CN113756145A

CN113756145A - 公路工程施工方法及系统

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Publication number: CN113756145A
Application number: CN202111258719.1A
Authority: CN
Inventors: 葛猛; 葛勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-10-28
Filing date: 2021-10-28
Publication date: 2021-12-07

Abstract

本发明涉及公路工程技术领域，尤其是公路工程施工方法及系统，包括如下步骤：T1、规划道路路径并施工测量；T2、清理场地表面杂物；T3、对需要修路的场地地面进行挖方取土，并对挖方基坑内的土壤进行多点位、逐层深度的土壤取样检测；T4、根据检测结果来进行混合回填方案的制定；T5、向开挖的挖方基坑进行基坑初压；T6、对初压后的基坑进行沉降观测，并记录沉降量，同时计算沉降速率；T7、根据得出的上述沉降量、沉降速率来判断当前土层的抗沉降能力，并再次修正混合回填方案。本公路施工方法能够有效地保证基坑土层的夯实稳固，有效地避免了因基层沉降对后续公路稳定性造成的影响，有效地提高了整个道路的结构强度。

Description

公路工程施工方法及系统

技术领域

本发明涉及公路工程技术领域，尤其是公路工程施工方法及系统。

背景技术

公路工程指公路构造物的勘察、测量、设计、施工、养护、管理等工作。公路工程构造物包括：路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、排水系统、安全防护设施、绿化和交通监控设施，以及施工、养护和监控使用的房屋、车间和其他服务性设施。

而在公路工程中路面是公路道路的重要工程结构物，它铺筑在路基顶面，是用不同材料或混合料分层铺筑而成的供车辆行驶的一种层状结构物。路面结构直接承受车轮荷载，其质量好坏直接影响到道路的使用品质。

近些年随着公路建设项目的增多,特别是大中型公路项目的实施以及公路质量要求的不断提高，使得国家对公路工程施工项目的水平提出了新的要求和挑战。

根据《公路工程技术标准》，公路分为四个标准，农村的道路是四级道路，使用寿命一般为十年。一级路设计年限为15年；二级路设计年限为12年；三级路设计年限为8年；四级路设计年限为6年。然而，目前大多数的公路工程一般无法达到固定的使用年限，其在后期使用的过程中很容易出现路面开裂、局部沉降等问题，因此，一般在公路后期使用的过程中需要对公路进行频繁的养护、修复，修复后的公路虽然可以达到使用的标准，但是其修复部位的使用年限明显缩短、后期很容易再次出现二次开裂等问题；尤其是在一些重载型货车通过率较高的道路中，路面的破损开裂等问题更加严重。

因此，如何有效地设计一种高承载式的道路路面用以更好地保证路面的连接强度与抗载荷强度，对于更好地解决上述现有技术中存在的问题具有重要意义。

发明内容

本发明为解决上述技术问题之一，所采用的技术方案是：公路工程施工方法，包括如下步骤：

T1、规划道路路径并施工测量；

T2、清理场地表面杂物；

T3、对需要修路的场地地面进行挖方取土，并对挖方基坑内的土壤进行多点位、逐层深度的土壤取样检测；

多点位、逐层深度的土壤取样检测可以更加客观地分析当前地层的土质情况，便于初步分析地层的沉降性。

T4、根据检测结果来进行混合回填方案的制定；

T5、向开挖的挖方基坑进行基坑初压；

T6、对初压后的基坑进行沉降观测，并记录沉降量，同时计算沉降速率；

通过沉降观测可以更加准确的来判断当前的地层的沉降情况，便于及时采取措施来加实当前的基坑地层，以此来保证后续公路路面施工后的结构强度，防止因过渡沉降造成的道路开裂的问题。

T7、根据得出的上述沉降量、沉降速率来判断当前土层的抗沉降能力，并再次修正混合回填方案；选择合适的混填材料可以更好地减少沉降带来的影响。

T8、根据修正后的回填方案进行回填，形成抗沉降回填层并利用摊铺机摊平；

T9、在抗沉降回填层上进行路基土层的回填、整平与压实；

T10、利用公路工程施工系统进行摊铺沥青石子并进行沥青石子层的回填，并利用摊铺机进行摊铺整平，利用压路机进行压实。

在上述任一方案中优选的是，进行上述沉降观测步骤时，采用逐级增压的方式进行沉降观测，具体步骤如下：

一次沉降观察：根据检测结果来选定合适的一倍重压压力值，先对初压后的基层进行一倍重压压力持续施压，静压观察48-72小时，完成一次沉降观察，记录一倍重压下的沉降值；

二次沉降观察：在一次沉降的基坑上的一倍重压压力上在增加一倍重压，形成二倍重压并持续施压，静压观察48-72小时，完成二次沉降观察，记录二倍重压下的沉降值；

三次沉降观察：在二次沉降的基坑上的二倍重压压力上在增加二倍重压，形成四倍重压并持续施压，静压观察48-72小时，完成三次沉降观察，记录四倍重压下的沉降值；

总沉降观察：保持上述持续静压，并分别在三次沉降观察完成后的每间隔48小时完成一次沉降观察并记录，持续进行3-5次观察，得到最终沉降量，并根据记录结果计算得出沉降速率。

采用三次逐级加压进行沉降观察、并配合后期多次间隔性沉降观察的方式可以更好地保证沉降控制，有效地测得更加客观真实的沉降量与沉降速率，从而更加客观准确分析当前地层情况，便于进行不同力度的压实来达到控制路面强度的作用。

在上述任一方案中优选的是，所述混合回填方案的具体操作步骤为：

根据得出的上述沉降量、沉降速率综合计算、分析当前土基类型；

选择合适的混合材料，例如砂子、石块等并根据上述分析结果按组分比例添加入回填土并混合均匀后进行混合回填，形成混合回填层；

当得出的沉降量较大时则需要将混合材料的内部的砂子、石块的含量提高，更有效地保证基层强度的提高；当沉降量较小时可以说明当前的图纸较为硬实，可以适当的减少砂子、石块的含量，仅仅依靠土层的承载力就可以得到效果，因此这样可以更好地因地制宜，更好地保证对施工形成的道路的抗压、承载力度的控制。

混合回填后再次进行六倍重压并持续施压，至少静压48-72小时。

高强压力的重压并持续施压可以更好地保证回填后的混合材料得到充分的压实。

在上述任一方案中优选的是，所述所述混合回填方案步骤中在进行六倍重压并持续施压时，同时需要进行压路机往复辊压，具体辊压时需要利用多层钢板铺放在摊平的抗沉降回填层顶部并进行重压，压路机于多层钢板顶部进行辊压运动。

在利用压路机进行辊压压实时，通过多层钢板进行预压施力，然后在利用压路机辊压时可以将压路机的压力利用整个钢板结构传递至抗沉降回填层，从而保证整个大面积的施压，保证施压的均匀性。

在上述任一方案中优选的是，步骤T9中路基土层的回填采用分层回填的方式进行逐级分层回填，控制每次回填的路基土层的厚度为20-30mm。

逐层回填且每层控制合理的厚度可以更好地实现逐层充分压实，避免因厚度过大造成的上部压实、下部松散的情况。

在上述任一方案中优选的是，步骤T10中摊铺沥青石子采用三层分层回填的方式进行逐级分层回填，控制每次回填摊铺沥青石子的厚度为10-20mm。

在上述任一方案中优选的是，在各层回填摊铺沥青石子之间均固定铺设一层网格布层。

相邻的层之间铺设网格布层后并在压实的作用下可以实现网格布的拉结作用，有效地将各层实现稳定的拉结，提高各层的抗裂能力，最终实现道路成型后在承载载荷时的抗开裂能力。

在上述任一方案中优选的是，自下而上的各层回填摊铺沥青石子层内部的石子的颗粒粒径尺寸的比例依次为2:1:2。

相邻各层之间采用不同粒径的石子可以更好地保证各层回填摊铺沥青石子层之间的充分压实混合，同时上部的石子采用中粒径的石子可以保证路面表层的摩擦力不至于过小，有效地提高整个路面行车的摩擦力。

本发明还提供一种公路工程施工系统，所述公路工程施工系统上述的公路工程施工系统，所述公路工程施工系统配合沥青罐车使用，包括一沥青输料管，所述沥青输料管的进料端连接沥青罐车的出料端，在所述沥青输料管上间隔安装有若干个沥青输送泵，所述沥青输料管的出料端通过多通管连接有若干个分支出料管，在各分支出料管的末端均连接有若干个扁平状的出料管头，在各所述分支出料管上均安装有一沥青出料动力泵，各所述出料管头均间隔固定安装在一横跨门架上，在所述横跨门架的两端底部均设置有支撑轮，所述横跨门架的前端由外部牵引设备驱动。

当进行摊铺沥青施工时，需要将沥青罐车停在施工现场，然后将公路工程施工系统的沥青输料管与沥青罐车连接，启动各个设备，通过各个沥青输送泵可以有效地提高沥青流体在输送过程中的动力充足；同时可以配合外部的牵引设备对横跨门架进行沿着道路方向牵引，此时沥青出料动力泵配合出料管头将沥青喷洒在路基土层上，然后随着横跨门架的前进可以利用其后侧的预铺料辊实现将各出料管头喷洒出的一堆堆的沥青进行压实与摊铺。

在上述任一方案中优选的是，在所述横跨门架的后端设置有一预铺料辊，所述预铺料辊的两端分别铰接有一连接摆臂，两所述连接摆臂的前端向上翘起其通过横架实现焊接固连，所述横架的两端分别通过铰轴活动铰接在对应的耳座的耳孔内，各所述耳座均焊接固连在所述横跨门架的后端两侧。

预铺料辊会跟随着横跨门架的移动而移动，当预铺料辊与喷洒在地面上的沥青接触时由于其自重压力以及防翘弹簧的按压力会使其实现对沥青的辊压与初步的摊平，从而实现将各堆沥青实现摊平接触。

在上述任一方案中优选的是，在所述横架的两端底部分别固连有一防翘弹簧，各所述防翘弹簧的前端均向下倾斜且固定在所述横跨门架上。

根据需要选择安装的防翘弹簧的弹力，可以有效地提高预铺料辊的辊压力度。

在上述任一方案中优选的是，在所述预铺料辊的上方设有一悬臂架，所述悬臂架的前端固定在所述横跨门架上，在所述悬臂架的后端底部沿其长度方向固定安装有若干个热风机，各所述热风机均用于吹拂经预铺料辊预压的沥青并使其加速变软，从而降低后续整平压平的难度，适合于冬季低温条件下施工使用。

悬臂架上安装的热风机可以选择工程用的风机，选择大功率的风机，主要是考虑到沥青在低温状态下会快速的凝固，当沥青凝固就会对后续的压实操作带来困难，因此，采用热风机辅助加热吹拂可以有效地延长整个沥青的硬化时间，有效地保证后续压实工序的正常进行。

在上述任一方案中优选的是，在所述预铺料辊的外侧壁上固定套接有一齿套，所述齿套的外侧壁壁上设置有若干个拨料齿。

拨料齿在跟随预铺料辊旋转时可以更好地实现对沥青的拨动，有效地将成堆的沥青进行充分的搅开，便于压实时充分的扩散，避免成堆沥青压实摊铺不充分的情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本公路施工方法能够有效地保证基坑土层的夯实稳固，有效地避免了因基层沉降对后续公路稳定性造成的影响，有效地提高了整个道路的结构强度。

2、采用多次沉降观察的方式并且逐级增压的方式可以更加客观、准确地预计出当前地层的沉降能力，从而可以选择不同的混料填充，通过有效地调节混料组成来达到更好地保证路面后续稳定性与强度的目的。

3、混合回填时采用预压状态下进行压路机的辊压压平，能够更好地保证压平的力度和均实性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的公路工程施工系统的结构示意图。

图中，1、沥青输料管；2、沥青输送泵；3、分支出料管；4、出料管头；5、沥青出料动力泵；6、横跨门架；7、支撑轮；8、预铺料辊；9、连接摆臂；10、横架；11、耳座；12、防翘弹簧；13、悬臂架；14、热风机；15、齿套；16、拨料齿。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1中所示，公路工程施工方法，包括如下步骤：

T1、规划道路路径并施工测量；

T2、清理场地表面杂物；

T4、根据检测结果来进行混合回填方案的制定；

T5、向开挖的挖方基坑进行基坑初压；

T9、在抗沉降回填层上进行路基土层的回填、整平与压实；

本发明还提供一种公路工程施工系统，所述公路工程施工系统上述的公路工程施工系统，所述公路工程施工系统配合沥青罐车使用，包括一沥青输料管1，所述沥青输料管1的进料端连接沥青罐车的出料端，在所述沥青输料管1上间隔安装有若干个沥青输送泵2，所述沥青输料管1的出料端通过多通管连接有若干个分支出料管3，在各分支出料管3的末端均连接有若干个扁平状的出料管头4，在各所述分支出料管3上均安装有一沥青出料动力泵5，各所述出料管头4均间隔固定安装在一横跨门架6上，在所述横跨门架6的两端底部均设置有支撑轮7，所述横跨门架6的前端由外部牵引设备驱动。

在上述任一方案中优选的是，在所述横跨门架6的后端设置有一预铺料辊8，所述预铺料辊8的两端分别铰接有一连接摆臂9，两所述连接摆臂9的前端向上翘起其通过横架10实现焊接固连，所述横架10的两端分别通过铰轴活动铰接在对应的耳座11的耳孔内，各所述耳座11均焊接固连在所述横跨门架6的后端两侧。

预铺料辊8会跟随着横跨门架6的移动而移动，当预铺料辊8与喷洒在地面上的沥青接触时由于其自重压力以及防翘弹簧12的按压力会使其实现对沥青的辊压与初步的摊平，从而实现将各堆沥青实现摊平接触。

在上述任一方案中优选的是，在所述横架10的两端底部分别固连有一防翘弹簧12，各所述防翘弹簧12的前端均向下倾斜且固定在所述横跨门架6上。

根据需要选择安装的防翘弹簧12的弹力，可以有效地提高预铺料辊8的辊压力度。

在上述任一方案中优选的是，在所述预铺料辊8的上方设有一悬臂架13，所述悬臂架13的前端固定在所述横跨门架6上，在所述悬臂架13的后端底部沿其长度方向固定安装有若干个热风机14，各所述热风机14均用于吹拂经预铺料辊8预压的沥青并使其加速变软，从而降低后续整平压平的难度，适合于冬季低温条件下施工使用。

悬臂架13上安装的热风机14可以选择工程用的风机，选择大功率的风机，主要是考虑到沥青在低温状态下会快速的凝固，当沥青凝固就会对后续的压实操作带来困难，因此，采用热风机14辅助加热吹拂可以有效地延长整个沥青的硬化时间，有效地保证后续压实工序的正常进行。

在上述任一方案中优选的是，在所述预铺料辊8的外侧壁上固定套接有一齿套15，所述齿套15的外侧壁壁上设置有若干个拨料齿16。

拨料齿16在跟随预铺料辊8旋转时可以更好地实现对沥青的拨动，有效地将成堆的沥青进行充分的搅开，便于压实时充分的扩散，避免成堆沥青压实摊铺不充分的情况。

按照上述方式对抗沉降回填层上进行路基土层的回填、整平与压实，施工完成后利用公路工程施工系统配合外部设备进行摊铺沥青石子并进行沥青石子层的回填，当进行摊铺沥青施工时，需要将沥青罐车停在施工现场，然后将公路工程施工系统的沥青输料管1与沥青罐车连接，启动各个设备，通过各个沥青输送泵2可以有效地提高沥青流体在输送过程中的动力充足；同时可以配合外部的牵引设备对横跨门架6进行沿着道路方向牵引，此时沥青出料动力泵5配合出料管头4将沥青喷洒在路基土层上，然后随着横跨门架6的前进可以利用其后侧的预铺料辊8实现将各出料管头4喷洒出的一堆堆的沥青进行压实与摊铺。

本公路施工方法能够有效地保证基坑土层的夯实稳固，有效地避免了因基层沉降对后续公路稳定性造成的影响，有效地提高了整个道路的结构强度；采用多次沉降观察的方式并且逐级增压的方式可以更加客观、准确地预计出当前地层的沉降能力，从而可以选择不同的混料填充，通过有效地调节混料组成来达到更好地保证路面后续稳定性与强度的目的；混合回填时采用预压状态下进行压路机的辊压压平，能够更好地保证压平的力度和均实性。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims

1.公路工程施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

T1、规划道路路径并施工测量；

T2、清理场地表面杂物；

T4、根据检测结果来进行混合回填方案的制定；

T5、向开挖的挖方基坑进行基坑初压；

T7、根据得出的上述沉降量、沉降速率来判断当前土层的抗沉降能力，并再次修正混合回填方案；

T9、在抗沉降回填层上进行路基土层的回填、整平与压实；

2.根据权利要求1所述的公路工程施工方法，其特征在于：进行上述沉降观测步骤时，采用逐级增压的方式进行沉降观测，具体步骤如下：

3.根据权利要求2所述的公路工程施工方法，其特征在于：所述混合回填方案的具体操作步骤为：

4.根据权利要求3所述的公路工程施工方法，其特征在于：所述所述混合回填方案步骤中在进行六倍重压并持续施压时，同时需要进行压路机往复辊压，具体辊压时需要利用多层钢板铺放在摊平的抗沉降回填层顶部并进行重压，压路机于多层钢板顶部进行辊压运动。

5.根据权利要求4所述的公路工程施工方法，其特征在于：步骤T9中路基土层的回填采用分层回填的方式进行逐级分层回填，控制每次回填的路基土层的厚度为20-30mm。

6.根据权利要求5所述的公路工程施工方法，其特征在于：步骤T10中摊铺沥青石子采用三层分层回填的方式进行逐级分层回填，控制每次回填摊铺沥青石子的厚度为10-20mm。

7.根据权利要求6所述的公路工程施工方法，其特征在于：在各层回填摊铺沥青石子之间均固定铺设一层网格布层。

8.根据权利要求6所述的公路工程施工方法，其特征在于：自下而上的各层回填摊铺沥青石子层内部的石子的颗粒粒径尺寸的比例依次为2:1:2。

9.公路工程施工系统，所述公路工程施工系统为权利要求1-8中任意一项所述的公路工程施工系统，所述公路工程施工系统配合沥青罐车使用，其特征在于：包括一沥青输料管，所述沥青输料管的进料端连接沥青罐车的出料端，在所述沥青输料管上间隔安装有若干个沥青输送泵，所述沥青输料管的出料端通过多通管连接有若干个分支出料管，在各分支出料管的末端均连接有若干个扁平状的出料管头，在各所述分支出料管上均安装有一沥青出料动力泵，各所述出料管头均间隔固定安装在一横跨门架上，在所述横跨门架的两端底部均设置有支撑轮，所述横跨门架的前端由外部牵引设备驱动。