公路建设
交通1001 朱天南
路基是公路路面结构与火车行驶的道渣与轨道的基础。
除非有桥梁、隧道或者其他特殊的结构物,路基一般直接筑在现场的土壤或土路基之上。
建造路基是完成公路施工的第一步。
清场
清场的操作要优先于级配与其他结构物的施工。
在郊区的现场清理工作有时仅仅要求移除草丛、灌木丛与其他的植物或农作物,但有时候可能还涉及到树林、树墩以及废弃物的处理。
现在被广泛接受的操作步骤是尽量清除原有的或后来移植所有的植物,反之如果将它们保留了下来,那么作为结果这些植物将会腐败并留下孔洞,进而引起沉降。
有时对有选择性的清理相邻的地区也有所要求。
挖方
挖掘是疏松土与岩石将逐步其运离既有的位置,并将其运往填坑或弃土堆的过程。
挖方工具的选择取决于土体或岩体的天然特性、搬运路程的远近与处理方法。
挖掘对象通常为磐石、松石或普通石块,“普通石块”一词意味着挖方对象没有进行除此之外的特殊分类。
磐石,有时候也被成为坚石,几乎都需要进行彻底爆破粉碎,然后由前端装载机或者挖土机装运至卡车或其它运输工具中。
被爆破的岩石将由推土机进行的短距离移动牵引,安装在推土机前端的片叶使得作业高效化。
松石,包括风化岩与混有漂砾的土等,常由装载机与挖掘机直接挖掘而不进行任何爆破。
但有时候,进一步的松动爆破可能会加快装载速度与降低设备磨损并降低总成本,装载机与挖掘机也能轻易实现普通挖掘作业。
近几年,装备在一台履带拖拉机并由一台或多台拖拉机驱动的松土器已经成功应用于破碎松石与带裂隙的岩体。
这些被破碎的岩体紧接着就由拖式铲运机处理并完成通常的挖掘作业。
预算决定了在普通开挖或土方开挖中的分级过程。
当岩石运送距离小于200英尺(60米)或沿着笔直的陡坡运输时,使用履带车或履带式推土机是一种最廉价的选择。
而对于中长距离运输,由橡胶轮运输工具推动的自载铲运机往往更为节约成本,而在自载铲运机上壮哉电力驱动的长桨叶用以将散土装入铲斗中则更为经济。
当运输距离很远或公用高速公路对轴载有限制时,由前端装载机、挖土机或者传送带装载图到后(底)卸式货车则更为经济。
天气有时也能成为决定性因素,例如橡胶轮运载工具在湿滑的路
基上难以作业。
因此刮拉履带式拖拉机在频受暴风雨侵袭的地区更为适用。
在运土过程中有相当多的变数,例如工程的规模与复杂度、岩土的天然性质、气候条件以及机械操作工与监理的知识与技能等。
因此何为最优的挖方设备并没有一个明确的答案。
路堤
“路堤”这一术语指填在沿道路两侧的低地上用以提高路面结构底层强度的填方。
路堤的材料常来源于道路挖方或设计借土区。
线代使用要求建设路堤时要严格实施与控制。
无论是岩石路堤还是土路堤,都是由一次性建设至全高,在此步骤中材料被倒入临时土方中。
如果对其含水量不加以控制并保证密实度的话,可以预见这样的填方将会经历一个沉降过程。
其最初的路面,如果有的话,也只能是临时路面。
而铺筑在高填方上的路面常在填方完成后的1~2年才开始发生沉降。
在20世纪30年代,工程师们发现可以通过在相对较薄的土层上摊铺材料并在接近最佳含水量时进行压实来获取更好的路堤。
这很大程度上归功于更高密实度产生的土粒间更大的强度与更小的沉降与车辙。
层铺法施工同样额可以取得材料自身及其密度及含水量更好的一致性。
由于随之而来的联接与膨胀更为一致,因而层铺法施工也十分有利。
与之相对的,由倾倒法与厚层铺法施工建造的土方中各点间的材料性质、密度与含水量差异可能非常大。
体积变化的不一致性将会导致接缝处的不均匀沉降或肿胀。
如今,工程师们认同正确的路堤使用应采用层铺法,并将土加湿或干燥只最佳含水量时进行密实,与之对应的施工标准也随之设立。
各个机构也开发了各种不同的测试与控制机械来满足这一要求并适应各地不同的土地状况。
有两种不同的基本方法来保证取得特定的密实度。
一种是预先确定作为结果的相对密实度的最小可接受值,然后通过现场密实度试验来保证取得特定的密实度。
第二种是规定修筑路堤的方式方法。
在这种情况下,预先给定了层厚、控制含水量与特定型号车重的经过车轴数量。
现场控制是其最主要的一环。
1979年,美国联邦公路局开展了“过程方法”与“结果”的可选性中间对比研究。
美国联邦公路局对两种对象分别建设了一块400码的控制路段并固定“在额外压力作用下密度无可观测的增长”时压实才算完成。
这一路段的平均密度如果达到实验室测试值的98%及以上,则将其作为标准密度使用。
反之则必须再次进行新的试验。