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关键词:公路养护,沥青路面,破碎技术,应用研究
0.引言
水泥路面和沥青路面是目前最为常见的路面形式,这两种路面结构形式各有优缺点,因此在实际应用中都大量采用,对它们的结构选择也时有争论。从洛阳地区来看,全市13000多公里的公路中,沥青路面和水泥路面几乎平均各占一半,但从高等级公路和行政等级较高的国省道干线公路来看,采用沥青路面的比例明显提高。沥青路面由于其投资相对较省、养护便捷、行车舒适等特点越来越得到更多的应用和重视。因此在公路养护中,水泥路面如何被更好的改造成沥青路面也成为我们关注的热点,该问题的关键是如何解决水泥路面引起的反射裂缝问题。
本文首先介绍了目前比较常用的几种水泥改沥青路面方法,然后着重就多锤头破碎技术在水泥改沥青路面中的应用技术进行介绍,以及在洛阳地区公路养护中的应用情况。论文参考网。
1.水泥改沥青路面的几种常见的方法
水泥改沥青路面一般有三类方法,一是采用挖除原水泥板块后按照常规的沥青路面施工方法,路基处理后加铺基层再做沥青面层;二是在原水泥路面的基础上先处理好反射裂缝直接沥青面层,反射裂缝一般采用铺纤维布或者加铺碎石层等;三是采用碎石化技术,在原有的水泥路面破碎后,在其破碎后的表面直接铺筑沥青路面。这三类方法在我们的公路养护过程中都曾应用过,从应用情况来看,碎石化技术的质量效果、经济成本、施工便捷和不提高路面便于政策处理等方面优势明显。论文参考网。下面就简单介绍以下在洛阳地区应用比较多的碎石化技术中的一种一多锤头破碎技术。
2.多锤头破碎技术应用
近几年来,多锤头破碎技术在洛阳地区公路养护进行了大量实践,在洛阳地区是2003年开始,从实施完成的路段,经过2-3年的使用,效果还是比较好的,几乎没有出现明显的病害,反射裂缝得到有效控制。根据我们的应用和有关要求,破碎后加铺的沥青路面一般要求15厘米以上(最少要求12厘米以上)。我们采用的路面结构形式为原水泥路面破碎后下灌3-3.5kg/m2乳化沥青,直接加铺15厘米的沥青混凝土路面。
2.1设备及破碎前的准备工作
(1)碎石化技术采用的设备主要包括多锤头破碎机(MHB-15),压实设备(Z型钢轮压路机,振动钢轮压路机)。
(2)碎石化前的准备工作
主要包括清除存在的HMA面层,隐蔽构造物的调查与标记,与桥梁连接段的路面,交通管制。
2.2碎石化的主要工艺流程
破碎试验路段一试坑检查一确定破碎工艺控制一破碎施工-
Z型压路机压实一光轮压路机压实一交路面施工
2.3碎石化施工控制
(1)碎石化要把75%的混凝土路面破碎成颗粒(肉眼观测)表面最大尺寸不超过7.5厘米,中间不超过22.5厘米,底部不超过37.5厘米。若破碎后的块径超过最大尺寸,应该用其他合适的方法进行再破碎或清除,然后用密级配的破碎粒料替换并压实到规范要求。
(2)原来挖补的部分有许多是超厚的,对于这些部分,破碎尺寸达到正常厚度板的中间层22.5厘米且裂缝间距小于45Cm时被认为是合适的。
(3)破碎时最好是从混凝土路面的高处向低处破碎,以避免摊铺沥青混凝土后影响排水。
(4)与相邻车道的连接:破碎一个车道的过程中实际破碎宽度应超过一个车道,与相邻车道搭接一部分,宽度至少是15厘米。
(5)清除原有填缝料:在铺筑HMA以前所有松散的填缝料、涨缝材料或其他类似物应进行清除。
(6)凹处回填:不应修整破碎后混凝土路面或试图平整路面以提高线形,这样将破坏混凝土路面碎石化以后的效果。在压实前发现的5厘米的凹地应用密级配碎石粒料回填并压实。
(7)破碎混凝土路面的养护:除了指定的用于开放横穿交通的区域外,破碎后的混凝土路面的任何路段均不得开放交通(包括不必要的施工运输)。
2.4碎石化技术对沥青路面施工的要求
(1)撒布乳化沥青透层油:破碎并压实后,建议散布50%慢裂乳化沥青透层油。根据路况,一般建议撒布量为3 Kg/m2左右。破乳并撤布一薄层石屑后,用光轮压路机静压两遍。论文参考网。
(2)摊铺的时间要求:摊铺应在透层稳固后进行,除非天气允许或监理工程师另有批准,在混凝土破碎和摊铺HMA底层之间的最长间隔时间不宜超过48小时。
(3)HMA罩面之前破碎混凝土路面的压实。
在HMA罩面铺设之前,重新进行压实,振动压实2遍,由罩面施工造成的混凝土路面扰动,也应在摊铺之前进行再压实,或改变罩面程序以减少对混凝土路面的扰动。
(4)破碎后混凝土路面的扰动:施工车辆的通行次数和载重量应降低到最小程度。
3.应用过程的几点思考
水泥改沥青路面有许多方法,都有各自的优缺点和适用的范围,在选择方案时要根据实际情况进行比较。多锤头破碎技术是碎石化技术的一种方案之一。碎石化技术在水泥改沥青路面中具有大大缩短施工时间,节约路基材料同时解决碎块垃圾的处理问题。在我们的应用过程中也有以下几点体会:
一是重点要确保水泥破碎后的碎石尺寸的控制,以利破碎的水泥块之间相互齿合,并且裂纹纹路要避免与路面垂直,以达到承重和防水的效果。不同的路面厚度施工要求都有不同的要求,要重视试验路段的选择和控制。
二是采用沥青路面很重要的考虑因素就是重视防水,特别是对于洛阳等雨水比较多的地区,碎石化前安排好排水处理系统。
三是一定要重视交通管制工作。由于采用多锤头破碎技术一个很重要的原因就是考虑该路段交通流量大,边施工边通车,不能长时间封闭交通,但在施工过程中还是要保证一定的时间封闭交通,确保在沥青面层未完成前,不要有车辆驶入。
四是原路面情况调查和病害处理。多锤头的MHB破碎机工作时的影响深度一般在80厘米,侧向影响不超过深度值,不会对其影响范围外的建筑造成结构上的破坏,但要调查原路面情况,既要保证水泥混凝土板块的均匀破碎,又要避免对该层以下的路基及路基下可能存在的设施和结构以及周边设施的任何冲击和损害。同时处理好原路面较严重的病害,使基层结构的承载力基本均匀。
五是路面的压平和新沥青路面铺筑工艺也会影响应用多锤头破碎技术修复的公路质量。因为是直接在破碎后的水泥路面上铺筑沥青路面,由于破碎的路面不平整性也会影响沥青路面的平整度的质量效果,一般都有下封层和沥青调整层,但沥青面层的压实和铺筑工艺要求更高。
【参考文献】
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[4]马华堂.纤维混凝土的力学性能及其在路面工程中的应用[D].大连理工大学,2002.
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[6]张永清.高等级公路基础设施技术保障对策研究[D].长安大学,2002.
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[8]刘丹.水泥混凝土路面接缝及结构优化研究[D].武汉理工大学,2003.
关键字:高速公路;施工技术;碎石注浆桩
中图分类号:TU74文献标识码: A 文章编号:
碎石注浆桩技术起始于二十世纪九十年代,碎石注浆桩技术是由高压注浆桩和砂石桩两种桩体结构共同组成的一种新型的地基处理技术和方法,作为一种新型的综合性桩体施工技术越来越受到施工技术人员的高度重视和认可。其具备施工设备轻便简单、能够满足各种施工场地要求,同时还具有在施工的时候噪音污染小、对环境的影响低等优势受到人们的广泛关注,尤其是在高速公路桩的制作,在铁路建设中应用更为广泛。
一、碎石注浆桩
1、我国高速公路施工建设概况
我国国民经济发展中最重要的一部分就是道路交通工程,由于公路在施工的过程中要面对种种的因素如地质条件、复杂地形,因而道路的结构布置将复杂多样。在目前的高速公路建设中,为了确保道路工程质量满足设计规划的需求,道路的施工技术就变得尤为关键。公路的灌注桩施工技术主要是指在工程施工现场通过人工和机械的施工技术方式改良建设中存在的土质条件。在当前的道路桥梁建设中多数是亚粘土和粉土的地质条件,高速公路作为交通运输工程中重要的交通枢纽,必须要保证其重要的施工技术质量。
2、碎石注浆桩施工技术原理特点
碎石注浆桩是通过在施工的过程中由碎石和水泥浆胶结而形成的一种小型的钻孔灌注桩结构,适用于淤泥质土、粉质砂土等软土层地基处理,一般处理含水量较小的地基效果非常明显,而含水量较大的,则效果不太明显。从成桩的施工工艺来看,碎石注浆桩属于钻孔灌注桩的一种,在施工的过程中,碎石注浆桩由于其设备得选择简单、环境影响小、施工范围广和工程成本低的优势受到各个企业和施工的关注和认可。在高速公路工程建设施工过程中,桩的长度一般控制在30cm,利用小型的钻机在基础处进行钻孔施工,然后将注浆的管放置在注浆孔孔底,接着在清洗孔壁的同时投放碎石料,最后一步就是进行注浆,浆液由下而上形成凝固的桩。碎石注浆桩技术具有施工工艺操作简单、设备轻便、施工噪音小等特点,在高速公路的建设中具有良好的发展前景。
二、碎石注浆桩施工工艺
碎石注浆桩施工工艺主要经过钻孔、清孔、投石和注浆四个施工步骤。
1、钻孔
在高速公路工程建设施工中,钻孔是施工过程的最主要的施工技术方法,由于桩的长度一般控制在30cm,因而在选取钻机的型号要特别注意钻头的直径大小和钻探的深度。在目前的施工过程中,我们常见的钻头主要为鱼尾钻头或者三翼钻头两种,在工程量较大和工作场地复杂的地区,通常采用泥浆护壁大泵量循环施工的方法。施工过程中遵循三个指标,首先是要确保钻孔的垂直度,在施工的过程中其偏差度应该控制在1%以下,且在施工当中要不断的对钻进角度进行及时合理的检查。其次是对钻孔过程中泥浆的清除,在钻进过程中,会产生许多的砂土和泥质土,如果不及时的清除这些泥土,不但会造成钻孔的效率,因而在钻进过程中应该不断的检查泥浆的比重,确保砂土能够控制在1.17~1.25 之间。最后是钻孔的深度,由于钻机在进行钻孔时,或多或少的会留下一些泥土或者砾石于所钻的孔中,所以,实际钻的孔深应该略大于设计的孔深,同时还需要以钢筒进行及时的加固,防止塌孔。
2、清孔
在钻孔完成之后将对孔进行清理,即为清孔,清孔在目前的工程中是不可缺少的一个环节,也是在钻孔之后必须要进行的一个工作环节。清孔一般分为两次清理,第一次清孔在钻孔完成之后,待钻机取出后,将孔中的厚度清理在10cm范围内并且保持孔中泥浆的比重在1.15之内。第二次清孔是在投石进行时,此时一边进行清孔一边投石,也要控制泥浆的比重在1.15之内。
3、投石
第一次清孔之后要进行投石,对于投放的碎石也有一定的要求。一般情况下,投放的碎石要在20cm~40cm之间;其次为了减少碎石对孔壁的损伤要通过导管进行的碎石的投放,当碎石投至孔口即可。
4、注浆
注浆主要利用砂浆泵将水泥砂浆通过注浆管注入孔内,注浆过程中需要注意三个要点。第一是砂浆泵型号的选择,第二是灌注砂浆材料的选择,砂浆主要以普通的硅酸盐水泥为主要材料,要注意材料的类型、砂子颗粒的大小以及砂浆的配比,砂子的颗粒直径一般都在0.5mm以内。注浆开始时,首先注入一定量的砂浆,当注浆达到一定量的时候,要减小注浆量和向上拔管,以防泥浆在重力的作用下向土体大量扩散,当注入的砂浆快到孔口时,调节砂浆的比重在95%左右,然后拔一次管以确保注浆质量。在注浆的过程中由于注浆管的振动造成孔口石料下沉,故注浆过程中应不断补料,注浆后桩顶浆液会下沉,故应进行回灌作业。
三、碎石注浆桩质量监测
1、确保质量注意要点
高速公路碎石注浆工艺完成后还要保证施工技术的质量,期间要注意其中几点。首先是将测量定位技术的到位,其次是碎石注浆桩施工从钻孔到注浆之间的连续性,中途不能停止,最后是保证清孔和注浆的质量。
2、质量控制与沉降观测
在施工过程中,最后要注意的是进行控制和沉降的观测,软基处理施工应该实行动态控制,严格按监控指标和要求实施,施工前首先要对原材料进行检查,在施工过程中还要对钻孔、清孔和注浆进行全程检查。除此之外在施工过程中还要应加强监测频率,当发现侧向位移速率等指标不正常、路基有失稳的趋势时,要立即向上级部门通告。沉降观测通过埋设沉降观测标志来观测,沉降观测包括地表沉降观测和地基分层沉降观测,地表沉降观测采用沉降板,分层沉降观测采用分层沉降标,分层沉降标采用钻孔埋设,要求钻孔垂直偏差率应≤1.5%,并无塌孔缩孔存在,在埋设中应下套管或泥浆护壁,波纹管与导管应随埋随接。
总而言之,通过对碎石注浆桩施工技术的介绍和分析,得出了碎石注浆桩技术主要具有施工工艺简单和较高承载能力的特点。高速公路建设可以通过碎石注浆桩技术通过较小的投入达到了良好的加固效果,同时在降低成本的基础上取得良好的社会效益。
参考文献:
[1]付志勇;;公路工程施工质量管理的几点建议[J];中国集体经济;2011年18期
Abstract: Bulky cargos mainly refer to some large mechanical equipments with overweight and oversize. Because of the important role of the large equipments transportation in economic development, it has important significance to ensure the security and time to reach the destination. According to the specificity of large equipments transportation, this paper described the road barriers, and discussed the exclusions of obstacles.
关键词: 大件设备运输;障碍排除
Key words: large equipments transportation;obstacles exclusion
中图分类号:U49 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)11-0220-02
0 引言
随着我国公路网建设的逐步完善,公路运输近些年发展迅速并占领很大货物运输市场份额,由于公路运输办理手续便捷,可以实现货运的“门到门”的服务,公路专业大件运输行业及生产厂家自设的大件汽车运输队伍也迅速崛起。
大件运输面对的对象多为超重、超长、超宽、超高的不可分割的整体货物。多数货物都超出了普通载货车容许的承载容积和重量,较大的运输难度使大件运输对运输装备水平以及工程技术能力等都提出了极高的要求。这些 “庞然大物”中,大多是国家大型工程项目建设的设备,其战略意义重大、附加值高,确保这些货物安全、快速、便捷地运达目的地尤为重要。
CHEN Shi-tong对军用大型设备运输进行了研究[1]。许少白阐述了大件设备运输的道路问题,提出了防止纵、横向倾覆的具体措施,此外,对空中障碍排除,特殊安全处理问题也提出了解决的合理举措[2];刘雪峰对桥梁结构的安全进行了分析,得出桥梁验算的结论,提出加固建议,制定出安全通行的措施,以确保运营安全[3];吴丽丽介绍了重大件公路运输过程中所遇到的主要障碍,并分类说明各障碍的处理办法[4]。
大件运输对象具有超高、超宽、超长、超重的特殊性,为保证大件运输安全、快速、经济地运往目的地。在运输前对运输路线进行勘查,及时发现道路中可能遇到的障碍,并提出排除障碍的方法显得极其重要。本文在以往研究的基础上对公路大件设备运输障碍及排除方法进行讨论。
1 大件运输概述
1.1 大件运输概念 货物在高度上超过了公路线形和桥涵通过能力的规定限界,并在体积和重量上超过了普通载货汽车容许的装载容积和重量,运输时就要采取一定的工程技术和运输组织措施。公路大件运输指公路运输中对庞大、沉重而又不可分割的整体货物的运输。
大件运输(如图1)包括超限和超重:超限设备(货物)是指装载轮廓尺寸超过车辆限界标准;超重设备(货物)是指车辆总重量对桥梁的作用超过设计活载。
1.2 大件运输的分类 大件根据长、宽、高、重量可分为四级(表1)。
1.3 运输受限条件 由于大件运输在我国公路运输法规中属于超限运输,同时受到《公路工程技术标准》与《超限运输车辆标准》的限制,对于路宽、桥高、拐弯半径空间等都有一定要求。所以大件运输主要限制有:
①净空要求:设备运输过程中所需的线路最小净高与净宽。
②它包括两方面内容:一是指车能够通行的最大横坡度;二是指车能够通行的最大纵坡度。
③最小转弯半径要求:最小转弯半径要求主要是指超长设备对线路转弯半径要求较高。
④载荷强度要求:载荷强度要求主要是指超重设备对线路载荷强度要求较高。
⑤收费站:大部分收费站保持5m净高、4m通道宽度。
2 大件设备运输过程中的主要障碍及排除方法
2.1 大件设备运输过程中的主要障碍 大件设备在运输过程中主要受高度,宽度、长度、重量的限制,对运输线路净空、最小转弯半径及载额强度有一定的要求。净空要求主要是指设备运输需要的线路最小净高与净宽。空中障碍主要有各种电压等级的架空电力线、架空通讯线、电缆或光缆、架空索道或缆车、架空管道、渠道、隧洞、立交桥,收费站顶棚、各种建筑物、构筑物等。净宽主要受限于道路两旁的树木、交通标志牌、收费站、建筑物等因素。一般大件的长度主要影响道路的最小转弯半径。载额强度是相对于重量而言的;主要指通过桥梁和道路的承载力。
2.2 空中障碍的排除方法 空中障碍物主要是指不能满足大件设备最小净高和净宽的要求,要通过此障碍必需采取一定的措施方法。
2.2.1 净高不足障碍的排除方法 现在运输大件设备采用的货车货台都可以进行升降,应尽量采用降低车辆的货台高度来排除,如采用凹式挂车运输;对于影响大件设备运输的空中障碍,若此法无法将障碍排除,可采取以下措施:
①落地法。对于净高相差较大又难以移(顶)高的电力线,可采用落地法。为免遭受外力(如车轮辗压)损伤,落在地上的电力线或通信线应采取可靠的保护措施,在临时停电或中断通信后进行落地处置。
②拆除法。收费站超宽通道尺寸大约在3.5-4米,超过3.5米以上的设备需要拆除收费站部分设施。对横跨运输道路上空且目前已停用的各种障碍,可以咨询相关管理部门后彻底拆除。线路上方的管廊若管廊集中分布,就只能新建道路;如是支线管廊可以提前拆除、抬高或重新布设走向。交通标志牌可以采取临时拆除或转向的方式以提高线路净高。
③移(顶)高法。此种方法主要适用于路面的净空高度与大件设备运输车辆通过的净空要求相差不多时,对于柔性空中障碍(如较为松弛的低压架空电力线或通信线),可用移高法或顶高法将其移(顶)高,让运载大件设备的车辆通过后,再移低恢复原状。设备通行前将通信线路架高;设备通行中,利用云梯、竹竿等将线路抬高。移(顶)高的工具,为防触电或静电感应,应该采用具有良好绝缘性能的干燥竹(木)竿。电力线的移(顶)高,应停电或采取绝缘保护措施。
④挖地法。对于无法采用以上各种处置的空中障碍,可采用此方法,但此法不适用地下管网密布处及交叉路口处。路面下降后,将形成凹形坡道,为保证运输设备的车辆通过,可采用破路挖地法来降低障碍物下路面高度,在坡道处形成缓冲坡道,待运送大件设备的车辆通过后,再重新修复。
⑤地面拖运法。是指用地面滚(滑)动法穿过障碍物后,再重新装车,对不能使用上述几种方法排除的空中障碍,可将大件设备从车上临时卸下,继续进行正常运输。
⑥其他方法。可采用设备分部出厂,在工地组装的方式,但必须要先具备进一步压缩尺寸的可行性。
2.2.2 净宽不足障碍的排除方法 运输线路的净宽分成两部分,一是道路路面自身的宽度,能满足车辆通行的要求;二是道路两侧空间宽度,能满足设备运行中扫空区域的要求。
道路两侧空间宽度主要受限于道路两旁的树木、灯杆、交通标志牌、建筑物等因素。为确保设备运行所需要的最小道路净宽,树木可以修剪、移植、砍伐,交通标志牌可以临时移位、拆除,灯杆和临时建筑物可以临时拆除。
2.3 承载力不足障碍的排除方法 为保证大件运输车组的顺利通行,在遇到道路和桥梁承载强度不足的情况时,采取加固措施来提高承载强度。
2.3.1 桥梁承载力不足的处理方法 桥梁通过能力是公路大件运输的主要限制因素。在大件运输过程中要通过的桥梁,都要经过承载力验算,对于承载力不足的桥梁,如果附近没有可以满足它通行的线路,可采取“桥上桥”技术,在桥面上铺垫钢板、桥面上铺设钢轨或工字钢、增加挂车轴数;如果有其他的路线,可直接拿来使用。对于经常有大件货物经过的桥梁,交通部门应该采取永久加固措施来解决承载力不足的问题。桥梁通过能力是公路大件运输的主要限制因素。
2.3.2 道路承载力不足的处理方法 采取铺设钢板沙石、增加挂车轴数、浇灌水泥等加固方法增加路面的负载能力,大多适用于不能满足大件货物车辆通过的路段。
2.4 载荷强度不足的排除方法 为防止设备在运行过程中发生道路凹陷、坍塌,运输线路的载荷强度校对必不可少。校对的重点是泥土或碎石路段、桥梁与涵洞、线路弯道处、地下管网铺设处。
当运输车辆选定后,可以根据设备的重量计算出轮胎的胎压,以核定道路载荷强度是否能满足要求。对于部分不能满足要求的泥土与碎石路段,可以通过铺设8-12mm厚的钢板。若有大范围不能满足运行要求的路段,就需要重新修建。线路弯道处,由于设备体积大,车辆需要反复移位,因此所要求的路面载荷能力更高。
运输线路选定后,还需查看线路下面的管网铺设状况。一些石化企业地下管网密布,一旦出现管网破损,会影响到整个生产。在弯道处、地下管网上方铺设钢板是提高道路载荷强度简单有效的方法。
2.5 转弯交口障碍的排除方法 对于超长、超宽的设备运输时,在交口转弯时常会遇到通行障碍。这主要是超长车辆在转弯时需要有很大的空间,而车辆上的超长设备同时也会产生很大的扫空区域,这个范围内如有其他物体存在,都会阻碍设备及车辆的通行。此项排障一般都涉及两方面,一方面是道路路面的铺设,超长车辆转弯时的通行轨迹一般会超出正常通道的范围,在超出范围内就要进行拆除路阶、栅栏、铺设钢板沙石;另一方面是道路两旁构筑物的拆卸,如电线杆、指示牌、红绿灯、路灯以及建筑物等。对此,运输技术人员需进行详细的查勘,绘制转弯交口地形图并进行多次模拟来寻求一个经济、合理、可行的排障方案,然后再进行实施。
2.6 收费站障碍排除 当大件运输车辆经过收费站时,有些收费站需要进行适当的改造,使其高度和宽度达到大件运输通过要求。
2.6.1 宽度受到阻碍时的排除方法 当宽度上受到阻碍时,可使用的方法是加大收费车道两侧可通过的净宽,因为收费车道宽度为3.2m,一般可满足运输车辆的轴距要求,增加净宽有如下方法:①设置可移动式收费亭;②超宽车道宽度,直接满足通行要求;③减小收费亭尺寸以增加车道两侧净宽。
2.6.2 高度受到阻碍时的排除方法 对于收费站处高度的限制,一般可设计为6.5m,若高度为6.5m,高速公路设计中规范要求收费站天棚的净高不小于5.5m,设置这一高度,则可满足大部分大件运输车辆通过。若不满足高度要求时,当选择中间收费车道通过时,采用可装卸的拼装式天棚顶,将车道上方天棚顶设置成中间分开可开启式;当选择最外侧车道通过时,可将棚的最外侧设置成上翘的结构。
2.7 应急方案处理 避免发生运输事故和经济损失,保障大件货物全程运输安全,一旦发生突发事故,及时解决,在实施大件运输前,预先制定好应急方案处理措施。
3 结论
本文讨论了大件设备公路运输遇到的各种障碍,并提出相应的排除方法,这些是大件设备运输顺利进行的保障,本文的研究为大件设备公路运输安全、快速、经济、准时地到达目的地提供了一定的建议。
参考文献:
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