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山东凯文职业技术学院教学楼施工组织设计

长安大学汽车性能实验场高速弯道施工方案研究

[摘要]研究了在高填方、双向弯曲、大倾角条件下，保证路基与路面各结构层整体稳定性、控制双向弯

曲路面施工精度以及路面混凝土成形技术。利用等距曲面原理，推导出求解面层以下其他结构层控制点

坐标的计算公式。提出跳仓法、分层连续法浇注混凝土路面的施工工艺

地下聚氨酯防水涂料冷作业施工工艺标准 (306-1996).doc[关键词]高速弯道：双向弯曲：路基：路面：施工

[作者简介]王鲁宁（1959），男，讲师，现从事道路工程研究工作。

长安大学（原西安公路交通大学）重点学科实验

实习基地位于西安现代农业技术综合开发区，是通

过国家211"工程预审的重点建设项目，主要包括汽

车性能试验场筑路工程机械实验实习场及总体配

套工程，占地总面积30多万平方米。虽然，本试验场

在建设规模上仅为交通部公路交通工程综合试验场

的25%，但由于高速弯道的曲线半径更小路面横

坡更大，所以控制曲面精度和结构整体稳定的难度

该基地道路工程项目具有路面形式多样技术

难度大、精度要求高及施工工艺独特等特点，特别是

高速环形跑道东西弯道特殊的形状，给施工组织施

工技术和施工管理提出许多难题。施工中参照了交

通部北京公路交通工程综合试验场和二汽襄樊汽车

性能试验场的成功经验，这里谨将施工中的一点研

高速弯道各结构层均呈纵横两向弯曲，横断面

上的最大倾角为43，且最大填土高度达5m

(1)各结构层顶面控制点的计算：如图2所示，

高速弯道的路面横断面线是二次抛物线与直线的复

合线，其内侧是一段切线角为0～43°的抛物线，外

侧接一段直线，第37号点是抛物线与直线的连接

点。设计文件仅提供了路面上的控制点坐标（H，

L），为了精确控制曲面形状和各结构层的厚度，必

须求出路槽底基层和基层顶面上控制点的坐标

(Hti,Li)。为此利用等距曲面原理，经数学推导得

Lki=(1+2adk/

(Hki= aL~ + dk(1/ 1/

H k37 = Q 217 39/a+ Q 268 65lk +

当α<43即1≤i≤28时，按式（1)计算；当α=

43°，即28

控制点序号，其值域是1≤i≤37；k为结构层编号，

其值域是1≤k≤3，各结构层的编号顺序是基层底

基图层路基；α为抛物线参数；d为结构层顶面到

路面表面的距离，其中d=24cm，d2=39cm，d3=

60cm；LkH分别为结构层顶面上的控制点到路

面内边沿的水平和垂直距离

(2)路基与底基层的刷坡方法：考虑到施工的方

便、边坡稳定和防雨水冲刷.在路基和灰土基层的施

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王鲁宁：长安大学汽车性能实验场高速弯道施工方案研究

工中，将其内侧边坡首先做成1：15的线性坡面，

然后按粗刷和精刷两个步骤逐渐逼近设计曲面。粗

刷时，施工坡面与设计坡面之间预留不小于5am的

余量，测量人员开槽放样并加密控制点后，人工配合

挖掘机开挖。精刷时，测量人员指挥民工首先将控制

断面开挖到设计位置，然后再从上而下逐渐将两控

制断面间的坡面刷出，并用特制的曲线靠尺控制水

平线的曲率和平整度。

（3）模板制作：高速弯道的路面模板属异形模

板，在缓和曲线段每个断面上的模板、形状各不相

司，但是作为控制路面形状的基准面，制作精度和牢

固度均满足要求的模板是路面施工前必须解决好的

设计文件提供的曲面控制数据为直角坐标，施

工中发现在直角坐标系下直接制作模板，放样误差

大，工作难度大，模板精度低。经分析研究后，改用极

坐标进行模板放样，而且当极点选在曲线凹侧，位于

过曲线中点的法线上，且到曲中点的距离约等于曲

线长时，放样精度最高。

用极坐标法在钢板平台上依次放出各点，用曲

线尺光顺的连接各点，即为某断面的标准线形。按曲

线大样裁制模板面板，用扁钢和角钢焊接加固后即

图1高速弯道典型横断面图

得模板成品。用曲线尺检测制作完成的模板顶面，其

最大间隙必须≤05mm，否则模板的光顺度或曲度

不满足要求，故必须重新调整。

保证结构整体稳定性的各项措施

为了防止路面结构沿层间结合面滑动，以确保

各结构层具有足够的整体稳定性，是施工中必须解

决好的首要问题经过反复讨论和验算，采取了如下

(1)在石灰稳定底基层施工中，采用水平分层摊

铺碾压，并严格控制各分层松铺厚度≤30cm，层间

充分拉毛，每4层向路基填土一侧破宽度100cm的

(2)在贫混凝土基层和钢筋混凝土面层的施工

中，严格按先内后外、先下后上的顺序施工。在底基

层与基层的结合面上布设防滑钢钉，钢钉直径Φ12

mm，长度24cm，间距40cm×40cm，埋深12cm，

(3)在外侧路肩上设临时截水沟，防止雨水流入

层间结合面，降低层间磨阻系数

保证结构密实度的各项措施

《公路工程质量检验评定标准》（JTJ07194）对

高速或一级公路路堤的压实度是这样规定的：当填

土深度为0～80cm时路基压实度≥95%，为80~

150cm时压实度≥93%，当填土深度超过150cm

时压实度>90%。高速弯道的路槽顶面"位于路堤

内侧坡面上，其填土深度"应按曲面法向度量，如果

将上述规定简单映射于曲面法向，那么同一水平层

面上将执行不同的压实标准。很明显，这样做将导致

路堤内外侧的不均匀沉降.因此施工中对高速弯道

路堤执行的是统一的压实标准≥95%。

基层贫混凝土及面层混凝土的施工

（1）缓和曲线段模板类型多，组合关系复杂，施

工前对每片模板进行编号，支模时对号入座”。在浇

注混凝土的整个过程中，始终以坐标法监控模板位

置，以精密水准监测量监控高程

（2）高环弯道路面混凝土的设计抗折强度为5

MPa，施工作业面的最大倾角达43°，最大送料落差

为5m，所以对混凝土配合比设计提出了较高要求。

施工前，经多次试配最终将配合比设计原则确定为：

水灰比≤Q45，塌落度≤10cm，砂率27%～30%，

水泥用量（300～400)kg/m”，同时掺有4%的高效减

水剂和Q06%的引气剂

从试验路段的使用情况看，该配合比设计原则

以较小的水灰比和较经济的水泥用量，获得了完全

满足设计要求的混凝土强度，而较小的塌落度有利

于克服混合料在斜面上的滑坍和送卸料时的离析。

比配比的工作度良好。

(3）为了增加面层与基层的结合力，提高施工进

度，施工中采用基层贫混凝土与面层钢筋混凝土分

层连续浇注工艺，即在检验合格的模板内首先浇注

贫混凝土，经振捣整平、置入钢筋网后，立即浇注面

层混凝土。贫混凝土的松铺厚度经试验确定，并标筑

施工中要特别注意控制各道工序的紧凑衔接

在贫混凝土初凝之前应完成面层混凝土的振捣工

作。在振捣面层混凝土时，要严格控制振捣棒的插入

施工中发现，支模的质量与速度既影响面板的

施工精度，又严重制约施工进度。为了提高模板使用

率，减少支模次数.在基层贫混凝土与面层钢筋混凝

土施工中还采用了跳仓法施工工艺。跳仓法施工京

是在安排相邻路面板块的浇注顺序时，有意识预留

段时间差，待首先浇注的板块达到一定强度时，以

其侧表面为模板再浇注其他板块。经测算采用跳仓

法施工后，工效提高了2倍以上，相邻板块的高差也

(4)受高环弯道形状影响，在浇注内侧板块时混

合料可以直接卸入模板，但外侧板块的浇注必须从

路基顶面用溜槽或串筒将混合料送入模板。由于路

面横向倾斜角度已达43°，为了防止混合料沿横向

滑塌，施工中在侧立模板上加盖顶模。从板块下部开

始，按加盖顶模→送料入仓→振捣"的工序逐渐向

板块的上部浇注，待整个板块浇注完毕时立即拆除

顶模，并用滚杠提浆，木摸配合刮板整形，最后用棕

高速环道东西弯道特殊的形状，给各结构层的

施工带来了不同的难题。由于汽车性能实验场的建

设在西北地区尚属首家，可借鉴的经验极少。施工中

通过大胆的尝试科学的试验、周密的部署，更是通

过参建各方的共同努力与紧密配合，高速弯道乃至

整个汽车性能实验场道路工程终于圆满完成。从半

年多试运行的情况来看，路面各项性能指标良好，各

方对工程质量的评价较高，说明施工方案基本可行。

老城区排水系统污水管道改造施工方案中华人民共和国交通部颁公路工程质量检验评定标准（JTJ071

94)[S]北京：人民交通出版社，1997.

交通部公路科学研究所特种路面施工及验收技术规程[S]

北京：人民交通出版社，1997

交通部公路科学研究所施工及验收技术规程[S]北京：地质

王鲁宁：长安大学汽车性能实验场高速弯道施工方案研究

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eptofArchitecturalandEnvironmentalEngineeringXianhighway,Xian710064,Ch

J19J176 钢丝网架复合保温板建筑构造.pdf[Abstract]This paper gives a careful study to the issue of how to keep the general stability of the different structural