高原多年冻土路花石峡段路基工程施工技术研究--论文

'青藏高原共玉公路花石峡段路基工程施工技术研究摘要：针对根据多年冻土的特殊工程地质性，结合共和至玉树公路多年冻土的实际地质情况，对冻土路基及桥梁的施工采取了灵活的处治原则。在冻土路基及桥梁施工中，处理技术的关键是尽量减少对冻土的扰动及破坏。关键词：多年冻土路基工程桥梁工程施工技术第一章工程概况1．概述共和至玉树（结古）公路改扩建工程，是G214线的重要组成部分，也是《青海省高速公路网规划》“3410网”中的一条南北纵线—“共和至多普玛高速公路”的重要组成部分，公路起点位于海南州共和县（与正在实施的京藏高速相接），终点位于玉树州结古镇（与结古镇至巴塘机场一级公路相连）。共和至玉树（结古）公路改扩建工程GYⅡ-SGC5标段，起点桩号：K336+000，终点桩号：K376+000，全线长40km，冻土路基段长28.2km。道路采用高速公路建设标准，设计速度80km/h，均为分离式路基，路基宽度10m。路线经苦海滩、醉马滩、红土坡垭口，地处海拔4100m～4290m之间。主要路段划分情况：K336+000～K352+000苦海滩段，线路长16km，为平原区路段；K352+000～K364+000醉马滩段，线路长12km，为平原区路段；K364+000～K370+000红土坡路段，线路长12km，为丘岭路段。主要工程数量有：路基开挖土石方21.4万m3，路基填方134.1万m3（其中片石路基26.4万m3），路基基底处理50万m3，路面371161m2，中桥134m/2座，小桥115.5m/7座，涵洞951.11m/39道，通道182m/19道。2地理、水文气候情况2.1地形地貌 花石峡过境线位于青海省果洛州玛多县花石峡镇内,沿线地形平坦,开阔,属山前冰水-冲洪积扇平原地貌.其主要特征为:大河冲洪积物与支沟洪积物在盆地和山间谷地边缘形成了大小不一的山前冲洪积扇裙,地形平坦略有起伏,从山麓到盆地中心地形坡度由陡变缓,坡度为3～15度,分布高程海拔一般在4100～4500米之间,该区是岛状和连续多年冻土分布区,第四松散堆积物分布广泛,冰缘作用十分发育,热融湖塘,热融洼地,冰胀丘,冻土草沼等冰缘地貌较普遍.2.2气象公路所在地属于阿尼玛卿山长江南坡,有显著的高寒缺氧,气温低,光辐射强,日照时间长,昼夜温差大等典型的高原大型性气候特点,冬长夏短,年内无明显四季之分,只有冷暖之别,通常把冷暖两季分别称为冬季和夏季,冬季寒冷多风雪,夏季短暂,多暴雨,冰雹,自然条件极为严酷,风向多为西风,易受北方和西北方的寒流影响.受海拔影响,区内氧气含量仅为内地的60%.本项目所在地区属高原大陆性气候,冬长夏短,寒冷变化急剧,无明显的四季之分,冬季寒冷多风雪,夏秋季虽短,却多暴雨冰雹,洪水.年平均气温在零度以下,昼夜温差大,无绝对无霜期,年平均降水量312～429.4毫米,降水期多集中在6～9月份,风向多西风,平均风速2.1～3.4m/s本地区属黄河水系,沿线河流众多,雨雪多,地表水丰富,并且海拔高,气候寒冷且多变,施工期较短的气候特征将对工程实施产生不利影响.太阳辐射:地处青藏高原腹地,大气稀薄,太阳辐射较强,其年太阳辐射总量约140～150千卡/厘米2.年,年时照数为2400～2600小时.气温:区内年平均气温低于2.0℃,月平均气温最高在7月,达7～8℃,月平均气温最低在1月,约-15～-17℃,年极端最高气温为24℃,年极端最低气温为-40℃,年气温较差约为22～25℃.降水量:勘察区内年平均降水量约为400～500毫米,降水量月分配不均匀,降水量主要集中在6～9月份.风向风速:勘察区内风向多为西风,平均风速为2.1～3.4米/秒.2.3水文区内水系以巴颜客拉山脉为界,以北均为黄河流域水系,其支流水系呈树枝发育,以南为长江流域水系,其支流水系由西向东,由北向南,汇入通天河;本项目花石峡过境线所属地段为黄河水系,其主要河流为花石峡河. 花石峡河发源于阿尼玛卿雪山南缘,源头距桥址约41km,汇水面积F=1600(km)2,汇水区形状呈扇形,下游21公里处注入冬给措纳湖后满溢托索河,然后经香日德河,流入柴达木盆地形地潜流,属于内陆河流.该河平时水流较小,冬季有时干枯无水.洪水期洪水暴涨暴落,洪峰持续时间较短,约1～2天即退.据调查,每年均出现两次洪峰,而且暴雨洪峰大于融雪洪峰.4～5月份为融雪期,7～9月份为暴雨期.因该河属于季节性河道,淤冰情况变化不定.当丰水年时,上游水流较多,则淤冰较严重.当枯水年时,则淤冰很少,甚至无淤冰情况发生.一般情况下,在11月份冰封河道,次年4月份消冰开河,游冰最厚0.6～1.0m不等.但因河床宽浅,沙洲及浅槽较多,因而河槽淤冰较厚,沙洲处淤冰较薄有时甚至无淤冰情况发生.2.4地质构造及地震共各至结古公路横跨青藏高原强烈隆起区东南部,按大地构造单元划分为三个构造体系,从北向南依次是秦岭-昆仑纬向构造体系,巴颜喀拉-松潘弧形构造带,青藏滇缅歹字型构造体系头部.本项目花石峡过境线属巴颜喀拉-松潘弧形构造带,其地址构造主要特征为:该地质构造西起昆仑山口,东至巴颜喀拉山,呈西窄东宽支契形,NW-SE向展布,线路区北起红土坡,南至巴颜喀拉山查龙穷,北部玛多-红土坡带内为下二叠系和三叠系组成复向斜褶皱,和夹持其间的新生界槽地,盆地,断裂多集中分布,断裂及褶皱呈NWW,NW向展布,多倾向NE,倾角较陡.生成于海西期,定型于印支晚期,北与秦岭-昆仑纬向构造体系斜接,重接复合,南与青藏滇缅歹字型构造体系头部外围褶皱带平行分野,东段受SN向构造干扰.第二章冻土的类型 1.冻土的类型划分土是复杂的多相体系，由固、液和气三相物质组成。未冻土或融土中的固相物质常包括矿物质和有机质、液相物质（水溶液）和气相物质（空气）等。固相物质组成了土的基本骨架，通常称为基质。液相和气相物充填在土骨架的空隙中。冻土中则增添了一种新的固相物质——冰。冻土，一般指温度在0℃或0℃以下，并含有冰的各种岩土和土壤。按土的冻结状态保持的时间长短，冻土一般又可分为短时冻土（数小时、数日以至半月）、季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（数年至数万年以上）三种类型。多年冻土主要分布在青藏高原、帕米尔、西部高山（包括祁连山、阿尔金山、天山、西准噶尔山地和阿尔泰山等）、东北大小兴安岭以及东部地区一些高山顶部。其中，大小兴安岭的多年冻土又称高纬多年冻土，其余地区的多年冻土又称为高山多年冻土。按土的特殊工程性质（主要根据冻土的粒度成分及总含量并考虑冻土的融沉特性）进行划分可分为：少冰冻土、多冻冻土、富冰冻土、饱冰冻土、含土冰层等五种类型。其中少冰、多冰冻土统称为低含冰量冻土，富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层又统称为高含冰量冻土。2.各种类型冻土的特点根据冻土的粒度成分及总含量并考虑冻土的融沉特性划分的冻土类型在工程上具有很强的指导意义：在含土冰层和饱冰冻土地段，应采取保护多年冻土的原则；在含水量大的富冰冻土地段，宜采取保护多年冻土的原则；在含水量小的富冰冻土地段，允许采用破坏多年冻土的原则；在少冰和多冰冻土地段，允许破坏多年冻土，并按一般路基进行设计和施工。多年冻土地区公路建设最主要的工程地质问题是冻土的融化下沉问题，而冻土地基的热稳定性是多年冻土地区路基稳定性的核心，公路路基产生沉降变形的本质是路基下多年冻土热稳定性的丧失。各类冻土的融沉特性见下表。多年冻土工程分级冻土类型土的类别总含水率WA（％）融化后的潮湿程度融沉等级少冰冻粉黏粒含量≤15％的粗颗粒土（包括碎石类土，砾、粗、中砂，以下同）WA＜10潮湿不融沉 土粉黏粒含量＞15％的粗颗粒土WA＜12稍湿细砂、粉砂WA＜14粉土WA＜17黏性土WA＜Wp坚硬多冰冻土粉黏粒含量≤15％的粗颗粒土10≤WA＜15饱和弱融沉粉黏粒含量＞15％的粗颗粒土12≤WA＜15潮湿细砂、粉砂14≤WA＜18粉土17≤WA＜21黏性土Wp≤WA＜Wp+4硬塑富冰冻土粉黏粒含量≤15％的粗颗粒土15≤WA＜25饱和出水（出水量小于10%）融沉粉黏粒含量＞15％的粗颗粒土饱和细砂、粉砂18≤WA＜28粉土21≤WA＜32黏性土Wp+4≤WA＜Wp+15软塑饱冰冻土粉黏粒含量≤15％的粗颗粒土25≤WA＜44饱和出水（出水量为10%－20％）强融沉粉黏粒含量＞15％的粗颗粒土饱和细砂、粉砂28≤WA＜44粉土32≤WA＜44黏性土Wp+15≤WA＜Wp+35软塑含土冰层碎石类土、砂性土、粉土WA≥44饱和出水（出水量为10%－20％）强融陷黏性土WA≥Wp+35流塑注：1总含水率为冰和未冻水的总质量与骨架质量之比；2Wp——塑性含水率；3盐渍化冻土、泥炭化冻土、腐殖土、高塑性黏土不在表列。1.本工程研究的意义共和至结古高速公路穿越青藏高原东部边缘的高原冻土区、高山冻土区，其多年冻土环境具有以下特点：1）青藏高原东部边缘的多年冻土目前处于退化状态，抗热干扰能力低，热稳定性差。大多属于不稳定多年冻土。 2）公路沿线融区较多，融区与多年冻土区过渡地带的多年冻土，年平均地温高，抗热干扰能力低，热稳定性差。3）气候严寒，公路沿线冷生过程和冷生现象发育。4）海拔高，空气稀薄，含氧量低。5）环境脆弱，抗热干扰能力差，扰动后恢复困难，一经破坏，难以恢复，有的甚至永远无法恢复。本段多年冻土地温在-0.3～-1.5℃，具有地温高、退化速率快、对热干扰更敏感、热稳定性更差等特点，具有强烈的垂直地带性。主要为岛状不连续多年冻土和大片连续多年冻土，冻土类型以少冰、少冰-多冰冻土和富冰-饱冰冻土为主。在多年冻土区，许多严重的工程问题，都是由高含冰量多年冻土的退化和融化引起的。尽量少改变现存地表的状态（植被覆盖、水体分布、沼泽湿地分布、裸露地表的岩性成分和密实度等），尽量减少对地基多年冻土的热干扰，是维持多年冻土和冻土工程稳定的重要方法。缺少对多年冻土环境和多年冻土工程特性的充分认识，将导致极高的施工和养护费用，有时甚至使冻土工程毁坏而不得不废弃重建。多年冻土区土木工程的设计和施工，其核心问题是维持和改善多年冻土的地温场，以确保建筑物地基多年冻土的稳定。在很多情况下，都是通过维持地基的冻结状态和控制地热状态变化在一个可接受的限度内，来解决多年冻土上建筑物基础的稳定问题的。尽量维持多年冻土区自然环境不变是保障冻土工程稳定的正确途径。共和至玉树（结古）高速公路是我国第一条穿越多年冻土区的高速公路，公路修筑等级高，技术难度大，对设计、施工质量，服务水平和服务功能提出了更高的要求。第三章多冰、少冰路基施工技术研究1.工程概述本多冰、少冰地区海拔高，气候寒冷，年平均最低气温-10.3℃～-6.1℃，地区海拔位于4132～4320m之间。据相关试验资料的研究分析，该地区多年冻土地温在-0.3℃～-1.5℃ 具有冻土地温高、退化速率快、对热干扰更敏感、冻土热稳定性更差等特点，具有强烈的垂直地带性。多冰、少冰冻土冻结深度约2.0～3.0m，融化等级为I～II级，不融沉或弱融沉。本合同段多年冻土分布总长28.2km，基中少冰、多冰冻土段长16.8km。具体里程段及路基形式见下表：少冰、多冰冻土路段分布表序号起止桩号处理长度m冻土类型路基形式1K336+000-K337+9001900少冰、多冰冻土一般路堤2K358+500-K362+8004300少冰、多冰冻土一般路堤3K364+300-K364+490190少冰、多冰冻土一般路堤4k364+490-k364+740250少冰、多冰冻土低填浅挖及路堑5K364+740-K364+950210少冰、多冰冻土一般路堤6K364+950-K365+180230少冰、多冰冻土低填浅挖及路堑7K365+180-K365+340160少冰、多冰冻土一般路堤8K365+340-K365+540200少冰、多冰冻土低填浅挖及路堑9K365+540-K366+280740少冰、多冰冻土一般路堤10K366+280-K366+620340少冰、多冰冻土低填浅挖及路堑11K366+620-K371+3604740少冰、多冰冻土一般路堤12K371+360-K371+680320少冰、多冰冻土低填浅挖及路堑13K371+680-K373+4801800少冰、多冰冻土一般路堤14K373+480-K373+665185少冰、多冰冻土低填浅挖及路堑15K373+665-K373+866201少冰、多冰冻土一般路堤16K373+866-K374+000134少冰、多冰冻土低填浅挖及路堑17K374+000-K374+900900少冰、多冰冻土一般路堤18合计16800本标段少冰、多冰冻土段路基土石方数量大，挖方较多，借土填方多，路基施工采用机械化作业，充分考虑工期要求与气候条件影响，配足设备，加快施工进度，确保工期。路基施工以机械化施工为主，并满足高效、快速的施工原则，在设备选型上，充分考虑高原缺氧和气压低造成的功率损失等因素，尽可能先用功率大、效率高的机械。数量上根据理论计算与实际相结合，并按效率降低50%－60%进行配备，确保生产能力大于进度指标要求，满足施工需要。 根据不同类型冻土路基施工的特点：在少冰和多冰冻土地段，允许破坏多年冻土，并按一般路基进行设计和施工。1.路基清表及草皮移植技术青藏高原海拔高，空气稀薄，气候寒冷、干旱，动植物种类少、生长期短、生物量低、生物链简单，生态系统中物质循环和能量的转换过程缓慢，至使本地区生态环境十分脆弱、敏感。长期低温和短促的生长季节使植被一旦破坏，很难恢复，而且会加速草地沙化和水土流失。根据少冰多冰冻土路基设计，对少冰多冰冻土路基进行清表：原地面的表土、草皮，按设计图纸所示的深度和范围清除。为尽可能的减少对高原地区生态环境的破坏，我项目部采取对表土及草皮进行保护的原则。对于沙化地区的草皮，由于土质条件不良，植被稀少，草皮无法成块掘取。同时为保证施工进行，我项目部采用挖掘机进行清表，表土集中堆放在路基两侧，成梯形堆码整齐，为日后路基边坡覆土作准备。由于本地区风沙较大，为避免对环境造成污染，我项目部采取黑色防晒网进行覆盖，防晒网两侧用土块压实，定期对表土进行洒水，保持表土潮湿。少冰多冰沙化地区清表对于土质情况良好且植被发育的地区，我项目部采取草皮移植回铺的技术，移植、种植草皮能保证植被及时恢复，最大限度地减少对环境的破坏。 一、草皮移植回铺施工工艺：草皮移植回铺施工工艺流程图二、操作要点1.掘取草皮前，根据施工范围，用白灰放样出草皮切割的范围和大小。在施工方便的情况下，所取草皮的块度要以人工能搬运、回铺为主，同时要减少对草皮根系的切割，草皮块度的大小一般为0.5×0.5m,以确保草皮切割的规则性和完整性。2.掘取草皮时，应注意草皮的厚度，草皮的厚度以20～25cm为宜。3.草皮堆放。草皮堆放到事先计划好的地方，人工堆码整齐，每20m长为一堆，高度4～5层，宽度1m（两块平放宽度），表面覆盖防晒网。草皮堆之间留1m宽过道，方便工人洒水养护。草皮堆放地方由各工区现场副经理根据施工现场实际情况划分。4. 草皮移植前应先回铺10cm左右的腐殖土，并根据实际情况施一定底肥，回填的腐殖土人工平整。回铺草皮时，应严格按照自下而上的原则进行，回铺时根据草皮的实际厚度对腐殖土厚度适当调整，确保草皮厚度加腐殖土厚度之和在30cm左右，即草皮上表面与设计相吻合。1.洒水、施肥养护。草皮回铺到位后，要保证草皮的存活，必须为它提供足够的水份和养料。洒水时不仅要控制水量，还要注意水质，同时控制水的温度（水温应与草皮土壤温度相近，一般以10℃～20℃为宜)。每天洒水不得少于3次。在回铺期及生长初期适当施加有机肥料，在幼苗期则施加以无机磷、氮为主的种肥。路基边坡覆盖草皮由于移植草皮是对施工中路基基底将要破坏的草皮进行利用，变废为宝，其施工工艺相对人工植草草皮成活率高，再生能力强，植被恢复快，大大降低了生产成本，缩短了施工工期，具有较好的经济效益。同时，及时恢复草皮，也符合共玉线绿色环保的设计理念，具有较好的社会效益。1.其它工艺及质量保证措施3.1砂砾垫层施工技术根据设计文件要求，清表后填筑50cm砂砾，然后进行冲击碾压。其目的是减小路基热融下沉，减少填料蓄热对地基多年冻土的影响。 砂砾材料的选用：设计文件推荐使用里程K387+100处花石峡河沟的河滩砂砾，该处料场距工地平均运距31km。经项目部实地调研，K336+900处、K357+800处、K368+300处路线右侧存在砂砾材料，为了确定最佳的施工方案，缩短运距，节约成本，同时保证现场施工质量，我部工地试验室对我标段内三个砂砾料场（编号A、B、C）分别取样，进行标准击实、液塑限、颗粒分析、压碎值试验，结果如下列图表所示。（1）A砂砾料场A砂砾场击实试验一A砂砾场击实试验二 A砂砾场液塑限试验筛孔(mm)5331.5194.750.60.075上限(%)1001008550255中值(%)10095754016.52.5下限(%)10090653080A砂砾(%)10091.667.932.710.52.2A砂砾场颗粒分析试验经试验知，A砂砾场砂砾最大干密度为2.25g/cm³,最佳含水率为4.3%，压碎值21.3%，液限WL 为23.4%，塑限WP为19.9%，塑性指数Ip为3.5，X轴两点间含水率差0.2，塑限含水率时入土深度HP为9.44mm，该砂砾级配偏下限，虽然满足设计要求，但砂砾较粗，摊铺碾压过程中不易板结，不易压实。（2）B砂砾料场B砂砾场击实试验一级配砂砾击实曲线图B砂砾场击实试验二 B砂砾场液塑限试验筛孔(mm)5331.5194.750.60.075上限(%)1001008550255中值(%)10095754016.52.5下限(%)10090653080B砂砾(%)10098.683.447.223.14.1B砂砾场颗粒分析试验经试验知，B砂砾场砂砾最大干密度为2.22g/cm³,最佳含水率为4.5%，压碎值25.1%，液限WL 为21.8%，塑限WP为17.5%，塑性指数Ip为4.3，X轴两点间含水率差0.1，塑限含水率时入土深度HP为10.33mm，该砂砾级配偏上限，虽然满足设计要求，但砂砾较细，摊铺碾压过程中表面松散，不能形成稳定结构，不易压实。（3）C砂砾场级配砂砾击实曲线图C砂砾场击实试验一级配砂砾击实曲线图C砂砾场击实试验二 C砂砾场液塑限试验筛孔(mm)5331.5194.750.60.075上限(%)1001008550255中值(%)10095754016.52.5下限(%)10090653080C砂砾(%)10093.671.838.615.72.0C砂砾场颗粒分析试验经试验知，B砂砾场砂砾最大干密度为2.21g/cm³,最佳含水率为5.1%，压碎值22.1%，液限WL为28.8%，塑限WP为21.7%，塑性指数Ip为7.1，X轴两点间含水率差0.3，塑限含水率时入土深度HP为6.81mm，该砂砾级配偏中值，各项指标均满足设计要求，摊铺碾压过程中容易压实，结构稳定，板结性能好。 经过对三个砂砾料场的试验，对比可知，三个砂砾场的砂砾材料均可用于砂砾垫层施工，但考虑到施工过程中工艺、质量以及成本的控制，A、B料场砂砾虽然满足要求，但施工过程中不易控制，费工费时，C料场砂砾易于控制，质量也有保证，因此，应采用C料场砂砾。通过砂砾料场的重新选址，我部砂砾材料运距平均节省18km，创造经济效益的同时还加快了施工进度，实现了成本目标与进度目标的双赢。砂砾垫层填筑：砂砾垫层填筑前将清表后的坑、洞、穴等填平，然后全断面整体铺筑砂砾，砂砾厚度50cm。砂砾垫层碾压：砂砾垫层顶部采用冲击碾压（长度小于100m时可采用重型碾压）。冲击碾压的注意事项如下：①用冲击式压路机进行冲击碾压，冲击碾压距路肩外边缘宜保持1m的安全间距，行驶速度应在10~12km/h。若工作面起伏过大，应停止冲压，用平地机刮平后再继续施工。扬尘严重时应洒水。冲压时应注意冲击波峰，错缝压实，冲压5遍应改变冲压方向。冲压应从路基的一侧向另一侧转圈冲碾，冲碾顺序应符合“先两边、后中间”的次序，以轮迹重叠1/2铺盖整个路基表面为冲碾一遍，冲碾25遍。（见图4.3.1-4）②冲击碾压完后应保证地表以上外露石渣层厚度不小于30cm。③冲击碾压完成后对石渣垫层进行找平并整修边坡，保证片石通风层底面边线符合设计及规范要求，直线段直顺平整，曲线段圆滑。图4.3.1-4冲击碾压示意图3.2土工格栅的应用土工格栅价格低廉，可广泛使用。在路基内部铺设土工格栅，目的是为了发挥土工格栅良好的抗拉性能，遏制不均匀沉降而使路基产生裂缝，提高冻土路基的整体稳定性。(1)材料要求施工时选用宽度不小于4m的钢塑土工格栅，其抗拉强度均大于80KN/m, 延伸率小于等于10%，质量应符合设计《交通工程土工合成材料土工格栅》JT/T480-2002要求。(2)土工格栅铺设①土工格栅铺设前填料表面必须平顺，不得有坚硬凸出物，严谨机械设备直接在表面碾压。②铺设方向及顺序：土工格栅铺设按照路线纵向铺设，先铺两边，后铺中间。③铺设时土工格栅应拉直平顺，紧贴下承层，不得有裙皱，连接处必须按照规范要求搭接20cm～30cm（见图4.3.6-12）图4.3.6-12土工格栅铺设④工中应采取措施防止土工格栅受损，若土工格栅长度不够路基宽度时可以进行搭接，接缝应尽可能靠近路基中部，不能设在路堤边坡范围内。⑤根据设计长度确定加筋材料的剪裁长度，避免在主受力方向连接；必须连接时，连接处强度不得低于材料极限抗拉强度的80%。⑥横向相邻两幅加筋材料应相互搭接，搭接宽度不宜小于15cm；不同层面的搭接位置应相互错开。⑦土工格栅铺设后应及时进行填筑施工，以避免其受阳光长时间的直接暴晒，若阳光直接暴晒的时间超过24小时，则应拆除已铺设的土工格栅，重新铺设新的土工格栅。施工过程中，土工格栅上面严禁机械设备碾压，以防土工格栅变形。 3.3粗粒土填筑路堤施工粗粒土填筑路堤前，我部试验室对各料场材料进行试验分析，取得相关数据，为试验段填筑提供理论依据。普通土施工选取K357+500～K357+700里程段做为试验段路基。(1)取土场填料来源于K357+800取土场，该取土场填料储量大、材质较好，为主要料源地，可作为一般路基填料。(2)填筑前的准备①测量放样测量人员根据复合无误的，并经总监办监理工程师批准的水准点及控制点放出中线、边线及标高，并按桩号逐点打桩。②临时排水设施为保证路基施工不影响原有的排水系统，雨天不影响已完成的路基施工质量，在正式开始路基填筑前要进行排水设施的建设，包括临时排水沟、截水沟并结合永久性排水系统。(3)土方填筑（图3.1.2-1）①前一层土方碾压经监理工程师检验达到要求后，方可开始下一层土方填筑。首先图3.1.2-1填方填筑标准化施工 由测量队伍用全站仪重新进行放样，确定每20m中桩、边桩以及坡脚位置，为保证路基边缘压实度，路基两侧各加宽填筑30cm。用水准仪测出该层填铺厚度控制桩的标高（松铺系数初步定为1.16）；②自卸汽车每车装土20m3，按松铺厚度30㎝计算，则每车卸料面积为67m2。在填土范围内按10m×7m方格洒灰线，施工现场由专人指挥车辆按网格卸土；③填筑采用纵向全断面水平填筑，宽度比设计宽度每侧宽30cm。(4)标高、松铺系数及平整度①首先测出填料前各横断面左中桩、边桩标高，并标记出下一层松铺厚度的位置、每一层填料完成后，必须重新对填料松铺厚度顶面标高进行复核。②根据填筑前后高程差计算压实厚度，推算松铺系数。松铺系数=（松铺高程-下承层高程）/（压实后高程-下承层高程）。③摊铺填料时采用装载机粗平，平地机精平和人工修补相结合的施工工艺。(5)碾压及压实度①土方填筑K357+800取土场土样最大干密度为2.040g/cm3，最佳含水率为5.3%；填料经过洒水，经检测含水率在最佳含水率±2%时开始辗压；先用装载机(ZL50型)推平，再用平地机(PY190型)整平，设双向路拱横坡（2%），当初平好的铺筑土层在最佳含水量左右时(由试验人员抽检)，用压路机(22t)静压一遍，再用振动碾压二遍后，试验人员开始用灌沙法跟踪检测压实度，直到达到标准，最后再用压路机静压一遍收光；辗压时先慢后快、先轻后重、由两侧至中间、轮迹重叠1/3～1/2、最大速度不超过4km/h，辗压时应确保均匀，无漏压、无死角、无明显轮迹。②压实度（图3.1.2-1）土方填筑压实度检测采用灌砂法，根据96区要求控制压实度达到96%以上。每次检测压实度时每200m需检测4个点；做压实度试验检测时，确保标准砂粒径符合规范要求，确保打洞深度和规格（h=150cm的圆柱体）；每层辗压开始后，试验工程师在振动辗压第二遍过后，每碾压一遍检测一次压实度和含水率，并将检测结果及时通知路基负责人并做好记录。(6)数据统计①压实度及含水率序号 层数碾压第二遍压实度/含水量碾压第三遍压实度/含水量碾压第四遍压实度/含水量碾压第五遍压实度/含水量1191.5/5.791.4/6.090.9/5.390.6/5.190.8/5.592.5/5.493.0/5.792.5/6.193.0/5.492.5/5.094.5/5.794.0/5.194.5/5.394.0/5.694.8/5.296.5/6.196.6/5.797.2/5.398.2/5.696.9/5.42291.5/5.391.3/5.890.8/4.890.7/5.291.5/5.693.0/6.092.5/5.393.6/5.192.9/5.893.5/4.795.1/4.794.8/5.794.5/5.894.9/5.195.3/5.096.2/5.796.8/6.096.7/4.897.3/5.396.9/4.83391.5/4.590.5/5.490.7/5.790.2/4.890.5/4.993.5/5.492.9/5.893.8/4.793.4/5.093.5/5.795.5/5.794.9/5.295.8/4.895.1/4.695.6/5.896.5/4.796.7/5.696.9/5.397.3/5.796.4/5.1表3.1.2-1压实度及含水率表据以上数据分析：第二遍压实后压实度平均为91.0%；第三遍压实后压实度平均为93.2%；第四遍压实后压实度平均为94.9%；第五遍压实后压实度平均为96.9%。通过对以上结果的分析，第三遍压实后压实度能够达到93%、第四遍压实后压实度能够达到94%、第五遍压实后压实度能够达到96%。②松铺系数桩号下层标高(m)本层松铺高程(m)压实后高程(m)松铺厚度(cm)压实厚度(cm)压实系数K357+500左桩4150.9624151.2614151.51929.925.81.16中桩4151.1804151.4774151.73529.725.81.15右桩4150.9644151.2614151.51929.725.81.15左桩4151.7744152.074152.32529.625.51.16 K357+550左中桩4151.9904152.2884152.54329.825.51.17右桩4151.7754152.0714152.32629.625.51.16K357+600左桩4152.6864152.9854153.24329.925.81.16中桩4152.9004153.1974153.45129.725.41.17右桩4152.6834152.9814153.2429.825.91.15K357+650左桩4153.7174154.0164154.27429.925.81.16中桩4153.9304154.2264154.48129.625.51.16右桩4153.7164154.0134154.26929.725.61.16K357+700左桩4154.6554154.9534155.20829.825.51.17中桩4154.8704155.1664155.42329.625.71.15右桩4154.6564154.9544155.21329.825.91.15表3.1.2-2松铺系数表通过试验段土方填筑的施工，据以上数据分析得出：最合适松铺厚度为30cm，松铺系数为1.16。1.本章小结本课题针对青藏高原少冰多冰冻土路基所处环境的特点，对施工过程中的各个环节进行优化分析。从冻土的草皮管理、砂砾的料场选择、土工格栅的应用、试验路段的施工等方面进行全面的诠释。通过对草皮的移植，减少了种植草的工程量，提高了草皮的存活率；通过对砂砾料场的重新选址，节省了砂砾材料的运距，创造经济效益的同时加快了施工进度；通过土工格栅的应用，减小路基不均匀沉降，提高路基整体稳定性；通过粗粒土试验路段的施工，为大面积施工提供理论依据。 第四章富冰、饱冰路基施工技术1．工程概述本路段位于青藏高原河源山原草甸区，具有高海拔，低气候的特点。路线海拔位于4134m～4485m，年平均最低气温在-10.3℃～-6.1℃之间，有特殊的地理环境和气候条件，形成了不同类型的冻土区。K347+100～K354+550、K355+950～K357+500两段路基冻土形式为“富冰、饱冰冻土”冻结深度约2.0～3.0m，融化等级为Ⅲ～Ⅳ级，融沉或强融沉，属于极差工程地质路段。路基设计以保护冻土，综合治理为原则。２．富冰、饱冰路基处理方法低温多年冻土地区冻土路基相对比较稳定，采用填土路基、隔热板路基等被动保护多年冻土的工程措施是比较经济合理的；高温多年冻土地区冻土路基不稳定，仅采用被动保护冻土的工程措施已不能满足工程要求，需要采用片块石路基、通风管路基、热棒路基等主动降温的工程措施。2.1隔热层路基隔热层路基是利用工业隔热材料，在不过多加高路堤的情况下，增大路基热阻、减少大气（太阳）热量传入路基下的一种路基结构形式，可在一定时间内起到保护冻土延缓冻土退化的作用。隔热层路在可用于低温多年冻土路段，施工可参照图4.2.1进行.在下列情况下宜使用隔热层路基：1　受路线纵坡控制，路基高度小于路基临界高度或路基设计高度大于3.5m的路段；2　路堑处或翻越垭口处，需要进行保护下伏多年冻土的路段；3　融化盘偏移导致不均匀沉降和引发路基病害的路段。 隔热材料宜采用挤塑聚苯乙烯泡沫（XPS），其导热系数宜小于0.025W/(m·K)，吸水率宜小于0.5%，密度宜大于43kg/m3，其抗压强度宜大于580kPa。隔热板宽度应大于路面宽，宜在路面两侧各加宽0.6m；隔热板应与路基采用相同的横坡；隔热板上下宜采用砂砾填筑，厚度应不小于0.2m。2.2片块石路基　　通风路基中片块石工作原理是利用温度场的不均匀性，从而引起空气密度的不均匀变化并在重力的作用下产生浮力而引起空气对流。通风片块石采用一次性倾填到位，这样即增加施工速度又增加了片石之间的空隙，空气在空隙之间自由流动或受迫流动。夏季，太阳辐射通过路堤表面或坡面以热传导的方式往路堤中部和底部。在热量传递的过程中由于通风片石路基中含有大量的空隙，而空隙中的空气在热量传递中被加热，在向下传递热量的同时被加热的空气上升冷空迅速填补这样就形成里一个热空气上升的过程，这样一来能够长时间维持较低气温。与紧密填筑的砾类土路基相比较，空隙存在着阻断热量传递的作用，相应的减少了传入基地的热量，因此，传入地中的热量较少。冬季，路基中的温度高于外界的气温，密度大的冷空气在冷却路基表面的同时，还进入路基中的空隙，通过热冷循环不断的置换空隙中的热空气，从而进一步冷却堤身和基地。此时导热换热和热对流的方向一致，再进一步利用高原冻土区负积温远大于正积温的气候特征，改变了路堤中的温度场，加速了路基本身热量的散发，较大的增加了基地冷的储存，起到了保护多年冻土的目的。夏季储热的减少和冬季储冷的增加，其综合反映了通风片石路基结构对降低路堤堤身和基地的温度有着明显的作用，起到了保护多年冻土稳定的优势。片块石路基可用于高温冻土区地下泉水发育或地表径流较发育的区段，也可用于治理高含冰量区段融化夹层发育所引发的路基病害，施工可参照图4.2.2进行。 片块石应采用坚硬或较坚硬岩石，粒径宜控制在15~30cm范围内，石料强度不应低于30MPa。片块石层的铺筑厚度宜为1.0~1.5m，分两层铺筑：下层0.8~1.0m,宜采用规格不小于20cm的片块石；上层0.2~0.5m，宜采用规格10~15cm的片块石。片块石层的铺筑层位应根据路基高度、路面结构层百度等合理确定，顶面宜位于路床顶面以下30~50cm。片块石层底部宜铺设砂砾层等辅助防护结构；片块石顶部宜铺设土工布及砂砾层，砂砾层的厚度宜为30cm。2.3通风管路基通风管路基的工作机理是：在寒冷季节冷空气由于具有较大的密度，在自重和风的作用下将管中的热空气挤出，并不断将周围土体中的热量带走，达到保护地基土冻结状态的目的。通风管路基可用于路基高度大于2m的高温高含冰量多年冻土路段。通风管宜采用钢筋混凝土预制管。通风管内径应不小于路基高度的1/8，宜采用0.3~0.4m；配筋和管壁厚度应根据力学计算确定，壁厚宜采用5~8cm；管径与通风管长度的比值应大于0.01。通风管埋设深度应根据当地主导风向与风速、地表径流、风沙及积雪等自然因素综合确定。通风管的埋深宜为3~5倍管径，宜布设在路床顶面以下距地表0.5~0.7m的范围内，底部应设置不小于30cm的中粗砂垫层，通风管伸出路堤边坡长度应大于30cm，施工可参照图4.2.3进行。2.4热棒路基 　　热棒是一种单向传热的元件，当下部环境温度高于上部环境温度时，热棒下部（蒸发段）的管内工质受热后蒸发变为蒸气向上升，当蒸气升入上部空间（热棒冷凝段）后受管外冷风的冷却，冷凝成液体，在重力作用下回到下部空间，通过工质循环的蒸发，冷凝过程将下部环境的热量源源不断地送到上部环境，使下部环境的温度不断下降。因此热棒是一种很好的单向制冷元件，可以把外部的冷量直接传送到地下深处，起到稳定降低地温的作用。　　新建路段，热棒路基可用于极高温多年冻土区或冻土退化区，并宜沿路基两侧埋置；改建路段，热棒路基可用于治理由于融化盘偏移所引起的路基不均匀沉陷、纵向裂缝等病害。施工时应根据热棒的工质、管壳、冷凝器等参数选择适用的热棒。工质宜采用液氨，管壳宜采用碳钢或不锈钢，使用寿命不宜小于30年。热棒的埋设尝试应根据被处治路基的多年冻土人为上限深度确定，宜为上限以下1.0~2.5m。热棒的间距应根据热棒的有效作用半径确定，宜为有效作用半径的1.5~2.5倍；热棒的设置可采用单棒竖置、单棒斜置、双棒竖置和双棒斜置等方式，可参考以下原则：1在不损失热棒制冷效果的前提下热棒宜斜置，斜置角度宜为75°。2在极高温冻土区及冻土退化区应埋置双向热棒，并保持适当的路基填土高度。3在中高温冻土区，当人为上限较大时，可采用双向热棒冷却路基；当融化盘因阴阳坡的影响而偏移时，可在阳坡设置单向热棒。热棒施工可参考图4.2.4进行。3.片块石路基一次成型技术高原冻土具有冻土地温高、退化速度快、对热干扰敏感、稳定性差等特点，并且冻土的温度与厚度受海拔高度的控制。对于以上等特点我国现采用片块石路基、通风管路基、热棒路基等特殊结构路基进行冻土降温已达到保护冻土的措施。我标段有K347+100～K354+550、K355+950～K357+500两处冻土路基，根据施工图设计文件此两处冻土路基采用片块石路基一次成型施工工艺（片块石路基断面图2）进行施工以达到冻土降温的目的。 3.1施工工艺3.1.1片块石施工技术措施(1)料源控制①填料主要来源于K357+800右侧4500m处的石料厂。此处山体岩石裸露，未开采过，储量丰富。材质为石灰岩，岩石整体性较好，质地坚硬，强度较高，饱和抗压强度为63Mpa，可满足通风路基片块石的需求。②施工图设计文件中片块石的要求为弱风化或未风化新鲜硬质岩石，花岗岩、石灰岩、变质岩均可，强度要求达到30MPa，片石粒径为15cm～30cm，压碎值不大于25%，空隙率不小于25%。石料表面应干净无杂物。③加强片石源头的质量控制，在石料厂严格控制石料的强度及粒径，严禁不合格片石出厂。(2)片石填筑①根据测量放样结果，现场预埋φ16钢筋，其上用红油漆标志出片石填筑厚度标志线（设计厚度+预留压实沉降量，假设片石路基冲击碾压沉降量10cm），压实后填筑高度不得小于设计厚度。预埋钢筋沿线路方向每20m布设一根，横向两边桩及中心桩布设钢筋。②片石填筑采用先低后高，先两侧后中央投料、水平不分层的填筑方法一次性倾填到位（见图4.3.2-5）。图4.3.2-5通风片石填筑 ③填筑时，先根据填筑厚度及宽度，虚铺系数等计算填石数量，并在石渣垫层顶面用白灰划出方格网，按方格网填筑。④片石路堤边坡施工时，应将片石卸于路堤中部，然后用挖掘机缓缓将片石送到边坡位置，边坡码砌时,粒径宜选择20～30cm，不要用＜10cm的片石填塞缝隙，否则会影响通风效果。（见图4.3.2-6）图4.3.2-6通风路基边坡码砌⑤当填筑至标志线高度时，先用挖掘机将面层大体整平（可以边倾填边整平）随后人工用小石块进一步找平，并使用小石块将面层较大空隙进行人工填塞，填塞后不得有明显较大的空隙。找平、填塞工作完成后，采用重型压路机（25t以上）静压3遍，振动（强振）碾压4遍。⑥片石通风路基填筑碾压完毕后，在保证平整度的基础下，对材料棱角适当处理后在铺筑土工布，防止刺破。4.片石通风路基沉降观测4.1沉降观测的意义、目的和内容意义：（1）实用上的意义主要是检查通风片石路基的稳定性，及时发现问题，以便采取措施。（2）科学上的意义包括更好地理解沉降的机理，验证片石路基设计的理论，以及建立正确的预报变形的理论和方法。目的：沉降观测的目的是获得片石路基变形的空间状态和时间特性，同时还要解释变形的原因。对于前一个目的，相应的沉降观测数据处理任务称为沉降的几何分析，对于后一个目的，相应的任务称为沉降的物理解释。 内容：应根据片石路基的性质与地基情况来定，要求有明确的针对性，既要有重点，又要作全面考虑，以便能正确反映出片石路基的变形情况，达到监视片石路基的安全运营，了解其沉降规律之目的。4.2沉降观测的特点与公路工程中的测图和施工测量相比，沉降观测有很多自身的特点，现综述如下：1.精度要求高与其他测量工作相比，沉降观测的精度要求高，典型精度要求是1mm或相对精度要求为10-6。2.重复观测重复观测的频率取决于沉降的大小，速度以及观测的目的。在公路工程建成初期，沉降的速度比较快，因此观测频率也要大一些，经过一段时间后，路基趋于稳定，可以减少观测次数，但要坚持定期观测。3.综合应用各种观测方法一般包括几何水准测量、三角高程测量、方向和角度测量、距离测量。各种测量方法都有其优点和局限性。经我们综合考虑决定使用几何水准测量。4.数据处理要求严密沉降量一般很小，有时甚至观测精度处在同一量级，要从含有误差的观测值中分别出沉降信息需要严密的数据处理方法。此外，观测值中经常含有粗差和系统误差，在估计变形模型之前要进行筛选，以保证结果的正确性。5.需要多学科知识的配合在制定沉降观测精度，优化设计沉降观测方案，合理地分析沉降观测成果，特别是进行沉降的物理解释时，沉降测量工作者要熟悉我们的片石通风路基情况。4.3沉降位移监测点布设沉降位移测量采用的是水准测量的方法，多次重复测定埋设在路基体上的观测点相对于基准点的高差随施工段的变化量。在拟订沉降位移测量点的布置方案时，我们要求由施工的组织计划者和测量人员一起提出布设方案。在施工期间进行埋设，观测点应有足够的数量（25m断面基准）以便测出整个片石通风路基的沉降，且能做出数据分析表。4.4水准基点标志的结构和埋设 为了测定片石通风路基的垂直位移，需要在远离移动沉降区的稳定固地点设置水准基点，在路基体上设置观测点。以水准基点为依据测定移动观测区内的观测点的垂直位移。为了检查水准基点本身是否稳定不动，其高程是否变动。可将其成组埋设，设3个点，形成一个边长约为100m的等边三角形（见图1－1）。在三角形的中心与三点等距的地方设置固定测站P,在此测站上可以经常观测三点间的高差，由此便可判断出水准基点的高程有无变动。水准基点标志（见图1－2），深埋路基金属标志（见图1－3）。图1－1图1－2 图1－34.5数据统计为了测定片石通风路基冲击碾压时的沉降，我项目部对全线片石通风路基进行了沉降观测，其结果表明，片石通风路基上进行冲击碾压，完全能够满足设计要求，保证路基的稳定性。片石通风路基沉降观测数据如下表：桩号高程/沉降差碾压前标高第5遍第10遍第15遍第20遍第23遍第24遍第25遍碾压后标高K351+0004173.6844173.619/654173.586/334173.571/154173.566/54173.563/34173.551/24173.550/14173.550K351+0254173.4374173.371/664173.337/344173.323/144173.317/64173.314/34173.312/24173.310/24173.310K351+0504173.1944173.130/644173.096/344173.080/164173.074/64173.070/44173.069/14173.068/14173.068K351+0754172.9574172.891/664172.856/354172.841/154172.837/44172.834/34172.831/34172.830/14172.830K351+1004172.7104172.645/654172.610/354172.594/164172.590/44172.588/24172.587/14172.586/14172.586 K351+1254172.4764172.409/674172.375/344172.361/144172.355/64172.352/34172.350/24172.348/24172.348K351+1504172.2324172.169/634172.136/334172.121/154172.115/64172.113/24172.111/24172.110/14172.110K351+1754171.9834171.930/654171.896/344171.880/164171.875/54171.873/24171.872/14171.870/24171.868K351+2004171.7554171.689/664171.654/354171.639/154171.634/54171.631/34171.628/34171.627/14171.627K351+2254171.5134171.449/644171.416/334171.399/174171.395/44171.392/34171.390/24171.389/14171.389K351+2504171.2754171.208/674171.176/324171.160/164171.155/54171.152/34171.149/34171.147/24171.147K351+2754171.0274170.964/634170.933/314170.920/134170.914/64170.911/34170.910/14170.908/24170.908K351+3004170.7864170.720/664170.688/324170.674/144170.670/44170.668/24170.667/14170.666/14170.666K351+3254170.5694170.488/634170.456/324170.440/164170.435/54170.433/24170.431/24170.430/14170.430K351+3504170.3124170.247/654170.215/324170.200/154170.194/64170.191/34170.189/24170.188/14170.188K351+3754170.0714170.007/644169.975/324169.959/164169.954/54169.951/34169.948/34169.947/14169.947K351+4004169.8314169.765/664169.731/344169.718/134169.713/54169.710/34169.709/14169.707/24169.707K351+4254169.5884169.525/634169.494/314169.480/144169.476/44169.473/34169.470/34169.469/14169.469K351+4504169.3504169.285/654169.252/334169.238/144169.232/64169.230/24169.229/14169.227/24169.227 K351+4754169.0134169.047/664169.016/314169.998/164169.994/44168.992/24168.990/24168.989/14168.989K351+5004168.8734168.809/644168.775/344168.758/174168.753/54168.750/34168.748/24168.747/14168.747因数据量较大，现只取K351+000~K351+500段片石通风路基20个断面中点监测结果。从上表中可以看出，片石路基的沉降差随冲击碾压的遍数增加而逐渐趋于稳定。最终满足设计要求（冲击碾压最后两遍的沉降差小于2mm）。冲击碾压遍数与沉降差、沉降量曲线关系图7．结束语通风片石采取保护冻土、主动降温的保温原则，有效的维持了冻土路基在设计年限内的稳定性。本项目片块石路基在施工时采取一次成型的施工工艺，过程中严格控制石料和粒径和片石路基的填筑高度，通过沉降观测测定片石路基冲击碾压的效果，以保证路基的总体质量。 第七章高原地区沥青路面施工技术1．工程概述本路段位于青藏高原河源山原草甸区，具有高海拔，低气候的特点。路线海拔位于4134m～4485m，年平均最低气温在-10.3℃～-6.1℃之间，有特殊的地理环境和气候条件，形成了不同类型的冻土区。沥青路面施工应考虑多年冻土区气温低、降温速率快、昼夜温差大、日照强烈、紫外线辐射强、冻土路基不均匀融沉变形等特殊使用条件，以及有效施工期短、施工温度低、养生条件有限等特殊施工条件。2.本地区沥青路面施工的难点（1）施工温度低：多年冻土地区常年低温，即使在路面的可施工季节，气温也较低，本地区6~9月的月平均气温在0~6℃之间，其中气温最高的7月日最高气温公为11~20℃，且夜间经常出现负温。因此，多年冻土地区路面施工温度明显低于一般地区，满足现行规范的施工温度要求较为困难。（2）施工工期短：本地区多年冻土路段的最佳施工时间为每年的5~9月，而路面基层与面层的适宜施工时间为6~9月。即使在这几个月，多年冻土地区气温仍较低，日温差也较大，夜间往往出现负温，有效施工时间短。同时，本地区的降水又集中在7~9月，且雨雪无常，明显影响路面施工的连续性。因此，多年冻土地区沥青路面的施工期限明显短于一般地区。（3）碾压成型困难：多年冻土地区气温低，加上多风、风大，热拌沥青混合料施工过程中的温度损失明显快于一般地区，使沥青混合料碾压成型困难。同时，多年冻土地区气候干燥，蒸发率高，使水稳基层施工中水分损失比一般地区速度快，且损失量大，对水稳基层材料的强度形成有显著影响。（4）养生条件有限：在多年冻土地区特殊的自然条件下，水稳基层保温保湿养生难度明显大于一般地区，水分蒸发损失容易引起干缩裂缝，大温差使半刚性板体内产生较大的温缩应力，而频繁冻融循环将导致水稳基层产生早期损伤。3．水泥稳定基层施工方案的选择及施工3.1施工机械的选择 该路段属于高海拔地区，全年可施工路面时间为5月~8月，扣除天气影响及设备影响，有效施工时间仅为80天。高海拔地区设备有效功率小于平原地区，机械故障后更换配件困难，所以施工时尽量选用新设备进场，以保证施工的连续性。在施工水泥稳定碎石基层机械上项目部选用：600型水稳搅拌站2座、徐工953E摊铺机2台、25T单钢轮压路机2台、徐工XP301胶轮压路机一台、运输车30台、20T洒水车3台。3.2原材料及配合比因高海拔地区常年冻土，原地表沙粒在冰冻状态下只能下挖1-1.5米深，解冻状态下下挖深度不超过3米（解冻时间为7月），为不影响施工进度，在减少征地面积的前提下，需在前一年的将施工所需沙粒备足。在化冻期备足所需沙粒水泥稳定碎石底基层级配原材料集料试验结果表原材料筛分试验结果表 水泥剂量水泥剂量分别按照3.5%、4.0%、4.5%三种比例，7天静压法无侧限抗压强度得出结论，水泥剂量为4.0%时，强度满足设计要求。水泥稳定沙粒击实试验结果水泥稳定沙粒7天静压无侧限抗压强度试验结果施工准备保证前场运输车充足，因高原地区紫外线强、常年强风，决定了在水泥稳定沙粒底基层施工过程中避免出现现场断料的情况。 充足的运输车如出现短时间断料，必须对碾压面进行现场补洒水分，保证水泥稳定沙粒底基层表面碾压过后不会出现松散，避免出现外观及质量上的缺陷。摊铺之前必须对工作面进行洒水，防止沙粒垫层过干，吸收水泥稳定沙粒底基层混合料里的水分，导致水泥稳定沙粒底基层底部松散。施工前施工面洒水 如不洒水所取芯样底部松散施工后养生由于高海拔地区气候影响，高原施工水泥稳定基层的洒水养生次数要超出平原地区一倍甚至更多，只有在养生完全的情况下，才能保证水泥稳定基层的质量。4．沥青混凝土面层施工方案的选择及施工我标段沥青路面有5cm中粒式AC-16沥青混凝土下面层和4cm细粒式AC-13沥青混凝土上面层组成，主线、停车港湾及联络线设计用量8.5万吨。4.1原材料试验及配合比（1）沥青配合比设计采用新疆克拉玛依110#普通沥青，经试验检测，该沥青各检验指标符合设计及JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》要求。试验项目规定值实测值针入度（25℃、5s、100g），0.1mm100-120112软化点（R&B），℃≥434915℃延度，cm≥100>10010℃延度，cm≥4072密度（15℃）g/cmз实测0.998（2）集料： 配合比设计采用K357+800碎石场碎石，其粒径分别为9.5-19mm、4.75-9.5mm、2.36-4.75mm、0-2.36mm，经试验检测，集料各项指标符合设计及JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》要求。粗集料试验结果：检测项目规定值9.5-19mm集料实测值4.75-9.5mm集料实测值2.36-4.75mm集料实测值表观相对密度≥2.602.7932.7862.748毛体积相对密度/2.7562.7382.682吸水率(%)≤2.00.460.590.84针片状含量(%)粒径>9.5mm≤126.1//粒径<9.5mm≤18/5.3/压碎值(%)≤30/18.9/细集料试验结果：检测项目表观相对密度毛体积相对密度吸水率亚甲蓝棱角性规定值≥2.50//≥30实测值2.6792.6361.202.5/AC-16目标配合比设计过程1、确定设计级配根据工程所设计的级配范围选择3组不同的级配曲线，分别为上限级配、中值级配、下限级配。三组级配的设计结果如下：筛孔尺寸191613.29.54.752.361.180.60.30.150.0759.5-19mm10088.857.611.21.81.00.90.90.90.90.44.75-9.5mm10010010097.510.81.31.01.01.01.00.52.36-4.75mm10010010010098.416.36.43.01.81.40.80-2.36mm10010010010010092.879.258.441.834.819.9上限级配31:20:15:3410096.586.972.051.634.628.420.81512.57.1 中值级配36:29:12:231009684.767.338.524.119.614.410.48.84.9下限级配43:24:13:2010095.281.861.236.221.417.212.79.27.84.4级配范围100-100100-9092-7680-6062-3448-2036-1326-918-714-58-4根据以往经验和当地的气候条件选择4.5%沥青用量，制作马歇尔试件测定各项指标，试验结果如下：试验项目矿料合成毛体积相对密度沥青用量（%）相对密度空隙率%矿料间隙率%沥青饱和度%稳定度KN流值mm理论值实测值规定值////3-6设计空隙率规定值65-75≥81.5-4.04≥13.55≥14.56≥15.5上限级配2.8004.52.6382..5284.213.869.713.163.1中值级配2.8134.52.6462.5344.214.069.815.332.6下限级配2.8174.52.6482.5244.714.567.514.652.6根据上述试验结果，初选中值级配作为设计级配。2、马歇尔试验，确定最佳沥青用量在选定设计级配的基础上，以3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%五种沥青含量进行马歇尔试验，试验结果如下：试验项目矿料合成毛体积相对密度沥青含量相对密度空隙率%矿料间隙率%沥青饱和度%稳定度KN流值mm理论值实测值规定值////3-6设计空隙率规定值65-75≥81.5-4.04≥13.55≥14.56≥15.512.8133.52.6902.4987.114.350.314.012.122.8134.02.6682.5125.814.359.116.072.2 32.8134.52.6462.5344.214.069.815.332.642.8135.02.6252.5313.614.575.213.363.452.8135.52.6042.5263.015.180.511.543.8根据上述试验结果，取OAC1=4.41%，OAC2=(3.3%+4.62%)/2=4.60%，OAC=(4.41%+4.60%)/2=4.50%，以空隙率中值4.5为设计空隙率得出沥青用量为4.4%。对4.4%沥青用量试验结果进行校核计算得：项目被集料吸收的沥青结合料比例Pba%有效沥青用量Pbe%有效沥青体积百分率Vbe%矿料的体积百分率Vg%粉胶比FB集料的比表面积SAm2/kg沥青膜有效厚度DAμm计算值0.563.869.586.01.272.0218.55根据配合比设计结果，按设计级配及设计最佳沥青用量进行马歇尔试验进行检验，其试验结果如下：试验项目矿料合成毛体积相对密度沥青含量相对密度空隙率%矿料间隙率%沥青饱和度%稳定度KN流值0.1mm残留稳定度%理论值实测值规定值////3-6设计空隙率规定值65-75≥81.5-4.0≥854≥13.55≥14.56≥15.5实测值2.8134.52.6512.5314.514.067.614.842.789.44.2准备工作我标段地处4300m高海拔，常年气温偏低，有效沥青路面施工时间只有7、8月，工期紧，任务重，为了保质保量完成现场施工。项目部提前半年建设沥青拌合站，安装调试，目前各项准备工作均已完成。 林泰格3000型沥青拌合楼 沥青拌合站备料仓 4.3施工工艺1.测量放样根据复测后的导线点、水准点，对试验路段进行中线恢复，每10m设一桩，并在基层半幅宽度两侧钉钉子（系红布条，作为指示桩），在钉子外侧10cm处打钢钎，用白灰线画出下面层的边缘线，使钢钎支架凹口位于钉子正上方，根据该点位的设计标高计算出松铺标高+铝合金厚度即为该点挂线标高。2.混合料拌和1）采用间歇式沥青拌和楼进行拌和，拌和时间以混合料拌和均匀、所有集料颗粒全部裹覆沥青为度。拌和后的混合料均匀一致，无花白料、无结团成块或严重的离析现象。在拌和作业中，进行了两次取样试验时，对混合料的质量进行检验，每出厂一车混合料都要对其出厂温度、外观情况进行检查，不合格料不准出厂。2）沥青混合料的拌和结合物先于矿粉进入搅拌仓。先将石料放入干拌11秒（不少于5-10秒），再加入沥青最后加入矿粉继续拌和，拌和时间每锅46秒（不宜少于45秒）。3.沥青混合料运输采用自御车进行运输，装料时车辆前后移动，分三次成“品字型”装最好，以减少混合料离析，装好后加盖篷布，混合料装车前，车周喷洒一层油水混合液（油∶水为1∶3），并将余液清扫干净。为保证施工的连续性，运输车辆的运输能力比拌和能力及摊铺能力有所富余，开始摊铺时排在施工现场等候卸料的运输车为6辆（不少于5辆），施工过程中摊铺前方一般安排4辆运输车等候卸料。在料车卸料前2～5分钟将加盖的苫布打开。运输车辆到达摊铺现场后整齐排放，按顺序往摊铺机中倒料，摊铺过程中运料车在摊铺机前10-30cm处停住，空挡等候。4.混合料摊铺在验收合格的下承层上铺筑AC-25下面层，采用两边走钢线控制高程及横坡的方法施工。在摊铺前，在斗内涂上油水混合液（油：水=1：3）；熨平板清理干净，调整好熨平板的高度、横坡度后，开始预热熨平板。试验段预热时间为40min（一般预热时间30-60min），使熨平板表面温度达到115℃（100℃以上）。 摊铺时摊铺机缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，摊铺速度为2.5m/min（2-6m/min）。对外形不规则、空间受到限制等摊铺机无法工作的地方，采用人工铺筑混合料。卸料前测量混合料温度，设专人指挥运料车及时后退到沥青摊铺机前并及时卸料。5.混合料的压实在摊铺40m后开始碾压。初压：①2台双钢轮压路机前压后振一遍；复压：②1#轮胎压路机碾压一遍；③2#轮胎压路机碾压一遍；④1#轮胎压路机碾压一遍；6.2#轮胎压路机碾压一遍；⑥1#轮胎压路机碾压一遍；⑦2#轮胎压路机碾压一遍；终压：⑧双钢轮静压收光。经过现场碾压和检测检（检测数据见附件）情况来看，该方案满足压实要求，故我部决定采用该碾压方案。压路机采取并列梯队作业方式，避免首尾相接的纵列方式碾压。一进一退为一遍，一轮一行顺次碾压，严禁在一个碾压行上完成所有碾压遍数；换行碾压时，在已碾压完毕的路段上长距离V字型转弯换行双光轮压路机进行喷水压实作业时。为保持碾压温度，前进时喷水，后退时可不喷水；胶轮压路机碾压过程中涂刷防粘剂。碾压时遵循“紧跟、慢压、高频、低幅、均衡、匀速、由边向中、由低向高、阶梯重叠碾压”的原则，先轻后重，先静压后振动，三个阶段连续完成无中断。现场配备1台小型振动压实机具，以用于压路机不便压实的地方，如摊铺机前缺陷处理、桥面防撞护栏附近、桥头搭板、桥梁和挡土墙等构造物接头、拐弯死角、加宽部分及某些路边缘等局部地区。7.接缝处理横向接缝：在已成型的沥青层的端部，先用3m直尺检查，将平整度超过3mm的部分切去，挖除干净，并将切面上的污染物用水洗刷干净。后继施工再涂以改性乳化沥青，待乳化沥青破乳后，摊铺机再就位。8.养生摊铺的混合料表面温度冷却至50℃以下后开放交通，对未冷却成型的路段实行交通管制，禁止任何车辆行驶。9.机械配置投入面层施工机械、设备一览表序号设备名称型号尺寸及功能状况数量备注1拌合楼阿斯太克4000型良好1产地美国2沥青洒布车SX5255GLQ12方良好1西安达刚 3摊铺机中大DT1800良好2中大4双钢轮压路机HD120良好1德国5双钢轮压路机YZC13/17良好1中大6轮胎压路机YL37良好2中大7装载机柳工良好48洒水车东风12T良好29自卸汽车良好20'