過水路面在大慶油田的適用性

1、過水路面在大慶油田的適用性大慶油田有限責任公司油田建設設計研究院2010年1月編 制 人：王會軍 張維斌審 核 人：王勝存 審 定 人：付春江參 加 人：黃碧中 袁淑茹 崔志軍 宋麗莉目錄一、過水路面的由來和在大慶油田的應用1二、各種路面的適用性21. 瀝青混合料路面22. 水泥混凝土路面4三、道路方案及經(jīng)濟分析51. 方案要素52. 經(jīng)濟評價73. 方案對比11四、過水路面的適用范圍13附錄：公路技術標準規(guī)范中有關路基填高的條文一、 過水路面的由來和在大慶油田的應用過水路面原本是用于低等級公路越過寬淺河溝、洪水持續(xù)時間短暫、平時無流水的路段代替橋涵，或者河灘、泄洪區(qū)避免路堤阻礙行洪、限制道路

2、高度而又允許洪水漫過的道路，我國西北地區(qū)應用較多。過水路面的路面結構大部分在地面以下，容易受地下水和地面水的影響，要求水穩(wěn)性好，因此大多采用混凝土路面。近年來，大慶油田為了節(jié)約投資、提高道路服務質(zhì)量，相繼在敖南和齊家北產(chǎn)能區(qū)塊的油田井排路上應用了過水路面。圖1敖南井排路照片，路基高度30cm40cm。圖2是齊家北井排路標準橫斷面圖，路面邊緣高出兩側地面僅10cm。這兩種過水路面沿線均沒有設置穿水涵洞或截水邊溝。圖1 敖南井排路圖2 齊家北井排路標準橫斷面圖敖南型和齊家北型過水路面各有優(yōu)缺點。敖南型縱坡較平順，路面結構受地下水影響小些，但耕地路段雨季易淹地而引發(fā)經(jīng)濟糾紛；齊家北型則反之，雨季過水

3、較容易，但縱坡隨著地表面起伏，行車不太平順，坑洼路段雨季也容易積水。實際上，過水路面是一種道路型式，而不僅僅是一種路面結構。和目前油田常用道路建設標準相比，過水路面的優(yōu)點是少占耕地、節(jié)約土方、省去涵洞、減少維修工作量。二、 各種路面的適用性因為當前油田道路主要采用瀝青混凝土、瀝青碎石及拌合法表處路面，過水路面則是水泥混凝土路面，所以下面對各種路面結構的適用性進行詳細分析。1. 瀝青混合料路面瀝青混凝土、瀝青碎石及拌合法表處路面，這三種路面均屬于瀝青混合料路面，施工工藝上屬于拌和法，是把具有一定級配的礦料和瀝青拌和后，攤鋪壓實而成的路面。拌和法施工機械化及自動化程度較高，不僅需要瀝青灑布車和壓路

4、機，而且需要更重要的拌合站和攤鋪機。因拌合時能自動清洗、烘干、篩分、摻配碎石，攤鋪時能自動找平，故對材料質(zhì)量和技工水平的包容性要好得多，對施工氣溫的要求也寬，容易保證質(zhì)量，是比較先進的施工方法。與水泥混凝土路面相比，瀝青混合料路面具有表面平整無接縫、行車舒適震動小、施工機械化程度高、養(yǎng)護維修容易等優(yōu)點。因瀝青混合料路面屬于柔性路面，本身抗彎剛度較低，其強度和穩(wěn)定性在很大程度上取決于路面基層和土基。瀝青混凝土的礦料含有石粉并按最佳密實原則配制，空隙率35%，因密實不透水而耐久性較好但熱穩(wěn)性略差。瀝青混凝土屬于高級路面，使用壽命可以達到1215年，以前國內(nèi)常用于等級較高的公路。近年來由于經(jīng)濟的發(fā)展

5、，各級公路都有應用，現(xiàn)行的國家標準和公路標準也放開了它的應用范圍。適用于較薄路面面層的瀝青碎石屬于半開級配，礦料中細顆粒含量少，不含或少含礦粉，空隙率6%12%。如果瀝青碎石用在路表、厚度不大于3cm，就是拌和法瀝青表處。熱拌瀝青碎石路面屬次高級路面，適用于二級及二級以下公路，從外觀上看，與瀝青混凝土路面基本相同，只是表面略顯粗糙。這種路面在強度上是按半嵌擠半密實原則構成的，嵌擠與密實并重。與瀝青混凝土相比，瀝青碎石具有高溫穩(wěn)定性較好、瀝青用量少造價較低的優(yōu)點，其缺點是具有較大的空隙率而容易進水，不僅降低了石料與瀝青的粘結力導致強度較低、耐久性較差，而且容易引起路面基層軟化沉陷，引起面層與基層

6、脫離，進而造成路面沉陷和松散。因此，僅用瀝青碎石做路面面層，必須采用水穩(wěn)性好的路面基層，還要做好瀝青下封層或透層防水并加強層間結合。瀝青碎石面層本身的空隙率也應嚴格控制在10以下，不宜過大。大慶及附近地區(qū)瀝青混合料路面的施工能力較強，大慶油田路橋工程公司和道路管理公司都有比較先進的拌合攤鋪設備和較強的能力，肇源和安達的筑路公司也有拌合攤鋪設備。多年來大慶油田交通量較大、等級較高的道路均為瀝青混凝土路面，采用半剛性路面基層后已經(jīng)克服了容易翻漿的弊病，采用重交通道路瀝青后裂縫、擁包等病害也大大減輕。2. 水泥混凝土路面 過水路面一般采用水泥混凝土面層。目前應用最廣泛的水泥混凝土路面是就地澆筑的、除

7、接縫區(qū)和局部范圍（邊緣和角隅）外不配置鋼筋的普通混凝土路面。與其它類型路面相比，水泥混凝土路面具有以下優(yōu)點：） 強度高。具有很高的抗壓強度和較高的抗彎拉強度以及抗磨耗能力。） 耐久性好?；炷谅访娴乃€(wěn)性、熱穩(wěn)性均較好，特別是它的強度能隨著時間的延長而逐漸提高，不存在瀝青路面的那種“老化”現(xiàn)象，因此經(jīng)久耐用，一般能使用2030年，而且它能通行包括履帶式車輛等在內(nèi)的各種運輸工具。） 施工比較方便。和瀝青混凝土路面相比，施工設備簡單，技術通用性強，小型工程只需混凝土攪拌機和建筑工人即可施工。） 由于較高的抗彎拉強度使路面基層受力小，因而對基層強度要求低于其它路面。） 有利于節(jié)能?；炷谅访鎸儆趧傂?/p>

8、路面，在車輪作用下彎沉很小，行車耗油小于其它路面。 但是，水泥混凝土路面也存在一些缺點，主要有以下幾方面：） 有接縫。一般混凝土路面要建造許多接縫，這些接縫不但增加施工和養(yǎng)護的復雜性，而且容易引起行車振動，影響舒適性，接縫又是路面的薄弱點，如處理不當，將導致路面板邊和板角處破壞。） 開放交通較遲。一般混凝土路面完工后，要經(jīng)過28天的潮濕養(yǎng)生，才能開放交通，如需提早開放交通，則需采取特殊措施。） 修復困難。混凝土路面損壞后，開挖很困難，修補工作量也大，因養(yǎng)生時間長而影響交通。三、 道路方案及經(jīng)濟分析路基和路面是一個相輔相成、不可分離的整體。路基是路面的基礎，堅固的路基是路面平整堅實的保證；路面則

9、保護路基不直接承受車輛和氣候的破壞，長期保持穩(wěn)定。油田道路有新建、改建之分，所在位置不同也使水文地質(zhì)、材料運距等條件不同，為了“有鋼使在刀刃上”，在可能的經(jīng)濟條件下提高道路服務質(zhì)量，既要遵循道路建設本身的客觀規(guī)律，也要充分考慮各種條件下路基路面的特點，選擇不同的路面結構和路基填高，采用性價比最高的方案。下面以新建井排路為例進行經(jīng)濟分析。1. 方案要素以前井排路常用橫斷面見圖3，排水溝在地勢較高一側，由于路基放坡及設排水溝，占地較多，并需設置串水涵洞。但路床處于干燥或中濕狀態(tài)，使路面具有一次性投資低且不易凍脹翻漿等優(yōu)點。過水路面橫斷面見圖4，相對于圖3過水路面具有占地較少、不需設置涵洞等優(yōu)點。但

10、存在路面一次性投資高、縱坡不順、易被積雪掩埋等缺點。結合大慶油田目前常規(guī)井排路及過水路面設計，列出6個方案路基土方、路面結構、占地面積等要素，其中方案1方案為不同路面結構的常規(guī)井排路，方案4方案6為不同槽底干濕類型的過水路面，詳見表1。材料運距較近時墊層用石灰粉煤灰土(12:35:53)，運距較遠則用水泥石灰土(4:6:90)，石灰粉煤灰碎石比例為10:20:70。水泥混凝土路面總厚度根據(jù)槽底干濕類型、路基土類、季節(jié)性冰凍地區(qū)的凍深等綜合確定，應保證路面整體強度和滿足最小防凍厚度需要。表1 每公里道路方案要素方案編號路面類型路面結構寬3.5m路面面積m2路基（m）土方量（m3）占地m2寬度均高

11、就地外運1瀝青表處(拌和法）新建常規(guī)井排路3cm拌和法瀝青表處+透層+10cm泥灰結碎石+30cm石灰粉煤灰土（水泥石灰土）35006.50.714002490150002瀝青碎石新建常規(guī)井排路4cm瀝青碎石+透層+15cm石灰粉煤灰碎石+30cm石灰粉煤灰土（水泥石灰土）35006.50.6514001950150003瀝青混凝土新建常規(guī)井排路5cm瀝青混凝土+透層+15cm石灰粉煤灰碎石+30cm石灰粉煤灰土（水泥石灰土）35006.50.6514001910150004水泥混凝土過水路面20cm水泥混凝土+35cm石灰粉煤灰土（水泥石灰土）路槽底面處于干燥狀態(tài)38004.50.15006

12、8005水泥混凝土過水路面20cm水泥混凝土+15cm石灰粉煤灰碎石+40cm石灰粉煤灰土（水泥石灰土）路槽底面處于中濕狀態(tài)38004.50.150068006水泥混凝土過水路面20cm水泥混凝土+15cm石灰粉煤灰碎石+40cm石灰粉煤灰土（水泥石灰土）+20cm砂礫路槽底面處于潮濕狀態(tài)38004.50.15006800圖3 新建井排路常用橫斷面圖圖4 過水路面橫斷面圖2. 經(jīng)濟評價不同材料運距時外圍油田各種道路費用估算及現(xiàn)值見表2表5，老區(qū)油田見表6表7，其中每次重建費用采用改建井排路一次建設費用。從表中看出，外圍油田20年現(xiàn)值不論耕地還是草地方案4均最低，方案5次之，方案6隨著材料運距的

13、不同而有所變化，與方案1方案相比15km運距時現(xiàn)值略低，30km運距時現(xiàn)值基本持平，60km及110km運距時現(xiàn)值則明顯偏高。老區(qū)油田20年現(xiàn)值過水路面方案4方案6均高于常規(guī)井排路方案1方案3。表2 外圍油田15km運距各方案費用及現(xiàn)值（萬元/每公里）方案編號路面類型首建費用 占地費每次重建費用使用年限每年養(yǎng)護費建養(yǎng)費現(xiàn)值現(xiàn)值合計耕地草地耕地草地1瀝青表處（拌和法）54.2 94.2 86.7 28.4 8.0 0.8 80.4174.6167.12瀝青碎石60.0 94.2 86.7 35.9 10.0 0.7 79.8174.0166.53瀝青混凝土65.4 94.2 86.7 41.8

14、12.0 0.5 83.0177.2169.74水泥混凝土過水路面（槽底干燥）95.8 42.7 39.3 0.0 20.0 0.2 97.5140.2136.85水泥混凝土過水路面（槽底中濕）111.0 42.7 39.3 0.0 20.0 0.2 112.7155.4152.06水泥混凝土過水路面（槽底潮濕）123.8 42.7 39.3 0.0 20.0 0.2 125.5168.2164.8表3 外圍油田30km運距各方案費用及現(xiàn)值（萬元/每公里）方案編號路面類型首建費用 占地費每次重建費用使用年限每年養(yǎng)護費建養(yǎng)費現(xiàn)值現(xiàn)值合計耕地草地耕地草地1瀝青表處（拌和法）58.6 94.2 86

15、.7 32.1 8.0 0.8 87.4181.6174.12瀝青碎石65.3 94.2 86.7 40.5 10.0 0.7 86.9181.1173.63瀝青混凝土70.5 94.2 86.7 45.8 12.0 0.5 89.4183.6176.14水泥混凝土過水路面（槽底干燥）102.9 42.7 39.3 0.0 20.0 0.2 104.6147.3143.95水泥混凝土過水路面（槽底中濕）121.1 42.7 39.3 0.0 20.0 0.2 122.8165.5162.16水泥混凝土過水路面（槽底潮濕）138.0 42.7 39.3 0.0 20.0 0.2 139.7182

16、.4179.0表4 外圍油田60km運距各方案費用及現(xiàn)值（萬元/每公里）方案編號路面類型首建費用 占地費每次重建費用使用年限每年養(yǎng)護費建養(yǎng)費現(xiàn)值現(xiàn)值合計耕地草地耕地草地1瀝青表處（拌和法）59.5 94.2 86.7 34.3 8.0 0.8 89.8184.0176.52瀝青碎石67.7 94.2 86.7 44.2 10.0 0.7 90.7184.9177.43瀝青混凝土72.7 94.2 86.7 49.3 12.0 0.5 92.7186.9179.44水泥混凝土過水路面（槽底干燥）106.6 42.7 39.3 0.0 20.0 0.2 108.3151.0147.65水泥混凝土過

17、水路面（槽底中濕）128.3 42.7 39.3 0.0 20.0 0.2 130.0172.7169.36水泥混凝土過水路面（槽底潮濕）151.6 42.7 39.3 0.0 20.0 0.2 153.3196.0192.6表5 外圍油田110km運距各方案費用及現(xiàn)值（萬元/每公里）方案編號路面類型首建費用 占地費每次重建費用使用年限每年養(yǎng)護費建養(yǎng)費現(xiàn)值現(xiàn)值合計耕地草地耕地草地1瀝青表處（拌和法）66.3 94.2 86.7 40.6 8.0 0.8 100.9195.1187.62瀝青碎石77.1 94.2 86.7 52.9 10.0 0.7 103.5197.7190.23瀝青混凝土8

18、1.8 94.2 86.7 57.8 12.0 0.5 104.5198.7191.24水泥混凝土過水路面（槽底干燥）119.3 42.7 39.3 0.0 20.0 0.2 121.0163.7160.35水泥混凝土過水路面（槽底中濕）147.9 42.7 39.3 0.0 20.0 0.2 149.6192.3188.96水泥混凝土過水路面（槽底潮濕）181.9 42.7 39.3 0.0 20.0 0.2 183.6226.3222.9表6 老區(qū)油田15km運距各方案費用及現(xiàn)值（萬元/每公里）方案編號路面類型首建費用 占地費每次重建費用使用年限每年養(yǎng)護費建養(yǎng)費現(xiàn)值現(xiàn)值合計耕地草地耕地草地

19、1瀝青表處（拌和法）54.2 19.7 19.7 28.4 8.0 0.8 80.4100.1100.12瀝青碎石60.0 19.7 19.7 35.9 10.0 0.7 79.899.599.53瀝青混凝土65.4 19.7 19.7 41.8 12.0 0.5 83.0102.7102.74水泥混凝土過水路面（槽底干燥）95.8 8.9 8.9 0.0 20.0 0.2 97.5106.4106.45水泥混凝土過水路面（槽底中濕）111.0 8.9 8.9 0.0 20.0 0.2 112.7121.6121.66水泥混凝土過水路面（槽底潮濕）123.8 8.9 8.9 0.0 20.0

20、0.2 125.5134.4134.4表7 老區(qū)油田30km運距各方案費用及現(xiàn)值（萬元/每公里）方案編號路面類型首建費用 占地費每次重建費用使用年限每年養(yǎng)護費建養(yǎng)費現(xiàn)值現(xiàn)值合計耕地草地耕地草地1瀝青表處（拌和法）58.6 19.7 19.7 32.1 8.0 0.8 87.4107.1107.12瀝青碎石65.3 19.7 19.7 40.5 10.0 0.7 86.9106.6106.63瀝青混凝土70.5 19.7 19.7 45.8 12.0 0.5 89.4109.1109.14水泥混凝土過水路面（槽底干燥）102.9 8.9 8.9 0.0 20.0 0.2 104.6113.511

21、3.55水泥混凝土過水路面（槽底中濕）121.1 8.9 8.9 0.0 20.0 0.2 122.8131.7131.76水泥混凝土過水路面（槽底潮濕）138.0 8.9 8.9 0.0 20.0 0.2 139.7148.6148.63. 方案對比老區(qū)油田20年現(xiàn)值過水路面方案遠高于常規(guī)井排路方案，基于投資原因在老區(qū)油田不適合修建過水路面。下面就外圍油田過水路面與常規(guī)井排路方案進行對比，詳見表8。表8 外圍油田各種道路方案對比方案編號路面類型施工養(yǎng)護量服務質(zhì)量20年現(xiàn)值起碼設備材料要求技術難度路面平順度不利通車狀況行車安全第一次投資耕地草地1瀝青表處(拌和法）A、B、C、D、F較嚴較大較大

22、較好較多較好低較低較低2瀝青碎石A、B、C、D、F較嚴較大較大好較少好較低較高較高3瀝青混凝土A、B、C、D、F較嚴一般較小好少好較低較高較高4水泥混凝土過水路面（槽底干燥）A、E、F一般較小小較差很少較好較高低低5水泥混凝土過水路面（槽底中濕）A、E、F一般較小小較差很少較好較高較低較低6水泥混凝土過水路面（槽底潮濕）A、E、F一般較小小較差很少較好高高高注1：施工設備：A壓路機，B灑布車，C瀝青混合料拌和站，D瀝青混合料攤鋪機E混凝土攪拌機，F(xiàn)路面基層拌和設備（拌和機、旋耕機等）注2: 不利通車狀況，指雨天路基路面軟弱、春融期翻漿等嚴重病害以及路面維修。從表8可以看出：1) 拌和法瀝青表處

23、路服務質(zhì)量一般，一次性投資低，宜用于投資不足的項目或開采時間短的產(chǎn)能區(qū)塊。因為3cm瀝青表處面層太薄、攤鋪機還有自動找平功能，所以對路面基層的平整度要求較高，宜選擇有路面基層攤鋪機的施工單位；2) 瀝青碎石和混凝土路服務質(zhì)量較好，一次性投資適中，但20年現(xiàn)值較高，在大慶地區(qū)技術成熟。大慶長垣道路，或者建設規(guī)模較大、適宜遷建瀝青混合料拌和站時宜優(yōu)先選用；3) 水泥混凝土過水路面的服務質(zhì)量較好，首次建安費投資較高，但隨著今年土地費的大幅上漲，計入土地費后的工程總造價則較低。由于水泥混凝土過水路面減少占地、降低投資、設計使用年限長，并且不阻礙行洪或排水，因此在今后油田產(chǎn)能建設的新建井排路上，可結合自

24、然地形地勢等經(jīng)過方案優(yōu)選和技術經(jīng)濟論證后選用。4) 水泥混凝土過水路面之所以能減少占地、降低土地費用，主要在于路基寬由常用井排路的6.5m變窄為4.5m，其次是沿自然地勢建設并取消路邊排水溝。按油田道路工程設計規(guī)定及有關標準要求，4.5m寬路基的過水路面在不大于300m的長度內(nèi)應設置錯車道，過往車輛會車時需在錯車道處停車等待。5) 土地費上漲后，目前外圍油田每平方米耕地費約63元，草地費約58元。設路邊排水溝人工取土每立方米約20元，外運土每立方米27元。如果新建井排路垂直于等高線布設，兩側地勢相對平緩，不存在阻斷自然地面漫流毀田淹地的情況下取消路邊排水溝，路基全部采用外運土填筑，則耕地中井排

25、路每公里可節(jié)約投資約20萬元，草地中井排路每公里可節(jié)約投資約18萬元。外圍油田道路如果建設規(guī)模較小，而且距離現(xiàn)有拌和站較遠的不宜采用瀝青混合料路面。瀝青混合料路面以熱拌熱鋪質(zhì)量最好，拌和好的混合料運距較遠時不僅不經(jīng)濟，而且質(zhì)量難以保證。建設規(guī)模較小時另建拌和站費用過高。四、 過水路面的適用范圍通過上述技術經(jīng)濟分析，由過水路面的特點得出適用條件如下：1.處于泄洪區(qū)、江灘的井排路建設應使用過水路面。2.外圍油田產(chǎn)量長期穩(wěn)定、開發(fā)前景明朗的產(chǎn)能區(qū)塊新建井排路，位于耕地或草地中、地勢較高起伏較小、路槽底面處于干燥或中濕狀態(tài)，通過方案比選后可優(yōu)先選用過水路面。路槽底面處于潮濕狀態(tài)運距較近（30km以內(nèi)）時可選用過水路面，路槽底面處于過濕狀態(tài)一般不應再選用過水路面。3.老區(qū)油田過水路面現(xiàn)值遠高于常規(guī)井排路，基于投資原因不適合修建過水路面。4.因為不再征地，建設養(yǎng)護費現(xiàn)值較高，所以舊路改建時不應選用過水路面。5.因為沿自然地勢建設的過水路面縱坡不順，難以符合規(guī)