公路技术论文

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公路技术论文:宜昌长江公路大桥工程设计与技术特点

一、桥位概况

宜昌长江公路大桥是沪蓉国道主干线在宜昌长江河段跨越长江经湖北省西段进入重庆市的特大型一级公路桥梁，是国家"九五"重点建设工程。桥址位于宜昌市虎牙滩，距城区约15km，上游距葛洲坝22km、三峡大坝40km，下游距枝城长江大桥约45km。二、主要设计标准

1．公路等级：一级公路。

2．荷载等级：汽-超20，挂-120；人群：3.5kN／平方米。

3．大桥设计时速：80km/h。

4．大桥桥面宽度：钢箱梁全宽30m，按四车道布置，两侧风嘴上各设一人行道，桥面净宽26m。

5．接线路基宽：24.5m，四车道。

6．地震烈度：基本烈度为6度，按7度设防。

7．温度：桥位区域极端最低温度一14.6℃，极端最高温度43.9℃，年平均气温16.5℃。

8．风况：设计基准风速为29m／s，成桥颤振检验风速为44m／s。

三、工程设计

1．主桥总体布置

悬索桥主跨跨度为960m，主梁简支在两侧桥塔横梁或交界墩承台上。主桥南岸通过三孔30m简支梁桥同南岸互通工程相接，北岸通过跨度为16，20，25（m）空心板组合的引桥跨318国道、接北岸接线工程。主桥桥梁全长1206m。

2．悬索桥主要设计参数

结构型式：单跨双绞悬索桥；

主缆跨径（m）：246.255＋960＋246.255，主缆矢跨比：1／10；

主缆直径（mm）：655（索夹外，空隙率20％），647（索夹内，空隙率18％）；

主缆中心距（m）：24.4吊索直径（mm）：45；

吊索间距（m）：12.06（边吊索距桥塔中心15．69）；

桥塔高度（m）：北塔112．415（承台顶面以上），南塔142．227（承台顶面以上）；

加劲梁全宽（m）：30.00加劲梁中心高（m）：3.0。

3．结构设计

（l）桥塔结构

由于南北两岸地势条件及地质情况不尽相同，南北两桥塔结构上略有区别：南塔承台以上塔高142．227m，有三道横梁，行车道主梁及南岸引桥支承在下横梁上；北塔承台以上塔高112．415m，设上、中两道横梁，行车道主梁及北引桥支承在交界墩上。南北两塔均采用分离式承台，每一承台长19.1m、宽9.1m、高7m，其下设8根直径2.5m的桩基础。北塔上游塔

柱下桩基长18．6m；下游塔柱下桩基长14．6m。南岸桥塔16根桩基长度均为27m。

两塔身塔柱均为空心矩形箱结构。塔顶顺桥向6m宽，并按1：100的坡度分别加宽至塔脚8.40m（北塔）、8.84m（南塔）。塔顶横桥向等宽5m。塔柱壁厚度按上、中、下三道横梁分为三种，壁厚分别为0.7m、0.8m、1.0m。为有效地扩散塔顶主鞍传递的巨大压力，塔顶设有12.8高渐变段。塔冠设有3．4m高实体段。上横梁高5．4m、宽5．08m；中横梁高7.5m、

宽6．08m，壁厚均为0.8m。南岸下横梁高6.8m，宽7.19m，壁厚为1.0m。

为改善桥塔外观效果，在塔柱的四角及外侧中央设有0.3m*0.5m，3m*0.15m的凹槽。

塔柱竖向主筋采用φ32，间距15cm。水平箍筋采用φ16，除桥塔根部变化段间距15cm外，其余均为20cm。同时在间距20cm的水平箍筋之间设置了两根φ6.5防裂分布箍筋。横梁主筋采用φ25，间距15cm；箍筋采用φ16，间距15cm。在各道横梁上设有根数不等的钢绞线预应力束。

塔身及横梁为50号混凝土，承台为30号混凝土，桩基为25号混凝土。全桥桥塔50号混凝土10554立方米，30号混凝土4867立方米，25号混凝土4768立方米。

（2）加劲梁

加劲行车道主梁为类似鱼鳍形扁平钢箱梁结构。主梁结构全宽为30.0m，中心梁高3m，高宽比为1：10。顶板宽度为22m，设2％的双向横坡。上斜腹板水平宽度为1.2m。悬臂人行道宽度为2.8m，设1.5％的向内单向横坡。

桥面为正交异性板，顶板及上斜腹板厚12mm，行车道U形加劲肋中心间距0.59m，板厚6mm。底板及下斜腹板板厚10mm。底板、斜腹板球扁钢加劲肋中心间距一般为0.4m，球扁钢规格为16a。

加劲梁横隔板间距4.02m，无吊索处板厚为10mm，有吊杆处板厚为12mm。为有效改善桥面板在汽车荷载作用下的变形及受力状况，在每两道横梁之间没有一道矮加劲肋。矮肋高0.45m，板厚16mm。人行道顶板板厚12mm，其下横向设有间距为2.01m一道、板厚12mm的横肋板。顶板纵向设有球扁钢加劲肋，间距0.3m。

加劲梁上的锚箱是钢箱梁重要的传力结构，本设计进行了特殊设计处理。锚箱主要由三块承力板、一块承锚板组成。三块承力板门距为50cm，中间一块板厚32mm，另两块板厚20mm。三块承力板均穿过加劲梁斜腹板，其中间一块与横隔板相连接。承力锚板厚50mm，其上设有多道板厚20mm的加劲板。

为适应加劲梁端部结构的复杂受力的需要，对长7．33m的端节段进行了特殊加强设计。端节段设有6道横隔板，横隔板板厚为16mm或20mm，并结合支座系统连接的需要进行局部加劲处理。

加劲梁钢材材质为Q345-E，结构钢材共用10390t。

加劲梁顶板上铺设7cm厚改性沥青混凝土铺装层，人行道上铺设3cm厚的沥青砂。

（3）锚碇

南北锚碇所处的地质情况不尽相同。北锚碇基坑基岩在高程54.8m以下整体性较好，无明显的夹层及破碎带，基岩为泥钙质胶结砾岩；高程54.8m以上基岩破碎，且多为红色粉砂岩。南岸整个岩体整体性差，基岩破碎，有多条夹层及断层，岩体以泥钙质为主，夹有粉砂岩或红砂岩的砾岩。南北基岩均为强度较低的软质岩。故南北两锚碇均设计为重力式钢筋混凝土锚碇。

为保证锚碇上方行车道的宽度，锚碇采用埋置式，利用其上方回填路基上压重，以减少锚碇混凝土的数量。锚碇结构最大长度为65m、宽39m，前缘高42m，后部高22.8m。每一锚碇混凝土为42584立方米，锚固体及前支承墙为40号混凝土，其他各部分均采用25号混凝土。

本锚碇为少筋结构，仅在锚碇内外表面设置直径22cm间距20cm的分布钢筋网。为防止大体积混凝土产生有害的裂纹，在锚碇内外表面及每一施工层面上设置了规格为BQ3030（间距75*150）的金属扩张网。

后锚室在锚固体系张拉完成以后用低标号混凝土回填密封，前锚室设有通风除潮设备。在锚碇支承墙前缘，结合保护路面以下主缆的需要，设有地下展览室。

（4）主缆及吊索

主缆为预制平行钢丝束，每根为104束127φ5.1平行镀锌钢丝集结成束、定型包扎带绑扎、两端嵌固热铸锚头而成。钢丝为强度1600MPa普通松弛镀锌钢丝。为方便施工，在热铸锚上设有与锚固体系连接为一体的连接器。

主缆防护层由防护油漆、φ4软质镀锌钢丝、表面防锈腻子构成。

吊索为中心配合绳芯（CFRC）钢丝绳，单根钢丝绳直径45mm。每侧每一个吊点有4根吊索。主缆钢丝共6670t，吊索钢丝绳约195t。

（5）主索鞍及散索鞍

主索鞍和散索鞍由鞍头、鞍体、底座组成。鞍头、鞍体分开浇铸、焊结成一体的铸焊组合结构。为方便加工、运输、主鞍吊装施工，主鞍分左右两半制造，吊装就位后用高强螺栓联接为一体。主鞍鞍体与底座之间，主鞍施工期间设有聚四氟乙稀滑板。散索鞍鞍体采用摆式结构，以适应施工期间及成桥后的微量位移。主鞍最大吊装重量为32t，散鞍最大吊装重量为43t。

为使主缆在鞍内能保证相对固定、不滑动，在鞍槽内设有竖向镀锌隔板，并在主缆调股到位后顶部用锌质填块填平、压紧。主索鞍及散索鞍鞍体铸钢材质采用ZG275-485H，底座铸钢材质采用ZG230-450，槽盖等材质采用Q 235-A。

（6）锚固体系

锚碇内锚固系统是由64根预应力锚固体系组成，其中单锚24个，双锚40个。单锚采用16根公称直径15．24mm的低松弛高强钢丝锚固，双锚采用五根公称直径15.24mm的低松弛高强钢丝锚固。在锚碇结构中，设有型钢骨架以便锚固预应力管道的精确定位施工。前锚面设有锚固连接器与主缆相连接。

（7）主桥伸缩缝

为适应主跨加劲梁在活载作用下的大变形，加劲梁两端各设一道最大伸缩量为1360mm的大位移伸缩缝。

（8）支座

为传递主梁端节段受力、约束主梁端节段的变形、保证梁端伸缩缝正常工作，在主梁每一端节段设有两个竖向支座、两个梁侧辅助支撑、两个风支座。竖向支座能适应加劲梁在温度及荷载作用下的纵向位移及面内梁端转动，能承受一定的竖向拉压反力。风支座主要承受横向风载。梁侧辅助支撑主要用于控制由于风载或活载偏载作用下的梁端扭转，能适应梁端纵向位移及转动，承受结构扭转倾覆拉力，不能承受压力。支座系统均为材质要求较高的铸焊结构。

四、设计、施工及科研的技术特点

1．设计与施工的技术特点

（1）加劲梁采用鱼鳍式断面，并在两道横隔板之间增设了一道矮肋，改善了加劲梁受力及气动性能，同时减少了钢材用量。

（2）对加劲梁母材及焊材的S，P等有害的杂质进行严格的控制，为提高加劲梁焊接质量创造了条件，使焊接工艺控制达到了较高的水平。

（3）桥塔采用大块整体钢模板（9m高）进行施工，极大地提高了工效和结构表面的平整度；采用钢管支承进行桥塔横梁施工，消除了支架非弹性变形，同时提高了工效。

（4）桥塔塔上设有直径6.5mm的防裂分布钢筋，成功地克服了桥塔在施工过程中易出现收缩裂纹的通病。

（5）锚碇基坑的开挖广泛采用预裂爆破和光面爆破技术，使锚碇高（高88m）、陡（边坡率0．75～0．8）的基坑开挖成功，并保证了高陡边坡的稳定。

（6）采用埋置式锚碇，既确保了工程结构的安全可靠，又极大地减少了锚碇混凝土数量，并为成功解决锚碇大体积混凝土开裂问题创造了有利的条件。

（7）采用综合的降低大体积混凝土水化热和防止混凝土开裂的技术，使得浇注两锚碇10万多方混凝土均未发现一条裂纹，锚碇大体积混凝土浇注的质量得到了突破性的提高。具体的措施为：调整混凝土的设计龄期为60d，降低水泥用量；采用低热微膨胀水泥；对大体积混凝土进行分块分层浇注，并在每层混凝土中加一层防裂金属扩张网；采用循环水，对大体

积混凝土进行降温等。

（8）国内第一次采用强度高、弹性模量高且稳定的中心配合绳芯（CFRC）钢丝绳作为吊索钢丝绳；同时，吊索锚头设计为可适当调节的锚杯，克服了吊索不能调节长度的缺点。

（9）采用构造简单、受力明确、造价经济的滑转支座系统，满足结构受力及变形需要。

（10）桥面铺装采用7cm厚的双层SAM结构，人行道采用彩色沥青砂结构铺设。

（11）在施工猫道的设计施工中，采取增加适当数量的猫道横向天桥的道数而不设风缆的办法，来提高猫道的抗风稳定性。这样既保证猫道施工过程中的安全，又简化了设计与施工，有利于缩短工期和降低造价。

2．科研试验

宜昌长江公路大桥关键技术研究是交通部"九五"行业联合攻关项目。在部、省有关主管部门领导的支持下，该科研项目进展顺利，全面开展了有关科研试验工作，取得了一些成果，并成功地指导宜昌大桥的建设工作。

（1）基岩原位测试进行了大型的现场基岩原位测试，获取岩石与岩石、混凝土与岩石之间抗剪、抗滑等力学参数，为锚碇、桥塔等的设计提供依据。参加研究的单位：长委三峡勘察研究院、长江科学研究院。

（2）风洞试验进行了悬索桥全桥及节段模型试验，验证结构的抗风能力，并以此结论指导主梁吊装施工；进行了猫道节段模型试验，研究有效提高猫道抗风稳定性的措施，并以此成果指导了猎道设计。参加研究的单位：同济大学、西南交通大学。

（3）仿真分析广泛采用计算机仿真计算技术，对主梁、锚碇、桥塔等结构关键受力部位进行分析，验证结构设计的合理性和可靠性。参加研究的单位：西南交通大学。

（4）主桥桥面铺装模拟试验根据大桥结构设计构造、荷载条件、气候条件等，进行模拟直道、环道试验，以选择最优的桥面铺装结构方案。参加研究的单位：重庆公路科研所、长沙交通学院。

（5）锚碇大体积混凝土防裂技术的研究对锚碇合理的结构形式及分层、分块进行研究；对锚碇混凝土配合比进行研究；对锚碇建筑材料选用的研究；对锚碇施工及水化热控制技术的研究。参加研究的单位：武汉港湾设计研究院。

公路技术论文:谈公路工程路基路面压实施工技术

论文关键词:公路工程 路基路面 压实施工技术

论文摘要:随着我国交通运输业的快速发展,公共道路事业是运输事业发展的基础,是运输事业发展的载体,因此公共道路的路基和路面的安全和质量问题是确保交通运输业畅通的重要保证。将从公路路基施工技术和基底处理技术方面进行详细的介绍,并提出几项公路路基施工技术质量的控制措施,以供参考。

1 引言

随着我国公路运输事业的快速发展,人们对公共运输道路提出了更高的要求,如何保证道路的安全问题,质量问题日益成为社会关注的焦点。如何保证公路的质量安全问题,道路路基路面的压实施工是首要的关键因素,如果公路路基压实工作没有做好,会在后期的公路实际使用的过程中遇到很多麻烦,产生许多的问题,因此,要想保证公共道路运输安全,就必须加强公路路基的基础施工问题,做好路面压实施工技术工作。

2 路基基底处理压实技术

公路路基基底处理的好坏,直接影响整个公路的质量和后期使用问题,目前我国的公路施工中会因为施工路段的存在软土路基、湿土路基和黄土路基等不良的地质环境情况影响到道路的质量问题,进而造成交通安全隐患,因此,在进行路基基底施工前一定要充分考虑路段的地质、类型和气候条件等方面的原因。

2.1 施工前的材料、技术和设备准备

在进行路基基底施工前,要做好一切填土和压实施工的前期准备。对施工现场周边的杂草、妨碍物彻底清理;材料员要选择符合国家规范要求的沙土和粘土作为路基的填充材料;施工技术人员要在施工前进行土液塑试验及击实试验,从而确保填充土质可以用于本路段的施工要求;准备好一切施工设备例如:挖掘机、推土机、装载机、压路机、平地机等。

2.2 路基的填土压实施工技术

2.2.1 过湿的土质的压实要求

对于过湿的土质来说,应该按照设计的压实度的标准,根据设计提供的数据,进行2%~3%的实际降低压实;将其土层的天然稠度降低到1.1以下,液限控制在40以上,进行下路床的填料施工作业时,应使用轻型的压实标准;进行填料性质的改善,于土中增加对生石灰的使用量,也可以采取对新型的吸水材料的加固。

2.2.2 黄土路基的压实要求

对于黄土路基的压实施工技术,应该尽量使土中的水分不断进行扩散固结来进行挤密压实土体的功效,使黄土土质不断进行加固,保证黄土路基的压实效果能够达到最好,其中对于冲压的遍数的要求是30遍左右,要保证含水量达到最佳水平,进行路堤的边沿压实时应该保持较慢的速度,防止施工机车滑下路堤,对于掉头出现的褶皱现象应该注意二次返压。

2.3 不同横坡的基底处理技术

(1)在横面坡度低于1比5时,可以直接进行路堤的填筑,并且利用沁水挡墙或者浆砌片石对路基进行防护。

(2)在横面坡度介于1比5到2比2.5之间时,要在自然地面上挖不小于2米的台阶,如果基底面的覆盖层较薄必须要先做好覆盖层的清除工作再挖台阶。

(3)在横面坡度大于1比2.5时,就要先做好路堤整体基底和下层滑动的稳定性检算,确保抗滑动系数不小于规范要求中的规定值。对于不符合标准的基底要根据不同情况进行不同的支档防护如下:

植物对于土壤具有很好的固定作用,可以有效的防止水土流失,因此在进行路基边坡防护设计时,经常采用种植植物作为防护设计。在植物防护设计中还分为:骨架植物防护、空心块植物防护和锚杆混凝土框架植草防护。

①骨架植物防护:常用于地质较为松软且风化较为严重的岩石边坡,通过骨架植物防护可以有效的防止边坡因遭受雨淋的侵蚀而形成沟槽,这种防护设计对边坡的风化地质层起到稳固的支撑作用。

②空心块植物防护:通常用于全被风化了的岩石路基边坡,这种防护设计通常采用六边形的混凝土预制空心块把边坡分割成小块儿进行支撑防护,这种设计方法更具有抵抗雨水的侵蚀能力,对于边坡的支撑也具有更好的稳定性,因此,这种防护设计具有既美观又易施工,防护效果更佳的优点。

③锚杆混凝土框架植草防护:这种防护设计通常用于没有不良结构面和没有经过风化破碎的岩石边坡,这种方法既避免了边坡因开挖卸荷造成的楔形破坏,又兼顾了骨架植草防护,具有便于造型、绿化美观等优点。

2.4 进行有效夯实工作

进行夯实,必须用技术较高的夯实机,将8~40吨位的夯锤吊到6~25米的高度,使其自由下落,将地基进行有效的冲击夯实,使土层和内部的空隙能够不断结合,防止气体、水的溢出,使路基能够达到结实紧密,加强其地基的承载能力,使路基的土粒更加紧凑,保证路基的结实程度能够达到最好水平。

3 公路路基施工技术的控制工作

3.1 加强相关人员技术及各项素质的培养

对于公路压实施工中的相关人员的技术要求应该进行不断提升,帮助他们进行系统性的技术学习,技术操作人员应该对相关养护技术的全面知识的学习,在进行实践操作过程中,能够发现自身的不足,并且能够根据自身的知识积累,进行有效的改正。管理者应该加强对员工各项素质的培养,使员工在进行相关的养护施工中,能够勇于面对各项困难,把公路路基压实工作真正当成是自己的事来做,并且通过自身的素质的不断进步与提升,带动其他员工的发展,使大家在养护过程中能够承担起自己的一部分责任来,使养护工作能够有效的进行下去。

另外,管理者和技术施工人员都应该有创新意识,具体问题,具体分析,发现施工时存在的问题和困难,不断进行纠正,并能进行相应的技术革新,帮助自己在进行施工过程能够克服种种困难,不断进步,并且在进行技术的革新创造过程中,能够联系实际,学习当前最新的公路养护技术,帮助自己在进行施工的同时发现积极有效的改善措施。

3.2 管理者拓展资金筹资路线

管理者应该把技术施工放在首要位置来抓,严格保证技术的稳定性和优越性,并且能够保证技术施工的资金筹资及时到位。这就要求管理者能够将资金的筹集进行有效细化分析,使公路养护重要性能够被更多人所熟知。

管理者应该加大对公路路基压实施工技术工作的宣传力度,使政府清楚公路路基建设的重要性,在进行施工作业中保证技术资金的及时到位。如果技术施工作业进行一半,就因为资金的缺失,而被延误,车辆就不能够正常行驶,会耽误更多的工作开展,不利于社会的发展与进步,所以管理者应该站在大局来考虑问题,将施工延误的严重性 报告给政府,使政府也能够得到足够的重视。

3.3 施工中进行有效监督工作

在施工过程中,管理者应该按照技术的开展实施,进行严格的控制与有效的管理。施工之前要加强对施工人员的技术培训,对员工的技术进行现场演练,并且开展技术比武活动,使员工能够精通各项施工技术。其次,要加强对员工素质的培养,使员工能够勇于承担责任。

在施工过程中,严格把握施工各个环节的细节工作,对于施工过程不当的技术施工工作进行严厉的惩罚,促进施工队伍的技术进步。并且对施工中的材料和施工工具进行严格地看管,保证员工不浪费工程中的一丝一毫。明确发展目标,帮助员工改善施工环境,给员工提供一个优良的作业环境。把困难留给自己,把方便留给员工,在进行严格员工管理工作中,管理者应该严于律己,保证员工的各项工作能够顺利进行。

4 结束语

做好公路路基路面压实的施工工作,需要施工单位从技术上、人员培训上和设备操作上引起高度重视,注意其中的路基填土压实、路基高度施工和边坡的防护工作,使公路路基的建设得到有效的质量控制,从而保证我国公路道路事业的健康稳定的持续发展。

公路技术论文:公路路基加宽的施工技术

公路在经多年的通车后,路基沉降基本完成,路基加宽段由于新旧路基的不均匀沉降,必然产生以纵向裂缝为代表的裂缝,从而对公路产生破坏。为此,必须加强公路路基加宽时设计优化及施工质量,使沉降量减为最少,以保证公路的质量。

1 施工准备

旧路路基加宽,首先要对旧路的状况进行调查,并对原路基的病害进行处理。调查内容包括旧路路基的填筑材料、使用和损坏等病害情况,分析病害的种类、规模、状态、原因等,并在施工前或施工期间,对路基不同类型的病害要进行彻底地处理。其次,路基施工前应完成击实试验和土的液塑限试验。通过击实试验确定路基土的最佳含水量和最大干密度,为路基施工检测压实度提供参照依据;通过液塑限试验取得路基填料的塑性指数,以确定该土样能否用于路基施工。

2 基底处理

旧路两侧一般为排水边沟和碎落台,边沟经长期的雨水侵蚀,其下部已基本变得相当软弱;平台由于绿化其底部实际也为腐质土。对于上述情况地基必须作彻底清除,对于地下水丰富区域,须铺设透水性材料。基底压实度一般比规范要求高出1~2%;减少地基沉降,选用聚苯乙烯泡沫塑料,填筑路基,不但可以降低地基沉降,还能节省材料。施工时必须严格按设计要求进行,保证基底承载力,减少新老路基剪切变形。

3 路基加宽

3.1 台阶 由于原路基边坡坡率一般为1:1.5,必须将原边坡挖成台阶,台阶使新旧路基有效得交错结合,是衔接的重要组成部分,施工时必须引起足够的重视。台阶宽度应满足摊铺和压实设备操作的需要,以便有利于机械施工,一般不少于2.0m,如受环境限制可适当放窄,但宽度不得小于1m,并作成2%~4%的内倾斜坡。由于原路基边坡部分填土由于原来施工的忽视、现施工的挠动及其他原因,填土压实度实际上一般都未达到设计要求。

3.2 填筑材料 填筑材料经自重、路面和车辆等荷载的作用,老路基已经基本被压实,而新路基的填料虽经严格压实,仍存在后期变形。为此,填筑材料的选择将很大程度影响路基的有效沉降。所有填料宜与旧路堤相同或选用透水性较好的材料,相关单位在综合考虑工程造价和施工实施的问题上,尽量使用碎石土或石渣等沉降量较少的材料进行填筑,并控制好填筑材料的液塑限、承载比(CBR)和击实试验等各项指标。

3.3 路基碾压 路基填筑前,须根据规范要求做好试验段,必须严格控制材料的最佳含水量、松铺厚度、压实设备的类型、最佳组合方式、碾压遍数及碾压速度等,使各项指标达到最优状态,保证压实度达到设计要求。对于加宽渐变部分,必须严格控制其碾压宽度,如旧路基挖台阶受限制时,可通过铺设护道等方式满足其要求,使路基压实度均满足要求。

在施工时分层碾压,控制每层填筑厚度及压实度,提高压实标准。碾压应采用重型压路机(>20t)进行,双驱双振。碾压虚方厚度不得大于30cm,压实度必须达到新标准的压实度要求,且重点应放在新老路基的结合部,每层压完后应平整光滑。

路基填筑时应控制路堤填筑速率。当填土速率较快时,地基强度来不及增长,易产生较大的剪切变形。在施工时按照慢速填土标准进行控制,控制标准为地面沉降率每昼夜不大于10mm,坡角水平位移速率每昼夜不大于5mm。

3.4 加强路基路面排水 路面排水的任务是迅速排除路面范围内的降水,减少水从路面渗入,使之不冲刷路基边坡。在进行施工时要集中排水,在硬路肩外侧设置水泥混凝土预制块或现浇沥青混凝土的拦水带,以其与硬路肩路面构成三角形的集水槽流水,每隔20—50m间距设一泄水口与路堤边坡急流槽衔接将雨水排到坡脚排水沟中。设超高路段的排水通过设在中央带的园形开口排水沟或雨水井进行排除。

4 补强措施及其他

4.1 铺设土工积物 土工格栅具有抗拉强度高、伸长率低,不易变形等特点,其全面与土体接,大大增加了与土体的摩擦,有力约束土体的侧向位移,土工格栅网格与粗颗粒填料结合,其最优的镶嵌作用最大限度地提高了加宽路基的承载能力和稳定性。在加宽路段中的铺设,可以增加新旧路基的结合,增大结合部抗剪能力,防止新路基的沉降对老路基的破坏,从而达到稳定新旧路基不均匀沉降的效果。

土工格栅设置可根据路填土高度进行设置,当路基填筑小于1.5m时,可在底部进行设置3层;填土高度在1.5m~8m(10m)时,在路基底部和顶部各设置3层;填土高度大于8m(10m)时,在路基底部和顶部各设置3层,中部平台设置3层,其中底部铺设在基底平整碾压后铺设1层,每2层填土铺设1层,上部铺设位置为上路床顶部和底部、下路床底部各1层。土工格栅铺设宽度根据加宽宽度进行,但新旧路基铺设宽度不应少于1.5m。条件许可情况下可采用长60cm￠12钢筋进行锚固,并进行注浆,钢筋穿越新旧路基土层,对抗剪起积极作用。土工格栅可优先考虑使用钢塑双向土工格栅,但其伸长率应小于4%抗拉强度应大于45kN/m,锚固间距及搭接宽度与普通施工同。

4.2 冲击夯实 路基的本体沉降主要与路基本身的压实度有很大关系,进行充分冲击,使其紧密结合,形成一个整体,使路基本体和地基的沉降都达到最小,以减小路基的沉降,减少或避免新老路基结合部纵向裂缝的产生。由此,可选择冲击碾压(夯实)的方法,对路基进去补强。冲击碾压施工可提高加宽路基的压实度,使新旧路基很好地结合在一起结合成一个整体,增加其极限抗,使路基本体沉降减到最小以便使其沉降系数减小;冲击碾压另可避免结合部因碾压不足出现软弱的滑动层。

路基施工的机械碾压很难达到规范要求的96%的压实度已相当的困难,根据在梅河高速公路及粤赣高速公路的施工经验,使用冲击夯实可使压使度达到98%。目前在我省高速公路中使用较多,施工技术较为成熟的蓝派压路机(强夯机)。机械作业时牵引机带动压实机压实轮滚动,压实轮轮廓非圆曲线对地表施以揉压—碾压—冲击的综合作用,使土体从上部至下部深层随着压力波的传递得到压实。

在施工前选择有代表性的路段进行试验,对机械的行走速度、影响深度、沉降量、行走篇数等进行总结。以往经验为:采用25t对深度为1.0m(4层)填方段路基冲碾补压,5~7遍是合适的,补压效果也是明显的;通过采用冲击式压路机对路基进行冲碾补压施工,使路基压实度得到提高,加速路基沉降,最大限度地缩短了路基自然沉降的时间,有效地减少了路基的沉降变形,对新老路基的结合起到了良好的作用。

4.3 跨年度施工 为降低加宽路基的沉降量,尽可能做到路基跨年度施工,使路基能够经历雨季的考验,并且在路基完成后尽量开放交通,在路上采取一些措施,使车辆尽可能的在加宽处行驶,加大行车荷载作用,把沉降量降到最小程度。

随着我国社会经济的不断发展,人们的汽车拥有量也不断的增多,这就要求我们要不断的加强公路路基加宽施工技术,完善道路的经济社会功能。

公路技术论文:谈公路工程路基路面压实施工技术措施分析

【论文关键词】公路工程 路基路面 压实施工 技术措施

【论文摘 要】公路工程路基路面施工中好的压实效果,可以提高路面强度,减少塑性形变、渗透系数、饱水量及可能产生的形变并增加稳定性。本文介绍了公路工程路基路面压实施工的关键因素,研究了公路工程路基路面压实施工技术措施,并强调了公路工程路基路面压实施工中压实度控制的有效措施。

公路压实是公路工程施工中重要一环,对公路的整体质量有非常重要的意义。达到好的压实效果,可以提高路面强度,减少塑性形变、渗透系数、饱水量及可能产生的形变并增加稳定性,对进一步改善公路建设质量有着非常重要的意义。

1 公路工程路基路面压实施工的关键因素

1.含水量

在压实过程中,路基土或路面结构层材料的含水量,对所能达到的密实度起着决定性的作用。土的内摩阻力和粘结力是随密实度而增加的。土的含水量较小时,土颗粒间的内摩阻力大,压实到一定密度后,某一压实功不能再克服土的抗力,压实所得的干容重小。当土的含水量逐渐增加时,水在颗粒间起润滑作用,使土的内摩阻力减小,因此同样的压实功可以得到较大的干容重。在这个过程中,单位的土体中空气的体积逐渐减小,而固体体积和水的体积逐渐增加。当土的含水量继续增加到超过某一限度后,虽然土的内摩阻力还在减小,但单位土体中的空气体积已减到最小限度,而水的体积却在不断增加。由于水是不可压缩的,因此,在同样的压实功下,土的干容重反而逐渐减小,土的干容重和含水量的这种紧密关系,在全标纸上就形成了驼峰形式水实曲线。因此,细颗粒土、天然砂砾、级配碎石、级配砾石、石灰和水泥稳定土等多种材料,都只有在一定的含水量下才能压实到最大干容重。此时的含水量为最佳含水量。但是,某一种土或路面结构层材料的最大含水量和最大干容重不是固定不变的,它随压实的功能而变化。在室内进行击实实验时,它随所用的击实功而变。在工作碾压时,它随所用压路机的重量或功能而变。

2.压实功能

如果我们保持压路机重量不变,而增加碾压变数,或增加压路机重量,不改变碾压通数,都可以得出与室内击实试验相同的含水量密度关系。因此,随着压路机重量的增加,土或路面材料的最佳含水量要降低,而最大干容重都要增大。但是,这种现象是有一定限度的,假如超过这个限度,即使继续增加压路机重量或增加碾压遍数也不会明显降低最佳含水量和增加最大干容重。保持土或路面结构层材料的含水量接近最佳值,以保证所要求的压实度。此外,压实机械的选择应用、碾压层的厚度和碾压遍数应与使用的碾压机械相适应。

2 公路工程路基路面压实施工技术措施

1.做好公路工程路基路面压实施工中的压实作业

第一、进行压实作业时要保证摊铺速度与压路机碾压段长度之间的协调,并保持二者的大体稳定。其中在气温比较高,而且风速比较小的时候,碾压段的长度不宜过短,而在气温低,风速比较大时,碾压段的长度可以短一些。

第二、进行压实作业的过程中,如果在碾压过程中出现沥青混合料牯轮现象,可以通过向碾压轮上洒少量水。

第三、在尚未冷却的路面沥青混合料面层上,不允许放置任何重型的机械设备等其他较重的物体,并且不能向其上方撤落矿料以及油料等杂物。

第四、对于压路机无法压实的公路路基路面部分应采用振动夯板来完成压实作业。

第五、碾压段的长度要依据路面沥青的出场温度、混合料的性质以及当天的温度和风速等因素进行科学的设定。

2.做好公路工程路基路面压实施工后的压实质量的检测

(1)核子密度仪法,该方法主要适用于沥青混合料路基路面压实质量的测定,该测量方法要求测定层的厚度在20cm的范围内,其中沥青表面层的压实密度利用散射法测定,而土基层材料的压实质量的测量采用直接透射的方法。该试验方法的操作步骤

第一、位置的确定和仪器的预热。首先按照随机取样的方法来确定测试位置,然后预热仪器,并将核子仪平稳的放置在测试位置上,准备测试。

第二、进行仪器测量和测量数据的读取。打开测量设备,按照测量方案进行测量,测量结束后读取测量结果,关闭测量仪器。

第三、测量结束后要将核子密度仪仪器放置在专用的且符合核辐射安全规定的仪器箱里,确保仪器和人员的安全。

(2)灌砂法,灌砂法是路基路面压实质量检测的标准方法,但是这种方法不适用于那些具有填石路堤的路基路面的压实质量的测量,这一方法的基本原理就是选用相应规格要求的均匀砂,并将其按一定高度以自由落体的形式下落到测试的洞里,结合单位重不变的原理以及集料的含水量等数据来进行路基路面压实质量的检测。

3 公路工程路基路面压实施工中压实度控制的有效措施

1.对路基填土或路面结构材料的基本要求用来填筑路基的土,应满足公路路基用土的要求,从土的颗粒组成特征,土的塑性指标(液限、塑限、塑性指数),土中有机质的含量出发,制定土的类别、性质,看是否适合填筑路基,应根据所修建公路的地理位置,选择既经济、性质又好的土来填筑路基。用于路面结构层的材料,碎石、砾石集料除本身要具有一定的强度外,还要有良好的级配,这样才能保证修筑的结构层有足够的密实度,保证其强度和稳定性。

2.对地基和下基层的要求

在填筑路堤之前,必须先碾压地基,使其达到足够的强度,如地基本身比较湿软,直接在其上填筑路堤,往往会发生困难,路堤的第一层(每层以压实厚度20cm考虑),甚至第二层上重型压路机也无法进行碾压,重型压路机进行碾压,土层就会发生“弹簧”现象,碾压遍数越多,这种现象越严重。所以,在这种情况下,必须采取一定的技术措施,对湿软地基进行加固处理。通常,可根据具体情况,采取下列方法:一是换填土层法;二是强夯法;三是振冲法;四是挤密桩法。

3.对含水量的要求

(1)含水量试验。在公路施工中,常用的方法有烘干法和酒精燃烧法。

烘干法。本试验方法适用于粘性土、砂性土和有机质土类。

酒精燃烧法。本试验方法适用快速简易测定土(含有机质土除外)的含水量,工地施工中常采用此法。

(2)标准击实试验,本试验可分轻型和重型两种试验方法,采用哪种方法,应根据有关规范的规定或工程科学试验的实际需要选定。一般情况下,可采用干法,即加水法,土允许重复使用,但容易击碎的试料不宜重复使用。对于高含水量土,试料的干燥处理会影响试验结果,宜采用湿法,即减水法,让采集的至少5个试样分别风干至不同的含水量状态。以干密度为纵坐标,含水量为横坐标,绘制干密度与含水量的关系曲线,由线峰值点的纵横坐标分别为最大干密度和最佳含水量。若曲线不能绘出明显的峰值点,应进行计算或重做(应给出技术指标)。

4.合理选择压实机具和采用正确的压实方法

(1)采用的压实机具应先轻后重,以便能适应土体强度的增长。

(2)碾压速度应先慢后快,以免样土被机械推走。

(3)组织压实机具合理的工作路线,直线段一般先两侧后中间,以便保持路拱;在弯道部分没有超高时,由低的一侧开始逐渐向高的一侧碾压。相邻的两次轮迹应重叠轮宽的三分之一,保证压实均匀不得漏压,对于压不到的边角,应辅以人工或小型机械夯实。

(4)应注意检查土的含水量和密实度,并视需要采取相应的调整措施,以达到规定压实度的要求。

总之,在公路施工中,必须采取充分必要的技术措施,对路基填土和路面结构层材料进行压实,使其达到规定的密实度,这样才能保证路基、路面具有一定的强度和稳定性,保证路面的使用品质。

公路技术论文:以融资理论与技术为基础谈我国高速公路融资现状

【关键词】高速公路,融资,现状,我国,谈,技术,为基础,融资理论,

一、企业融资理论与技术介绍

企业融资是指企业作为资金需求者采用长短期融资、债务融资、股权融资等形式进行资金融通的活动。企业融资技术就是采用上述几种融资形式筹集资金,为企业的发展提供资金保障的手段。目前,我国高速公路融资模式主要包括债券融资、股权融资、银行借贷融资、项目融资。具体内容如下:

(一)债券融资

债券融资是企业筹集资本的重要方式,需按法定程序发行债券,并在一定期限内偿还本息。高速公路建设的特点是工期长、投资大、资金回笼慢,因此企业通过发行企业债券的方式可以筹资大量资金进行长期使用。对于发达国家而言,债券融资因其利息成本要比银行贷款低,因此非常受企业青睐,是企业进行融资的重要方式。借鉴发达国家的经验,发行债券应该是我国企业未来筹资的重要渠道。

(二)股权融资

股权融资是企业在股票市场公开发售有价证券进行筹资的经济活动。高速公路股票的业绩一直保持良性态势向前发展,具有股本总额大、融资金额大等特点,采取股权融资的方式对于高速公路建设也有着深远的意义。

(三)银行借贷融资

银行借贷融资是指企业向银行申请贷款进行融资的活动,它是高速公路融资模式中最主要的方式。我国高速公路银行借贷融资的种类主要有四种,即国内政策性银行和商业银行的中长期贷款、短期贷款、政策性信贷、国际政府间信贷。

(四)项目融资

项目融资是企业进行大规模项目建设时为筹措大量建设资金而进行的融通活动。进行项目融资时,要综合考虑投资结构、融资战略等因素。这一融资方式主要应用于基础设施建设,如公路、铁路、桥梁、机场等。目前高速公路项目融资方式主要包括三种,即BOT(建设—经营—转移)、TOT(转移—经营—转移)、ABS 融资(资产证券化)。

二、我国高速公路融资现状分析

随着社会主义市场经济的发展,我国公路建设的融资渠道逐渐拓宽,已经从原来单纯由国家投资发展为向地方政府、民营资本、银行和外资等筹资的多种形式发展。但是,高速公路建设因建设周期长、资金使用量大、经济见效慢等突出特点,造成目前融资难度大、融资渠道单一的现状。具体表现如下:

(一)融资结构不合理,渠道单一

相关数据表明,我国高速公路融资结构中央财政投入和省市级地方投入的比例仅占到公路建设资金的13%左右,其他资金主要来源于商业银行和政策性银行贷款。这种融资结构明显单一且不合理,对于企业来说,政府投资少,企业融资多,这种情况很有可能给企业带来融资风险,严重制约企业的生存和发展。

(二)政府的政策支持力度不够

高速公路建设是关系国计民生的重要基础设施建设,政府应加大政策和资金的支持力度,保证高速公路建设的长远发展。政府应完善相关法律法规,调整东西部地区资金分配状况,促进高速公路建设事业的全面均衡发展。

(三)民间融资和项目融资发展不成熟

随着我国金融制度的不断完善,高速公路建设融资方式也将更加趋于多元化。近年来,民间资本的引进和项目融资的发展虽有一些成效,但是还存在一定的问题。受高速公路建设工期长、收益慢等因素的影响,民间资本进行投资时摇摆不定。项目融资发展不成熟则主要表现在,债权方只能拥有建设项目的特许经营权,而没有项目的所有权和控制权。

(四)管理和运营体制存在风险

高速公路建设项目的所有权和经营权不同属于高速公路企业,这就容易给高速公路建设埋下风险隐患。当建设项目的所有权人与经营管理者发生分歧时,很有可能引发经营管理者的消极怠工或建设劣质工程等现象。对于高速公路的经营,政府掌控着通行费用的定价权,当定价严重影响高速公路企业的收益时,必然给企业带来负债危机,出现融资风险。因此,高速公路企业必须建立健全管理体制,完善经营机制,通过有效协调企业与建设者之间的关系,以及企业与政[文秘站:]府之间的关系,全面提高企业的经营管理能力,降低企业的融资风险。

三、总结

高速公路是促进社会经济发展的重要基础设施,为了加快我国高速公路建设,企业应结合自身实际在采用银行贷款融资、债券融资、股权融资、项目融资等方式的基础上应不断创新融资模式,拓宽融资渠道,积极采用信托、融资租赁、短期融资券等方式筹集到低成本资金。充分利用资本市场,最大程度发挥高速公路上市公司融资能力,从而不断完善高速公路融资体系。

公路技术论文:浅谈公路交通信息技术

摘要:当今是高速的信息时代,社会对公路交通信息的精确、快速和多方位应用的要求,使得我们现有的技术方式难以适应,开发新的公路交通信息技术势在必行。目前国内已有一些新的车辆信息采集设备开发并成熟,开发新的公路交通信息系统软件技术上可行。

关键词:公路交通;自动检测;信息技术

1.概述

公路交通量调查是一项十分重要的基础工作,其调查所得的数据资料是公路规划、设计、大中修和养护管理的不可替代的第一手资料,是评估、决策公路交通发展战略和总体布局的科学依据,也是经济发展的一个重要窗口,在规划一个经济区域时,往往离不开交通资料。

我省是交通量调查和数据计算机处理在全国走得较早的省份之一。目前,我省有干线公路连续式交通量观测站15个,间隙式交通量观测站241个,县乡道间隙式交通量观测站1746个,总观测里程27677.4公里,其中,国道1779.3公里,省道5095.5公里。二十年来,公路部门为收集公路交通量资料投入了大量的人力和财力,为国民经济的发展,发挥了重要作用,特别是为公路交通网的建设,做出了重要贡献。其观测手段从原始的手工记数到机械计数器,发展到目前的自动观测仪器。

2.公路交通信息技术的第一次飞跃

我省公路交通量调查是从82年开始的,当时车流量不大,国道上日平均最多不过1300~1400辆。改革开放以来,国民经济的蓬勃发展,公路交通流量逐年快速上升,使得人工记数难以招架。有资料表明,我省的几条国道从1982年到2000年交通流量增长了7~9倍,如果当初的车流量用人工记数不会有问题,那么,上了5000~6000单个人记数就比较困难了(除了记数,还得整理每小时的合计数)。上了1万辆就得两人一个班,一天24小时分三班要6个人,注意力高度集中,工作非常辛苦。每一个连续式观测站是常年累月天天如此,由此可见投入人力财力之多。90年代中期我省引进北京有线电厂率先开发的TAM自动观测设备,并开发和完善了交通量数据处理软件,这就是我们走出困境的第一次飞跃。TAM自动观测仪器的使用和数据计算机处理,解放了烦琐、枯燥的人工劳作方式,也使得交通量数据处理真正走上计算机化。这是一种采用电磁感应原理的装置,路面下埋设探头,当汽车从探头上驶过,切割磁力线,产出感应电流,经放大后输入触发器记数并保存。它的工作过程如下:

这在当时是比较先进的设备,到目前为止,我省干线公路上的交通量观测站基本上安装了这种仪器。如今,车流量继续上升,社会对公路交通信息精确、快速和多方位应用的要求,使得我们现有的技术相形见劣。具体来说,有以下不足:

1.精度不够高,不能分车型,难以满足2个95%精度要求(数量精度和车型分类精度)

2.稳定性差(受气候影响较大)

3.路面深开挖也是一大不足,况且经常出故障经常挖

4.不能检测轴载

5.数据难以迅速汇总

综上所述,我们又一次陷入困境、面临危机,开发新的信息技术势在必行。

3.公路交通信息技术一定要有新的飞跃

发展大交通,要有大信息。笔者以为,公路交通信息的内容要更丰富,应用的范围应拓宽,手段要计算机化。公路交通信息的综合应用,除原有交通流量数据统计外,至少,应包括超限运输管理,养护管理(包括大中修),规划、预测等。就车辆数据收集来讲,目前,国内已有一些新的技术开发并趋于成熟,这是十分可喜的,使得我们开发新的信息系统在技术上完全可能。有一种压电感应设备,具有高灵敏度和精确度,稳定性也好,检测车辆的工作原理如下:

设压电板a、b,它们之间距离为s,当车前右轮触a时,打开计时器并设时间为t1,当车前左轮触b时,记下时间为t2,这时可求得车速为 V=S/(t2—t1);同理,当车后左轮触b时,记时间为t2‘,这时,可测得车辆前后轴距L=V*(t2’—t2);对于多轴车辆或带挂车辆,可分别测得各轴与第一轴之间轴距,然后给予一一保存。由于车型的轴距是限定的,它的轴载也是有限制的,根据这些规定可编制一张信号对照表,存入处理器内部,当车轮压板时,产生电流信号,电流的大小与轴载重量成正比,与车速有关(可以通过试验测定)。记录车辆的左、右、前、后各轴的压电信号,经A/D转换和放大,并与对照表进行对比,车辆的总轴载为各轴载的总和,还可换算成标准轴载。车辆经过这样处理后可得到一张检测报告单:

这些信息保存在处理器内存,通过电缆随时可传送到中心计算机。在此技术上开发公路交通信息系统,可采用Windows操作平台,MSSQLSERVER.7.0数据库,保持历年数据便于查询、对比。其优势:

1.全自动检测,无须人员值守

2.自动分车型,自动检测轴载

3.不需路面深开挖

4.精度高、稳定性好

5.数据汇总迅速

系统流程图:

数据流程图:

系统功能层次图

这个系统应当留有扩展功能的空间。

4.超限运输管理简述

与发达国家相比,我国公路和桥梁数量少,承载能力较低,国家尚缺资金进行大规摸新建和改建。近年来,汽车工业的发展和社会对公路运输需求的推动,大吨位汽车逐年增多。由于大型车以及货车超载导致的高轴载质量的破坏作用,一些地区的水泥路面破损相当严重,油路严重龟裂网裂,一些桥梁严重损坏,公路、桥梁的使用寿命大大缩短,这种现象越演越烈。运输部门由于超载所取得的经济效益远远不能补偿公路管理部门在公路、桥梁养护和改造方面多支出的费用,这种偏面追求运输效益,反而损坏了社会的总体效益,同时严重制约了经济发展。

超限运输对路面的影响主要通过轴载来反映,许多国家的公路部门,对汽车轴载质量与路面强度及使用寿命的关系,作了许多专门研究和试验,提出了着名的“四次方法则”,用公式表示K=(P/P.)

4式中:P任一 轴载质量

P.标准轴载质量(100KN或60KN)

KP对路面的作用次数换算成P.对路面的作用次数,也可称为破坏系数

根据交通部2号令、《公路法》和有关对超限运输的处罚规定,自2000年4月起,在全省范围主要公路干线上设点,对超限车辆进行卸货、收取赔(补)偿费等,对情节恶劣的进行罚款处理。目前使用的是一种人工操作的称重的仪器,整个工作流程如下:

其特点:

1.干预公路正常通行较多

2.动用人员多,效率低

3.慢速称重(小于5公里/小时)

采用新的压电感应设备后,自动判定超限和测定超限数额,对于超限车辆,系统自动打开摄像机,摄入超限车辆图像并通知前方做好超限处理准备。工作流程如下:

该系统优势:

1.不干预公路车辆正常行驶

2.称重迅速、准确

3.人工介入少,效率高

5.交通流量统计简述

本功能对公路交通量的日报、月报、年报、车型分类、混合折算、高峰小时排列等等进行统计处理,内容与现在使用的软件处理报表相似,这些报表报送交通部或提供给有关部门做进一步分析研究。

6.公路养护简述

公路养护计划、经费安排的主要依据是在现有道路条件下交通流量的状况,特别是汽车轴载量,汽车流量大、吨位大的道路,要求更多的经费用于养护。

7.规划预测简述

通过对历年交通量的对比,可以得出它的增长率,以此,又可预测几年后的交通流量。它的数学模型:

xn=x1(1+a)n

a=n√xn/x1—1

式中:a某阶段年平均交通量增长率

xn某阶段最末年年平均日交通量(辆/d)

x1某阶段第一年年平均日交通量(辆/d)

n某阶段的计算年度

交通量的预测对规划一条公路的可行性研究或设计它的技术等级时非常重要。对于超限严重的情况,在设计道路等级时要充分考虑这一点,一般来说,等级要高一些,否则,由于超限车辆对路面的破坏,使得新建公路很快就损坏,造成重大经济损失。

公路技术论文:公路建设中“生态技术”方案的选择与应用

摘要：随着我国《水土保持法》的实施和“生态环境”要求的提高，公路建设中应用“生态技术”治理边坡的工程越来越多。但是，由于跨专业、无规范化标准的原因，使得建设单位、设计部门在具体方案的选择上受到较大限制，造成大量人、财、物的浪费和重复建设。本文通过笔者多年的研究和实践应用，力求在方案的选择和成本与功能的对比上，提出一些建议，以供相关工程人员参考。

关键词：边坡治理 生态环境 香根草技术 普通绿化 挂网喷播 功能与造价

1. 前言

公路建设过程中，不可避免地会产生许多因开挖或填方所形成的边坡，特别是在南方地区的丘陵地带，形成的边坡更是占了很大的比例。如何治理这些边坡，成为公路建设的一个重要组成部分，传统的工艺多是采用浆砌石挡墙、砼拱杆、锚杆（桩）或喷浆固坡等硬性的土工工程措施以及少量的路树绿化。

随着社会经济的发展，公路建设已不仅仅只是考虑投资的经济效益和绿色景观的社会效益，更需要考虑水土保持的生态环境效益。因此，“生态技术”方案成为公路建设中一项新兴的应用学科得到规划设计者的重视。然而，由于跨专业、跨学科的因素，许多设计误将普通绿化当做水土保持应用，因而出现更多的重复投资，从而导致工程预算误差过大，更为后期的公路养护管理带来较多的麻烦和维护费用。

笔者从植物学的角度介绍“生态技术”中的几种不同方案，以供规划设计者参考。

2. 生态技术的概念

“生态技术”指的是在工程建设中采用相关的生态植物（如不同的乔、灌、草、藤等），在特定环境条件下混合配置后，对开挖或填筑所形成的边坡进行植被恢复的一种综合技术应用方案，它包含了绿化景观、固土保水、防止浅层滑坡、塌方等生态环境保护的基本内容。

3 生态技术的种类

在目前的公路建设中，可供选择的生态技术方案大体有“普通绿化”、“普通喷播”、“挂网喷播”、“香根草技术”和“干根网状护坡”等五种，以下分别介绍其内容和特点。

3.1 普通绿化（铺贴草皮）

3.1.1 内容

指在相对平缓和规整的土质边坡上铺贴草皮，使之快速达到绿色景观的一种绿化技术方案。

3.1.2 实用范围

土质边坡稳定、平缓、规整，土壤营养成分中等水平，无特殊要求的普通绿化带。如高速公路中央隔离带、公路土质下边坡等地方。

3.1.3 主要材料

冷季型草坪或暖季型草坪，如北方地区的混合型草坪草、南方地区的台湾草、马尼拉草等。

3.1.4 特点

① 施工方法简单、快速；

② 成坪时间快、景观效果明显；

③ 工程造价成本低，单位造价约为6~12元/m2。

3.1.5 不足

① 固土保水能力低，容易被雨水冲走；

② 铺贴时与土壤接触不紧密，易干枯死亡；

③ 在坡度较大或岩石较多的地方不能使用。

3.2 普通喷播

3.2.1 内容

指在不易铺贴草皮、有一定坡度比或强风化岩石地区，采用草种、粘合剂、营养液、纤维质等物质混合后喷播植草的一种技术方案。

3.2.2 实用范围

土质边坡稳定、有一定坡度、但不规则，土壤和强风化岩石成分较多，土质营养成分要求不严。如公路两则未经平整的普通边坡等地方。

3.2.3 主要材料

冷季型草种或暖季型草种（如黑麦草、早熟禾、高羊茅、百三叶、百幕大草、百喜草、弯叶画眉草等）、粘合剂、纤维质、保水剂及营养液等。

3.2.4 特点

① 施工工艺简单、对施工区土壤的平整要求不高；

② 景观效果整齐、统一；

③ 根据业主的要求，成坪时间快慢和功能可以选择和调整；

④ 工程造价成本低，单位造价约为5~10元/m2。

3.2.5 不足

① 固土保水能力低，容易形成径流沟和侵蚀；

② 施工单位容易偷工减料做假，形成表面现象；

③ 因品种选择不当和混合材料不够，后期容易造成水土流失或冲沟。

3.3 挂网喷播

3.3.1 内容

指在弱风化的岩石地区，且工程面大于70°的高陡边坡上采用挂网（土工网、铁丝网等），再将草种、纤维质、营养基质、保水剂等物质混合后高压喷植草坪的一种技术方案。

3.3.2 实用范围

弱风化岩石边坡、坡度陡峭大于70°以上，土壤和营养成分极少。如开挖的岩石边坡等地方。

3.3.3 主要材料

铁丝网、土工格、固钉、草种（同普通喷播）、粘合剂、纤维质、保水剂、营养液及泥碳土等。

3.3.4 特点

① 施工技术相对较难，工程量较大；

② 解决了普通绿化达不到的施工工艺效果；

③ 不受地质条件的限制。

3.3.5 不足

① 喷播的基质材料厚度较薄，被太阳照晒后容易“崩壳”脱落；

② 喷播的基质材料厚度较厚，重量过大，则挂网容易下掉；

③ 工程造价较高、投资较大，单位造价约为60~110元/m2。

3.4 香根草技术［1］

3.4.1 内容

指由香根草与其他根系相对发达的辅助草混合配置后，按正确的规划和设计种植，再通过约60天专业化的养护管理后，很快形成高密度的地上绿篱和地下高强度生物墙体的一种综合应用技术。国内外简称“VGT”（Vetiver Grass Technology）方案。

3.4.2 实用范围

不稳定边坡，坡度较大介于20°~70°之间，表层土易形成冲沟和侵蚀、容易发生浅层滑坡和塌方的地方。如山区、丘陵地带开挖或填方所形成的上、下高陡边坡。

3.4.3 主要材料

香根草、百喜草、百幕大草、土壤改良剂、香根草专用肥等。

3.4.4 特点

① 根系发达、高强，抗拉和抗剪强度分别为80Mpa和25Mpa［2］，能防止浅层护坡与塌方；

② 生长速度快、拦截能力强，能减少裸露表土73%的地表径流，拦截98%的泥沙［2］；

③ 极耐水淹（完全淹没120天不会死亡）、固土保水能力强；

④ 叶面具有巨大的“蒸腾”作用，能尽快排除土壤中的饱和水；

⑤ 无性繁殖特点、不会形成杂草；施工不受季节影响；

⑥ 工程造价适中，比传统浆砌石略低，单位造价约为30~40元/m2。

3.4.5 不足

① 地上绿篱较高、缺少草坪的景观效果；

② 不耐阴、不能与乔木套种；

③ 只适合长江以南的地区应用。

3.5 干根网状护坡［3］

3.5.1 内容

指将适宜的树干材料呈网状间断横卧埋入边坡土中，入土部分干材两侧生根，暴露部分萌芽成林，以起到边坡防护效果的一种技术方案。

3.5.2 实用范围

干旱、少雨、缺水的土质边坡，土壤条件相对较好，不受坡度大小影响，但受施工季节影响。如北方和西北地区的公路土质边坡。

3.5.3 主要材料

适合当地物种的乔、灌木。如柳树、杨树、榕树类或沙棘、红树等，以及相应的营养肥料。

3.5.4 特点

① 施工方法简单、网眼大小易控制；

② 材料存活率较高、生长发育快；

③ 造价适中，单位造价约为15~20元/m2。

3.5.5 不足

① 材料选择和贮存较麻烦，基本技术要求高；

② 固土护坡效果体现的时间相对上述VGT方案较长；

③ 施工受季节的影响较大。

4 生态技术方案的选择［4］

上述五种生态技术方案在公路建设中的应用具有很强的专业性，因此在方案的选择上有较大的不同。同时，由于这五种方案的选材不同、施工工艺不同，其产生的生态功能效益有着本质上的区别。

其中，第一、第二及第三种方案是普通的绿化景观方案，仅具有美观的价值，而第三种方案由于受地质条件的制约，使得其施工工艺相对较难，因而其施工成本远大于第一、第二种方案。

第四、第五种方案则是抗滑护坡和水土保持方案，其不仅具备恢复植被和绿色景观的内容，更重要的是具有固土保水和防止浅层滑坡与塌方的功能。

在公路建设中下列三点是选择具体方案的基本要素。

4.1 地质地形条件选择

4.1.1 地质条件良好、地形不复杂、坡度比较平缓、土壤成分较多的地方，通常可选用第一、第二种生态技术方案（铺贴草皮与喷播绿化）。

4.1.2 地质条件差、弱风化或未风化岩石多、坡度大于70°以上的地方，常采用第三种生态技术方案（挂网喷播）。

4.1.3 介于上面两者的地质地形条件下，可选用第四、第五种生态技术方案（香根草技术与干根网状护坡）。

4.1.4 地质条件不稳定、容易出现浅层滑坡或塌方的地方，可以选择第四种生态技术方案——香根草技术，以部分替代或完全替代传统的浆砌石挡墙、菱型水泥拱杆或固体喷浆护坡工艺。

4.2 生态功能条件选择

4.2.1 绿化景观效果：通常选用第一、第二、第三种生态技术方案。

4.2.2 水土保持效果：可以选择第二、第四、第五种生态技术方案，其中第二种方案中主要是调整植物品种，选用具有水土保持功能的草种。

4.2.3 固土护坡效果：可选择第四、第五种生态技术方案，但，其中第四种方案常用于长江以南的地区，而第五种方案则常用于北方或西北地区。

4.2.4 防治浅层滑坡与塌方：只能采用第四种生态技术方案——香根草技术。

4.3 工程造价选择

前面第三章节中几种生态技术方案的工程造价是保质保量的基础价格，它包含了基本的材料、人工、税费和利润成本以及施工难度与设计调整的幅度范围（但未包含植物材料的死亡损耗和远程施工的费用）。因此，可供在工程项目建设中的设计和预算时参考。若施工单位在投标报价时低于该幅度范围，则必然在施工中发生偷工减料的行为（后面施工监理中详论），生态技术方案的质量必然得不到保证。因此，工程造价的选择，也是生态技术方案选择和应用成功的一个重要指标。

5 生态技术方案的应用

5.1 工程造价确定

当生态技术方案选定以后，在具体的应用过程中，可根据具体施工点的工程情况（如气候、季节、土质、营养、边坡比、施工难度、附近水源及交通等）确定工程造价，个别地质地形条件较差、施工难度太大的地方，其工程造价会超过前面的基础分析价。

5.2 施工单位选择

目前，应用生态技术方案的施工单位比较杂乱，许多都是园林绿化单位，虽拥有绿化资质和一定的绿化工程经验，但由于公路建设中地质结构的复杂性以及应用生态技术的学科交叉性，普通的园林绿化单位对工程建设中开挖和填方所形成的不稳定边坡，缺乏工程技术方面的专业知识，因此，在施工工艺和兼顾技术方面很难达到一个新的水平。为此，在施工单位的选择上，建议适当放宽条件，不要过度重视资质，应以经验和业绩为主，同时考察其技术理论的依据和原理，并重点审核其提供的施工方案与质量标准的保证。

5.3 施工方案审核

因设计部门、业主单位和监理单位暂时对生态技术方案的完整理解不深，因此，提出的质量技术标准还不完善，这对生态技术方案的应用有一定程度的影响。但是，通过与施工单位的专业技术沟通，对该技术的应用有较大的帮助，特别是加强对施工单位提供的施工方案进行审核和了解，可以协助业主和监理单位正确应用生态技术方案。更为重要的是可以通过施工方案，在日后对工程质量进行技术检定时，提供有利依据。因此，施工方案的审核是目前在公路建设中选择施工单位的一个重要指标。

5.4 专业养护管理要求

同样，生态技术方案中施工后的专业养护管理是一个极其重要的内容，植物学界的一句专业俗语“三分种植、七分管理”充分说明了生态技术的特殊性。普通的种植技术，任何一个农民或民工都可以完成（更不用说园林绿化公司了），然而，生态技术方案的整体功能实现，则必须有专业化的养护管理过程。过去许多生态技术方案的应用失败，既不是技术方案的问题，也不完全是方案中的品种选择问题，而更多的是专业养护管理问题（同时，该过程也恰恰是许多施工单位偷工减料的过程）。因此，专业养护管理要求也是生态技术方案应用的一个重要技术指标。

6 生态技术工程施工监理

在目前的公路建设中，并没有生态技术的专业施工监理单位，一般都是由土工建设的工程监理单位代为监理。由于跨专业的原因，的确使监理单位很难真正做好本职工作，同时也为个别不良施工单位偷工减料提供了方便，以至于表面上生态技术方案的投资大大降低成本，而实质上则造成生态技术方案的不可行或工程建设中多次出现重复投资的不良现象。

但是，非专业的施工监理工程师只要注意以下几点，仍然可以保证生态技术方案的成功应用。

6.1 施工工艺监理

首先了解施工单位的技术背景和提供的施工工艺方案，并在其实际施工过程中随时抽查和核对其施工的方式方法，以及其施工的具体步骤与相应的技术指标。

6.2 工程材料监理

该监理是一个重要内容，特别是在喷播技术应用中最容易出现材料短缺的现象，个别不良施工单位往往在喷播液中少放、甚至不放足粘合剂、保水剂、营养物质等，仅用水和种子就喷播在施工面上。因此，在监理时应在其喷播前检查其配制的喷播液，施工后则在工程面上检查其喷播的材料种类和材料比例。而在其它的生态技术方案中主要是检查其材料的种类问题。

6.3 材料用量监理

这理主要是指在施工前和施工后，检查其工程材料用量是否达到其设计中的数量，当然，由于植物具有生命现象，移植后需要相应的生长过程。因此，应结合专业养护管理过程进行观测，在专业养护管理结束后，基本可以观测到材料的准确用量。

6.4 材料质量监理

该监理有一定程度的难点，非专业的监理工程师很难了解和掌握植物材料的质量。但是，一般情况下，因植物都具有生命特征的特殊原因，施工单位不敢、也不会明显使用质量不合格的植物品种和营养物质。这与土工工程的材料质量监理有较大的区别。因此，监理的重点是植物品种的生长发育情况和辅助材料（如挂网喷播中的网材）的规格、型号及强度等。

7 生态技术工程质量标准

生态技术工程是近年来在公路建设（含水利、水电工程建设）中新兴的一项边缘学科技术，至今为止还没有相关的工程质量检验标准。这的确为设计单位、业主单位和监理单位在鉴定工程质量方面带来许多困难。也为个别不良施工单位投机取巧提供了方便条件。为此，笔者就植物学范畴和多年在工程建设中应用“生态技术”的经验总结，归纳如下的几个指标，暂时作为企业的质量标准，以供相关人员参考和借鉴（其中的时间和指标均表示是在春、夏、秋季施工，而冬季施工其指标体现顺延30~90天）。

7.1 普通绿化

7.1.1 植物存活率：施工20~30天后，植物返青率达到80%，存活率达到90%；养护管理期结束，植物返青率为90%，存活率为98%。

7.1.2 植物覆盖率： 施工结束覆盖率为98%，养护管理期结束无死亡现象。

7.1.3 植物营养状况： 植物叶片色泽鲜艳亮丽、叶体保满，无枯黄或异色，生长发育茂盛。

7.1.4 植物根系要求： 草皮与土壤完全相贴，无中空现象。

7.1.5 应用功能要求：养护管理结束后达到绿色景观效果。

7.2 普通喷播

7.2.1 植物存活率：施工10~15天后，种子开始发芽，30天后存活率达到90%，养护管理期结束，存活率为100%（冬季施工混播冷季型草种同理）。

7.2.2 植物覆盖率：养护管理结束后达到100%，无遗漏现象。

7.2.3 植物营养状况：草坪生长发育茂盛，整齐有序、叶片色泽均匀，无高低不等的凸凹现象和颜色不同的现象。

7.2.4 植物根系要求：无

7.2.5 应用功能要求：养护管理结束后达到绿色景观效果，无径流沟和冲沟出现。

7.3 挂网喷播

7.3.1 植物存活率：与普通喷播相同。

7.3.2 植物覆盖率：同上

7.3.3 植物营养状况：同上

7.3.4 植物根系要求：同上

7.3.5 挂网材料要求：固钉坚实、网体不能松动，营养层厚度不能低于3cm。

7.3.6 应用功能要求：养护管理结束后达到绿色景观效果，无径流沟和冲沟出现，网体无“崩壳”现象。

7.4 香根草技术

7.4.1植物存活率：施工30天后，植物返青率达到70%，存活率达到85%，专业养护管理结束后，植物返青率为90%，存活率为95%。

7.4.2 植物覆盖率：专业养护管理期结束，技术体系内的植物覆盖率平均为80%（主要品种香根草是垂直生长、其功能是护坡）。

7.4.3 植物营养状况：体系内的植物生长发育茂盛，叶色鲜艳、根系发达粗壮，香根草分蘖量多，平均为5~7个以上。

7.4.4 植物根系要求：专业养护管理期结束，香根草根系平均深度为50cm，叶片高度平均为80cm，体系内百喜草的根系长度平均为25cm，百幕大草的根系平均为30cm。

7.4.5 应用功能要求：初步具备浅层抗滑护坡的功能，无冲沟和径流沟出现，能抵抗40mm以下降雨量和水流速度为2.57m/s以下的冲刷与浸泡［5］。

7.5 干根网状护坡

7.5.1 植物存活率：施工15天后，新芽开始出现，存活率100%，养护管理期结束，其返青率为90%，存活率为100%。但在冬季不能施工。

7.5.2 植物覆盖率：因工艺和材料不同，故在养护管理期结束后，植物覆盖率较低为50%，但干梢已萌发30cm以上。六个月后，干梢平均高度212.6cm，平均地径2.9cm。

7.5.3 植物营养状况：植物嫩芽萌发快，新芽萌发多，干根有明显的复苏状，干根平均长出4.3棵数。

7.5.4 植物根系要求：侧枝开始生长发育，养护管理期结束平均达到3cm。

7.5.5 应用功能要求：初步具有水土保持的功能，能防止表层土壤的流失和径流沟出现。

8 结束语

由于“生态技术”的生物性和学科边缘的交叉性，使得该技术在公路建设（包含水利水电建设）中的应用，具有一定程度的风险，如果方案选择不当，必然会导致应用效果适得其反，而施工的专业队伍选择不准，也会使方案的应用发生变形。因此，值得设计者重视的是“功能选择”才是方案选择的首要条件；而业主单位重视的应该是施工队伍的选择；监理单位重视的是质量标准鉴定。只有三者有机结合，才能使“生态技术”方案的应用达到科学、合理、经济、实用的目的。也才能使整个工程建设达到降低投资、提高功效、实现生态环境的可持续发展的战略思想。

公路技术论文:江西省公路旧桥加固技术研究与实践

一、问题的提出

随着时间的推移，任何公路桥梁都将成为旧桥，都会因各种原因不同程度地存在缺陷、病害需要维修、加固和改造。江西省大部分二十世纪六、七十年代修建的、设计荷载标准较低的公路桥梁仍在服役，截止2000年底，江西的危桥有427座, 13849延米, 旧危桥改造任务十分繁重，全部推倒重来的思想既不现实，也不科学，更不应该。因此，我省在八十年代初，在不断提升技术等级的公路改造、改建过程中，即开始公路旧桥加固改造技术的研究与实践。先后针对不同桥型、不同的加固技术和方法，完成了多项旧桥加固改造方面的科研项目，取得了显著的经济效益和社会效果，其中两项获江西省科学技术进步奖。由于旧桥检测、评定与加固技术是一项既综合复杂又在不断发展和更新的技术，也是公路工程技术人员共同关心的热点问题。所以，下面简要介绍江西省在公路旧桥加固技术的一些研究成果和实桥情况。

二、主要开展的科研项目介绍

1、我省于1983年完成“提高小型梁板桥承载能力的研究”，为定性地衡量改建前后桥梁刚度及承载能力提高程度，提出了“刚度提高度”和“承载能力提高度”两个指标，以及计算方法。两者反映的是全桥状况，前者指全桥刚度提高了的倍数，后者指全桥承载能力提高了的倍数。该项成果多次被外省引用。

2、1988年～1991年完成的“锚喷砼加固双曲拱桥的研究”，使一座五孔跨径45米的双曲拱桥由原设计荷载：汽－13，拖－60，提高到汽－超20，挂－120，并安全通过总重134吨的超重车。该项成果，经交通部科技情报所检索查新证实，在当时属全国采用锚喷砼加固桥梁中，跨径最大、提高桥梁荷载等级最多。

3、1994年成功完成全国首座梁底侧采用体外预应力直索加固提载梁式桥的研究，并同时采用锚喷技术，解决了体外预应力索锈蚀和受温度变化失效的技术难题。

4、1996年完成了“带挂孔普通钢筋砼双悬臂梁桥加固研究”课题，成功地应用钢纤维砼解决了桥面负弯矩区砼开裂、致使钢筋锈蚀的问题。

5、成功完成悬臂式拓宽梁式桥和拱式桥桥面的研究，使净－7的桥面拓宽至净－9+2×1.5米人行道，总宽12.5米。

6、成功完成碳纤维布加固梁式桥的研究，并通过加固前后鉴定性静载试验证实了提高抗弯能力的加固效果。

7、先后成功应用粘贴钢板、粘贴钢筋、外包砼和套拱法等加固桥梁上部结构；以及多种方法加固桥梁下部结构。

三、典型桥梁的加固方案介绍

1、德兴香屯大桥（锚喷法、双曲拱桥）

1.1 大桥设计简况

香屯大桥是通往德兴铜矿公路上的一座大桥，1969年8月竣工通车。

大桥设计荷载为汽—13，拖—60，桥面净宽为净-7+2×0.25m。上部构造为5孔45m（矢跨比1/6）的双曲拱，横向6肋5波。下部构造为重力式实体桥墩和加后座的U型桥台。除德兴台奠基于密实卵石层以外，其余墩台均建于千枚岩基岩上。

1.2 香屯大桥病害状况

（1）主拱圈裂缝

①主拱圈中波纵向裂缝，检查时发现各孔中波波顶均存在纵向裂缝。

②肋、波连接处裂缝。各孔拱波与拱肋连接处大部分均发生裂缝。

③拱肋裂缝。各孔拱肋均有横向裂缝，有不少是U形裂缝，这些裂缝多发生在拱顶前后10m左右范围内。

④横系梁裂缝。为数较少但除第1、4孔外均有发现。

（2）主拱圈轴线下降

主拱轴线普遍下降，拱顶下降5～18cm，L/4点下降0～9cm，而且上下水下降值很不一致。

（3）桥面变形及破碎

桥面纵向变形已呈波浪形，但高差尚不很大。而桥面破碎现象甚为严重，且集中在3、4、5孔及两台后座上，在墩顶附近伸缩缝处裂缝尤其发达，以致破碎露筋。

（4）腹拱、立墙病害

腹拱及立墙均为浆砌片石材料，由于防水层质量差，许多腹孔及立墙上均有渗水痕迹，以致发现不少因长年流水侵溶悬挂着的“石笋”。腹拱圈及立墙上也发现有裂缝。

（5）桥台后座变形严重

两桥台后座挡墙与桥台连接处沉降缝均增大至8～10cm（设计为2cm），且从外部可见内部填料中的空洞。在横向、后座两挡墙均偏出桥台外缘5～8cm。后座上桥面沉陷多次,修补时发现其填料在上层2m左右为煤渣，车辆通过时，煤渣则由沉降缝处外泄，因而其上路面不能稳定。

⑤墩台身裂缝

各桥墩上均存在竖向裂缝，反映了施工时混凝土浇筑及水泥、骨料质量的一定问题，但裂缝多般为早期出现的许多裂缝，因年代较久，沿缝出现白色晶体析出物。

浆砌片石桥台上亦发现不少竖向、斜向裂缝，但较细微。

1.3 香屯大桥加固设计要点

通过对该桥进行检查及分析的情况来看，尚未发现墩台基础出现病害的反映，即使是置于非岩石基底上的德兴岸桥台亦未发现位移的迹象，所以大桥的加固主要针对上部构造和桥台后座。

1.3.1 主拱圈加固

原横系梁尺寸偏小，横向联系差，属薄弱构件，针对这一病害，将原横系梁由116×15×18cm加大截面尺寸至116×15×50cm，把拱顶部分三根横系梁改为横隔板116×30×84cm，以加强横向整体性，使全拱宽共同受力。除端系梁外，其它横系梁原定用喷锚技术施工，后改为预制安装。

由于主拱圈受力大，裂缝多，采用拱肋及拱波部分外包钢筋网并喷射25#厚6cm砼加固拱圈截面，以提高各孔的整体刚度和承载力，为使拱脚应力减小，在每跨拱脚至第二腹孔的拱圈顶现浇30#钢筋砼， 厚10cm，其设计图如下：

1.3.2 桥面

原桥面缺乏稳定而坚实的基层，整体性差，有必要将原桥面彻底清除，并挖除部分砂砾垫层（如是非砂砾填料，必须挖除，换上砂砾填料，夯实），再加铺水泥稳定砂砾基层，厚15cm，其上浇筑20cm厚钢筋砼桥面。

1.3.3 桥台后座加固

将桥台后座上路面除去，改成30#钢筋砼单向简支预制板，厚35cm，支承于两侧墙上。用Φ24mm的锚固钢筋使之与侧墙相接，其上铺装15cm厚30#砼桥面,钢筋砼板与后座填料间留有空隙，以使活载压力直接作用在侧墙上，从而减去了活载引起的对侧墙的土压力，并增加侧墙抗剪能力和基底摩阻力。

1.4 加固后承载能力评定

（1）在汽—超20主要组合荷载，挂—120附加组合荷载和特挂—150附加组合荷载作用下，预测各测点应力，变形和裂缝宽度均满足规范规定的容许限值，因此本桥能承受汽—超20，挂—120和特挂—150。

（2）本桥采用喷锚混凝土补强提高旧桥承载能力达到预期效果。

（3）本桥喷锚混凝土补强层与旧桥共同作用是不完全的。由于喷锚混凝土中存在空穴，结合粘结强度不高等原因，共同作用程度仅达65.6%。建议今后采用“湿喷法”进行锚喷施工，提高新旧砼共同作用程度，使喷锚混凝土层与旧桥起到完全的整体作用，提高加固效果。

（4）由于老桥收缩、徐变已基本完成，所以喷锚混凝土不承受原桥及自身恒载，在工作阶段仅承受活载，故喷锚混凝土强度不控制。

2、320国道灵溪大桥（体外预应力直索加锚喷法、梁式桥）

2.1 灵溪大桥概况

灵溪大桥位于320国道上，原是一座年代已久的老式桥。该桥于1970年10月由七孔不等跨八字撑架木梁桥改建成七孔不等跨简支钢筋混凝土梁桥，全长119.99m，上部构造为四梁式T梁。下部构造均为重力式墩台、八字墙。设计荷载为汽—13、拖—60，桥面净宽为净-7+2×0.5m人行道。320国道改建成二级公路后，该桥通过的交通量较大，并常有200—300KN左右载货重车经过，且来往行人及自行车、板车亦较多。因此该桥成为全线缩颈段，时有交通事故发生。为确保交通畅通，与行人和车辆交通安全，经上级批准，将此桥加固和拓宽为荷载标准汽—20，挂—100，桥面净宽为净-9+2×1.5m人行道。

2.2 灵溪大桥拓宽加固方案

2.2.1 拓宽加固

灵溪大桥两端引道已改建为二级公路，混凝土路面亦已修建完成。另改桥位新建已属不可能。故仅就地改建或拓宽加固两种方案进行了比较。

（1）就地改建方案。为了不中断交通，就地改建就必须搭便桥，由于桥下水深常年在3～4m左右（因下游建坝），搭便桥费用较高；且改建需拆除原有上、下部结构物，又需一笔可观费用。但改建后，各桥孔跨径标准全部结构都是“新”的，在心理上感觉更美观、耐用、可靠。

（2）拓宽加固方案。此方案可不需搭便桥，只需适当控制交通，边通车边拓宽加固。由于可以利用原有墩台，拓宽加固主要在上部构造上进行，因而可节约更多投资。只要拓宽加固方案得当，亦可满足设计荷载要求。但桥孔尺寸长短不一，原桥混凝土标号低，又有一定的病害，虽经拓宽加固，似乎总感觉不如新桥。

经过研究讨论，认为按照江西现时公路建设资金紧张的状况，能节省的建设费用应尽量节约、以投入到其它必需的建设项目中去，故应选择拓宽加固方案。

2.2.2 原桥主梁加固增强方案

加固增强方法很多，如：①以锚喷或现浇混凝土方法增加T梁受拉区钢筋及加大梁身断面；②以钢板粘贴加固增强；③以体外预应力加固增强等。据计算，原主梁增强至能承担汽车-20级，挂车-100的设计荷载需增加较多钢筋，费用较高，故不选用①法；②法因钢板外露，需经常养护且粘贴钢板不易使其紧密与梁身结合，故亦未采用。③法所需钢材较少，且施加预应力可使梁裂缝减少或闭合，施工也简便，但也存在预应力钢材防锈蚀问题及加强经常养护问题，同时预应力钢材直接受大气温度影响较大。经反复研究，决定采用先用体外预应力加固增强，再以喷射混凝土将其覆盖的方案。此方方案既可解决预应力钢材防锈蚀问题，又可避免其直接受大气温度影响，同时喷射混凝土后尚可增加梁身抗剪能力。

（1）利用墩顶上两孔梁端空间设置现浇横向悬臂挑梁，其上安装预制的微弯板。

（2）在挑梁悬臂部分架设预制的π形人行道梁。两边桥孔人行道梁较主梁长，一端支承在边墩挑梁上一端支承在路堤上特设的支墩上，此举系为了避免加宽桥台。

（3）在人行道梁内侧的凸缘与旧桥面板间，用25号混凝土浇筑桥面加宽部分，桥面铺装层混凝土同时浇筑形成净-9m行车道，在桥面铺装层及桥面加宽部分，均设置了钢筋网，使整体性能加强。

（4）桥面伸缩缝设置在挑梁顶中心，将行车道铺装延伸搭架在挑梁上形成。挑梁上桥面铺装层下垫设二层油毡，使其能随温度收缩。伸缩缝中充填聚氨脂材料。

墩上悬臂梁及微弯板构造图

2.3 加固后试验结论

（1）从挠度测试结果表明，试验荷载下人行道梁和T梁挠度均很小。推算得的汽—20荷载（已考虑冲击系数）作用下T梁挠度仅为3.607mm，其f/L=1/4574；人行道梁挠度为4.142mm，其f/L=1/4104，均远小于L/600，完全满足使用要求。

从第二加载阶段挠度实测值与计算值比较表可看出，实测值大大小于相应荷载的计算值，其校验系数仅为0.329～0.369，说明人行道梁和T梁的实际刚度比理论计算用的刚度大很多，如T梁计算开裂惯性矩为0.0978m4，返算的实际惯性矩为0.14135m4，而梁的计算换算惯性矩为0.23197m4。

（2）由测试资料可知，加固拓宽前后跨中加载弯矩增大1.631倍时,实测的边T梁挠度和梁底受拉区钢筋应力仅分别增大1.071倍及1.063倍，可见该桥在加固拓宽后上部结构承载能力大，安全可靠。

（3）由测试资料推测的汽—20荷载作用下梁的应变、应力值与行人荷载、恒载作用下梁的应变、应力值均较容许值为小，可见加固拓宽后桥梁结构完全满足设计要求。

2.4 大桥加固效果评价

（1）灵溪大桥采用先以体外预应力加固T梁，后用锚喷混凝土使预应力钢束与梁体粘合的加固方法，是行之有效的，达到了预期的目的和效果。此法在国内尚系第一次使用，它不仅使梁的抗弯、抗剪强度及刚度得以增大，且能有效地防止预应力钢束因暴露在大气中引起锈蚀，也使其不直接受大气温度影响，即可使预应力钢束工作安全可靠，也减少了今后养护工作和费用。该方法具有施工设备简单、施工操作容易、施工速度快和在施工过程中基本不中断交交通等优点。尤其通过施加预应力，主梁将会产生上拱，这对改善旧桥的下挠状况是十分有利的，且可使裂缝减小或闭合。施加体外预应力与喷射砼加固旧桥的组合体根治了原结构由于裂缝等原因产生的应力集中并恢复了原结构变形的协调性，使其能抵御更大的外荷载。喷射砼包裹着预应力钢筋，既发挥了预应力的作用，又发挥了喷锚砼优越性，也解决了体外预应力钢材养护难题，经济效益十分显著，为类似桥梁的加固改造提供了一种十分有效的好途径。

（2）灵溪大桥采用在墩上浇制的悬臂梁上架设人行道梁以加宽桥面的方法，使人行道梁除承受人行荷载外，还分担了部分行车荷载，充分利用其承载能力，节约了建造新的深水墩台的费用，可供类似梁桥拓宽桥面参考。

（3）浮动式工作平台对加固梁桥是一种很经济的方法，本身安装拆散均简单，使用稳定安全。值得在桥下常年有水且不很高的梁桥加固时采用。

（4）该桥加固拓宽工艺简单，施工方便，设备少，加固费用仅95万元，如就地建新桥还需搭深水便桥，费用较大，总需要费用250万元，加固拓宽费用仅为其40%左右。经济效益显著。

（5）该桥加固拓宽施工除部分项目系在半幅通车的情况下进行的。其余均是让车辆双向通车，社会效益明显。

（6）本桥设计的重点是巧妙地利用了墩上悬臂梁来加宽桥面，避免加宽墩台，即节省了经费，又大大加快了进度，同时施工操作又简单。

（7）不同的桥梁具备不同的特点，但同类型的桥梁有着相同的特性，其加固方法可以借鉴，但也要具体问题具体分析，巧妙地利用其特性，则许多难点就可迎刃而解。如灵溪大桥墩上悬臂梁、边孔人行道梁的设置。

（8）该桥加固拓宽后营运至今，经跟踪观察使用情况良好。

3、赣州西河大桥（钢纤维砼加固负弯矩区、双悬臂梁桥）

3.1 西河大桥概况

赣州市西河大桥位于市区内，跨越章江，为该市联络东西城区及由105国道进入市区的跨江通道。该桥桥长256.2m，为9孔双悬臂钢筋砼梁桥，孔径为12.6+7×33+12.6m。悬臂孔挂梁计算跨径为14m。原设计荷载为汽—10、拖—60，桥面宽度为净-7+2×1.5m人行道。该桥于1955年按苏联标准图并参照洛河桥施工图设计，1956年建成通车。

由于大桥建成后交通量日益增多，汽车载重愈来愈大，致使该桥已在主梁正、负弯矩区、牛腿上出现众多裂缝，桥面铺装及伸缩缝亦出现破碎及其它损坏现象。由于该桥病害严重，故被禁止稍重车辆通过。1992年以来，赣州公路分局曾先后三次组织对该桥进行检查，拍摄录像。1993年在对大桥进行加固设计前，亦进行了较全面细致的检查。

3.2 大桥病害检查情况

西河大桥病害主要表现在：

（1）主梁裂缝及主梁变形

主梁裂缝主要发生在锚跨中部（正弯矩区）梁的下缘及悬臂梁根部（负弯矩区）上缘，后者大都贯穿整个车行道翼板。各裂缝宽约在0.1～0.5mm之间。此类裂缝显然是由于大量重车通过使梁的受拉区开裂，属正常现象。但由于负变矩区裂缝在上面，雨水易从裂缝渗入梁内，引起钢筋锈蚀及砼强度降低。

主梁永久性变形严重，从桥栏杆柱变化，可明显看到这种波浪起伏状态，墩台处与墩中桥面高差大者已达6cm左右。

（2）牛腿裂缝

牛腿裂缝大都发生在悬臂孔赣州方向的主梁牛腿上。裂缝大者达21mm之多，为支座附近竖直裂缝。第七孔处下水南昌方向牛腿砼在支座处脱落一块，支座钢板外移，钢筋外露，支撑其上挂梁，锈蚀严重。挂梁上牛腿裂缝较少，大多是（嵌固端）转角处斜裂缝或竖向裂缝。

在后来凿开牛腿原砼时，发现由于钢筋较密，砼有浇筑不实之处，有空洞存在。

（3）桥面及伸缩缝

桥面呈波浪状。桥面铺装层裂缝及破碎现象甚为严重，在墩顶处及挂孔牛腿上伸缩缝处裂缝尤其发达，以致破碎脱落。究其原因，可能是因桥面铺装层下是较软的油毛毡防水层，在重车及冲击荷载作用下易产生这种破裂现象。

悬臂孔上伸缩缝全部破坏，缝壁破碎。

3.3 西河大桥加固方案

在进行加固前静载试验的同时，我们也进行了对该桥主要部件结构强度的验算。计算表明，对该桥单纯采取修补的方法，只能恢复到满足汽—10荷载的要求，而不能满足汽—20荷载运行的要求。

按容许应力法计算，悬臂孔支点截面受压区砼最大应力达13.5Mpa，超出实际砼容许压应力值；而按承载能力极限状态计算，跨中截面正截面强度不足，梁所能承受之最大弯矩为11839.87KN.m，不能满足所需承受的弯矩13184.81KN.m。根据现场检查、试验及计算分析资料，要使西河大桥通过加固达到承受汽—20、挂—100荷载等级的要求，就必须对主挂梁牛腿、主梁及其上桥面铺装进行加固补强，并对牛腿支座及伸缩缝加以改造。

3.3.1 悬臂孔主梁及挂梁牛腿的加固

（1）经计算，牛腿最弱截面为θ=28.86°或θ=41.19°（不计H）的斜截面，按偏心受拉构件验算，拉应力分别为2.0及2.2Mpa，按对牛腿截面尺寸能否符合裂缝控制要求验算，发现牛腿截面尺寸不足，公式Fvk≤β（1－0.5（Fhk/Fvk））（ftk/（0.5+a/ho））中系数β需≥1.39方能满足，而承受静力荷载的牛腿抗裂度取值至少应是β=0.80。依上可见，加固前牛腿状况显然不安全。加以牛腿伸缩缝处不平顺、不平整引起的跳车、冲击，可使垂直荷载实际上增大很多。因而牛腿砼内部微裂缝不断发展，最后引起严重开裂而破坏。

（2）由于牛腿是悬臂梁桥的一个关键部位，它是否牢固可靠对桥梁能否维持安全通行是起决定作用的因素之一。牛腿又是悬臂梁的薄弱环节，牛腿处梁高突变减小，截面凹折转角多，而要传递的集中力数值非常大，且频繁承受车辆冲击力作用，所以是受力非常复杂的部位。现有各种验算方法带有相当的近似性，还不能完全反映受力情况。为此，对牛腿加固我们提出了两种方案：

方案一：凿除原牛腿的低标号砼（旧170号砼），改为浇筑30号钢纤维砼。浇筑钢纤维砼时，在新老砼结合面上涂以环氧砂浆以增进两者粘结。

方案二：将挂梁从两个支点搁在主梁上改为以多支点搁在端横梁上。此种方案，可使原牛腿上受力减少，但牛腿的砼则因破碎开裂，仍需凿除后重浇新砼；端横梁也因原宽度不足及标号过低，也需凿除重浇加宽，这就增大了工程量。该方案另一缺点是传力情况不明确。

实桥加固时采用了第一方案。

3.3.2 主梁负弯矩的加固

根据检查、测试资料及计算成果，主梁负弯矩区在一般荷载下即产生大量裂缝，其上桥面铺装层亦产生大量网裂。此种裂缝不仅不美观，使人产生不安全感，在实际上也会因雨水渗入主梁和翼缘板中，导致锈蚀受力钢筋，影响桥梁使用寿命。

在考虑加固方案时，根据计算资料增加了纵向受拉钢筋，置于原铺装层范围内，计算结果还表明，由于新设计标准的荷载负弯矩作用，桥面砼的拉应力将达到3.96Mpa，采用现桥涵设计规范中所列各标号普通砼均仍会因抗拉设计强度无法满足而使梁顶开裂；只有采用钢纤维砼，其抗拉设计强度有可能大于此拉应力，从而保证桥面不出现裂缝。故我们在加固方案中对负弯矩区桥面铺装层采用浇筑钢纤维砼，要求其与梁顶翼缘板真正牢固连成整体。所以在将梁顶翼缘板顶打毛外，还要在其上设锚筋和在顶面上刷粘层剂使新老砼紧密结合。在浇筑钢纤维砼铺装层前，尚需用高分子化学材料压入梁顶的裂缝内，使裂缝粘合。

对此负弯矩区加固提出的另一种方案是在桥面铺装层范围内采用无粘结预应力加固。此措施旨在使桥面原裂缝进一步闭合，同时可因悬臂负弯矩减小而减小悬臂端挠度，并减轻主梁和挂梁衔接处冲击。该方案因施工工期短、施工技术较新，且需一定设备，一般施工队伍不一定具备条件而放弃。

3.3.3 主梁锚跨及挂梁正弯矩区加固

在按承载能力极限状态计算时，在汽—20、挂—100荷载作用下主梁截面强度不满足，故需补强。补强的措施是在凿去原桥面铺装层及油毛毡后，将原桥面打毛，用锚杆在原铺装层厚度范围内加一层钢筋网，然后浇筑30号UEA补偿收缩自防水砼。采用UEA补偿收缩自防水砼的目的是因为UEA补偿收缩是一种适度膨胀的砼，在钢筋和邻位约束下，可在砼中建立0.2～0.7Mpa预压应力，使结构达到抗裂防渗的目的，即解决防水问题。挂梁则除在原铺装层厚度范围内不增钢筋网外，其余均与主梁加固方法相同。

3.3.4 主梁裂缝粘合

为改善主梁负弯矩区受力情况，并增加梁板耐久性能及刚度，同时为了在加固施工中需要将导梁移孔时，主梁及挂梁能安全承受在上通过的导梁设备重，本桥加固设计采用了以高分子化学材料对主梁及挂梁裂缝以压灌的方法，使裂缝予以粘合。

3.4 试验结果

（1）赣州西河大桥加固前后采用两辆黄河牌重车加载时，尽管加固后试验荷载的内力较加固前大9%左右，但在相同位置上实测的应力值，仍见明显减小，说明加固效果是较好的。

（2）在黄河车及大交通车作用下，考虑了冲击系数实测活载应力值，与恒载应力计算值合计值，均小于砼轴心抗压强度和钢筋抗拉设计强度值。说明该桥承载能力完全满足设计荷载标准（汽—20、挂—100）。

（3）由实测最大挠度值可见，锚跨跨中挠度为计算跨径的1/4583，远小于规范的1/600。悬臂跨悬臂端在两列大交通作用下的挠度为悬臂长度的1/788，小于规范的1/300。说明加固后桥梁刚度是较好的。

3.5 加固效果与跟踪观察

赣州西河大桥通过在桥面铺装层内增设纵向钢筋，用钢纤维砼重新浇筑牛腿和浇筑负弯矩区桥面铺装层，用GJK-1高分子化学材料粘合梁体裂缝等措施，将西河大桥原仅能承受汽—10、拖—60的承载能力提高到汽—20、挂—100标准，说明此种加固方法是有效的。施工期限也较短，经费也较少，完全可以应用到同类的双悬臂钢筋砼梁桥加固上。该桥经加固后开放交通至今，使用情况一直良好，经跟踪观察未发现新的病害。

4、320国道黄花大桥（悬臂拓宽桥面、双曲拱桥）

4.1 黄花大桥概况

黄花大桥位于江西省萍乡市湘东区改建后的320国道K1127至K1128段，是萍乡市湘东镇于1974年建成的、跨越萍水河下游的一座钢筋砼双曲拱桥，全长188m，主桥三跨，每跨净距28.5m，两岸引桥各为六孔，跨径4～6m不等。主桥设计荷载：汽-13，拖-60，桥面净宽7.3m，无人行道，矢跨比1/6，设计拱轴系数M=2.20，主拱圈宽度为8m，拱圈厚0.88m，立柱式腹拱墩。下部构造为：15#片石砼实体墩和桥台，桥墩顶宽2.5m，基础均为明挖扩大基础。

1987年320国道改线测设时经与新桥方案反复比较后决定利用该桥。为判定黄花大桥既有结构状况和承载能力及进行加固的可行性，1992年元月对该桥进行了详细的结构检查和静载试验，以期对大桥上下部构造的承载能力（强度和刚度）进行鉴定，为加固拓宽利用该桥提供科学依据。

4.2 加固技术及采用方案

4.2.1 上部构造

由于设计荷载增大，桥面拓宽，车辆横向不利位置较原桥面净宽不利位置外移（原桥设计荷载为汽-13，拖-60，桥面净宽：净-7.3+2×0.25m安全带），增加了人行道活载，故对主拱圈，腹拱圈、拱上立柱等均采用锚喷砼加固，边肋亦予以加宽，拱背现浇砼加固。

4.2.2 下部构造

根据结构检查和静载试验结果，证明主桥墩台的强度和刚度能满足现设计荷载要求，地基也坚实可靠，故对主桥墩台不予加固。

4.2.3 大桥拓宽技术的研究

（1）拓宽原则

由于原桥面净宽7.3m，无人行道，为配合二级路的宽度要求，需将桥面拓宽至12m，即净-9+2×1.5m人行道。而主桥两岸引桥（引道）均铺筑好砼路面，故主桥拓宽必须沿桥中心线对称地在上下游加宽。

（2）拓宽方案拟定与比选

①拓宽方案一

于墩台上挑出悬臂梁，然后增设边拱肋，修建拱上构造，拓宽桥面至净-9+2×1.5m，重修桥面铺装。

优点：拓宽部分直接传力到墩台上，受力明确，对原桥各拱肋受力影响不很大。

缺点：墩台上挑出的悬臂梁，因要承受增设的拱肋，故必须做得较强劲，造价较高，施工难度较大。

②拓宽方案二

在桥的两侧和重修的桥面一道现浇车行道悬臂板和人行道悬臂梁，再在人行道悬臂梁上搁置微弯板。

优点：采用悬臂梁（板）加微弯板结构，构件轻巧，并充分利用了重建砼桥面作为悬臂梁（板）的锚固端，造价比方案一低，施工（安装）也方便。

缺点：悬出部分主要依靠边肋承受，故受力不如方案一有利，因此应对拱肋予以加固加强。

经对方案一、二的经济技术比选，最后采用拓宽方案二作为本桥拓宽方案。

（3）拓宽设计要点

①由于该桥为空腹式双曲拱桥，现采用悬臂梁结构来拓宽大桥桥面，所以应尽量使悬臂梁处于拱上立柱或附近，使得尽量通过立柱来传力给主拱圈和墩台上。

②车行道桥面悬臂板和人行道悬臂梁根部支于原拱桥侧墙上，悬臂板和悬臂梁相交处亦浇成一个整体。人行道板采用轻巧的少筋微弯板。

③为加强主桥的整体性，减少桥面接缝，桥面铺装采取全桥连续续，仅在桥面两头各设置一道伸缩缝，桥面在跨墩（柱）部分底层设置钢筋网。

4.3 黄花大桥加固效果与社会效益分析

（1）社会效益好。

黄花大桥于1993年10月完成加固与拓宽施工并通车，营运至今，大桥状况良好，现该桥通行的交通量达8000余辆/日。

（2）本桥梁采用锚喷钢筋砼加固和悬臂式拓宽的技术方法改造，不仅便于施工，确保质量，而且施工期间可不中断交通，因而社会效益显著。

（3）本桥采用加固拓宽方法改造，不仅在总体上具有上、下部构造配合恰当之优点，而且给人们以轻巧、优美、安全之感，施工亦安全简便，质量易于保证，工期短。从而说明该桥加固拓宽设计新颖、美观、实用，结构合理，便于施工。

（4）该桥梁改造工程费用低。经加固拓宽后的黄花大桥，不仅满足了汽-20，挂-100，净-9+2×1.5m人行道的二级公路桥梁设计要求，而且比新修桥梁节约经费150多万元。同时节约了大量的钢筋、水泥、木材等建筑材料。

（5）黄花大桥的加固与拓宽设计被江西省交通厅授以优秀设计二等奖。

5、进贤北门桥（外包砼加大截面、刚架拱桥）

5.1 北门桥的概况

进贤北门桥位于江西省进贤县县城，于1984年竣工通车。北门桥桥梁总长55.6m,主孔为1孔净跨36m的刚架拱，矢跨比为1/6，南北副孔为跨径6.0m的微弯板组合梁。基础及下部结构为组合式L形桥台与桩基础，桥面净空为净-7+2×1.0m人行道，原设计荷载为汽车-20级，挂车-100。

北门桥通车后，在对该桥进行验收时，部分拱腿拱脚断面上缘即出现裂缝。1987年抚州供电局运输一台主变压器时，上海城建学院曾对该桥进行检测，上述裂缝深达450mm左右，裂缝宽度为0.6-0.8mm。检测后所附《进贤北门桥承载能力评价报告》中指出：“刚架拱与副孔简支梁的伸缩缝北边拉开12mm，南边拉开20mm，说明桥台有水平位移，不均匀沉降和转动，北边桥台沉降较南岸桥台多一些，以上变位主要是由于台后高填土沉降引起，桥台变位是引起拱腿根部开裂的主要原因之一。”

由于拱腿系刚架拱桥的主要受力杆件，考虑到安全问题，南昌公路分局将该桥列为危桥，对通行车辆采取限载100KN通过。

5.2 病害检查

（1）拱腿病害

拱腿根部拱脚处有7处出现由上自下裂缝，拱腿拱脚处上缘裂缝宽度南岸桥台2－5mm，北岸桥台2－3mm。

（2）桥台病害

桥台立墙出现全断面横向裂缝，南、北桥台八字墙受土压力作用向外突出。

（3）部分微弯板组合横梁出现由下自上裂缝，缝宽0.2～0.4mm。

（4）行车道主要发现横向裂缝，主孔与南、北副孔伸缩缝均向两侧滑动，而且有一定规律可循。

5.3 加固方案及其内容

通过对老桥的计算分析，我们认为应对老桥进行全面加固，并依靠加固后老桥本身的结构来达到满足通行超重平板车是一个最为安全和兼顾长远利益。

（1）加固的具体范围及内容

①拱脚断面

拱脚断面由于开裂严重，且经常处于水位之下，所以必须重点加固。可采用以下办法：将拱腿断面保护层凿开，在原主筋旁焊接新的主筋，并增加新的箍筋。钢筋数量由电算得出，钢筋长度在裂缝位置左右3m内可满足锚固的要求。裂缝用环氧树脂填死闭合。然后浇筑新的混凝土，再在其外拱腿四周用粘贴钢板并打栓钉的办法来特别加强。

②上弦杆下缘

主孔方面：由于每片上弦杆的下缘仅宽30cm，按照计算最不利截面将对应配13Φ22，所以加固还必须采用加大断面法，凿开下缘保护层，露出主筋和箍筋，将箍筋接长，焊上新的主筋。然后浇筑新的混凝土，再在局部几个断面的下缘用粘贴钢板并打栓钉的办法来特别加强。

③副孔方面：采用满堂脚手来加固。

④桥面全面加固

因为施工质量良好的桥面，将会提高微弯桥面板的承载力，并且顶层钢筋将参与抵抗弦杆断面负弯矩，所以决定凿除原有破损桥面，除配常规的构造钢筋外，在负弯矩区加设受力钢筋，纵向可设在弦杆计算的负弯矩区起抗拉作用，横向全桥布置，并保证截面的厚度，以提高微弯桥面板的承载力。

⑤桥台立墙等

5.4 荷载试验结果评定

（1）静载试验荷载效率各控制载面已达到0.823、0.783、0.838，满足有关规程要求。

（2）静载试验结果表明:经加固后的2#、3#拱肋在弹性范围内工作，桥台基础在次重车加载的情况下几乎没有位移，整体结构刚度和强度满足重车通行。

公路技术论文:喷混植生技术在孝襄高速公路边坡防护中的应用

摘要：目前高速公路边坡防护的形式已由传统的圬工防护向生态防护发展。湖北省孝(感)襄(樊)高速公路建设提出“优质、生态、绿色、环保”的防护理念，引进了喷混植生防护技术。通过在该公路中的应用，介绍喷混植生防护技术的基本原理、施工工艺及应用效果，并提出有待进一步改进和探讨的问题。

关键词：高速公路 喷混植生 边坡防护

近几年，随着环保意识的提高，我国公路建设部门对于生态防护越来越重视。土质边坡已普遍采用了湿法喷播、三维网植草等技术来建植植被、固土护坡。土质情况较差的边坡和岩石边坡，由于缺乏植物生长的基础，则往往采取浆砌片石、挂网喷锚等工程防护措施，不仅被破坏的植被得不到恢复，而且也影响了公路的生态环境及景观。因此，如何既保证石质边坡的稳定又能实现长久绿化，已成为公路环境保护和公路建设部门的焦点和难点。

孝(感)-襄(樊)高速公路跨越湖北省孝感、随州、襄樊3个地区，全长243.51km，有大量高路堤边坡和深路堑边坡，挖方路基多为强～中等风化花岗岩和泥质砂岩，裂隙发育，岩石破碎。根据孝襄高速公路项目特点，湖北省孝襄高速公路经营有限公司提出“建设一条国内领先的优质生态环保高速公路”，即“优质、生态、绿色、环保”的建设目标。为了解决石质边坡的稳定和绿化问题，公司引进了日本喷混植生防护技术，结合我省公路特点对喷混植生材料、施工工艺以及配套土木工程技术措施进行了系统的研究和试验，在广泛调查和分析研究的基础上，寻找适合我省喷混植生的方式和方法。

1　喷混植生防护技术优点

喷混植生防护技术是将客土(生育基础材料)、纤维(生育基础材料)、侵蚀防止剂、缓效性肥料和种子等按一定比例配合，加入专用设备中充分混合后，通过泵、压缩空气喷射到坡面上形成所需的基层厚度，从而实现绿化的目的。该技术的突出优点在于:

(1)以土壤结构改良为突破口，力求简化公路植被养护管理。它是以经处理加工的树皮、纤维、养生材料、植物种子与少量当地优质土混合，添加营养剂、粘结剂和土壤稳定剂制成客土，借助喷播机均匀涂喷于坡面上。

(2)由于客土的应用，为灌木和树木根系提供了良好的生长基础，能够实现草、灌木合理的植物群落配比，达到建设后路域植被与自然植被融为一体的效果。

(3)喷播设备性能优良，使岩石坡面及不具植物生长条件的高大边坡完全可能实现绿化。

(4)灌木根系可扎入岩石缝隙，固土护坡效果比草本植物更可靠，可较大程度地减少边坡坍塌，节省维护费用，提高交通安全。

2　喷混植生防护技术在孝襄公路的应用情况

2.1 地区气候特征

孝感、随州、襄樊处于中纬度季风环流区域的中部，属于北亚热带季风气候。因受太阳辐射和季风环流的季节性变化的影响，气候温和，四季分明，光照充足，雨量充沛，无霜期较长，严寒酷暑时间较短。温暖的气候条件，良好的地貌特点，造就了优越的生态环境。

2.2 孝襄高速公路边坡条件

(1)边坡形态特征　孝襄高速公路有相当一部分石质挖方边坡，其坡高从4m至35m不等；对无外倾软弱结构面的石质路堑边坡，允许坡率按《建筑边坡工程技术规范》取值，根据实际经验，在工程中多采用1∶0.75～1∶1.0；当挖方边坡高度大于6m时，自坡脚往上按每个6m高度将边坡分成几级，在每一6m高度处设一宽2m的减重台。

(2)边坡地质条件　大部分石质边坡属软质岩边坡，出露地层为砂岩、砂砾岩、变质岩、灰绿岩，风化程度不一，全风化～强风化，风化界线起伏较大。

2.3 主要施工设备与材料

(1)主要施工设备　喷混植生机、普通卡车、抽水泵、发电机、空压机各1台。

(2)主要材料

种子　BPR混和植被种子，按冷暖结合、草灌结合、四季常绿的原则进行配种。

客土　采用天然有机型培养土，由多种新型微生物菌群发酵而成，含有氮、磷、钾及各种微量元素、生长激素，pH值6.0～7.0，饱和容重0.5～0.6t/m3。

稳定剂　无污染粘结剂，采用高分子聚合物及天然植物加工而成，能将客土、养生材料、肥料、种子等紧密连接，形成一定厚度的喷播层，并与坡面粘接在一起而不下滑流失。

养生材料　采用木质纤维，增加连接的强度，使喷播层稳定性增强，孝襄高速公路主要采用了无纺布。

肥料　采用速效化肥及缓效有机肥，增加贫瘠边坡肥力，提供植物生长所需营养。

水　喷播用水，选择无污染水源，就近吸取。

金属网　采用直径16mm，网孔为5cm×5cm的金属网。

锚杆　挂镀锌网的锚杆采用直径16mm，长度80cm的钢筋。

2.4 施工工艺

(1)清理边坡　将容易滑落、影响边坡稳定的岩石处理掉，使坡面尽可能平整以利于喷混植生施工，同时增加坡面绿化效果；对于光滑岩面要通过挖掘横沟等措施进行加糙处理，以免客土下滑。

(2)打设锚杆　锚杆为直径16mm以上的螺纹钢，长80cm。锚杆数量为25根/100m2。锚杆用水泥砂浆加固。

(3)挂网施工　挂网施工时采用自上而下放卷，相邻两卷镀锌网分别用绑扎铁丝连接固定，两网交接处要求有20cm的重叠。

(4)钢筋辅助固定　根据铁丝网与坡面的接触情况，对坡面不平整处，适当打入长20～30cm、直径12mm的辅助锚杆，以使镀锌网贴近坡面。

(5)配制客土材料　将粘土打碎过筛，然后将粘土、锯末、谷壳、水泥、肥料、植物生长剂、土壤稳定剂等充分混和，搅拌均匀。

(6)喷混植生　选用专用喷混植生机，设备就位后，调节输送泵压力、出风量，使混合料均匀喷射至坡面，自上而下分两次实施喷播，第一次喷播厚3cm，待客土稳定后(10～20min)再喷播第二次至设计厚度，喷播时在岩性破碎、岩质坚硬坡段喷层厚度可适当增加。

(7)养护管理　初期养护需加盖无纺布，30～45d后待草苗长到一定高度时揭布；后期养护时若天气长期持续干旱则应适当予以浇水养护。

3　应用效果

3.1 绿化效果

孝襄高速公路的喷混植生施工完成后，通过对未成活的进行补喷，边坡绿色植被覆盖率与可绿化面积之比达到90%以上，基本可以达到1年中8个月以上的常绿效果。

3.2 抗雨水冲刷效果

在孝襄高速公路第8合同段喷混植生坡面上进行的试验表明，在草坪植被与基材的共同作用下，基材的抗侵蚀性进一步增强。从施工2个月后测试的基材在雨强为100、150及250mm/h时的基材累积流失量，可以看出随着雨强的减小，基材的累积流失量显著降低，由于草坪植被的作用，雨强小于100mm/h后基材就不会出现流失。随着时间的进一步延长，草坪植物的根系会纵横交错，起到增加土体内聚力，提高土体的强度，稳固边坡体的作用。

4　有待进一步改进和探讨的问题

4.1 基质配比问题

喷射基材的配比是喷混植生中最基础、最关键的一步，也是所有工序中的重点和难点之一。如何使植物度过漫长的旱季，除选择适宜的植物品种外，基质的配比十分重要。

在工程实践中，在基质方面主要存在两大问题值得进一步探讨。一是基质板结(施工1～2年后)导致植物持续生长困难，覆盖率降低；二是基质剥离、脱落。如何选择适应本地区(气温、年降雨量)基质原材料的配合比，解决基质的稳定性与通透性这一对矛盾是目前喷混植生生态防护的重要课题。

4.2 植物的选择和配比问题

(1)若选择单一的草本植物，绿化效果很好，但固坡效果不理想；若选择灌木植物，短期内绿化效果不理想，且基质初期养护时间过长。为了达到绿化和边坡稳固的双重效果，一是要选择不同季节的草本植物，二是植入一定数量的灌木植物，这就提出了各类草籽混播的问题，即各类草籽的比例是多少，也就是说，单位面积内各类草籽撒布量的合理性有待进一步探讨。

(2)本地野生草种应用较少，目前边坡绿化施工中主要采用外来草种，然而外来草种在本地的抗逆性、适应性和危害性有待进一步探讨。若能利用本地野生植物品种特别是本地的野生藤本植物，不仅解决了外来草种的不足之处，而且对边坡的景观及其稳定性都有积极的效果。

5 结语

喷混植生技术在孝襄高速公路上的应用取得了一定的绿化及防护效果，但植物生长情况，如成活率、地上地下生物量、植物群落的优势度、客土厚度、基质材料的配比等有待进一步的试验研究，喷混植生施工方法的适用条件、植物种类选择及用量有待进一步的改进。

公路技术论文:浅谈GIS技术在公路管理中的应用

摘 要：GIS技术目前在许多领域获得广泛应用，尤其在公路管理中,它与传统的交通分析和处理技术紧密结合延伸出公路地理信息系统，该系统对公路规划、设计和养护管理等具有较强的应用价值。

关键词：GIS技术 地理信息系统 公路管理

一、前言

地理信息系统(GIS)是集现代计算机科学、地理学、信息科学、管理科学和测绘科学为一体的一门新兴学科。它采用数据库、计算机图形学、多媒体等最新技术,对地理信息进行数据处理,能够实时准确地采集、修改和更新地理空间数据和属性信息,为决策者提供可视化的支持。地理信息系统突破了常规关系式数据库管理的概念,集图形管理与数据管理于一身,具有很强的空间表现力,它将空间数据处理、属性数据处理、空间分析与模型分析与计算机技术紧密结合,通过数据准备、系统建立、空间分析与模型分析,产生对资源环境、区域规划、管理决策、灾害防治等有用的信息。目前GIS技术在很多领域中已被广泛应用，尤其是在公路管理中, GIS与传统的交通信息分析和处理技术紧密结合,延伸出了公路地理信息系统,在公路的规划与设计、养护管理等方面具有较强的应用价值。

二、GIS技术在公路管理中的应用

1．GIS 在公路地图中的应用

GIS的制图方法比传统的人工或自动绘图方法要灵活得多，公路管理部门可以借助于GIS地图辅助进行公路管理。

（1）基本地图管理

公路图除包括行政区划、村庄、铁路及水系等一般信息外,特别包括与公路有关的信息如:公路编码、公路名称、等级、里程等。GIS电子地图与普通地图不同,它将表示不同物理内容的地图分别进行存储、管理。每一部分为一个图层,通常一个图层只表示单一的内容,如水域、行政区划、村镇、公路等。GIS显示地理数据时,采用图层叠加的方法显示所需的信息。应用GIS独具特色的地图表现能力,可以将公路及公路相关信息可视化。

基本地图管理操作包括地图的数字化及修改、放大、缩小、漫游(浏览) 、图层控制、在地图上计算距离、显示全图及地图的输出等功能。公路信息是变化的信息。各地区每年都有大量的新建、改建的公路,利用GIS可以方便、迅速地将这些变化及时地反映到地图上,形成新的公路图。

（2）专题地图管理

专题地图是在基本地图上,以不同的方式显示信息所形成的地图，包括具有各种公路属性特点的专题地图、公共交通图等。GIS还可以根据公路管理需要输出各种专题地图如行政区划图、地形图、路面状况指数、路面行驶质量指数、路面强度指数、路面技术等级分布、路面等级、交通量等图,利用专题地图可直观地了解公路的各项基本情况,为各项决策提供辅助性依据。

2．GIS在公路统计管理中的应用

在传统的信息系统中,数据主要保存在数据库中,如果数据库中的数据仅以文字的形式表现出来,不仅形式呆板,而且可能将一些重要的信息隐藏在文字背后,在实际公路管理中,有许多问题需要借助地图来解决,利用GIS提供的数据的地理属性,就可以将这些数据分层、分类叠加在电子地图上,并且地图对象与数据库属性数据建立连接关系,这样通过GIS就可以轻松实现地图与数据库的双向查询。统计管理人员可以根据公路地理分布,按公路不同属性进行里程统计、构造物统计等,将数据进行直观的、可视化的分析和查询。基本上实现了坐在办公室里就能看路,这是GIS最具有代表性的数据可视化功能。GIS的查询功能按照使用方法可以分为数据查询、空间查询两种：

（1）数据查询

GIS的数据查询功能是公路管理中常用的查询方法,管理人员可以通过数据查询,了解数据所在的空间位置,如选择纵坡大于7％的路段, GIS就会显示出这些路段在路网中的正确位置。

（2）空间查询

与数据查询相反,空间查询是通过空间范围的选定查询在此范围内所选相关信息的属性数据。如确定距离公路处在30km范围以内的涵洞,只要在屏幕上公路某处为圆心画一个30km半径的圆, GIS就会显示这一范围内的所有涵洞在地图上的位置及相关信息。

（3）GIS在公路规划中的应用

为了适应国民经济的高速发展,公路管理部门需要不断地进行养护、改建、扩建现有的公路运输网。以前,GIS没有应用在公路规划中，公路的规划主要依靠对现况的定性了解和工程师的经验来进行,缺少系统的检测、评价和科学的决策。在规划过程中,常常由于经验限制及缺乏对数据的定量分析,使规划方案不尽合理,由此造成资金浪费,路网的使用效率下降。而GIS公路地理信息系统不仅可以对数据进行编码、存储、查询,而且可以在数据库和相关知识库的基础上能够定义和生成各种专用预测分析模型。如需求分析模型、新建改建公路投资效益分析等模型,通过模型经济分析与预测,评估现有路网的使用性能,了解路网状况,预测路网性能变化趋势,为编制中长期路网规划及年度养护计划提供依据,以确定最佳的大中修养护方案。在公路前期规划中通过GIS可以方便地进行路网的规划、选址、分析与最佳路线的决策,同时还可以对公路沿线的环境进行分析。

4．GIS 在公路设计中的应用

最近几年，一些省市已经开始着手尝试把GIS技术引入到初设和施工图设计中去,并已取得了良好的效果。首先在选线设计中,可以通过鼠标在数字化地形图选取控制点,控制点连线后,路线的大致走向就基本确定下来了。在纵断面设计中, 利用GIS可以很方便地采用各种方法(如格网、TIN)建立数字高程模型（DEM），由于数字高程模型(DEM)的存在,在平面选线完成后,公路软件就能自动沿平面选线生成地形纵剖面图。通过绘图仪拉出拉坡图,设计好纵断面设计线,也可以在屏幕上交互完成纵断面设计。在横断面设计上,在完成平面设计和纵断面设计后,公路软件就可以自动生成横断面图。并同时利用DEM数据对工程土石量和填挖范围进行计算，最后自动完成土石方数量表，计算出占地而积，估算出占地线范围内各项工程的分项拆迁工作量。

5．GIS在公路运输管理中的应用

随着运输市场的开发，运力、运量迅猛增加，营业运输车辆、客货集散地、中转换装、装卸储存量也日益增加，传统的管理方式已满足不了当前运输事业的发展，为此迫切需要采用现代化的管理手段。GIS具有丰富的空间分析工具，可以为公路运输管理提供形象直观的查询手段。由于地理信息系统具有地理、地形等数据的查询、分析统计功能，所以在运输企业的运营管理当中，可以利用建立交通地理信息系统数据库，为管理部门或用户提供各种查询和分析方法。例如:区段、站点、车次等的查询。提供直通图、管内图、站间交流图、客流密度图等专题地图，以及统计图的分析方法等，为公路客运主管部门分析客流情况、制定行车计划等。同时，利用现有图形上的交通线路结点信息，任意输人两点的地址，便可查询出两点之间所经过的交通线路、公里数、各站站点及名称。当改变线路时，可在图上实时进行修改，并输人新的站名，这些信息也可上载到中央数据库中

三、结束语

随着GIS技术普及和应用的深入，GIS在公路领域的应用将更加广泛，进一步开发和推广GIS技术在公路勘测设计、公路管理等方而的创新和应用，将大幅度提高公路建设和管理的工作效率和经济效益，推进公路建设和管理模式的全而发展。

公路技术论文:高速公路隧道施工技术探讨

摘 要：目前，隧道施工是三道工序；本文介绍周二道工序建设隧道工程，以科技进步改进传统的工艺技术，力求降低工程造价；提高质量，提高工效。

关键词：锚喷治水支护 泵送自防水混凝土 承载 耐久性。

近来，由于工作之便，找到三个国家重点建设项目的高速公路隧道建设工地考察，实地参观了施工现场，对于现行的施工技术和程序有些思考。今撰文提出新的技术方案，供工程技术人员参考。

现行的施工技术程序为三道工序：

1、爆破后，在裸体岩巷中采用锚喷技术进行支护，封住裸岩；

2、喷展表面铺贴一层有机板材；

3、在有机板上浇筑自防水混凝土。

这种工艺为刚柔结合的防水衬砌技术。

当参观现场作业后，第一层是喷射混凝土，效果仅是支护，喷层无抗渗性能。而对于隧道工程各种复杂的地质情况，尤其是含水层串通微细裂隙给工作面造成淋渗水时，这种支护的质量抵挡不住岩体渗漏水的浸入。当工程第一道工序结束时，仍有部分区段照旧淋水。仅是把原来在基岩的渗水，现位移到喷层表面，喷层根本没有封住淋渗水，因喷层无抗渗效果。

针对淋水问题询问施工人员，答复为；他们一旦铺设有机板材后，淋水即抵挡在有机板外顺板材流入盲沟排出，浇筑混凝土时不会受影响。

我认为：作为一道至关重要的防水屏障，在铺设了有机板材时必须与支护层贴实，而喷层表面是凹凸状不平整的工作面，在这样基础上铺设有机板材，留有许多小空间却无法贴实。

有机板材的应用位置，是两层混凝土间的夹层，喷层不平，混凝土浇筑时粗骨料石子锋芒容易刺破有机板材。那么，一旦有机板材被人为破损，何谈防水功效？是弊病之一。另外，喷层与浇筑混凝土的主要作用是承载，把一个实施30cm的混凝土工程人为分成两层，并且不能粘结为一体，降低了混凝土的整体性，损失其承载功效是沿弊病之二。再说混凝土的使用寿命与有机板不能同步，混凝土服务年限大于70年，而有机板小于70年，也小于工程的服务年限。夹层有机板材客观存在自然老化，因此说，一旦有机板材老化即丧失了防水功效，是弊病之三。这种技术的关键是被动防水，因第一层支护不防水，仅依靠有机板材和衬砌混凝土的防水功能，这样，工艺多而没有达到主动防治水的效果，值得研究。

针对上述技术现状，现提供用二道工序完成隧道防水与承载的施工技术方案：

1、锚喷治水支护

2、内衬自防水泵送混凝土本项目的特点：锚喷治水支护、迎水封堵渗水点，达到主动治水的目的。第二道衬砌工序与前道喷射混凝土粘结密实。形成整体的自防水高强度构件。

1、粘结力作用，BR防水剂与水泥水化时，反应生成物——无机硅胶，在喷射作业时，喷射物在胶体粘结力的作用下，呈团状喷出，在岩体上粘结牢固，迎水喷射能有效地封住淋渗水点、微细裂隙等。形成的喷层达到治理淋水目的。

2、在速凝前提下，喷层抗压强度提高10——35％，改变了掺速凝型产品而损失喷层程度的通病。

3、降低回弹率，本技术回弹率低于15％，而其它产品回弹率为35％，对于提高工效、降低原料消耗是十分显著的。

4、喷层内在质量有所改变，因本技术喷射混凝土是团状，在岩体上因喷射物粘结力大于3MPa，利于粘结。作业时，后续喷射物呈嵌入式粘着成型，提高了喷层的密实性，抗压程度提高10——30％。喷层不仅是提高强度，抗渗指标大于S20，级配喷射混凝土最佳时抗渗可达S30以上。本发明的锚喷治水支护把原锚喷支护的技术改进为以治水为主，并达到自防水功能的双重效果。

5、喷层的耐久性，BR锚喷治水支护把常规的顶板淋水问题迎刃而解。广大用户对BR喷层治水与支护耐久性是非常关注的。因本技术有效的提高了喷射物粒子粘结力和粘结附着力，经检测粘结力大于3.4MPa，在常规的喷射混凝土工程中，这样的质量是极为少见的。所施工程无剥离，不起鼓，粘着牢固。喷层厚度8——12cm，抗渗大于S20的自防水质量，封闭了岩体渗漏水的通道，达到主动治水的目的。

另外，BR水化物——无机硅胶体对混凝土体内钠离子拆出有抑制作用，杜绝化学腐蚀。对于喷层提高耐久性。抗渗自防水的性能是非常有利的。

本项技术对支撑的钢拱架和钢筋无锈蚀危害。

本项技术是用BR速凝型增强防水剂喷射混凝土工艺，顶林水作业，在顶板每平方面积淋水量1m3/h的条件下，用本技术可治水封闭岩体，治理淋水，喷层抗渗大于S30的抗渗性能。

1、凝固时间：BR速凝型增强防水剂喷射混凝土凝固时间30s一7min；

2、喷层厚度10cm，喷射混凝土配制C20的级别，喷层抗渗大于S20；

3、提高抗压强度10——30％，粘结力大于3.4MPa；

4.适用地质条件：表土层渗淋水，砂层涌水封治，泥质角砾者普淋普渗，各种基岩淋水和冶金矿硫酸根离子含量448mg／L，均可预水治理。目前，己实施治水工程四万延米，均取得良好效果。

在锚喷治水支护层的表面，干燥无淋水的条件下，浇筑BR泵进自防水混凝土为第二道工艺，混凝土抗修大于S32，抗压提高10—20％以上，耐久性稳定。

在隧道工程技术要求中，一般抗渗约在S12左右，因本技术两层混凝土抗沙值大于S32，不仅满足工程需要，有S40的自防水保障的质量，这一点即是提高耐久性稳定的重要一环。本项目不受地质条件及渗淋水的制约，可全天候施工，极大地方便了施工单位。

一项技术创新关键是科技进步。因本厂长期在封治地下工程水害的工程中探索了20年，这项发明已经过大量的煤矿深层井巷淋水考验。特别是大秦线景钟山铁道隧道试用段，每平方米淋水点174个，淋水量大于2m3/h，治理取得成功。另外，在新疆库尔勒泥质角研岩普淋普惨的特殊地质条件下，完成了治理每平方米1.8m3/h淋水的封治任务。今给予高速公路隧道建设提出本项技术发明，目的是为广大地下工程施工者提效降耗提出技术方案，如有此类工程的单位愿意合作，本厂愿全力配合在实际工程中再攀新高峰，为加速我国基础工程建设而贡献自己的力量。如有不同见解的专家学者，请来函磋商，以利共同学习，共同进步。

公路技术论文:公路建设中“生态技术”方案的选择与应用

摘要：随着我国《水土保持法》的实施和“生态环境”要求的提高，公路建设中应用“生态技术”治理边坡的工程越来越多。但是，由于跨专业、无规范化标准的原因，使得建设单位、设计部门在具体方案的选择上受到较大限制，造成大量人、财、物的浪费和重复建设。本文通过笔者多年的研究和实践应用，力求在方案的选择和成本与功能的对比上，提出一些建议，以供相关工程人员参考。

关键词：边坡治理 生态环境 香根草技术 普通绿化 挂网喷播 功能与造价

1. 前言

公路建设过程中，不可避免地会产生许多因开挖或填方所形成的边坡，特别是在南方地区的丘陵地带，形成的边坡更是占了很大的比例。如何治理这些边坡，成为公路建设的一个重要组成部分，传统的工艺多是采用浆砌石挡墙、砼拱杆、锚杆（桩）或喷浆固坡等硬性的土工工程措施以及少量的路树绿化。

随着社会经济的发展，公路建设已不仅仅只是考虑投资的经济效益和绿色景观的社会效益，更需要考虑水土保持的生态环境效益。因此，“生态技术”方案成为公路建设中一项新兴的应用学科得到规划设计者的重视。然而，由于跨专业、跨学科的因素，许多设计误将普通绿化当做水土保持应用，因而出现更多的重复投资，从而导致工程预算误差过大，更为后期的公路养护管理带来较多的麻烦和维护费用。

笔者从植物学的角度介绍“生态技术”中的几种不同方案，以供规划设计者参考。

2. 生态技术的概念

“生态技术”指的是在工程建设中采用相关的生态植物（如不同的乔、灌、草、藤等），在特定环境条件下混合配置后，对开挖或填筑所形成的边坡进行植被恢复的一种综合技术应用方案，它包含了绿化景观、固土保水、防止浅层滑坡、塌方等生态环境保护的基本内容。

3 生态技术的种类

在目前的公路建设中，可供选择的生态技术方案大体有“普通绿化”、“普通喷播”、“挂网喷播”、“香根草技术”和“干根网状护坡”等五种，以下分别介绍其内容和特点。

3.1 普通绿化（铺贴草皮）

3.1.1 内容

指在相对平缓和规整的土质边坡上铺贴草皮，使之快速达到绿色景观的一种绿化技术方案。

3.1.2 实用范围

土质边坡稳定、平缓、规整，土壤营养成分中等水平，无特殊要求的普通绿化带。如高速公路中央隔离带、公路土质下边坡等地方。

3.1.3 主要材料

冷季型草坪或暖季型草坪，如北方地区的混合型草坪草、南方地区的台湾草、马尼拉草等。

3.1.4 特点

① 施工方法简单、快速；

② 成坪时间快、景观效果明显；

③ 工程造价成本低，单位造价约为6~12元/m2。

3.1.5 不足

① 固土保水能力低，容易被雨水冲走；

② 铺贴时与土壤接触不紧密，易干枯死亡；

③ 在坡度较大或岩石较多的地方不能使用。

3.2 普通喷播

3.2.1 内容

指在不易铺贴草皮、有一定坡度比或强风化岩石地区，采用草种、粘合剂、营养液、纤维质等物质混合后喷播植草的一种技术方案。

3.2.2 实用范围

土质边坡稳定、有一定坡度、但不规则，土壤和强风化岩石成分较多，土质营养成分要求不严。如公路两则未经平整的普通边坡等地方。

3.2.3 主要材料

冷季型草种或暖季型草种（如黑麦草、早熟禾、高羊茅、百三叶、百幕大草、百喜草、弯叶画眉草等）、粘合剂、纤维质、保水剂及营养液等。

3.2.4 特点

① 施工工艺简单、对施工区土壤的平整要求不高；

② 景观效果整齐、统一；

③ 根据业主的要求，成坪时间快慢和功能可以选择和调整；

④ 工程造价成本低，单位造价约为5~10元/m2。

3.2.5 不足

① 固土保水能力低，容易形成径流沟和侵蚀；

② 施工单位容易偷工减料做假，形成表面现象；

③ 因品种选择不当和混合材料不够，后期容易造成水土流失或冲沟。

3.3 挂网喷播

3.3.1 内容

指在弱风化的岩石地区，且工程面大于70°的高陡边坡上采用挂网（土工网、铁丝网等），再将草种、纤维质、营养基质、保水剂等物质混合后高压喷植草坪的一种技术方案。

3.3.2 实用范围

弱风化岩石边坡、坡度陡峭大于70°以上，土壤和营养成分极少。如开挖的岩石边坡等地方。

3.3.3 主要材料

铁丝网、土工格、固钉、草种（同普通喷播）、粘合剂、纤维质、保水剂、营养液及泥碳土等。

3.3.4 特点

① 施工技术相对较难，工程量较大；

② 解决了普通绿化达不到的施工工艺效果；

③ 不受地质条件的限制。

3.3.5 不足

① 喷播的基质材料厚度较薄，被太阳照晒后容易“崩壳”脱落；

② 喷播的基质材料厚度较厚，重量过大，则挂网容易下掉；

③ 工程造价较高、投资较大，单位造价约为60~110元/m2。

3.4 香根草技术

3.4.1 内容

指由香根草与其他根系相对发达的辅助草混合配置后，按正确的规划和设计种植，再通过约60天专业化的养护管理后，很快形成高密度的地上绿篱和地下高强度生物墙体的一种综合应用技术。国内外简称“VGT”（Vetiver Grass Technology）方案。

3.4.2 实用范围

不稳定边坡，坡度较大介于20°~70°之间，表层土易形成冲沟和侵蚀、容易发生浅层滑坡和塌方的地方。如山区、丘陵地带开挖或填方所形成的上、下高陡边坡。

3.4.3 主要材料

香根草、百喜草、百幕大草、土壤改良剂、香根草专用肥等。

3.4.4 特点

① 根系发达、高强，抗拉和抗剪强度分别为80Mpa和25Mpa，能防止浅层护坡与塌方；

② 生长速度快、拦截能力强，能减少裸露表土73%的地表径流，拦截98%的泥沙；

③ 极耐水淹（完全淹没120天不会死亡）、固土保水能力强；

④ 叶面具有巨大的“蒸腾”作用，能尽快排除土壤中的饱和水；

⑤ 无性繁殖特点、不会形成杂草；施工不受季节影响；

⑥ 工程造价适中，比传统浆砌石略低，单位造价约为30~40元/m2。

3.4.5 不足

① 地上绿篱较高、缺少草坪的景观效果；

② 不耐阴、不能与乔木套种；

③ 只适合长江以南的地区应用。

3.5 干根网状护坡

3.5.1 内容

指将适宜的树干材料呈网状间断横卧埋入边坡土中，入土部分干材两侧生根，暴露部分萌芽成林，以起到边坡防护效果的一种技术方案。

3.5.2 实用范围

干旱、少雨、缺水的土质边坡，土壤条件相对较好，不受坡度大小影响，但受施工季节影响。如北方和西北地区的公路土质边坡。

3.5.3 主要材料

适合当地物种的乔、灌木。如柳树、杨树、榕树类或沙棘、红树等，以及相应的营养肥料。

3.5.4 特点

① 施工方法简单、网眼大小易控制；

② 材料存活率较高、生长发育快；

③ 造价适中，单位造价约为15~20元/m2。

3.5.5 不足

① 材料选择和贮存较麻烦，基本技术要求高；

② 固土护坡效果体现的时间相对上述VGT方案较长；

③ 施工受季节的影响较大。

4 生态技术方案的选择

上述五种生态技术方案在公路建设中的应用具有很强的专业性，因此在方案的选择上有较大的不同。同时，由于这五种方案的选材不同、施工工艺不同，其产生的生态功能效益有着本质上的区别。

其中，第一、第二及第三种方案是普通的绿化景观方案，仅具有美观的价值，而第三种方案由于受地质条件的制约，使得其施工工艺相对较难，因而其施工成本远大于第一、第二种方案。

第四、第五种方案则是抗滑护坡和水土保持方案，其不仅具备恢复植被和绿色景观的内容，更重要的是具有固土保水和防止浅层滑坡与塌方的功能。

在公路建设中下列三点是选择具体方案的基本要素。

4.1 地质地形条件选择

4.1.1 地质条件良好、地形不复杂、坡度比较平缓、土壤成分较多的地方，通常可选用第一、第二种生态技术方案（铺贴草皮与喷播绿化）。

4.1.2 地质条件差、弱风化或未风化岩石多、坡度大于70°以上的地方，常采用第三种生态技术方案（挂网喷播）。

4.1.3 介于上面两者的地质地形条件下，可选用第四、第五种生态技术方案（香根草技术与干根网状护坡）。

4.1.4 地质条件不稳定、容易出现浅层滑坡或塌方的地方，可以选择第四种生态技术方案——香根草技术，以部分替代或完全替代传统的浆砌石挡墙、菱型水泥拱杆或固体喷浆护坡工艺。

4.2 生态功能条件选择

4.2.1 绿化景观效果：通常选用第一、第二、第三种生态技术方案。

4.2.2 水土保持效果：可以选择第二、第四、第五种生态技术方案，其中第二种方案中主要是调整植物品种，选用具有水土保持功能的草种。

4.2.3 固土护坡效果：可选择第四、第五种生态技术方案，但，其中第四种方案常用于长江以南的地区，而第五种方案则常用于北方或西北地区。

4.2.4 防治浅层滑坡与塌方：只能采用第四种生态技术方案——香根草技术。

4.3 工程造价选择

前面第三章节中几种生态技术方案的工程造价是保质保量的基础价格，它包含了基本的材料、人工、税费和利润成本以及施工难度与设计调整的幅度范围（但未包含植物材料的死亡损耗和远程施工的费用）。因此，可供在工程项目建设中的设计和预算时参考。若施工单位在投标报价时低于该幅度范围，则必然在施工中发生偷工减料的行为（后面施工监理中详论），生态技术方案的质量必然得不到保证。因此，工程造价的选择，也是生态技术方案选择和应用成功的一个重要指标。

5 生态技术方案的应用

5.1 工程造价确定

当生态技术方案选定以后，在具体的应用过程中，可根据具体施工点的工程情况（如气候、季节、土质、营养、边坡比、施工难度、附近水源及交通等）确定工程造价，个别地质地形条件较差、施工难度太大的地方，其工程造价会超过前面的基础分析价。

5.2 施工单位选择

目前，应用生态技术方案的施工单位比较杂乱，许多都是园林绿化单位，虽拥有绿化资质和一定的绿化工程经验，但由于公路建设中地质结构的复杂性以及应用生态技术的学科交叉性，普通的园林绿化单位对工程建设中开挖和填方所形成的不稳定边坡，缺乏工程技术方面的专业知识，因此，在施工工艺和兼顾技术方面很难达到一个新的水平。为此，在施工单位的选择上，建议适当放宽条件，不要过度重视资质，应以经验和业绩为主，同时考察其技术理论的依据和原理，并重点审核其提供的施工方案与质量标准的保证。

5.3 施工方案审核

因设计部门、业主单位和监理单位暂时对生态技术方案的完整理解不深，因此，提出的质量技术标准还不完善，这对生态技术方案的应用有一定程度的影响。但是，通过与施工单位的专业技术沟通，对该技术的应用有较大的帮助，特别是加强对施工单位提供的施工方案进行审核和了解，可以协助业主和监理单位正确应用生态技术方案。更为重要的是可以通过施工方案，在日后对工程质量进行技术检定时，提供有利依据。因此，施工方案的审核是目前在公路建设中选择施工单位的一个重要指标。

5.4 专业养护管理要求

同样，生态技术方案中施工后的专业养护管理是一个极其重要的内容，植物学界的一句专业俗语“三分种植、七分管理”充分说明了生态技术的特殊性。普通的种植技术，任何一个农民或民工都可以完成（更不用说园林绿化公司了），然而，生态技术方案的整体功能实现，则必须有专业化的养护管理过程。过去许多生态技术方案的应用失败，既不是技术方案的问题，也不完全是方案中的品种选择问题，而更多的是专业养护管理问题（同时，该过程也恰恰是许多施工单位偷工减料的过程）。因此，专业养护管理要求也是生态技术方案应用的一个重要技术指标。

6 生态技术工程施工监理

在目前的公路建设中，并没有生态技术的专业施工监理单位，一般都是由土工建设的工程监理单位代为监理。由于跨专业的原因，的确使监理单位很难真正做好本职工作，同时也为个别不良施工单位偷工减料提供了方便，以至于表面上生态技术方案的投资大大降低成本，而实质上则造成生态技术方案的不可行或工程建设中多次出现重复投资的不良现象。

但是，非专业的施工监理工程师只要注意以下几点，仍然可以保证生态技术方案的成功应用。

6.1 施工工艺监理

首先了解施工单位的技术背景和提供的施工工艺方案，并在其实际施工过程中随时抽查和核对其施工的方式方法，以及其施工的具体步骤与相应的技术指标。

6.2 工程材料监理

该监理是一个重要内容，特别是在喷播技术应用中最容易出现材料短缺的现象，个别不良施工单位往往在喷播液中少放、甚至不放足粘合剂、保水剂、营养物质等，仅用水和种子就喷播在施工面上。因此，在监理时应在其喷播前检查其配制的喷播液，施工后则在工程面上检查其喷播的材料种类和材料比例。而在其它的生态技术方案中主要是检查其材料的种类问题。

6.3 材料用量监理

这理主要是指在施工前和施工后，检查其工程材料用量是否达到其设计中的数量，当然，由于植物具有生命现象，移植后需要相应的生长过程。因此，应结合专业养护管理过程进行观测，在专业养护管理结束后，基本可以观测到材料的准确用量。

6.4 材料质量监理

该监理有一定程度的难点，非专业的监理工程师很难了解和掌握植物材料的质量。但是，一般情况下，因植物都具有生命特征的特殊原因，施工单位不敢、也不会明显使用质量不合格的植物品种和营养物质。这与土工工程的材料质量监理有较大的区别。因此，监理的重点是植物品种的生长发育情况和辅助材料（如挂网喷播中的网材）的规格、型号及强度等。

7 生态技术工程质量标准

生态技术工程是近年来在公路建设（含水利、水电工程建设）中新兴的一项边缘学科技术，至今为止还没有相关的工程质量检验标准。这的确为设计单位、业主单位和监理单位在鉴定工程质量方面带来许多困难。也为个别不良施工单位投机取巧提供了方便条件。为此，笔者就植物学范畴和多年在工程建设中应用“生态技术”的经验总结，归纳如下的几个指标，暂时作为企业的质量标准，以供相关人员参考和借鉴（其中的时间和指标均表示是在春、夏、秋季施工，而冬季施工其指标体现顺延30~90天）。

7.1 普通绿化

7.1.1 植物存活率：施工20~30天后，植物返青率达到80%，存活率达到90%；养护管理期结束，植物返青率为90%，存活率为98%。

7.1.2 植物覆盖率： 施工结束覆盖率为98%，养护管理期结束无死亡现象。

7.1.3 植物营养状况： 植物叶片色泽鲜艳亮丽、叶体保满，无枯黄或异色，生长发育茂盛。

7.1.4 植物根系要求： 草皮与土壤完全相贴，无中空现象。

7.1.5 应用功能要求：养护管理结束后达到绿色景观效果。

7.2 普通喷播

7.2.1 植物存活率：施工10~15天后，种子开始发芽，30天后存活率达到90%，养护管理期结束，存活率为100%（冬季施工混播冷季型草种同理）。

7.2.2 植物覆盖率：养护管理结束后达到100%，无遗漏现象。

7.2.3 植物营养状况：草坪生长发育茂盛，整齐有序、叶片色泽均匀，无高低不等的凸凹现象和颜色不同的现象。

7.2.4 植物根系要求：无

7.2.5 应用功能要求：养护管理结束后达到绿色景观效果，无径流沟和冲沟出现。

7.3 挂网喷播

7.3.1 植物存活率：与普通喷播相同。

7.3.2 植物覆盖率：同上

7.3.3 植物营养状况：同上

7.3.4 植物根系要求：同上

7.3.5 挂网材料要求：固钉坚实、网体不能松动，营养层厚度不能低于3cm。

7.3.6 应用功能要求：养护管理结束后达到绿色景观效果，无径流沟和冲沟出现，网体无“崩壳”现象。

7.4 香根草技术

7.4.1植物存活率：施工30天后，植物返青率达到70%，存活率达到85%，专业养护管理结束后，植物返青率为90%，存活率为95%。

7.4.2 植物覆盖率：专业养护管理期结束，技术体系内的植物覆盖率平均为80%（主要品种香根草是垂直生长、其功能是护坡）。

7.4.3 植物营养状况：体系内的植物生长发育茂盛，叶色鲜艳、根系发达粗壮，香根草分蘖量多，平均为5~7个以上。

7.4.4 植物根系要求：专业养护管理期结束，香根草根系平均深度为50cm，叶片高度平均为80cm，体系内百喜草的根系长度平均为25cm，百幕大草的根系平均为30cm。

7.4.5 应用功能要求：初步具备浅层抗滑护坡的功能，无冲沟和径流沟出现，能抵抗40mm以下降雨量和水流速度为2.57m/s以下的冲刷与浸泡［5］。

7.5 干根网状护坡

7.5.1 植物存活率：施工15天后，新芽开始出现，存活率100%，养护管理期结束，其返青率为90%，存活率为100%。但在冬季不能施工。

7.5.2 植物覆盖率：因工艺和材料不同，故在养护管理期结束后，植物覆盖率较低为50%，但干梢已萌发30cm以上。六个月后，干梢平均高度212.6cm，平均地径2.9cm。

7.5.3 植物营养状况：植物嫩芽萌发快，新芽萌发多，干根有明显的复苏状，干根平均长出4.3棵数。

7.5.4 植物根系要求：侧枝开始生长发育，养护管理期结束平均达到3cm。

7.5.5 应用功能要求：初步具有水土保持的功能，能防止表层土壤的流失和径流沟出现。

8 结束语

由于“生态技术”的生物性和学科边缘的交叉性，使得该技术在公路建设（包含水利水电建设）中的应用，具有一定程度的风险，如果方案选择不当，必然会导致应用效果适得其反，而施工的专业队伍选择不准，也会使方案的应用发生变形。因此，值得设计者重视的是“功能选择”才是方案选择的首要条件；而业主单位重视的应该是施工队伍的选择；监理单位重视的是质量标准鉴定。只有三者有机结合，才能使“生态技术”方案的应用达到科学、合理、经济、实用的目的。也才能使整个工程建设达到降低投资、提高功效、实现生态环境的可持续发展的战略思想。