土木工程施工技术(大作业)

一、分析回答下列各题（每题10分，共100分）

1.选择路堤填料的原则。

用于公路路基的填料要求挖取方便，压实容易，强度高，水稳定性好。其中强度要求是按CBR值确定，应通过取土试验确定填料最小强度和最大粒径。

一、土石材料

巨粒土，级配良好的砾石混合料是较好的路基填料。

石质土，如碎（砾）石土，砂土质碎（砾）石及碎（砾）石砂（粉粒或黏粒土），粗粒土中的粗、细砂质粉土，细粒土中的轻、重粉质黏土都具有较高的强度和足够的水稳定性，属于较好的路基填料。

砂土可用作路基填料，但由于没有塑性，受水流冲刷和风蚀时易损坏，在使用时可掺入黏性大的土；轻、重黏土不是理想的路基填料，规范规定液限大于50、塑性指数大于26的土，以及含水量超过规定的土，不得直接作为路堤填料，需要应用时，必须采取满足设计要求的技术措施（例如含水量过大时加以晾晒），经检查合格后方可使用；粉性土必须掺入较好的土体后才能用作路基填料，且在高等级公路中，只能用于路堤下层（距路槽底0.8m以下）。

黄土、盐渍土、膨胀土等特殊土体不得以必须用作路基填料时，应严格按其特殊的施工要求进行施工。淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草物皮土、生活垃圾、树根和含有腐朽质的土不得用作路基填料。

二、工业废渣

满足要求（最小强度CBR、最大粒径、有害物质含量等）或经过处理之后满足要求的煤渣、高炉矿渣、钢渣、电石渣等工业废渣可以用作路基填料，但在使用过程中应注意避免造成环境污染。

2.路基土方施工中，路堑开挖的方式及各自适用条件。

土方开挖应根据具体情况，可采用横挖法、纵挖法和混合式开挖法三种。

横挖法：适用于短而深的路堑，应按其整个横断面从路堑两端开挖。

纵挖法：沿路堑分为宽度及深度都不大的纵向层次挖掘；通过纵挖法，先沿路堑纵向挖一通道，然后向两旁开挖，如路堑较深可分几次进行。

混合开挖法：系横挖法和纵挖法混合使用，就是先顺路堑挖通道，然后沿横坡面挖掘，以增加开挖坡面。

3.路堑土方工程中，推土机作业的方式。

推土机开挖路堑的施工组织方法有横向开挖和纵向开挖两种。横向开挖常用于在平地上开挖浅路堑;纵向开挖适用于在山坡开挖半路堑和移挖作填路堑。(1)横向开挖浅路堑在平地上开挖浅路堑时，深度在2m以内为宜。推土机以路堑中心为界向两边横向推土，采用环形或穿梭运行路线，将土壤推送到两边的弃土堆。如开挖深度超过2m，常用挖掘机进行开挖作业。(2)纵向开挖深路堑纵向开挖深路堑一般与堆填路堤相结合进行施工。施工前，要在开挖的原地面线顶端和挖填相间的零点处设立醒目的标志。推土机从路堑的顶部开始，逐层下挖并推送到需填筑路堤的部位。开挖时，可用1~2台推土机平行路堑中线纵向分层开挖，当把路堑挖到一半深度后，另用1~2台推土机横向分层切削路堑斜坡。从斜坡上挖下的土壤送到下面，再由下面的推土机纵向推送到填土区。这样用多台推土机联合施工，直到路堑与路堤全面完工为止。(3)纵向开挖傍山半路堑开挖傍山半路堑(半挖半堆)一般用斜铲推土机，如山坡坡度不大，也可采用直铲推土机。用斜铲开挖时，首先调整好铲刀的水平角和倾角。开挖工作宜从路堑的上部开始，沿路中线方向行驶，逐渐由上而下、分段分层逐步将土壤推下至填筑路堤处。由于推土机沿山边施工，为确保安全，在

施工过程中推土机要始终在坚实稳固的土壤上行驶，并要保持道路靠山的一侧低于外侧，行驶的纵坡坡度不应超过推土机的最大爬坡角度(<25°)。在山腹或崖下作业时，应注意做好预防崖壁坍塌的工作，发现险情应及时排除。在岸边或陡壁边作业时，应根据地势情况，保证推土机具有一定的安全作业距离，以防止滑陷、跌落等恶性事故。

4.压实机械压实路基时，路基土强度增加的机理。

路基土的压实最佳含水量及最大干密度以及其他指标应在路基修筑半个月前，在取土地点取具有代表性的土样进行击实试验确定。击实试验操作方法按现行部颁《公路土工试验规程》进行。每一种土至少应取一组土样试验。施工中如发现土质有变化，应及时补做全部土工试验。

5.影响路基土压实的主要因素。

（1）含水量：土中含水量对压实效果影响较明显，当含水量较少时，由于粒间引力使土粒保持着比较疏松的状态，土中孔隙大部互相连通，水少而气多，在一定外部压实作用下，虽然土中气体易被排出，密度可以增大，但由于水膜润滑作用不大以及外部功能不足以克服粒间引力，土粒相对移动不容易，因而压实效果比较差，含水量逐渐增大时，水膜变厚引力缩小，水膜又起润滑作用，外部功能作用比较容易使土粒移动，压实效果渐佳；土中含水量过大时，孔隙中出现了自由水，压实作用不可能使气体排除，压实功能的一部分作用被自由水抵消，减少了有效压力，压实效果反而降低，因而只有在土粒处于最佳含水量的情况下，压实效果最好。

（2）土类：在同一压实功能作用下，含粗粒径越多的土，最大干密度越大，最佳含水量越小，就越容易压实，压实土层越厚，密实度就减少。施工时应根据土类分层填筑，控制土粒径的大小和松铺厚度，并分别确定其最大干容重和最佳含水量。

（3）压实功能：土的最佳含水量随压实功能的加大而减少，而土的最大干容重则随压实功能的增大而加大，但压实功能过大时又会破坏土的结构，压实效果反而不好。一般填土在压实后，表面5cm的密实度最高。填土分层的压实厚度和压实遍数与压实机械类型、土的种类和压实度要求有关，应通过试验路来确定。

6.沥青混合料施工前，试拌沥青混合料的目的。

1，高温稳定性

沥青混合料高温稳定性，是指路面在高温条件（约60摄氏度）下，经车辆荷载长期重复作用，不产生车辙和波浪等病害的性能，我国现行的《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）规定，采用马歇尔稳定度试验（稳定度、流值、马歇尔模数）及车辙试验来评价沥青混合料高温稳定性。

2，低温抗裂性

沥青路面由于低温收缩及行车荷载作用，在薄弱部位产生裂缝，从而影响道路的正常使用。因此，在材料选用上应选用稠度较低、温度敏感性低、抗老化能力强的沥青，目前在沥青原材料中有用沥青脆点试验来评价其低温稳定，沥青混合料的低温技术指标则处于研究阶段，暂未列入技术标准。

3，耐久性

耐久性是指其在长期的荷载作用和自然因素影响下，保持正常使用状态而不出现剥落和松散等损坏的能力。影响耐久性的因素很多，如沥青化学性质、矿料矿物成份、沥青混合料的组成结构等等。我国现行规范采用空隙率、饱和度、残留稳定度等指标来表征沥青混合料的耐久性。

4，抗滑性

沥青混合料路面的抗滑性与矿质集料的表面性质、级配组成及沥青用量等因素有关，我国现行标准提出磨光值、黏附性等指标要求。

5，施工和易性

影响施工和易性的因素很多，如当地气温、施工条件及混合料性质等。单纯从混合料材料性质而言，影响施工和易性的首先是混合料的级配情况，如沥青用量过少或矿粉用量过多，混合料容易产生疏松不易压实，反之，则容易使混合料粘结成团块，不易摊铺。

7.说明路基路面施工中压实机械的类型及其适用范围。

路基压实机具的类型很多，大致分为辗压式，夯击式和振动式三大类型

辗压式（又称静力辗压式）包括光面辗（普通的两轮和三轮压路机）羊足辗和气胎辗等几种。夯击式中除人工使用的石硪、木夯外，机动设备中有夯锤、夯板、风动夯及蛙式夯等。振动式中有振动器、振动压路机等。

正常条件下，对于砂性土的压实效果，振动式最好，夯击式次之，辗压式较差；对于粘性土，则宜选用辗压式或夯击式，振动式较差甚至无较。

8.选择沥青混合料压路机时，应考虑的因素。

答：压路机压实作业时应以路基和路面中心线为目标，从左右两边线开始逐趟压向中心线(压路机在纵向长度运行一次为一趟) ，直至压路机的主轮压到中心线为止，最后在路中加压那些主轮仍未按要求压到的地方，即“先两边，后中间”。

9.山区路堑岩石开挖方法及其各自特点。

纵向台阶开挖适用于傍山路堑。边坡较高时宜分级开挖，路堑较长时。可分段开挖。对边坡较高的软弱、松散岩质路堑，宜采用分级分段开挖，并与分级分段支挡、分级分段防护和坡脚预加固措施相结合。高边坡路堑分层开挖，每层高度约5m，不大于8m，每层分段开挖，逐段完成挡护施工。边坡开挖施工顺序：开挖时由上而下，先开挖远离营业线侧，纵向拉槽，横向分区、分层开挖。每次分层厚度为2～3m。

10.山区路基地面排水措施及各自的功用。

1．边沟

1）作用：设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。

2）布设：

边沟的排水量不大，一般不需进行水力和水文计算。

依据沿线具体条件，选用标准横断面。

边沟的纵坡一般与路线纵坡一致。

横断面形式：有梯形、矩形、三角形及流线形等。

3）构造：

梯形边沟——内侧边坡为1:1.0-1:1.5，外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。

矩形——石方路段，其内侧边坡直立，外侧边坡坡度与挖方边坡相同。

三角形——少雨浅挖地段的土质边沟，其内侧边坡宜采用1:2-1:3，外侧坡度与挖方边坡坡度相同。

流线型——适用于沙漠或积雪地区的路基。

2．截水沟

1）作用：

设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截排除路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。

山坡填方路段可能遭到上方水流的破坏作用，此时必需设截水沟，以拦截山坡水流保护路堤。

2）构造：

横断面形式梯形，沟的边坡坡度，一般采用1:1.0-1:1.5,沟底宽度不小于0.5m，沟深

按设计流量而定，亦不应小于0.5m。

3）布设：

截水沟与绝大多数地面水流方向垂直。

沟底应具有0.5％以上的纵坡，必要时予以加固和铺砌。

截水沟的长度以200m～500m为宜。

3．排水沟

1）作用:

主要用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流(如边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水)，引至桥涵或路基范围以外指定地点。

2）构造:

横断面一般采用梯形，尺寸大小应经过水力水文计算选定。底宽与深度不宜小于0.5m，土沟的边坡坡度约为1:1-1:1.5。

3）布设：

连续长度不超过500m。

排水沟应具有合适的纵坡。

4）路基排水沟渠的加固：可结合当地条件，根据沟渠土质、水流速度、沟底纵坡和使用要求等而定。

4.跌水与急流槽

1）布设：用于陡坡地段，沟底纵坡可达45度。

2）跌水适用条件：

单级跌水适用于排水沟渠连接处。

较长陡坡地段的沟渠，为减缓水流速度。并予以消能，可以采用多级跌水。

3）跌水构造：进水口、消力池和出水口三个组成部分。

4）急流槽

适用条件：纵坡比跌水的平均纵坡更陡，结构的坚固稳定性要求更高，是山区公路回头曲线沟通上下线路基排水及沟渠出水口的一种常见排水设施。

急流槽的构造按：水力计算特点，由进口、主槽(槽身)和出口三部分组成。

5.倒虹吸与渡水槽

1）倒虹吸

设置：沟渠水位高于路基设计标高。

虹吸管道：箱形和圆形两种；

材料：水泥混凝土和钢筋混凝土结构、临时性简易管道可用砖石结构、永久性或急需时亦可改用钢铁管。

2）渡水槽

设置：原水道与路基设计标高相差较大，可设简易桥梁，架设水槽或管道，从路基上部跨越，以勾通路基两侧的水流。

渡水槽组成：由进出水口、槽身和下部支承三部分组成。

6.蒸发池

布设：气候干旱、排水困难地段，可利用沿线的集中取土坑或专门设置蒸发池排出地表水。

蒸发池的容量：以一个月内路基汇流入池中的雨水能及时完成渗透于蒸发。