备使用不当的情况。施工设备方面的风险因素不仅影响着高速公路路基工程施工的质量,对于施工技术人员的安全也存在诸多不利影响。例如在路基的摊铺施工中,使用不合格的施工设备或设备使用方法不当可能会造成人身伤害事故,对于工期进度和工程质量也具有一定的不利影响。

1.3 施工人员风险

施工人员方面的风险因素包括施工人员的健康情况、心理素质及责任心等。各路桥施工单位应组织一线施工人员定期进行体检,重点关注职业病、心理疾病的排查和防治工作。对于存在明显精神异常和身体不适者,应禁止其入场施工;对于因自身问题而无法胜任现场施工者,应根据实际情况调整工作岗位[2]。

1.4 施工技术风险

施工技术风险多指施工人员的技术水平,也包括工程初始的设计方案等,对高速公路路基工程的施工质量具有直接的影响作用。施工人员的技术水平不达标、不合格,工程项目设计方案的不合理、不规范等都属于施工技术风险范畴,并给高速公路的路基施工埋下了严重的安全隐患。施工人员的技术水平可以通过后续的专业技能培训逐步提高,而施工初始方案的设计问题对于整个工程的质量而言是致命的,情况严重时将不得不花更多的费用成本和时间成本来修复工程质量问题。

高速公路路基施工风险因素分析如表1所示。

2 高速公路路基施工风险管理系统

2.1 系统功能分析

针对上述施工过程中可能存在的风险因素,高速公路路基施工风险管理系统应具备以下主要功能:

(1)风险识别的准确性

高速公路路基施工过程中潜在的安全风险有很多种,既包括主观人为方面的安全风险,也包括客观环境的安全风险。因此,所搭建的路基施工风险管理系统在对各类安全风险的识别过程中应具有较好的准确性,能够精准地判断和分析与路基施工相关的具体风险,并逐一进行梳理、识别。从某种意义上来说,准确的风险识别是整个施工风险系统的基础环节,为路基施工过程中全部风险的可控、在控提供重要保障。

(2)风险覆盖的全面性

通过分析路基施工中的各类风险因素可知,部分风险因素具有不确定性,在施工环境的风险因素中,地质灾害多发地区潜在的安全隐患一直伴随着工程的始终。例如,软土地区的地质结构的稳定性较差,地震和泥石流多发地区的土质结构和岩石成分的稳定性较低,而高速公路的路基施工极大提高了这类地质灾害发生的可能性。为此,高速公路路基施工风险管理系统应具有较大的覆盖面,包括施工现场可能存在的全部风险因素。

(3)风险预控的有效性

風险预控是高速公路路基施工风险管理系统中最高一层的功能,是整个风险管理系统的重要属性和最终目的。风险预控的有效性是衡量高速公路路基施工管理系统的主要指标之一。通过判断风险预控的有效性,可进一步判别路基施工的可行性,为高速公路路基施工前期安全风险控制措施的制定和实施提供相应的理论依据[3]。

高速公路路基施工风险管理系统功能需求分析如表2所示。

2.2 风险管理系统功能架构设计

为有效降低高速公路路基工程中的各类施工风险,结合已归纳的常见风险因素,从全局的施工风险管理视角,搭建高速公路路基施工风险管理系统功能架构(如图1所示)。由图1可以看到,该风险管理系统功能架构主要涵盖三个层级,分别是基础层(风险识别)、中间层(风险覆盖)和最高层(风险预控)。其中,基础层包括了常见的4类施工风险因素,该功能架构的最终流向为最高层级,即风险预控环节,也是该风险管理系统的最终目的。

2.3 风险预控模型搭建

依据上述风险管理系统功能架构,结合实际现场路基施工过程中有关风险管理和风险控制的操作流程,搭建高速公路路基施工风险预控模型(如图2所示)。由图2可知,该模型将风险覆盖和风险识别两个模块作为基础环节,通过判断风险覆盖是否全面和风险识别是否准确的方式,来决定是否进入风险预控环节。当风险覆盖、风险识别满足模型设定的要求后,模型将自动进行到风险预控模式,并进行该模型的有效性评估。当风险覆盖和风险识别模块无法满足风险预控模型的设定要求时,流程将回到模型重构部分,根据路基施工的实际情况进行风险回溯,回到风险覆盖和风险识别模块重复上述流程,直至满足风险预控模型的内核算法设定要求,并最终生成评估报告和施工整改方案[4]。

3 工程案例分析

3.1 工程概况

广西贺巴高速公路(贺州—巴马)设计时速为100 km,采用双向四车道,预计2023年正式投入运营。以贺巴高速公路贺州段的路基施工为例,由于贺州地区山石林立,地质结构复杂,路基施工过程中可能引发各类地质结构的破坏及灾害发生。因此,在路基施工前期应做好施工风险预控和应急事件处置的措施,通过路基施工风险预控模型来识别、分析潜在的施工隐患,最大限度控制路基施工风险。

3.2 施工风险控制对比试验

为验证该系统在控制高速公路路基施工风险方面的有效性,进行路基施工风险控制的对比试验,主要通过所搭建的风险预控模型来实现。具体来说,通过模型将路基施工中的施工环境、施工设备、施工人员及施工技术这几类风险因素进行分析,对比试验前后各因素风险概率的变化情况,进而综合判断本文研究的高速公路路基施工风险管理系统的有效性和可行性。試验前后路基施工的风险概率变化如图3所示。

3.3 试验结果分析

由图3中试验前后各施工风险概率的变化情况可知,高速公路路基施工中的风险基准概率为1.3%,该数据由高速公路路基施工案例的统计获得,即路基施工中的风险概率均值。从路基施工环境风险概率在试验前后的对比情况可看出,试验后该类型的施工风险概率有所降低,但仍高于行业施工风险均值,这是由施工环境风险中诸多不确定性因素所决定的,例如地质条件、气象水文及自然灾害所带来的各类施工风险。但施工设备、施工人员和施工技术这几部分的风险概率在试验后均有显著降低,表明该路基施工风险预控模型的有效性,即本文研究的高速公路路基施工风险管理系统在工程应用上具有可行性[5]。

4 结语

本文重点讨论了高速公路路基施工风险管理系统的核心功能,设计了风险管理系统架构,搭建了风险预控模型,完成了模型应用前后的路基施工风险概率对比试验,工程案例试验结果达到了预期设想,符合高速公路路基施工中对各类风险因素管理和控制的目标。本文研究内容具有一定的工程示范作用。

参考文献:

[1]中华人民共和国交通运输部.公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南(试行)[S].

[2]魏永幸.路基工程风险识别与管理研究[J].铁道工程学报,2013(3):92-96.

[3]巫东良.公路工程项目风险管理初探[J].知识经济,2012(22):85.

[4]李晓娟.山区公路工程施工风险评价研究[J].工程管理学报,2014,28(5):62-66.

[5]魏永幸,罗一农.路基工程风险识别与防范[M].北京:人民交通出版社,2014.

作者:黄发

公路路基施工研究论文 篇3:

新时期高速公路路基施工研究

【摘 要】高速公路是一个国家发展的关键性建设设施所在,如何完善高速公路建设是一个世界性的课题。本文从探讨新时期高速公路路基施工个研究的重要意义出发,详细阐述了高速公路路基施工的重要性和重要地位。而后又深入分析了高速公路路基出的几种常用技术。最后,针对高速公路路基施工全部阶段,本文逐一进行系统性的论述分析。‘

【关键词】高速公路、路基、施工、处理技术、全阶段

一、新时期高速公路路基施工研究的重要意义

改革开放之后,我国的经济发展越来越快,城市社会发展日新月异,而交通作为经济发展的基础,也发生了翻天覆地的变化。作为高速公路工程的基础,路基的施工质量直接决定了道路的施工质量。公路工程的质量高低,直接影响着交通是否安全与顺畅,所以越来越得到政府的重视。然而,由于路基在日常碾压的使用过程中,经常受到地质、气候、雨水、地震等自然条件变化的侵袭和破坏,抵抗能力差。随着城市交通的日益发展,道路路基施工质量直接影响到路面使用品质,对高速公路质量提出了更高的要求,路基应具有足够的坚固性、稳定性和耐久性。而要做到路基的坚固而稳定,在道路建设中,必须精心施工,才能建成高质量的路基工程。不仅路基工程量大,成本的投资也不容小看,路基施工质量的好坏,对路面的使用效果有直接的影响,提高路基的强度和稳定性,必须通过合理的施工方法,严格的施工过程中的选择,以确保不断的提高施工技术和质量。

二、高速公路路基处理技术分析

2.1 路基几何形状的变改

运用护坡道或者平缓边坡进行预裂面的平衡,减少支持路基的负荷力,降低横向的不均匀沉降,此方法增加了占用面积和整体填埋的数量,同时也可用于在含有填料的较低水平的路基的边缘。

2.2 轻质填料法

轻质填料法,最适合在桥台填土处使用,一般采用的是传统质量小的填料,它可以明显减少垂直向和水平的荷载以及不均匀沉降。比如粉煤灰、膨胀粘土、锯末和膨胀聚乙烯等来降低对地基的最大承载力并且减少沉降,若要减少长期沉降可以与预压法相结合使用。采用轻质填料法要确定材料的设计指标通过实验。 在不受侧限的情况下,很难将膨胀粘土压实,但轻质填料法依然存在问题,粉煤灰在霜冻天气下易敏感,在水分含量高的地方很难处理,对植物的生长有一定的抑制作用。

三、现阶段高速公路路基施工全流程分析

3.1 底层处理阶段

路基的基础处理是非常关键的,这是路基施工质量保证的关键。彻底去除不良土壤表面,与地表植被根系、垃圾、盐渍土、膨胀土等,由施工人员要完全去除,以保证填充物的质量。在路基填筑前,采用大吨位压路机加强地基压实处理,加大压实密度,最好采用振动压路机保证基底的坚实和稳定,另外尤其要疏通排水系统,防止施工过程中的水害发生。路基施工的物质基础是填料,填料的质量也决定着路基的质量,要严格选取填料用土。地基土为黄土,粘土等细土施工路段,它应该做引流好工作,因为这种土壤具有很强的承载能力,但是遇到水后则容易出现翻浆或路基沉降,施工前的重要工作就是做好排水沟的修建,监理和施工方的质监人员尤其要特别给予关注和监督。取土坑确定好后,计划将路基土土分析,CBR测试值,标准锤真实的数据,并做好記录,坚决不用不合格土质,尤其是种植土、腐殖土、淤泥、强膨胀土等严禁使用。技术做路基填筑施工放样前,严格按照设计文件,建立永久性半级临时点并做好标记和记录的坐标,尤其路基坡脚放样必须达到一定的精确度,保证填筑的路基宽度满足设计要求。填筑路基要保证压实度,并达到规范要求,坡的范围内清除杂草和杂质、树根和淤泥,严禁堆积在下面的倾斜角处。

3.2 填筑材料的选择

对于施工沿线的土质进行调查,做好土料的重型击实试验,审查土质颗粒大小,保证满足设计要求,采用最佳土质用作填料,对拟采用的土料应该进行试验,测试土料的液塑限、塑性指数,化验土的有机质含量及易溶盐含量,测量土料的含水量、密度等,通过土的强度试验等,当以上各项指标都合格后,才可以用作填料投入使用。禁用有机质含量大的土料、沼泽土、淤泥、泥炭和腐殖质,以及禁用含水量太大的土壤材料、禁用高液限的土料,至于经过改良后的满足设计使用要求的高液限的涂料则可以考虑用于路基填料方面。

3.3 路基填筑阶段

3.3.1 土方填筑

一些低洼地区和土壤不合格的部分路段,都需要路基土石方路基土石方填充的必须是平行分层铺平了道路,土料均匀铺在路基上,每一层的厚度不得<30厘米的填充厚度,该平板机加工,然后进行横坡。同时还需要注意的是不同性质的土绝对不能相互混填使用,路基施工必须分层填筑和分层的碾压,每层填料铺设的宽度应超出每层路堤设计宽度30cm,这个宽度用来保证路基边缘,以确保有足够的使用空间在路基边坡后,路基边缘足够的压实度。

3.3.2 石方和土石方混合填筑

填筑石方前,要试验石料饱水抗压强度,其数据应大于设计值。每层填料需要经过筛分,都要严格限制石方的质量,保证连续铺筑其整个断面宽,严禁将爆破的混合料直接用于填筑材料,将符合设计要求的尺寸合格的混合料运至填筑层上。路基应该采取分层摊铺、分层碾压的方式,需要填筑石料或者土石混填才能够保证混合料的填筑强度。根据不同的土壤类型和压实厚度,辊的合理配置,因为振动压路机在滚动和振动双重作用,所以最好选择振动压路机碾压。并且及时做好填筑结束后路基防护工程的施工和养护工作,砂浆保护工程建设,混凝土搅拌应在机械混合使用,根据随着使用工程建设进度,同时注重机身的保养工作。

3.3.3路基的压实控制

土石混合填筑时,压路机碾过程中, 压实是路基乃至面层施工的重要环节,直接关乎路基的稳定性。施工时每填料一次,都要做一次重型击实试验,含填料的水控制在比最优含水量,用平地机整平,静压次和滚动1 次,施工现场必须配备洒水车, 路耙等工具,以便控制含水量,采用压沉值控制压实质量。要继续用小石头或石屑填隙,已经进行了重轮,标准充满了石头不顺利出现松动,均匀的表面为目标,然后进行碾压一遍,压实机具的配置必须科学合理,保证压实效果合乎设计要求。

结束语

总而言之,高速公路是一个国家生存和发展的血脉所在,通常来说,一个国家高速公路的发展状况决定了其经济发展的速度。纵观整个高速公路施工过程,高速公路路基施工是最为重要的也是最为复杂的施工环节。因此,我们必须要对其给予足够的重视。现阶段,我国经济飞速发展,人民生活水平也有了翻天覆地的变化。然而,高速公路路基施工具有复杂性的特点,这也导致了在施工中可能会出现这样或者是那样的问题。未来,如何近一步完善这些问题是我们所要面对的一大重要课题。

参考文献:

[1]张永清. 山区高速公路路基差异沉降特性与控制措施研究[D].长安大学,2009.

[2]王芳. 博牙高速公路岛状多年冻土地区路基沉降处治技术研究[D].长安大学,2011.

[3]董永亮. 东新高速公路工程软土路基施工技术研究[D].西安工业大学,2014.

[4]蔡德凯. 滨海高速公路路基填料改良及其应用研究[D].天津大学,2005.

[5]赵刘会. 高速公路改扩建新老路基差异变形影响因素及拓宽路基施工技术研究[D].长安大学,2008.

[6]陈小艺. 新黄高速公路路基沉降及施工控制技术研究[D].长沙理工大学,2006.

[7]孙子健. 西汉高速公路土石混填路基施工控制技术研究[D].长安大学,2007.

作者:赵宏伟 谢伟

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