CN104452510B - 乡村公路即时修筑法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种乡村公路即时修筑法，它基本工序为：在工厂嵌锁块预制、路基整形、基层施工、砂垫层施工、路缘石铺筑、嵌锁块铺筑、嵌缝料撒铺和稳压。本发明将现有现场浇筑混凝土、再进行养护的修筑方式改为在工厂集中预制嵌锁块，然后现场一次性铺设。由于嵌锁块是事先预制的，所以在保证施工质量的前提下，大大缩短了工期，尤其适合需要即时修筑的乡村公路。

Description

乡村公路即时修筑法

技术领域

本发明属于道路工程领域，涉及乡村公路的铺设，尤其是人、车共用的农村公路即时修筑法。

背景技术

为了改善农村地区的交通状况，打破农村经济发展的交通瓶颈，解决农民的出行难题，2006年国家制定了村村通公路政策，从而推动农村公路改造和建设的迅速发展，然而在实施这一政策过程中，出现了以下诸多问题；

一是，由于农村公路服务于广大农村，具有建设里程长、覆盖面广、建设等级低的特点。在一些山区分布比重大的地区，复杂的地形条件给农村公路的修筑增加了难度。比如许多乡村公路穿越村落，狭窄崎岖的道路路段大型筑路设备无法通过，致使农村公路修筑过程中机械化程度相对较低，质量难以保证。

二是，由于许多乡村公路是农民出行的必经之路，一旦需要改造，要求短时间内改造完毕，而现有修筑水泥混凝土公路的方法是先处理地基，然后现场浇筑混凝土，再进行养护，工期较长，给农民出行带来困难。

三是，由于工期紧张，许多道路路基处理不均匀，路面修建后不久就出现了大范围的纵横向开裂。另外由于水泥混凝土配合比或施工过程中离析等原因造成水泥路面本身质量缺陷，早期损坏现象频繁出现。

四是，水泥路面维修比较困难且需耗费较长时间。水泥路面出现比较严重的断板破坏以后，维修比较困难，需要借助专业的破碎工具将水泥板破碎成小块，然后挖除运出。对于挖除的水泥路面首先要检查基层是否破坏，基层修补完好后需要重新浇筑水泥混凝土路面，这一过程跟新建路面一样需要经历混凝土浇筑-养护过程，耗费工期长，给当地农业生产及人民群众出行带来很大的不便，而且维修过程需要较大的经济投入，给当地财政带来负担。另外，公路维修出现的破碎混凝土块易形成建筑垃圾，对当地的环境造成不利的影响。

以上因素给农村公路的修建、养护和使用带来很大经济和社会问题。

发明内容

为了解决现有乡村水泥公路修筑时间长、质量难以保证、维护不便以及维修成本高的技术问题，本发明提供一种乡村公路即时修筑法。

为了达到上述目的，本发明基本工序为：嵌锁块预制——路基整形——基层施工——砂垫层施工——路缘石铺筑——嵌锁块铺筑——嵌缝料撒铺——稳压，详细工序如下：

第一步：预制嵌锁块

根据待修筑乡村公路的功能要求和交通等级等因素，确定嵌锁块的平面尺寸和厚度，根据待修筑乡村公路的宽度及里程，确定嵌锁块的数量，然后在工厂集中预制混凝土子母嵌锁块；所谓的子母嵌锁块是一个侧面带有梯形凹槽、一个侧面带有梯形凸起，通过凹槽和凸起将子母嵌锁块紧紧嵌锁在一起；嵌锁块有两种形状，一种是用于铺设直线段的矩形，凸起或凹槽设在矩形长边，一种是用于铺设拐弯路段的等腰梯形，凸起或凹槽设在等腰梯形的腰边；

上述矩形嵌锁块的长、宽、高尺寸范围一般为(300～500)mm、(200～300)mm、180mm，等腰梯形嵌锁块的长宽高尺寸范围一般为(300～500)mm×(180～300)mm×180mm。

第二步：路基和基层的施工

路基整形及填挖施工应遵照《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006。根据路基强度及交通量要求，路基上铺设8cm-15cm厚度的级配碎石。级配碎石是由粗集料和细集料按一定级配组合而成，为保证其抗剪性能和抗水冲刷能力，应选用坚硬、棱角多的碎石，并严格控制0.075mm筛孔的通过率，级配碎石材料技术要求和级配范围计分别见表1-2要求。

表1 级配碎石材料技术要求

试验项目	细集料技术指标	粗集料技术指标
			塑性指数	<4％
压碎值		<30％
			针片状含量		<20％

表2 级配碎石级配范围

第三步：砂垫层铺筑

在基层上按设计厚度(一般为3cm)及压实系数(一般为压实厚度的1.3-1.4倍)均匀摊铺具有含水量在4wt％至8wt％(最佳为6wt％)的垫层砂，并用轻型压路机滚压，整平而不压实，摊铺不宜太长，一般保持在20m-30m为宜；对雨季施工，应当天摊铺砂垫层，当天铺完嵌锁块路面，并即时碾压，禁止边下雨边施工；砂垫层选用级配良好、坚硬的中、粗砂，含泥量在5％以内，垫层砂材料规格应符合下表3要求。

表3 垫层砂级配

第四步：铺筑预制嵌锁块

铺砌工作应在路面全宽上进行，先铺边缘石，然后铺砌中间段落，边部纵向排砌进度应超出中间部分约5～10m。排砌的预制嵌锁块应垂直嵌入垫层砂0.5-1.5cm，嵌紧、顶面齐平，并且预制嵌锁块的长边应与行车方向垂直，在陡坡和弯道超高路段，应由低处向高处铺砌；嵌锁块间应错缝，铺砌过程中应固定嵌锁块位置，以水平向和竖向不动摇为宜；嵌锁块间接缝宽度应不大于0.5cm；沿路线两边设路缘石包边，路缘石外侧设置宽度不少于0.5m的土路肩。

第五步：土路肩培土

路缘石和嵌锁块铺筑完成后，稳压之前应先对路缘石外侧的路肩进行回填，以保证稳压过程中路缘石不向道路外侧移动。

第六步：撒料压实

将10m-20m作为一个作业段，每路段铺好以后，即撒铺填缝料，再用轻型压路机进行初步压实找平，然后细心将其扫入石块缝隙内，随后进行碾压，最初用轻压4—5次，然后用重型压路机碾压2—3次。碾压工序应先由两边开始，移向中央，在缝未塞嵌缝料时，决不允许滚压，以此类推，直至将整条道路铺设完毕。

本发明的优点是：

1、本发明将现有现场浇筑混凝土、再进行养护的修筑方式改为在工厂集中预制嵌锁块，然后现场一次性铺设。由于嵌锁块是事先预制的，所以在保证施工质量的前提下，大大缩短了工期，尤其适合需要即时修筑的乡村公路。

2、本发明采用的嵌锁块尺寸比水泥混凝土路面板小得多，而比传统使用的预制块尺寸明显大，该尺寸具备以下优点：

(1)比水泥混凝土路面板尺寸小得多，可以适应较大的基础不均变形，防止板块断裂。

(2)比传统预制块尺寸大可以对车辆荷载起到更好的扩散作用，防止基础局部受力集中，造成过大的塑性变形。

嵌锁块路面施工过程也有自身优势，可将路面施工“化整为零”，块石可采用工厂化预制，保证混凝土块质量的同时，施工时可使用小型设备分批运输，对现场施工的气候限制也较少。另外，建成通车以后水泥路面或沥青路面的养护需要专业的养护队伍,需要投入较多的资金购置专用的养护机械和设备，而块石路面的养护、维修工艺简单，一般的病害只需将块石挖出，修整基层后重新将块石铺回即可，因而日常养护费用相对较低。

3、本发明采用子母嵌锁块互相嵌锁成一体，在交通荷载作用下，嵌锁块本身并不是各自独立的承担荷载，块体间的嵌锁作用使多个块体共同受力，避免了单个块体受力造成的应力集中现象。因此，相对于通常的块石路面，嵌锁式砌块铺面能够承受更多次荷载作用而不变形沉陷。

4、本发明在铺设嵌锁块之前铺设一层砂垫层。垫层砂主要有两个作用，其一为调平作用：嵌锁块铺筑时可消除相邻块体接缝处的高差，使车辆荷载经过时减少震动，降低了车辆对路面的冲击，提高了车辆运行的平稳性和行车的舒适性；其二为稳固作用：由于垫层砂颗粒较小且相对松软，路面修筑过程中稳压能使嵌锁块嵌入砂垫层一定深度，后期车辆作用时，块体不容易松动，嵌锁块间能长期保持良好的嵌锁作用。

长期以来，人车共用的乡村公路铺设一直是按照传统的水泥混凝土和沥青混凝土路两种方式，这是因为人车共用的公路需要有一定的承载能力和良好的耐久性，受该固定思维限制，本领域技术人员在面对乡村公路的时候，没有想到用别的方法修筑。虽然在人行道、港口码头、飞机场、停车场、小区道路等场合也有块石路面，但应用于机动车道时问题较多，最突出的为使用过程中块石沉陷、移位、块体断裂等，这主要是因为块体本身及基层整体承载能力不足，另外降雨过程中雨水进入路面内部，对基层材料形成冲刷，若基层材料抗水损能力差，容易造成唧浆，使块石失去下部支承而破坏。因此，块石路面的设计涉及到块体本身、道路材料、道路结构及施工工艺等方面，是一项系统工程。本领域技术人员即便想到嵌锁块路面，但对如何提高嵌锁块路面承载能力及水稳定性一直无法解决。本发明的农村公路修筑方式，不但解决普通块石路面承担车辆载荷能力差易破坏的技术问题，而且在保证施工质量的前提下缩短了工期，同时具有日常养护费用低的优势，相对于现有技术，本发明具有突出的实质性特点和显著的进步。

附图说明

图1是用在直行路面且带有凸起的矩形嵌锁块实施例的三视图，其中图1a是主视图，图1b是左视图，图1c是俯视图；

图2是用在直行路面且带有凹槽的矩形嵌锁块实施例的三视图，其中图2a是主视图，图2b是左视图，图2c是俯视图；

图3是本发明嵌锁块路面平面图；

图4是本发明实施例的路面结构图。

图5是用在拐弯路面带有凸起的等腰梯形嵌锁块实施例的三视图，其中图5a是主视图，图5b是右视图，图5c是侧视图；

图6是用在拐弯路面带有凹槽的等腰梯形嵌锁块实施例的三视图，其中图6a是主视图，图6b是右视图，图6c是侧视图。

图中：1-凸起，2-凹槽，3-嵌锁块，4-砂垫层，5-级配碎石，6-路缘石，7-土路肩。

具体实施方式

下面结合附图以山东省临沂市两段农村公路为例说明本发明的具体实施过程，其中一段为交通量中等的乡道，另一段为交通量较轻的乡道或村道，道路的宽度为8m，拐弯处的半径为100m，根据上述参数，确定矩形嵌锁块尺寸长×宽×高为500mm×300mm×180mm；等腰梯形嵌锁块长×高尺寸为500mm×180mm，等腰梯形上下底宽度分别为300mm、275～300mm。

结合图4详细说明施工工艺

第一步：子母嵌锁块制作

在工厂预制嵌锁块时，混凝土浇筑过程中需要振捣以排除内部空隙，特别是对边角部位要做到充分振捣密实。为增强块石的表面抗滑能力，混凝土浇筑完毕后模具顶面采用凸起的钢板压槽。混凝土预制块强度不低于C30，骨料有良好级配，骨料粒径不大于15mm，混凝土配合比设计按国家现行标准的规定进行计算和试配，以28天抗压强度为检验标准。各边尺寸误差不超过0.2cm。预制的嵌锁块结构见图1、图2、图5和图6，从图中可以看出：所谓的子母嵌锁块是一个侧面带有梯形凹槽2、一个侧面带有与凹槽2相匹配的梯形凸起1，图1和图2是用于铺设直线段的矩形子母嵌锁块，凸起或凹槽设在矩形长边，图5和图6是用于铺设拐弯路段的等腰梯形，凸起或凹槽设在等腰梯形的腰边。

第二步：路基和基层的施工

路基整形及填挖施工遵照《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006；根据路基强度及交通量要求，路基上铺设级配碎石，轻交通乡道或村道级配碎石厚度为8cm，中等交通乡道路面级配碎石厚度为15cm，级配碎石是由粗集料和细集料级配而成，级配碎石的技术要求和级配范围见技术方案，在此不再详述。级配碎石基层施工前和施工过程中，对拌和后混合料进行抽检，检测级配碎石级配和含水量是否满足要求。农村公路特别是机械化施工困难的乡村通公路，基层施工不具备摊铺机施工条件时，级配碎石基层整平过程中应尽看可能减少离析。施工过程中对外形进行检查，具体项目包含纵断面高程、厚度、宽度、横坡和平整度。质量控制主要检测含水量、矿料级配、现场压实度。

本发明实施例中，级配碎石矿料级配设计见下表

第三步：砂垫层4施工

在基层上均匀摊铺含水量在6wt％的3cm厚垫层砂，砂垫层选用级配良好、坚硬的中、粗砂，含泥量在5％以内。铺完后用轻型压路机滚压，整平而不压实。

第四步：铺筑嵌锁块3

在铺筑之前，应沿路中线每隔5-10m定横断各点桩(根据路面宽度而定)。其中路线之整桩及加桩应用水准仪测定，中间桩应预设路拱横坡高度(一般横坡为3％-4％)挂线确定。铺砌工作应在路面全宽上进行，先铺边缘石，路缘石长≥750mm，宽≥300mm，180mm≤高≤210mm；然后铺砌中间段落，边部纵向排砌进度应超出中间部分约5～10m。排砌的预制嵌锁块应垂直嵌入垫层砂0.5-1.5cm，嵌紧、顶面齐平，并且预制嵌锁块的长边应与行车方向垂直，在陡坡和弯道超高路段，应由低处向高处铺砌；嵌锁块间应错缝，铺砌过程中应固定嵌锁块位置，以水平向和竖向不动摇为宜。沿路线两边设路缘石包边，路缘石外侧设置预设宽度不少于0.5m的土路肩。嵌锁块铺筑后应进行路宽、平整度、横坡、缝宽指标检测。

第五步：土路肩培土

路缘石和嵌锁块铺筑完成后，稳压之前应先对路缘石外侧的路肩进行回填，以保证稳压过程中路缘石不向道路外侧移动。培路肩可用砂砾配黄土或当地可利用的其他材料，不得用腐植土、黏土填筑。

第六步：撒料压实

将10m-20m作为一个作业段，每路段铺好以后，即撒铺填缝料，再用轻型压路机进行初步压实找平，然后细心将其扫入石块缝隙内，随后进行碾压，最初用轻压4-5次，然后用重型压路机碾压2-3次。碾压工序应先由两边开始，移向中央，在缝未塞嵌缝料时，决不允许滚压，以此类推，直至将整条道路铺设完毕，修筑好的路面见图3。

嵌缝砂主要用来填充块石间缝隙，嵌紧块石，加强路面的整体性，并起到保护弹石边角与防止路面水下渗的作用，含泥量应控制在5％以内。

注意事项：

1、本发明铺砌嵌锁块路段应保证排水沟通畅、顺适，排水构造物相对齐全，避免发生积水现象。因嵌锁块路面接缝众多，雨水不可避免要进入路面内部，消弱了基础的整体承载能力。若内部存在积水，行车荷载作用下容易产生唧浆，造成嵌锁块路面的局部沉陷，严重影响道路的使用，为此加强嵌锁块路面排水设计非常重要。

2、与水泥混凝土和沥青混凝土路面相似，路表需设置横坡和纵坡以保证路表水快速流出。

3、进入路面内部的水需要通过路面内部结构层排出，根据本项目推荐的路面结构，基层为级配碎石材料，其具有排水功能，因此进入路面内部的水可直接通过级配碎石排出。

Claims (3)

1.一种乡村公路即时修筑法，其特征在于，基本工序为：嵌锁块预制——路基整形——基层施工——砂垫层施工——路缘石铺筑——嵌锁块铺筑——嵌缝料撒铺——稳压，详细工序如下：

第一步：预制嵌锁块

根据待修筑乡村公路的功能要求和交通等级因素，确定嵌锁块的平面尺寸和厚度，根据待修筑乡村公路的宽度及里程，确定嵌锁块的数量，然后在工厂集中预制混凝土子母嵌锁块；所谓的子母嵌锁块是一个侧面带有梯形凹槽、一个侧面带有梯形凸起，通过凹槽和凸起将子母嵌锁块紧紧嵌锁在一起；嵌锁块有两种形状，一种是用于铺设直线段的矩形，凸起或凹槽设在矩形长边，一种是用于铺设拐弯路段的等腰梯形，凸起或凹槽设在等腰梯形的腰边；

第二步：路基和基层的施工

路基整形及填挖施工应遵照《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006，根据路基强度及交通量要求，路基上铺设8cm-15cm厚度的级配碎石；级配碎石是由粗集料和细集料按一定级配组合而成，为保证其抗剪性能和抗水冲刷能力，应选用坚硬、棱角多的碎石，并严格控制0.075mm筛孔的通过率；

要求级配碎石材料的技术要求为：细集料塑性指数<4％，粗集料压碎值<30wt％，针片状含量<20wt％；

要求级配碎石材料的级配范围如下：

第三步：砂垫层铺筑

在基层上按设计厚度及压实系数均匀摊铺具有含水量在4wt％至8wt％的垫层砂，并用轻型压路机滚压，整平而不压实，摊铺长度保持在20m-30m；对雨季施工，应当天摊铺砂垫层，当天铺完嵌锁块路面，并即时碾压，禁止边下雨边施工；砂垫层选用坚硬的中、粗砂，含泥量控制在5％以内，垫层砂材料级配应符合下列要求；

第四步：铺筑预制嵌锁块

铺砌工作应在路面全宽上进行，先铺边缘石，然后铺砌中间段落，边部纵向排砌进度应超出中间部分5～10m；排砌的预制嵌锁块应垂直嵌入垫层砂0.5-1.5cm，嵌紧、顶面齐平，并且预制嵌锁块的长边应与行车方向垂直，在陡坡和弯道超高路段，应由低处向高处铺砌；嵌锁块间应错缝，铺砌过程中应固定嵌锁块位置，以水平向和竖向不动摇为准；嵌锁块间接缝宽度应不大于0.5cm；沿路线两边设路缘石包边，路缘石外侧设置宽度不少于0.5m的土路肩；

第五步：土路肩培土

路缘石和嵌锁块铺筑完成后，稳压之前应先对路缘石外侧的路肩进行回填，以保证稳压过程中路缘石不向道路外侧移动；

第六步：撒料压实

将10m-20m作为一个作业段，每路段铺好以后，即撒铺填缝料，再用轻型压路机进行初步压实找平，然后细心将其扫入石块缝隙内，随后进行碾压，最初用轻压4—5次，然后用重型压路机碾压2—3次；碾压工序应先由两边开始，移向中央，在缝未塞嵌缝料时，决不允许滚压，以此类推，直至将整条道路铺设完毕。

2.如权利要求1所述的乡村公路即时修筑法，其特征在于，矩形嵌锁块的长、宽、高尺寸范围为(300～500)mm×(200～300)mm×180mm，等腰梯形嵌锁块的长宽高尺寸范围为(300～500)mm×(180～300)mm×180mm。

3.如权利要求1所述的乡村公路即时修筑法，其特征在于，所述的垫层砂的含水量为6％。