公路工程施工技术ppt课件.pptx
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1、1,1,第3章 路基工程施工,3.1 路基施工概述,路基作为公路的重要组成部分,既是公路线形的主体,又是路面的基础。实践证明:没有坚实的路基,就没有稳定的路面。而路基的强度和稳定性是通过施工才得以实现的,因此,路基的施工质量直接关系到路面和整条公路的使用品质和使用寿命。,3.1 路基施工概述,3.1.1 公路路基施工的程序和基本原则,1.公路路基施工的程序(1)施工前的准备工作(2)修建小型构造物(3)路基土石方工程施工(4)路基工程的竣工检查与验收,3.1 路基施工概述,2.公路路基施工的基本原则(1)路基应具有一定的稳定性和耐久性,应能承受行车荷载的反复作用和抗御各种自然因素的长期影响。(
2、2)路基工程应推行机械化施工,只有在条件极其困难的三、四级公路中方可采用人工施工法。(3)路基应按照设计要求进行施工,在确保工程质量的前提下,应因地制宜,合理利用当地的材料和工业废料。(4)路基施工应在符合工艺要求和质量标准的条件下,积极采用经过鉴定的新材料、新技术、新机具和新的试验检测方法。,3.1 路基施工概述,(5)路基施工必须遵守国家相关的土地管理法规,节约用地,保护耕地和农田水利设施。(6)路基施工应保护生态环境,尽量不破坏或少破坏原有的植被地貌。清除的杂物必须分类妥善处理,不得随意倾弃于河流水域之中。(7)路基施工必须贯彻安全生产的方针,制定技术安全措施。加强安全教育,严格执行安全
3、操作规程,确保工程施工安全。(8)公路路基施工必须按批准的设计文件进行。当需要变更设计、改变原定的施工方案或采用特殊施工方法时,应按施工管理程序,报请业主或监理工程师审批。,3.1 路基施工概述,3.1.2 场地清理与路基基底处理,(1)对路基用地范围内既有的房屋、道路、河沟、通讯、电力设施、上下水管道、坟墓及其它建筑物等,均应协助有关部门事先进行拆迁或改造;对路基附近的危险建筑物应予以加固;对文物古迹应妥善保护。(2)路基用地范围内既有的树木、灌木丛等均应在施工前砍伐或移植。(3)对路幅范围内原地面表层的腐殖土、表土、草皮等应进行清理,清除深度一般不小于15cm。,3.1 路基施工概述,(4
4、)原地面上的坑、洞、穴等,应在清除沉积物后,用符合要求的填料分层回填、逐层压实。(5)处于深耕地段的路基,在必要时应先将土翻松、打碎,再整平、压实;公路经过水田、池塘和洼地时,应根据具体情况,采取处理措施,以确保路堤的基底具有足够的稳定性。(6)对路基范围内的泉眼或露头地下水,应按设计要求,采取有效的导排措施后方可填筑路基。当地下水位较高时,应按设计要求认真进行处理。,3.1 路基施工概述,(7)当地面横坡为1:51:2.5时,应将原地面挖成台阶,台阶宽度不小于1m;当地面横坡陡于1:2.5时,还需要作进一步的特殊处理。(8)填方地段的基底应按设计要求整平与压实。一般情况下,二级及二级以上的土
5、质路堤基底的压实度不小于90%;三、四级公路应不小于85%。(9)对于土石混合地基、填挖界面、高填方地基等,都应按设计要求进行处理。在非岩石地基上修建填石路堤时,应按设计要求设置过渡层。(10)在陡、斜坡地段,路堤靠山一侧应按设计要求做好排水和防渗处理。,3.2 路基施工主要机械简介,路基施工机械可分为土方工程机械和石方工程机械。,3.2.1 土方工程机械,推土机是路基土方施工中最常用的机械之一。 常用于土壤、风化岩层、爆破石渣的铲挖与推运,以及松散粒料的移运等工作。,1.推土机,3.2 路基施工主要机械简介,(1)推土机的分类 按行走装置的形式分为履带式和轮胎式两种; 按发动机功率的大小分为
6、小型、中型和大型三种。,(2)推土机的基本作业方法 推土机的基本作业循环由铲土、运土、卸土三个工作行程和一个空载回驶过程组成,3.2 路基施工主要机械简介,1)铲土作业 在此作业行程内,使铲刀切入土内一定深度,以最少的时间和最短的距离使铲刀前堆满土壤,并用铲刀推动土壤前行。推土机铲土主要有波浪式铲土、跨铲铲土和平铲等方法。,3.2 路基施工主要机械简介,波浪式铲土,3.2 路基施工主要机械简介,跨铲铲土法,3.2 路基施工主要机械简介,2)运土作业 推土机运土作业主要有深槽式、并进式、分段式等几种方法。,深槽式,3.2 路基施工主要机械简介,并进式,3)卸土作业 该行程是通过提升铲刀来实现的,
7、卸土的方法因施工条件的不同而异,有分层填土、沟堑填土等多种方法。,3.2 路基施工主要机械简介,(3)推土机的适用范围 推土机一般适用于季节性较强、工程量集中、施工条件较差的施工环境,特别适于50100m的短距离作业。在公路工程施工中主要用于填筑路基、开挖路堑、平整场地、管道和沟渠回填以及其它辅助作业。此外,推土机在公路施工准备阶段可以用以推集乱石和清除树根,在辅助作业中还可以为铲运机和挖装机械进行松土、助铲、牵引等。,3.2 路基施工主要机械简介,2.铲运机,铲运机也是一种循环作业式的土方机械,它能综合完成铲、装、运、卸、铺、压等一系列工序。,3.2 路基施工主要机械简介,(1)铲运机的分类
8、 按照斗容量可分为小容量(3m3以下)、中等容量(414m3)、大容量(1530m3)和特大容量(30m3以上)四种; 按卸土方法可分为强制式、半强制式和自由式三种; 按操作系统的形式可分为钢索滑轮式和液压式两种; 按行走方式可分为拖式、半拖式和自行式三种。,3.2 路基施工主要机械简介,(2)铲运机的基本作业方法 铲运机的作业循环由铲装、运输、卸土和回驶四个过程组成。,铲装,运输,卸土,3.2 路基施工主要机械简介,常见的铲运机运行路线,椭圆形运行路线,“8”字形运行路线,螺旋形运行路线,3.2 路基施工主要机械简介,(3)铲运机的适用范围 铲运机的作业内容主要是平整场地、填筑路堤、开挖路堑
9、等。 铲运机一般用于开挖、级土,在、级土施工时,需要用松土器预先翻松。它适宜于在湿度较小(含水量在25%以下)的松散砂土和粘性土中施工; 但是铲运机不适宜在干燥的粉砂土或潮湿的粘土中作业,更不宜在地下水位较高的潮湿地区或沼泽地带作业。,3.2 路基施工主要机械简介,3.挖掘机,挖掘机是路基土方开挖作业的一种主要机械。其特点是效率高、产量大,但是机动性较差。 按照挖掘机的作业形式可以分为单斗挖掘机和多斗挖掘机,在公路工程施工中普遍采用的是单斗挖掘机。,3.2 路基施工主要机械简介,(1)单斗挖掘机的分类 单斗挖掘机按照行走方式分为履带式、轮胎式、汽车式和悬挂式; 按传动方式分为机械传动挖掘机和液
10、压传动挖掘机; 按工作装置的不同分为正铲挖掘机、反铲挖掘机、拉铲挖掘机和抓斗挖掘机等。,3.2 路基施工主要机械简介,(2)单斗挖掘机的基本作业方法 单斗挖掘机每个循环包括挖掘、回转、卸料和返回四个过程。,反铲挖掘机作业示意图1-斗底;2-铲斗;3-牵引钢索;4-斗杆;5-动臂;6-提升钢索7-前支架;-工作过程,3.2 路基施工主要机械简介,(3)挖掘机的适用范围 正铲和反铲挖掘机的主要挖装对象是级土壤和软石; 拉铲和抓斗挖掘机主要适用于、级土壤和预松后的、级土壤作业。 在公路工程中,当遇到开挖量较大的路堑和填筑较高的路堤时,选用挖掘机与运输车辆相配合是比较合理的组织方案。,3.2 路基施工
11、主要机械简介,挖掘机与运输车辆配合作业,3.2 路基施工主要机械简介,4.装载机,装载机是一种应用范围广泛的机械,它兼具推土机和挖掘机两者的功能,可以完成铲掘、推运、整平、装载和牵引等多种作业。它的优点是适应性强,作业效率高、操作简便。,3.2 路基施工主要机械简介,(1)装载机的分类 装载机按发动机的功率分为小型、中型、大型和特大型; 按行走装置分为轮胎式和履带式; 按卸载方式分为前卸式、回转式、后卸式和侧卸式; 按传动方式分为机械式、液力机械式、液压式和电动式。,3.2 路基施工主要机械简介,(2)装载机的基本作业方法 装载机的作业由铲装、转运、卸料和返回四个过程组成一个工作循环。,3.2
12、 路基施工主要机械简介,(3)装载机的适用范围 装载机不仅能对松散的土石材料进行装、运、卸作业,对岩石、硬土进行轻度的铲掘,还能用来清理、刮平场地以及牵引作业。 一般情况下,装载机整个作业循环(装、运、卸、回)的时间不宜超过3分钟;挖掘机与自卸式汽车相配合时,应注意使装载机的斗容量与自卸式汽车的车厢容积相匹配。,3.2 路基施工主要机械简介,5.平地机,平地机是一种装有一带转盘的铲土刮刀为主,并配备其它多种可换作业装置,进行土地平整和路基整形的连续作业的土方施工机械。,3.2 路基施工主要机械简介,(1)平地机的分类 平地机按照行走方式分为自行式和拖式; 按行走轮数分为四轮式和六轮式; 按转向
13、方式分为前轮转向、全轮转向等。,3.2 路基施工主要机械简介,(2)平地机的基本作业方法 平地机的主要工作装置是刮刀,它可以调整出四种不同的动作,即刮刀的平面回转、左右端升降、左右引伸和机外倾斜。通过这些动作,可以使刮刀在各种不同的位置来实现多种土方作业方式,主要归纳为刮刀刀角铲土侧移、刮土侧移、刮土直移和机外刮土等。,3.2 路基施工主要机械简介,(3)平地机的适用范围 平地机是一种将铲土、运土、卸土等工序可以同时进行的连续作业式机械,能够从事多种土方工程作业。 平地机主要用于开挖路槽,修整路拱,从路线两侧取土填筑矮路堤(高度不超过1m),旁刷边坡,开挖边沟、排水沟、路缘石沟,以及大面积场地
14、平整等。 此外,平地机可以在路基上拌和与摊铺路面的底基层或基层材料,用于清除路肩上的杂草及冬季道路除雪等。,3.2 路基施工主要机械简介,6.压实机械,压实是在外部压力的作用下,克服土粒间的内聚力和摩擦力,破坏原有的结构,使固体颗粒重新排列,彼此挤紧,达到一种较为密实的新的平衡。 压实的目的在于提高土壤的密实度(干密度),从而增强路基的强度和稳定性。,3.2 路基施工主要机械简介,(1)压实机械的分类 按压实作用的原理分为静作用碾压机械、振动碾压机械、振荡碾压机械和夯实机械四类; 按行走方式分为拖式和自行式两类; 按碾轮的形状分为光轮、羊脚、充气轮胎等; 按滚轮的数目分为单轮式、双轮式、三轮式
15、等; 按机重可分为轻型、中型和重型三种类型。,3.2 路基施工主要机械简介,a)单轮式 b)双轮式 c)三轮式光轮压路机,3.2 路基施工主要机械简介,羊脚压路机,轮胎压路机,3.2 路基施工主要机械简介,(2)压实机械的特点及适用范围,1)光轮压路机 是一种静作用的压路机,即以压路机的自重来实施压实作用。适用于一般的公路工程或作为辅助压实之用。 2)羊脚压路机 具有较大的单位压力(包括羊脚的挤压力),压实深度大而且均匀,并能挤碎土块,有着很好的压实效果和较高的作业效率。广泛地用于粘性土的分层压实,但不适用于非粘性土和含水量很高的土。,3.2 路基施工主要机械简介,3)轮胎压路机 机动性好,便
16、于运输,压实作业时土壤与轮胎的同时变形,接触面大,并有很好的揉和作用,压实效果较好。适用于各种土的压实。 4)振动压路机 单位线压力大,振动力影响深,较大的增加了压实深度,而且压实遍数也可以相应的减少。振动压路机种类繁多,在公路施工中应用广泛。,3.2 路基施工主要机械简介,5)夯实机械 夯实机械分为振动夯实与冲击夯实两大类,通常情况下它们的体积小,质量轻,生产率低,主要应用于狭窄工作面的铺筑层的压实工作中。 振动夯实机械适用于非粘性土、砾石、碎石的压实;冲击夯实机械则适用于粘土、砂质粘土和灰土的夯实作业。,3.2 路基施工主要机械简介,3.2.2 石方工程机械,在公路工程施工中,除了土方填挖
17、作业,还需要进行石方的开采与料石、碎石的加工,对石方进行开采和加工的机械设备称之为石方工程机械。 与路基石方紧密相关的工程机械主要有空气压缩机、凿岩机、破碎机等。,3.2 路基施工主要机械简介,1.空气压缩机 空气压缩机是气源装置中的主体,它是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置。,3.2 路基施工主要机械简介,空气压缩机的分类: 按工作原理可分为往复式和旋转式两种类型; 按空气在一个循环内被压缩次数的不同,可分为单级式、双级式和多级式三种类型; 按活塞工作面的不同,可分为单作用式和双作用式两种类型; 按压缩机安装方式的不同,可分为移动式、半固定式和固定式三种类型。,3.2
18、路基施工主要机械简介,2.凿岩机 凿岩机是用来开采石料的专用工具。利用它在岩层上钻凿出炮眼,以便放入炸药炸开岩石,完成开采石料或其它石方工程的任务。此外,凿岩机还可以用来破碎混凝土之类的坚硬物质。,3.2 路基施工主要机械简介,凿岩机的分类:按其动力来源可分为风动凿岩机、内燃凿岩机、电动凿岩机和液压凿岩机四种类型。目前,在公路工程中最常用的是风动凿岩机。,3.2 路基施工主要机械简介,破碎机是一种用来破碎石块的机械,它可以将较大的石块破碎成各种规格的碎石。石块的破碎方法有压碎、劈碎、碾碎、击碎和折碎,而在实际工作中,通常是几种方法的综合使用。 破碎机的分类: 按其结构的不同破碎机可分为颚式、锥
19、式、锤式和辊式四大类。,3.破碎机,3.3 填方路基施工,3.3.1 填方路基施工工艺流程,一般路基填筑施工工艺流程,3.3 填方路基施工,3.3.2 路基填料选择,1.各类路基填土的工程性质,(1)砂土(2)砂性土(3)粘性土(4)粉性土(5)碎(砾)石质土(6)砾石、不易风化的石块(7)膨胀性重粘土(8)易风化的软质岩石,3.3 填方路基施工,2.规范中对路基填料的相关规定与要求,(1)含草皮、生活垃圾、树根、腐殖质的土,严禁作为路基填料。(2)泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土,不得直接用于填筑路基。(3)液限大于50%、塑性指数大于26、含水量不适宜直接压实的
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