第八章 路橋工程施工技術之一

第八章路橋工程施工技術（1）目錄學習要點第一節(jié)路基工程施工第二節(jié)路面工程施工第三節(jié)橋梁工程施工1學習要點本章內(nèi)容包括路基工程、路面工程、橋梁工程。路基工程涉及了施工準備，土石方工程，路基加固及其它工程。在路面工程中，重點分析了瀝青路面、水泥混凝土路面和砂石路面以及粒料改善土路面；橋梁工程主要介紹了橋梁基礎施工，橋梁墩臺的施工，以及橋梁上部結構的施工。2第八章路橋工程施工技術第一節(jié)路基工程施工技術概述：一、道路路基施工的內(nèi)容：主要包括：路基主體工程、取土坑與棄土堆、護坡道及碎落臺、路基綜合排水、路基防護與加固、填方與挖方路基、特殊工程地質地區(qū)的路基、冬季與雨季的施工以及由于修筑路基而引起的改溝或改河工程、土石方工程的施工組織、路基整修、質量檢查、工程驗收等工程項目。34二、路基施工的特點：

1、范圍廣；2、工程量大；3、項目多；4、野外作業(yè)；5、干擾多；三、路基施工的基本方法：（1）按技術特點分類1、人力施工：2、簡易機械化施工：3、水力機械化施工：4、爆破法施工：5、機械化施工：（2）施工方法選擇選擇施工方法，應根據(jù)工程性質，工程數(shù)量，施工期限以及可能獲得的人力和機械設備等條件來綜合考慮。

5四、路基施工的一般程序與內(nèi)容:路基施工的主要內(nèi)容可分為施工前準備工作和基本工作兩大部分，按一般程序介紹如下：（一）、路基施工的準備工作1．組織準備工作2．技術準備工作

(1)施工測量和放樣(2)路基橫斷面的核查(3)施工前的復查和試驗(4）試驗路段3．物質準備工作

6（二）路基施工基本工作：基本工作包括路基和小型人工構造物的施工兩部分。路基施工的主要內(nèi)容為：挖掘路塹，沿路線縱向或橫向運土，填筑路堤，壓實土基，整平路基表面，修整路基邊坡，修筑路基排水及防護設施等。小型人工構造物包括小橋、涵洞、擋土墻等。五、土質路基施工方法

1．路堤填筑

（1）填料的選擇。

（2）基底的處理。

（3）填筑方案

7土質路堤填筑方案可分為：分層平鋪、豎向填筑、混合填筑三種方案。分層平鋪是基本方案，有條件時應盡量采用。豎向填筑是在特定條件下，局部路堤采用的方案。1）水平分層填筑。分層填筑法是按照路堤設計橫斷面，自下而上逐層填筑的施工方法。它可以將不同性質的土，有規(guī)則地分層填筑和壓實，獲得必要的壓實度和穩(wěn)定性。2）豎向填筑。指沿路中心線方向逐步向前深填，路線跨越深谷或池塘時，地面高差大，填土面積小，難以水平分層卸土，以及陡坡地段上半挖半填路基，局部路段橫坡較陡或難以分層填筑等，可采用豎向填筑方案。3)混合填筑。因地形限制或堤身較高，不能按前兩種方法自始至終進行填筑時，可采用混合填筑法，即路堤下層用豎向填筑，而上層用水平分層填筑，使上部填土經(jīng)分層壓實獲得需要的壓實度。81）水平分層填筑要求①用不同性質土填筑路堤時，應分層填筑，不得混雜亂填。②用透水性較小的土填路堤下層時，應做成4％的雙向橫坡；如用以填筑上層時，不應覆蓋在透水性較大的土所填筑的下層邊坡上。③凡不因潮濕及凍融而變更其體積的優(yōu)良土應填在上層，強度較小的土應填在下層。④河灘路堤填土應在整個寬度上連同護道在內(nèi)一并分層填筑，受水浸淹部分的填料，選用水穩(wěn)定性好的土料。⑤橋涵、擋土墻及其他構造物的回填土，以采用砂礫或砂性土為宜，并應適時分層回填壓實，以防產(chǎn)生橋頭過大沉降變形。

9102．路塹開挖（1）橫挖法。11（2）縱挖法縱挖法有分層縱挖法、通道縱挖法和分段縱挖法三種。12（3）混合法133、石方開挖路基石方通常采用爆破法開挖。有條件時宜采用松土法開挖，局部情況亦可采用破碎法開挖。(1)爆破法①淺孔爆破（鋼釬炮）；②深孔爆破；③光面爆破和預裂爆破；④微差爆破；⑤藥壺炮（葫蘆炮）；⑥貓洞炮；⑦洞室炮（藥室法）；（2）松土法、破碎法4、機械化施工常用的路基土方機械，有松土機、卑土機、推土機、鏟運機和挖掘機（配以汽車運土），此外還有各種壓實機具及水力機械等。

14六.基底處理及零填挖路床

3、基底處理及零填挖路床（1）基底處理：路堤基底指路堤填料（土石）與原地面的接觸部分。為使兩者結合緊密，避免路堤沿基底滑動，需視基底土質、水文、坡度和植被情況及填土高度采取相應的處理措施。①填方基底一般均需予以處理。原地面表層的種植土、草皮等應予清除，經(jīng)過水田、池塘、洼地時，應根據(jù)情況采用排水疏干，換填穩(wěn)定性好的土或拋石擠淤、打砂樁、鋪墊砂礫石、碎石等處理措施，確保填方基底具有一定的強度和穩(wěn)定性。②地面橫坡為1：5～1：2.5時，原地面應挖成臺階，臺階寬度不小于lm；地面橫坡陡于1：2.5時，應作特殊處理，防止填方路基沿基底滑動。（2）零填挖路床零填挖地段路床面以下0～30cm的原地面天然密實度若達不到路基壓實度的要求時，應將原地面翻挖壓實，使其壓實度達到要求。15七、橋涵等構造物處填筑

橋臺臺背、涵洞兩側及涵頂、擋土墻墻背的填筑，一般是在這些構造物基本完成后進行。

（1）填料選擇：

一般應選用砂性土或其他透水性材料，特別應注意不要將構造物挖基的劣質土混入填料。當采用不透水性土時，應在土中增加外摻劑如石灰、水泥等。（2）填筑方法：①橋涵填土的范圍：臺背填土順路線方向長度：頂部為距翼墻尾端不少于臺高加2m；底部距基礎內(nèi)緣不少于2m；拱橋臺背填土長度不應少于臺高的3—4倍；涵洞填土每側不應少于2倍孔徑長度。16

②填土要求：a.橋臺背填土應與錐坡填土同時進行；b.涵洞、管道缺口填土，應在兩側對稱均勻分層回填；c.涵頂填土的松鋪厚度應符合規(guī)定，涵頂填土未達到能允許重型車輛或施工機械通行條件時，應嚴格禁止這些車輛或機械通行。d.涵頂面填土壓實厚度大于50cm時，方可通過重型機械和汽車。e.擋墻填料宜選用礫石土或砂類土，墻趾部分的基坑，應及時回填壓實，并做成向外傾斜的橫坡，整個回填結束后，頂部應及時封閉。（3）排水（4）壓實17三、路基壓實1．路基壓實標準其中——土的天然濕密度，g／cm3，一般以環(huán)刀法或灌砂法現(xiàn)場測定；——土的含水量，％，一般以酒精燃燒法或烘干法測定。

18192．路基壓實施工的組織與質量控制（1）壓實施工的組織。1）根據(jù)土質正確選擇壓實機具，掌握不同機具適宜的碾壓士層松鋪厚度及碾壓遍數(shù)。2）組織實施時，采用的壓路機應遵循先輕后重的原則，碾壓速度應先慢后快。3）碾壓路線應先邊緣后中間，超高路段則應先低后高，相鄰兩次的碾壓輪跡應重疊輪寬的1/2～1/3，以保證壓實均勻而不漏壓，對壓不到的邊角輔之以人力及小型機具夯實。4)碾壓過程中應經(jīng)常檢查含水量及壓實度，以符合規(guī)定的密實度要求。20（2）路基壓實質量的控制式中——分別為土的最佳含水量及原狀含水量，％；G——需加水的土的質量。21第二節(jié)路面工程施工技術公路與城市道路路面工程面層類型：瀝青路面、水泥混凝土路面和砂石路面以及粒料改善土路面。其中瀝青路面和水泥混凝土路面用于高等級公路和城市道路，其它主要用于低等級公路。路面結構層可由面層、基層、底基層和墊層組成。

面層是直接承受車輪荷載反復作用和自然因素影響的結構層。瀝青路面基層是設置在面層之下，并與面層一起將車輪荷載的反復作用傳布到底基層、墊層、土基，是起主要承重作用的層次。

基層材料的強度指標應有較高的要求。

底基層是設置在基層之下，并與面層、基層一起承受車輪荷載反復作用，是起次要承重作用的層次。

22底基層材料的強度指標要求比基層材料略低?；鶎?、底基層視公路等級或交通量的需要可設置一層或兩層。當基層或底基層較厚需分兩層施工時，可分別稱為上基層、下基層，或上底基層、下底基層。墊層是設置在底基層與土基之間的結構層，起排水、隔水、防凍、防污等作用。對于水泥混凝土路面面層水泥混凝土是主要承重層，基層（有時也有底基層、墊層）主要是為了路面水穩(wěn)定性和防凍要求而設置的。23一、路面基層（底基層）施工路面基層（底基層）可分為無機結合料穩(wěn)定類和粒料類。無機結合料（水泥、石灰）穩(wěn)定類基層（底基層）：在前期具有柔性路面的力學特性，當環(huán)境適宜時，其強度和剛度會隨著時間的推移而不斷增大，但其最終抗彎拉強度和彈性模量，還是遠較剛性基層為低，因此把這類基層稱為半剛性基層。在我國半剛性材料已廣泛用于修建高等級公路路面基層或底基層。半剛性基層材料特點：整體性強、承載力高、剛度大、水穩(wěn)性好而且較經(jīng)濟。

（一）穩(wěn)定土路面材料的強度形成原理采用一定的技術措施，使土成為具有一定強度與穩(wěn)定性的筑路材料，以此修筑的路面稱為穩(wěn)定土路面。24穩(wěn)定土的方法有多種，按其技術措施的不同可分為：機械方法（如壓實）；物理方法（如改善水穩(wěn)狀況）；加入摻加劑（粒料、粘土、鹽溶液、有機結合料、無機結合料、高分子化合物及其它化學填加劑等）。1.按照粒徑大小分：

無機結合料穩(wěn)定土，按照土中單個顆粒（指碎石、礫石和砂顆粒，不指土塊和土團）的粒徑大小和組成，將土分為下列三種：（1）細粒土：顆粒的最大粒徑小于10mm，且其中小于2mm的顆粒含量不少于95%；（2）中粒土：顆粒的最大粒徑小于30mm，且其中小于20mm的顆粒含量不少于85%；（3）粗粒土：顆粒的最大粒徑小于50mm，且其中小于40mm的顆粒含量不少于85%。25

2.按照穩(wěn)定材料分：（1）、石灰穩(wěn)定土：在粉碎的或原來松散的土中摻入足量的石灰（水泥）和水，經(jīng)拌和、壓實及養(yǎng)生后，當其抗壓強度符合規(guī)定的要求時，稱為石灰（水泥）穩(wěn)定土。（2）、石灰土：用石灰（水泥）穩(wěn)定細粒土得到的混合料，簡稱石灰（水泥）土。（3）、水泥砂：用水泥穩(wěn)定砂得到的混合料，簡稱水泥砂。（4）、石灰砂礫土：用石灰（水泥）穩(wěn)定粗粒土和中粒土得到的混合料，視所用原材料而定，原材料為天然砂礫土時，簡稱石灰砂礫土（水泥砂礫）。（5）、石灰碎石土：原材料為天然碎石土時，稱為石灰碎石土（水泥碎石）。（6）、廢渣穩(wěn)定土：一定數(shù)量的石灰和粉煤灰或石灰和煤渣與其它集料相配合，加入適量的水，經(jīng)拌和、壓實及養(yǎng)生(養(yǎng)護)后得到的混合料，當其抗壓強度符合規(guī)定的要求時，稱石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土（簡稱石灰工業(yè)廢渣）。26

其中，用石灰、粉煤灰穩(wěn)定細粒土（含砂）、中粒土和粗粒土時，視具體情況可分別簡稱二灰土、二灰砂礫、二灰碎石、二灰礦渣等。3.各類穩(wěn)定土形成原理及其影響因素（1）、石灰穩(wěn)定類材料強度形成原理石灰穩(wěn)定類材料包括：石灰土、石灰砂礫土、石灰碎石土等。其強度形成主要指石灰與細粒土的相互作用。A、強度形成原理：（1）物理力學及其化學作用：土中摻入適量的石灰，并在最佳含水量下壓實后，發(fā)生了一系列的物理力學作用及其化學作用。這一系列作用形成了石灰土基層的強度。（2）土體性質改變：由于石灰與土的相互作用，從而使土的性質發(fā)生根本的改變。在初期，主要表現(xiàn)在土的結團、塑性降低、最佳含水量增大和最大密度的減小等。后期變化主要表現(xiàn)在結晶結構的形成，從而提高土的強度與穩(wěn)定性。27（3）石灰土中物理化學反應作用：主要有離子交換、Ca(OH)2的結晶、碳酸化和火山灰反應。使粘土膠粒絮凝，生成晶體Ca(OH)2、CaCO3（碳酸鈣）和含水硅、鋁酸鈣等膠結物，這些膠結物逐漸由膠凝狀態(tài)向晶體狀態(tài)轉化，致使石灰土的剛度不斷增大，強度與水穩(wěn)定性不斷提高。B、影響石灰土強度的因素及對材料的要求1、影響石灰土強度的因素：（1）屬于內(nèi)因的有土質、灰質、石灰劑量、含水量與密實度等。（2）屬于外因的有時間、溫度、濕度與機械壓實及行車作用等。2、對材料的要求：（1）土質各種成因的亞砂土、亞粘土、粉土類土和粘土類土以及含有一定數(shù)量粘性土的中粒土和粗粒土都可以用石灰來穩(wěn)定。一般采用塑性指數(shù)15～20的土，易于粉碎均勻，便于碾壓成型，穩(wěn)定效果較好。28（2）灰質各種化學組成的石灰均可用于穩(wěn)定土。（3）石灰劑量石灰劑量＝石灰質量／干土質量。在生產(chǎn)中常用的石灰劑量應不低于6%，不高于18%，而以10%～14%為經(jīng)濟實用。（4）含水量石灰土的最佳含水量為素土的最佳含水量拌和過程中蒸發(fā)所需的水量（約為1.5%）、與石灰反應過程所需的水量（約為0.2×石灰劑量）三者之和。（５）時間（６）濕度石灰土是一種水硬性材料，其強度形成需要一定的濕度。在一定濕度養(yǎng)生時，強度形成和增長較快。（７）溫度溫度愈高，強度形成愈快，負溫時石灰土強度基本停止發(fā)展。29（2）、水泥穩(wěn)定類材料強度形成原理水泥穩(wěn)定類材料：包括水泥穩(wěn)定砂礫、砂礫土、碎石土、土等，其強度的形成主要是水泥與細粒土的相互作用。A、強度形成原理

水泥礦物與土中的水分發(fā)生強烈的水解和水化反應，同時從溶液中分解出Ca(OH)2并形成其它水化物。水泥的各種水化物生成后，有的自行繼續(xù)硬化形成水泥石骨架，有的則與土相互作用，其作用形式有：離子交換及團?；饔?、凝結硬化反應、碳酸化作用等。B、影響水泥穩(wěn)定土強度與穩(wěn)定性的主要因素及對材料的要求（１）土質除有機質或硫酸鹽含量高的土外，各種砂礫土、砂土、粉土和粘土均可用水泥穩(wěn)定。主要要求粒徑及其顆粒組成應滿足要求。30（2）水泥的成分和劑量的影響水泥的成分和劑量對水泥穩(wěn)定土的強度有重要影響。通常認為，各種類型的水泥都可用于穩(wěn)定土，硅酸鹽水泥的穩(wěn)定效果較好，而鋁酸鹽水泥則較差。用水泥穩(wěn)定粗粒土或中粒土作基層時，應控制水泥用量不超過6%。并且宜采用標號較低（如325）的水泥。（３）含水量的影響保證水泥完成水化和水解作用。（４）工藝過程及養(yǎng)生條件的影響水泥、土和水拌和得愈均勻，水泥穩(wěn)定土的強度和穩(wěn)定性愈高。水泥穩(wěn)定土需保濕養(yǎng)生，使在混合料中能維持足夠的水分，以滿足水泥水化的需要。養(yǎng)生溫度愈高，水泥穩(wěn)定土的強度增長愈快。313、綜合穩(wěn)定類材料強度形成原理及對材料的要求綜合穩(wěn)定類材料：以水泥或石灰為主要結合劑，外摻少量活性物質或其它材料，以提高和改善土的技術性質。（１）石灰粉煤灰（以下簡稱二灰）穩(wěn)定類二灰穩(wěn)定類材料：包括二灰、二灰土、二灰砂、二灰砂礫、二灰碎石等。單純用石灰穩(wěn)定砂性土效果一般較差，而采用二灰綜合穩(wěn)定則效果顯著提高。（２）水泥石灰綜合穩(wěn)定類石灰是水泥穩(wěn)定土中最常用的添加劑之一。在水泥穩(wěn)定之前，先往土中摻入少量的石灰，為水泥在土中的水解和硬化創(chuàng)造良好的條件，從而加速水泥的硬化過程，并可減少水泥用量。摻加石灰還可擴大水泥穩(wěn)定土的適用范圍。一些不適于單獨用水泥穩(wěn)定的土（如酸性粘土、重亞粘土等），若先用石灰處理，可加速水泥土結構的形成。32此外，由于石灰可吸收部分水分并改變土的塑性性質，故用水泥穩(wěn)定過濕土（比最佳含水量高4%~6%）時，先用石灰處理，能獲得良好的效果。

（二）穩(wěn)定土材料的組成設計混合料組成設計的目的是：所設計的混合料組成在強度上滿足設計要求，抗裂性達到最優(yōu)且便于施工。

混合料組成設計的內(nèi)容：是根據(jù)的強度標準，通過試驗選取適宜于穩(wěn)定的材料，確定材料的配合比以及最大干密度和最佳含水量，無側限抗壓強度。具體設計步驟如下：１.制備同一種土樣，不同結合料劑量的混合料。2.采用重型擊實試驗確定各種混合料的最佳含水量和最大干密度。３.按工地預定達到的壓實度，分別計算不同石灰劑量的試件應有的干密度。４.按最佳含水量和計算得的干密度制備試件