运煤专用公路建设的关键技术研究

刘正发　张义海

【摘 要】我国西部很多省份属于煤炭资源富集区。煤炭资源大多位于山岭重丘区，地形地貌复杂，导致丰富的地质资源没能得到利用。为将资源优势转化为经济优势，全国已经修建或即将修建多条运煤专用公路。如何将运煤公路建设好、利用好，将直接影响到各省区的经济发展。

【关键词】运煤专用公路；关键技术

1.背景

陕西、内蒙、山西、贵州等省市自治区属于我国煤炭资源富集区。为将资源优势转化为经济优势，各省区都已经修建或即将修建多条运煤专用公路。由于运煤专用公路的主要功能是能源运输，主要通行车辆和一般公路差别较大，项目融资方式多元化，很多项目采用BOT融资模式。如何将运煤公路建设好，将直接影响到企业的投资效益及社会效益。

在已建成的运煤专用公路中，以下问题比较突出：

1.1交通事故发生率高

运煤公路等级相对较低，弯多路窄，且纵坡较大，常有运煤的大货车发生交通事故，尤其是进入冬季，大货车在下坡时必须用冷水对刹车片降温，洒落在路面上的水在冬季低温的条件下极容易结冰，过往车辆往往躲闪不及，经常造成侧翻、刹车失灵、与对向车相撞、疲劳驾驶等交通事故。

1.2 路面早期破坏严重

由于运煤公路交通组织的特点，道路上通行的车辆以重载交通为主，路面在未到达设计使用寿命之前经常出现车辙、推移、拥包、坑槽等早期破坏。

1.3 桥头跳车现象经常出现

运煤公路常地处山区，桥隧比例较高，在桥与路基连接处，由于桥头路基处理不好，台背回填未达到压实度要求，在通车一段时间后，桥路相接处由于路基不平整经常出现桥头跳车现象。

1.4 高填方路基沉陷

由于地形、地质、施工、超载运输等诸多原因，运煤公路在高填方或者陡坡路堤路段在通车之前或通车一段时间后填方路基经常出现不同程度的沉陷。

2.运煤专用公路勘察设计阶段的关键技术

2.1 注重总体设计及路线立体线形的设计

运煤专用公路总体设计应遵循“安全、环保、耐久”的原则。在路线设计时应注意以下几个方面：

（1）合理选择路线走廊带，尽量绕避不良地质路段。不得已必须穿越时，应以大角度、短距离通过。

（2）灵活应用技术标准，不片面追求高标准，保持全路段线形标准的连续。在平面线形设计上，做到高低指标的平顺过渡，保持全路段线形指标的连续、均衡，相邻路段运行速度相差不超过20Km/h；在纵面线形设计上，慎重采用最大纵坡及最大坡长，对于长大纵坡一定要控制，由于通行的重载车辆较多，避免下坡方向重载车辆刹车失灵导致交通事故以及上坡方向载重车辆因速度太慢影响通行能力。

（3）避免长直下坡段尽头接小半径平曲线、眀凸、暗凹等不利的线形组合，保持路线线形顺适。

（4）保障行车视距。停车视距采用大型车标准进行检验，如不满足视距要求，需开挖视距平台或加宽中间带宽度，通过放缓边坡、清除三角区或急弯处障碍物、完善交通工程设施等多种措施保证交通流畅通、安全。在不长于三分钟行程内提供一段能满足超车视距的路段，避免重车车速太慢影响通行能力。

2.2 荷载等级的确定

大多数运煤专用公路均采用二、三级公路标准，根据《公路工程技术标准》，二、三级公路荷载等级为公路Ⅱ级[1]，考虑重载车辆较多，运煤专用公路的荷载等级宜采用公路Ⅰ级。

2.3 加强高填方路段及软土地基的处理

运煤专用公路功能主要为运煤通道，重载交通较大，路堤压实标准宜按公路Ⅰ级设计。高填方路段应根据原始地表的情况做好清表处理或换填处理，路堤基底在填筑前应进行压实。

软土地基应根据地质勘察资料进行换填或加固处理，路基填筑时铺设土工布，保障路基的整体稳定性。

2.4 加强路基排水设计

运煤专用公路重载交通较大，对路基路路面的承载力要求高，路面早期破坏也比较严重，加强排水设计，对保障路基路面的强度尤为重要。

2.5加强桥头路基处理

为了尽可能的减少桥头跳车现象，在桥梁与路基接头的过渡段应加强处理，处理宽度为路基宽，处理方式为设置钢筋混凝土搭板过渡。

2.6 加强路面设计

运煤专用公路重载交通较大，路面设计时应适当加大路面基层厚度，提高路面强度，路面面层宜采用中粒式沥青面层，提高路面的抗滑性能。

2.7 合理设置爬坡车道、避险车道以及刚性护栏等安保设施

针对运煤公路线形标准较低，平面半径较小，纵坡又比较大，且重车较多，必须考虑在纵坡较大的上坡路段设置爬坡车道；在纵坡较大，容易发生交通事故的下坡路段设置避险车道；同时在平面半径小、填方高度较高、地面横坡陡的路段增设钢筋砼防撞护栏。

3.运煤专用公路施工阶段的关键技术

3.1加强基础处理及高填方的压实度检测

填方路堤基底应视地形、土质、地下水位、边坡高度等不同情况进行相应处理：

①地基表层为松散土层（旱地等），厚度不超过30cm时，可清除杂草后碾压至90%密实度；当松散层厚度大于30cm时，应将其翻开，分层压实至90%。

②水田及潮湿路段，在基底清除表层腐质土后换填石处理。

③自然横坡陡于1：5时，原地面应按设计挖台阶（宽度不小于2.0m），并设置土工格栅。

④在充分利用挖方作填料的前提下，应将表层风化石、软石或土夹石等填在路基下部（路堤），选强度较高的材料填在上部（特别是下路床）。

对于高填方路段必须严格控制压实度，必须采用分层填筑、分层碾压、分层检测的三分法进行施工，随时监控现场施工情况，确保施工严格按规范、规定以及设计的要求进行，并以检测结果作为控制指标来指导施工作业。

3.2 加强对高边坡的变形监控及高填方路段的沉降观测

对于深路堑边坡，由于山区地下水丰富，边坡开挖后破坏了原有自然山体的稳定性，从而容易导致边坡坍塌变形。所以对于深路堑边坡，必须开挖一级防护一级，同时做好防排水措施，防止水流渗入边坡坡体。对锚索、锚杆、抗滑桩等边坡加固防护措施必须确保尺寸、数量、强度等满足规范、规定及设计要求。并且每开挖一级，便在该级边坡平不均匀沉降。

⑤由于施工周期过快，填料的压实不够，也没有经过工后沉降，在受到重型车辆的荷载后，产生不均匀沉降。

对高填方路基必须严格按照三分法施工，按照设计要求开挖平台，设置土工格栅，并设置观测点随时观测。

3.3加强桥梁基桩的检测工作

桥梁桩基是结构物的主要承重部分，其质量直接关系到结构物使用的完全性和长久性。桥梁施工过程中， 必须严格按照规范及标准的要求对桥梁桩基进行完整性及桩基砼质量进行检测，并以相应频率进行钻芯取样抽检。

根据《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2003），目前桩基检测的主要方法有静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等几种[2]。

根据《公路桥涵施工技术规范》及《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）的要求，对桩基需采用无破损法检验桩的质量，并选取一定比例的桩基进行钻孔取芯检查。通常桥梁桩基采用声波透射法检测，频率为100%，抗滑桩采用低应变反射波法（小应变）检测，频率为100%，并结合实际情况，桩基进行无损检测后，大桥、中桥钻孔取芯频率为每座桥桩基总数的3%，且每座桥不少于2根，抗滑桩钻孔取芯频率为桩总数的3%且不少于2根[3] [4]。

4.运煤专用公路运营阶段的关键技术

4.1严格治理超限运输和超速行驶

运煤公路的建设本身就是为运煤车辆服务的，但很多运煤车辆在运输过程中超载、超速现象非常严重，导致交通事故频发。为确保车辆运输过程中安全行驶，需安排专人在超限检测站对过往车辆进行核查，尤其是对运输车辆的超载、超速等现象进行有效监控，消除安全隐患。

4.2及时有效地进行路面维护

由于重型车辆较多，在运营过程中，往往运煤专用公路比其他公路都更容易遭到破坏，尤其是路面、路肩以及两侧的防撞护栏。在运营过程中，一旦发现路面出现车辙、推移、拥包、坑槽等破损；路肩两侧的路缘块、边沟盖板破损以及防撞护栏破坏的时候，应尽快进行修补、维修、恢复，以保证公路的正常运营。

4.3 加强隧道内的通风与照明

隧道是公路易发生交通事故的重点路段，运煤专用公路重车较多，排放的烟尘较大，在运营过程中，要确保隧道内的通风、照明设备正常运转。如发现通风、照明设备出现毁坏、异常等不能正常工作的情况，要及时进行更换、维修，并定期检查。

5.结语

要建设好一条高效的运煤专用公路，就必须在设计、施工、运营三个阶段严格控制，做到精心设计、精细施工、精良管理。针对运煤公路重车多的特点，在设计中注重立体线形及总体设计，注重路面结构层的设计，以满足重型荷载要求；在施工中注重边坡防护工程、高填方填筑、路面结构层摊铺及交通工程设施的施工，应严格按照规范、规定及设计要求施工；在运营中注重定期检查，及时消除安全隐患。只有把握好各阶段的技术关键，才能建设并利用好运煤专用公路，真正使其达到安全、高效、耐久的使用目的。

【参考文献】

[1]JTG B01-2003.公路工程技术标准[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]JGJ 106-2003.建筑桩基检测技术规范[S].北京：中国建筑科学研究院，2003.

[3]JTG /T F50-2011.公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[4]JTG F80/1-2004.公路工程质量检验评定标准[S].北京：人民交通出版社，2005.