过水路面在油田地面建设中的适用性

2014-03-08张维斌李杰训宋丽莉王胜存

油气田地面工程 2014年9期

张维斌李杰训宋丽莉王胜存

1大庆油田设计院 2大庆油田有限责任公司

1 过水路面的由来

过水路面就是在雨季或汛期积水可以流过的路面。过水路面原本用于低等级公路，在越过宽浅河沟、洪水持续时间短暂、平时无流水的路段，以取消桥涵，或者用于河滩、泄洪区避免路堤阻碍行洪、限制道路高度而又允许洪水漫过的路段，在我国西部地区应用较多。与周围地形相比，过水路面的路面结构大部分在地表面以下，容易受地下水和地面水的影响，要求水稳性好，因此大多采用水泥混凝土路面。

大庆油田相继在敖南和齐家北产能区块低洼地区的油田井排路应用了过水路面。敖南油田应用的2006型过水路面井排路，路基高度30～40 cm；齐家北油田应用的2007型过水路面井排路，路面边缘高出两侧地面10 cm。这两种过水路面沿线均没有设置过水涵洞或截水边沟。2006型和2007型过水路面各有优缺点：2006型纵坡较平顺，路面结构受地下水影响小些，但耕地路段雨季易淹地而引发纠纷；2007型则反之，雨季过水较容易，但纵坡随着地表面起伏，行车不太平顺，坑洼路段雨季较容易积水。

与目前油田常用道路建设标准相比，过水路面的优点是没有边坡和截水沟，处于耕地中时少占耕地，降低道路建设高度，节约土方，省去过水涵洞，减少维修工作量。目前，在江滩修建的过水路面使用效果较好，基本能达到20年的使用寿命，有的过水路面局部被洪水冲毁后，经过修复可以继续使用[1]。

2 适用性分析

2.1 沥青混合料路面

油田常用的沥青混凝土、沥青碎石路面均属于沥青混合料路面，施工工艺采用拌和法，就是把具有一定级配的矿料和沥青拌和后，摊铺压实形成路面。应用拌和法施工，机械化及自动化程度较高，需要拌合站、摊铺机、沥青洒布车和压路机。因拌合时能够自动清洗、烘干、筛分、掺配碎石，摊铺时能够自动找平，对施工气温的要求也较低，容易保证质量。

与水泥混凝土路面相比，沥青混合料路面具有表面连续平整、无接缝、富有弹性、行车舒适震动小、施工机械化程度高、维修养护容易等优点。沥青混合料路面属于柔性路面，本身抗弯刚度较低，其强度和稳定性在很大程度上取决于道路基层和土基，车轮应力对路基影响深度大，在易翻浆的低洼区使用寿命不理想。沥青混凝土的矿料含有石粉并按最佳密实原则配制，空隙率3%～5%，因密实不透水而耐久性较好，但热稳性略差。沥青混凝土属于高级路面，使用寿命可以达到12～15年，以前国内常用于等级较高的公路，近年来由于经济的发展，各级公路都有应用，国家标准和公路标准也放开了它的应用范围。

适用于较薄路面面层的沥青碎石属于半开级配，矿料中细颗粒含量少，不含或少含矿粉，空隙率在6%～12%。热拌沥青碎石路面属次高级路面，适用于二级及二级以下公路，从外观上看，与沥青混凝土路面基本相同，只是表面略显粗糙。这种路面在强度上是按半嵌挤半密实原则构成的，嵌挤与密实并重。与沥青混凝土相比，沥青碎石具有高温稳定性较好、沥青用量少、造价较低的优点，其缺点是具有较大的空隙率而容易进水。因此，使用沥青碎石做路面面层，必须采用水稳性好的基层，还要做好沥青下封层或透层防水，并加强层间结合。

大庆油田及附近地区沥青混合料路面的施工能力较强，有多家路桥工程公司、筑路公司和道路管理公司，都有比较先进的拌合摊铺设备和较强的能力。多年来，大庆油田交通量较大、等级较高的道路均为沥青混凝土路面，采用半刚性路面基层后降低了翻浆的可能性，裂缝、痈包等相对减少。

2.2 水泥混凝土路面

过水路面一般采用水泥混凝土面层。目前，应用最广泛的水泥混凝土路面是就地浇筑的，除接缝区和局部范围（边缘和角隅）外，不配置钢筋。与其他类型路面相比，水泥混凝土路面具有以下优点：①强度高，具有很高的抗压强度和较高的抗弯拉强度以及抗磨耗能力；②耐久性好，水泥混凝土路面的水稳性、热稳性均较好，特别是它的强度能随着时间的延长而逐渐提高，不存在沥青路面的“老化”现象，因此经久耐用，一般能使用20～30年；③施工比较方便，与沥青混凝土路面相比，施工设备简单，技术通用性强；④不易翻浆损坏，由于较高的抗弯拉强度使路面基层受力小，因而对基层强度的要求低于其他路面，车轮应力对路基影响深度小，道路不易翻浆；⑤有利于节能，水泥混凝土路面属于刚性路面，在车轮作用下弯沉很小，行车耗油量小于其他路面。

水泥混凝土路面也存在一些缺点，主要有以下几点：①有接缝，水泥混凝土路面要建造许多接缝，这些接缝不但增加了施工和养护的复杂性，而且容易引起行车振动，影响舒适性；②开放交通较迟，水泥混凝土路面完工后，要经过28天的潮湿养生，才能开放交通，如需提早开放交通，则需采取特殊措施；③修复困难，水泥混凝土路面损坏后，开挖很困难，修补工作量也较大，因维修养生时间长而影响交通[2]。

3 技术经济分析

路基和路面是一个相辅相成、不可分离的整体。路基是路面的基础，坚固的路基是路面平整坚实的保证，路面则保护路基不直接承受车轮和气候的破坏，长期保持稳定。油田道路有新建、改建之分，所在位置不同也使水文地质、材料运距等条件不同，在可能的经济条件下提高道路服务质量，既要遵循道路建设本身的客观规律，也要充分考虑各种条件下路基路面的特点，选择不同的路面结构和路基填高，采用性价比最高的方案。下面以新建油田井排路为例进行技术经济分析。

（1）沥青碎石和沥青混凝土路路面的质量较好，一次性投资适中，但20年现值较高。这两种路面在大庆地区技术成熟，在建设规模较大、适宜迁建沥青混合料拌和站时宜优先选用。

（2）外围低渗透油田道路如果建设规模较小，而且距离现有拌和站较远的不宜采用。这是因为沥青混合料路面以热拌热铺质量最好，拌和好的混合料运距较远时不仅不经济，而且质量难以保证，在建设规模较小时另建拌和站，费用过高[3]。

（3）水泥混凝土过水路面的质量较好，但是首次投资最高，除了江滩、泄洪区应首选过水路面之外，新建道路对路面要求高、投资又允许时，或者沥青路面不适宜的水泡子中的道路也可以采用。