路基路面设计总结范文

时间:2024-03-28 16:38:51

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路基路面设计总结

篇1

关键词:公路,沥青路面结构,结构设计

中图分类号:U416.217 文献标识码:A

引言:目前我国高等级公路工程发展迅速,取得了巨大的成就,但也出现了一些值得重视的问题,尤其是一些新建的公路,早期结构性破坏现象十分突出,严重影响着公路建设的形象和交通运输安全。因此,开展对公路沥青路而结构设计的探索具有重要的现实意义。

1、沥青路面设计指标及标准

1.1 沥青路面设计指标

目前,在我国公路路面结构设计中,对于高速、一级和二级公路的路面结构,设计指标为路表面回弹弯沉值和沥青混凝土层层底拉应力及半刚性材料层的层底拉应力;对于三级、四级公路的路面结构,设计指标为路表面设计弯沉值。有条件时,对重载交通路面宜检验沥青混合料的抗剪切强度,验算其最大剪应力是否满足要求。

1.2 沥青路面设计标准

目前我国现行的沥青路面设计规范中,采用了以下标准来确定路面结构所需的厚度:(1)路面结构表面在双轮荷载作用下轮隙中心处的弯沉值不大于设计弯沉值;(2)沥青面层底面的最大拉应力不大于该层混合料的容许拉应力;(3)半刚性基层或底基层底面的最大拉应力不大于该层材料的容许拉应力。弯沉和应力计算分析时,将路面结构看成为多层弹性体系,体系顶面作用有相当于双轮组P=50 kN的双圆均布荷载,各层面间的接触条件按完全连续处理。弯沉计算点的位置选在轮隙中心处。层底面拉应力计算点的位置选在单圆中心点及单圆半径的1/2点和单圆内侧边缘点和双圆轮隙中心点,取其中的最大值作为层底最大拉应力。

2、沥青路面设计标准的确定方法

2.1 设计弯沉值的确定

在沥青里面设计中,路面结构的整体承载能力是通过弯沉值反映出来的。回弹弯沉值小的结构整体承载能力大,能经受轮载的很多次重复作用才出现损坏;而回弹弯沉值大的结构,在经受轮载不多次的重复作用后,路面即呈现某种形态的损坏。因而,在达到相同损坏程度时,回弹弯沉值的大小同该路面结构的累计荷载重复作用次数成反比。若能求得回弹弯沉值与使用寿命间的关系,则可依据该路面结构所要求的使用寿命,来确定路面结构设计应控制的路表回弹弯沉值。为此,就需要了解路面结构在使用期内的弯沉变化规律及其与路面结构损坏状态的关系。根据对已建成道路的多年实测资料分析,路表回弹弯沉值随着时间的推移而变化。由于路面在使用期内弯沉是变化的,使用期末的弯沉值与竣工时的弯沉值并不相同,不能直接用容许弯沉值作为竣工时验收的标准。考虑到半刚性基层材料的设计龄期为六个月,在路面竣工后第一年不利季节的弯沉值与最大刚度状态所对应的弯沉值比较接近,故将路面竣工后第一年不利季节的路面状态近似假定为路面整体结构的最大刚度状态,并取其作为路面结构的设计状态。

2.2 容许拉应力的计算

公路路面结构层材料的容许拉应力对公路的使用寿命有直接影响,是指路面结构在行车荷载反复作用下达到临界破坏状态时容许的最大拉应力。这一应力值较一次荷载作用下的抗拉强度小,减小的程度同重复荷载次数及路面结构层材料的性质有关。对沥青混凝土的极限抗拉强度,系指15℃时的极限抗拉强度;对水泥稳定类材料,系指龄期为90d的极限抗拉强度;对二灰稳定类、石灰稳定类的材料,系指龄期为180d的极限抗拉强度;对水泥粉煤灰稳定类材料,系指120 d 的极限抗拉强度。

3、路面实际弯沉值和层底拉应力的计算

3.1路面实际弯沉值的计算

在当前的沥青路面结构设计中,弯沉值的计算一般是应用弹性层状体系理论来求得的,但大量试验验证结果表明,理论计算值与实测弯沉值之间存在一定偏差。此偏差呈现出一定的规律性,当路基刚度较低时,由前述理论公式算得的面层厚度偏大;而当路基刚度较高时,则由理论算得的面层厚度偏薄。出现这种现象,主要是因为路基路面材料并非线性弹性体,而所采用的评定材料抗变形能力(Eo和 Ei)的测定方法,并不能反映它们在结构层内的真实工作状态。为使理论计算和实测结果相符,目前在规范中引入了一个弯沉综合修正系数F:

式中:l,al———分别为理论弯沉值和理论弯沉系数;ls,as———分别为实际弯沉值和实际弯沉系数。当设计计算路面厚度时,实际弯沉值可取为设计弯沉值,由大量试验验证资料分析得知,弯沉综合修正系数 F 同实际弯沉值、土基回弹模量及轮载参数的相关关系较密切。

3.2整体性材料层层底拉应力的计算

为防止沥青层和半刚性基(垫)层因层底拉应力过大而产生疲劳开裂,设计时需验算沥青层及半刚性基层底面的拉应力值是否满足要求。沥青层及半刚性基层底面各计算点的拉应力值,可直接由计算机软件求得。比较计算层各计算点的应力值,取最大值作为该层的最大拉应力。将最大拉应力与该层的容许拉应力进行比较,以判断拉应力是否满足要求或据此控制结构设计。计算时注意材料参数的选择和确定,不同材料有不同的选择要求,具体应用时需注意。

4、路基土和路面材料设计参数

按弹性层状体系理论求解路表弯沉或面层和基、垫层底面的弯拉应力应变时,必须知道路基土和路面材料的弹性模量值。无论是路基土还是路面材料,其应力—应变关系都或多或少呈现出非线性性质,因而表征其关系的弹性模量值都是应力状态的函数。同时,它们又是材料组成、压实状态及环境的函数。工程上通常采用承载板试验和抗压试验得到的荷载—回弹弯沉变形关系确定回弹模量值,并将它作为弹性模量。

4.1路基土回弹模量值

路基土的回弹模量值,除了受加荷方式和应力状态等因素影响外,主要取决于土的类型和性质,以及土的湿度和密实度。路面设计时,应在最不利季节通过实测确定回弹模量值。但在路基尚未修建的情况下,往往只能通过经验方法来估定。由室内试验结果得知,路基土的回弹模量同土的性质和状态之间存在着下述经验关系:

式中:K———土的压实度;ω ———土的稠度;A,a,b———随所在地区和土的类型而异的试验参数。

通过在全国各地进行的大量实测和分析工作,提出了各地区不同土组的 E0-K-ω 关系式。在此基础上,拟订了土基回弹模量建议值表供初步设计时参考使用。根据当地经验或路基临界高度,判断各路段土基干湿类型,利用论证得到各路段土的平均稠度值预估土基回弹模量值。当采用重型击实标准时,可将土组土基回弹模量参考值提高 15%~30%。

4.2路面材料回弹模量值

无结合料的粒料垫层和基层的回弹模量值,可采用重复加载的三轴试验进行测定。试验时,须按垫层或基层所受到的实际应力状况施加侧限应力,以确定相应的回弹模量值,现行公路沥青路面设计规范中提出的常用粒料基层和垫层的回弹模量值参考范围。无机结合料稳定粒料或土的回弹模量值,可采用圆柱体或小梁试件进行压缩或弯曲试验,测定各级应力作用下的压缩应变或弯拉应变后计算确定。

结语

我国公路的建设事业高速发展,但沥青路面设计技术尚需进一步发展和完善。要使设计结果能同实际相符,路面结构设计方法就要能全面地反映材料、环境、荷载和土基状况等因素对结构性能的影响,所以,必须收集足够的交通、土质、气象和水文资料,并在同实际工作环境相符的条件下对所用材料进行物理力学性质试验,获取可靠的材料参数。而要做到这一点,是非常困难的。因此,现有设计方法都存在不完善之处,还有待随着研究工作的深入和实践经验的积累,不断地进行修正、补充和完善。

参考文献

[1] 李继红,等.沥青路面结构设计方法探讨[J], 交通标准化,2012,(10):50-53.

篇2

关键词:沥青混凝土,路面,病害,成因,防治

一、沥青混凝土路面病害原因分析

1 施工方面的原因

(1)公路路线通过软土路基,施工过程中软基处理不彻底,达不到设计要求或根本未予处理,通车以后必定会发生路基失稳或沉降量过大,从而导致沥青层破坏。根据相应的规程的规定,为保证路基的稳定性,必须对通过软土地基路段的公路基底进行处理,使软土路基排水固结,以减小路基沉降。但软土路基排水固结是一个非常漫长的过程,软土路基稳沉的时间有时要达到5年左右。在我国的公路建设中,等待5年路基稳沉以后再铺筑路面,几乎是不可能做到的。软土路基处理后,没有足够的沉降时间就铺筑路面,必然会造成因路基沉降而导致路面的早期网裂、坑塘、纵横裂缝等病害。

(2)沥青面层本身产生破坏。因沥青面层原因造成的破坏主要包括沥青面层松散、坑洞、泛油、车辙等几个方面。沥青面层本身的破坏原因主要由两个方面的原因造成,一是由于水的侵入造成的破坏;二是由于沥青混凝土混合料离析造成的破坏。水是导致沥青面层破坏的重要因素。沥青面层中的水来源于大气降水及下承层挤上来的水。大气降水渗入沥青面层中排不出去,在车辆荷载及温度变化的作用下会导致沥青面层的破坏。

(3)路基施工过程中压实度不满足要求。路基压实是提高路基路面强度、稳定性的主要技术手段,路基压实同时也是路基施工过程中的重要工序。路基压实的目的就是为了使三相体中土粒彼此紧密、排除其中的液相水与气体,从而提高路基土的强度与稳定性。施工过程中如果对路基的压实度不严格加以控制,路基压实度不能达到设计要求,必然会导致公路路面出现纵横向裂缝。

另外,水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土面层厚度较薄,且不按规定撒布层间的粘层油或粘层油撒布不均匀,在汽车荷载的作用下,面层也较易出现坑洞等质量缺陷。

2 材料方面的原因

沥青混合料是由粗集料、细集料、矿粉与沥青结合料等多种材料拌合而成的复合材料,各种组成材料的质量波动与变化及不同比例都会影响沥青混合料的质量。

(1)沥青。沥青是在沥青混合料中起胶结作用的材料,沥青质量的优劣直接决定了沥青混合料的质量。按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的规定,沥青路面采用的沥青标号,宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及在结构中的层位及受力特点、施工方法等,结合当地的使用经验,经技术论证后确定。沥青材料的选择可以概括为:低含蜡量、高树脂、低温度敏感性、高延度等四个条件。应严格控制沥青材料中的含蜡量,在目前重交通流量的情况下,含蜡量高会导致沥青混凝土的高温稳定性极差,在高温和重交通条件下必然产生车辙。选择沥青品种时,当高温要求与低温要求发生矛盾时,应优先考虑满足高温性能的要求。

(2)矿料。矿料是粗集料、细集料及矿粉的统称,矿料质量的好坏直接影响沥青混合料的强度,是导致沥青路面早期破损的主要原因。碎石的强度较低时会导致沥青混凝土稳定度偏低,容易引起沥青路面的剥落,碎石选择应考虑压碎值与磨耗值二个指标;碎石与沥青材料的粘附性大小对沥青混合料的强度与耐久性有极大的影响,宜选择碱性碎石以增加与沥青材料的粘附性;石料的吸水率较大时,空隙中残留的水分对沥青面层的压实与孔隙率都有较大的的影响,宜选择吸水率较小的石料;配合比设计时应考虑0.075mm以下颗粒含量,在烘干的过程中有一部分已经被吸尘设备排出,配合比设计中应与扣除;同时配合比设计时超粒径颗粒应予以剔除,否则会造成沥青混合料强度不足。

(3)矿料级配及孔隙率的选择。矿料的级配设计就是为了选择合适的孔隙率。孔隙率较小时沥青混凝土不透水了但高温稳定性会降低,孔隙率较大时高温稳定性提高了但透水较严重会带来各种病害。如何权衡孔隙率的大小与高温稳定性是保证沥青面层质量的重中之重。工程实践证明,各沥青层均应采用密实性沥青混凝土,孔隙率应保证在3%-6%范围内,从而实现透水性与高温稳定性的平衡。

3 管理方面的原因

公路工程施工管理中存在的一些问题与不足之处,也是导致沥青面层出现质量问题的重要原因,在有些项目上,管理上的原因造成质量问题比技术方面的原因表现还要突出。加强施工项目管理,是提高工程质量,减少质量病害发生的行之有效的、不可或缺的手段。

(1)违反公路工程建设基本程序。前期工作滞后,没有对路面设计方案进行必要的审查与比较,导致路面设计方案不合理或与工程实际情况有差异。招投标过程把关不严,一些无公路路面工程施工经验、技术力量、施工设备的队伍进入了路面施工市场,导致工程施工质量低劣,埋下了质量隐患。

(2)工程监理人员业务素质差,没有尽到监理职责,更有甚者与施工单位串通一气,对工程质量不负责任。

(3)施工单位对施工技术管理工作不够重视,未能建立一套行之有效的质量保证体系,对发生的质量问题没有进行很好的总结,未吸取教训积累经验。

(4)重公路建设,轻养护管理也是导致公路早期损坏的一个原因。

二、沥青混凝土路面病害预防措施

1 沥青路面出现车辙、拥包、搓板质量问题。

(1)选择适宜的沥青材料,是避免或减少出现车辙、拥包、搓板等病害的首要预防措施。一般应选用温度稳定性好的道路石油沥青或改性沥青,沥青用量应通过试验确定,并严格控制沥青用量。

(2)严格按照配合比进行沥青混凝土的拌合,铺筑时加强碾压,是成型的沥青面层压实度、平整度等指标符合设计或施工技术规范的要求。采用连续级配的粗粒式沥青混凝土时,严格控制沥青用量,加足矿粉,适当增肌粗集料的比例,控制剩余孔隙率3%-5%。目前推广使用的SMA沥青马蹄脂沥青混合料具有良好的高温稳定性,对于预防车辙、拥包、搓板等质量病害具有较好的效果。

(3)加强公路超限运输的治理工作,禁止超限车辆上路,是减少车辙、拥包、搓板病害的一件大事。

2 沥青混凝土路面的水损害。

(1)完善沥青路面的排水设计。通过完善齐全的排水设计将降水及时、快速的排出路面以外,是杜绝路面水毁的治本之策。

(2)积极研究推广新材料、新结构、新工艺,以技术创新保证雨水无法渗入路面中。SMA混合料的孔隙率很小,几乎不透水,且马蹄脂与沥青的粘结力较好,对沥青混合料的水稳定性有较大改善。

(3)搞好沥青砼的配合比设计。采用合理的S型矿料级配;采用合理的设计孔隙率;加强渗水性指标的控制与检测。

(4)加强施工管理,确保施工质量量。再完善的设计,再先进的技术,也要通过施工过程去检验、去实现。因此,加强施工过程的全面质量管理,改进和完善施工工艺,严格按照设计和规范要求施工,是防治路面水毁的关键。

三、总结

沥青混凝土路面产生病害的原因是多方面的,需要我们深入了解产生这些病害的原因,再对出现的病害采取有效的措施进行预防。本文正是从此角度,对其进行了深入的分析。

参考文献:

篇3

【关键词】国省干线工程;路基;路面;规划;设计

中图分类号:U213.1 文献标识码:A 文章编号:

随着我国经济的飞速发展和科技水平的不断进步,我国国省干线道路工程实现了跨越式的发展。国省干线道路工程现代化建设的开展如火如荼,其工程质量与建设速度受到社会各界的广泛关注。如何合理规划设计路基路面,避免国省干线道路的路基路面建成后发生病害,我们需要根据以往的始终能够道路路基路面工程施工当中总结经验,吸取教训,经过深入地分析、总结,在施工过程中把握每一个环节,控制路基路面工程的施工质量。

一、国省干线道路工程规划应遵循的原则

国省干线道路工程的施工主要包括三大部分:道路的纵、平横断面的设计、路基路面工程和道路的配套基础设施。其中,路基路面工程必须根据国省干线道路工程的总体规划原则进行设计和规划,国省干线道路工程的设计原则包括:

首先,要在满足城市的总体规划的前提下,科学、合理地设计道路交通,土地的使用要满通运输需求。要充分发挥城市的道路交通对于土地开发强度的制约与促进作用,完善和优化城市的用地布局,使城市的运转效能得到提高,改善城市的环境,提供高效、经济、低公害、舒适和安全的交通条件。

其次,遵循市场经济规律,同城市的社会经济发展水平相结合,大力发展公共交通,形成个体交通和公共交通优势互补的多元化客运网络。

再次,要充分考虑道路的无障碍设计,保证行动不便者能够安全、方便地使用城市道路,达到环境效益、社会效益、经济效益相互结合的目的。

最后,城市的配套基础设施和城市的道路交通要紧密结合。与城市的主干道相互结合的城市基础设施主要包括:电信管广电线、电力管线、雨水管线、污水管线、给水管线,结合城市的美化亮化道路灌溉及绿化设施、景灯设施、路灯及交管红绿灯控制设施等。

对各基础设施进行综合规划,除景灯、路灯、绿化及部分电信、电力设施设计在路面以上,其他的管线设施都在路面以下,以保证道路的视线通畅、环境良好,道路设施功能完善、齐全,环境优美,引导城市的空间向纵横延伸,确保城市空间的可持续发展。

二、国省干线道路工程路基路面设计关键点

(一)控制路基面层裂缝

根据实践总结的经验,国省干线道路路基路面工程施工当中的裂缝控制,关键要采用稳定性能较好、收缩性较小的结构作为基层,而在施工的过程中必须对这种类型施工材料裂缝的原理给予充分考虑,其出现裂缝最主要的原因是材料收缩。材料收缩有两个主要方面:温缩和干缩。无论是哪种收缩,都同施工材料塑性指标和含水率有关。所以施工材料的选用中要对施工材料的塑性指标等进行相关的试验和检测,经检测符合标准的才可以采购。另外,在施工的过程中可以添加具有减水、缓凝性能的外加剂来确保施工材料能达到符合施工要求的含水率。只有保证了施工材料这两方面的指标参数,才能够保证很少甚至避免出现裂缝。

(二)控制基层平整度

路基是道路重要的组成部分,其稳定性和强度是确保路面稳定的条件。所以,在设计与施工上都要保证路基质量。而面层平整度的好坏对行车的安全和舒适有着直接的影响,对于控制路基路面的平整度,要对不同的基层区别对待。

由于石灰稳定土为基层的工程,其平整度的要求和标准较低,所以石灰稳定土为基础的工程平整度质量比较容易控制,可以使用平地机进行刮平,直到平整度合格即可。

但是对于水泥稳定碎石为基层的工程,其平整度质量比石灰土要难,要求也比较高。而且,水泥稳定碎石对面层的平整度影响较大。水泥类的稳定材料不同于石灰土或者粉煤灰、石灰,稳定类材料施工对压实的时间要求并不严格,而终压时间对水泥类稳定材料施工影响非常大,稍控制不好就会影响强度。所以,水泥类的稳定材料接头一般较多,对平整度产生影响。可以用缓凝减水剂延长初凝的时间。通过现场的试验,初凝时间平均为二百七十分钟,至此,可以设计摊铺长度和压实程序。基层用摊铺机进行摊铺时,要注意摊铺的宽度,过宽时,布料器的转速会加快,使两侧的混合料离析进而对成型和平整度产生影响。

为了保证路基、路面的稳定性和强度,必须非常严格地控制路基压实度,尤其要注意路堤与人工构造物衔接处的压实,减少衔接处沉降错落影响。

路基经碾压以后要进行密实度、纵横坡度、几何尺寸、标高等指标的检测,检测合格后才可以进行路面结构的施工。

对于各种路面材料要进行必要的试验与施工检测,对不符合要求的,要果断采取相应的补救措施。

(三)对软土地基的处理

通过对大量的国省干线道路工程调查表明,软土地基的路段由于地基沉降引起跳车的现象主要是由于施工图的设计过程中地质钻探的布孔太少,钻探不深,软土地基没有被及时发现,或者对软土地基的深度、范围和物理力学性质等没能准确探明,致使没有对软土地基进行相应的加固处理或处理方法不够完善。

另外,软土地基的加固处理计算参数和计算方法与软土地基实际情况或多或少存在一定差距,软土地基的处理很难达到技术要求及预期效果。另外,雨水侵蚀导致路基填充材料流失和强度降低,也是导致国省干线道路工程的路基沉降一个主要原因。各种软土地基的处理方法适的适应性和机理各有特点,在施工的过程中应根据工程实际情况有选择地采用。

(四)路基路面排水

路基的稳定性和强度受到水的影响,很多路基的病害都是水的侵蚀导致的。另外,从不损害当地的农田水利设施和保护环境的角度考虑,必须要做好路基的排水,并且要与地区的排水规划相互协调,形成完善的排水系统。在路基施工中要重视施工排水,避免水患给路基和路面的施工造成多余的损失。

1.地面排水

常用的地面排水设施有急流槽、对于一级公路和高速公路的排水沟渠,通常都要求铺砌防护。浆砌片石加固应用非常广泛,如今,水泥混凝土预制板块的应用也越来越普遍。

2.路面排水

路面排水要做到迅速排除在路面范围的降水,减少路面渗入,避免水冲刷路基边坡。路面排水通常有两种方式。首先是分散排水,通常应用于我国西北地区地势较平坦的长路段,除了加固路基边坡和硬化路肩,也要考虑到边坡下部植物的生长是否会挡住横向排水的通路,导致路面积水。对应措施是硬化路肩并设路肩排水沟,加大沟坡排水。另外一种为集中排水,硬路肩的外侧可以设置现浇沥青混凝土拦水带或者泥混凝土预制块,使其同硬路肩路面形成三角形集水槽流水,隔30—50m的间距设置一道泄水口,和路堤边坡的急流槽相互衔接,将雨水排放到坡脚的排水沟中。

3.地下排水

路基地下排水多用渗井、渗沟、盲沟、暗沟等,特点是渗透式的排水。水流较大时多采用有渗水管的渗沟。传统砂砾料的反滤层大多改用了具备反滤功能土工织物。带有滤布、钢圈与加强合成纤维所组成的加劲软式的透水管很适合在地下排水中应用。

三、结语

总之,公路的路基路面质量深刻影响着公路的使用性能,因此,进行路基路面的施工时应当严格按照相应的规范和设计进行,并针对不同的工程具体情况有选择地采用相适应的具体措施。通过大量的工程实践积累经验,总结路基路面的施工设计方法,对降低工程成本,提高公路使用性能是非常重要的环节。

参考文献:

【1】王炜. 道路交通规划与管理[M].北京:科学出版社,2006年10月.

篇4

【关键词】公路路基;公路路面;工程质量;通病;防治措施

中图分类号: U213.1 文献标识码: A 文章编号:

1 路基工程质量通病及防治措施

1.1 路基“弹簧”的防治

路基“弹簧”在施工中时常出现,是目前路基土方施工难以避免质量通病,通过多年的总结采取以下措施比较有效:避免使用天然稠度小于1.1,液限大于40,塑性指数大于18,含水量大于最佳含水量两个百分点的土作为路基填料;清除碾压层下软弱层,换填良性土壤后重新碾压;对产生“弹簧”的部位,可将其过湿土翻晒,拌和均匀后重新碾压或挖除换填含水量适宜的良性土壤后重新碾压;对产生“弹簧”且急于赶工的路段,可掺生石灰粉翻拌,待其含水量适宜后重新碾压;严禁异类土壤混填,尤其是不能用透水性差的土壤包裹透水性好的土壤,以免形成 水囊;填筑上层时应开好排水沟,或采取其他措施降低地下水位至路基50cm以下;填筑上层时,应对下层填土的压实度和含水量进行检查,待检查合格后方能填筑上层。

1.2 路堤边坡的常见病害防治

其主要病害是路堤边坡坍塌、边坡冲沟、防护体滑落、防护剥蚀、急流槽悬空等,我们可以以下途径进行防治:设计合理的道路横断面,做好排水工程,避免局部冲刷淘空路基边坡坡脚;对路基边坡采取综合的防护措施,如植草或植树,采用砌石或混凝土块对边坡进行防护;施工中采用正确的填筑方法,避免边坡过陡,填筑中适当增加宽度并进行压实,提高边坡的压实度;重视圬工砌筑,勾缝要密实,提高急流槽、护坡的施工质量。

1.3 高填方路基沉降的防治

高填方路基沉降特别是不均匀沉降危害性很大,如路面早期破坏、开裂及局部边坡塌方等都有其原因。通过在 03省道与330国道连接公路工程高填方施工总结以下几条:

1.3.1 施工时应考虑高填方路基早开工,避免填筑速度过快,路面基层施工时应尽量安排晚开工,以使高填方路基有充分的沉降时间。

1.3.2 加强对基底的压实或对地基进行加固处理,当地基位于斜坡和谷底时,应做挖台阶处理。

1.3.3 施工时要严格分层填筑,控制分层的厚度,并充分压实。

1.3.4 在软弱地基上进行高填方路基施工时,除对软基进行必要处理外,从原地面以上1~2m高度范围内不得填筑细粒土,应填筑硬质石料,并用小碎石、石屑等材料嵌缝、整平、压实。

2 路面工程质量通病及防治措施

2.1 无机结合料基层裂缝的病害主要有石灰稳定土基层裂缝、水泥稳定土基层裂缝等

2.1.1 石灰稳定土基层裂缝的主要防治方法:改善施工用土的土质,采用塑性指数较低的土或适量掺加粉煤灰;控制压实含水量,需要根据土的性质采用最佳含水量,避免含水量过高或过低;铺筑碎石过渡层,在石灰土基层与路面间铺筑一层碎石过渡层,可有效的避免裂缝。;掺加粗粒料,在石灰土中适量掺加砂、碎石、碎砖、煤渣及矿渣等;分层铺筑时,在石灰土强度形成期,任其产生收缩裂缝后,再铺筑上一层,可有效减少新铺筑层的裂缝;设置收缩缝,在石灰土层中,每隔5—10m设一道缩缝。

2.1.2 水泥稳定土基层裂缝的主要防治方法:改善施工用土的土质,采用塑性指数较低的土或适量掺加粉煤灰;控制压实含水量,需要根据土的性质采用最佳含水量,含水量过高或过低都不好;在能保证水泥稳定土强度的前提下,尽可能采用低的水泥用量;一次成型,尽可能采用慢凝水泥,加强对水泥稳定土的养生,避免水分蒸发过快;设计合理的水泥稳定土配合比,加强拌合,避免出现粗细料离析和拌和不均匀现象。

2.2 沥青混凝土路面不平整的防治

沥青混凝土路面的平整度是考核路面工程的主要指标,要保证路面平整度首先要合理的技术、组织措施,在大面积施工前必须作好实验段的施工和记录,检查人员、机械设备、技术措施、组织措施的匹配、合理情况。在施工中应作到以下几点:

2.2.1 在摊铺机及找平装置使用前,应仔细设置和调整,使其处于良好的工作状态,并根据实铺效果进行随时调整。

2.2.2 现场应设置专人指挥运输车辆,以保证摊铺机的均匀连续作业,摊铺机部不在中途停顿,不得随意调整摊铺机的行驶速度。

2.2.3 路面各个结构层的平整度应严格控制,严格工序间的交验制度。

2.2.4 针对混合料中沥青性能特点,确定压路机的机型及重量,并确定出施工的初压温度,合理选择碾压速度,严禁在未成型的油面表层急刹车及快速起步,并选择合理的振频、振幅。

2.2.5 在摊铺机前设专人清除掉在“滑靴”前的混合料及摊铺机履带下的混合料。

2.2.6 为改进构造物伸缩缝与沥青路面衔接部位的牢固及平顺,先摊铺沥青混凝土面层,再做构造物伸缩缝。

2.2.7 做好沥青混凝土路面接缝施工。

2.3 沥青混凝土路面接缝病害的防治

2.3.1 横向接缝防治措施:

(1)将已摊铺的路面尽头边缘锯成垂直面,并与纵向边缘成直角。

(2)预热已压实部分路面,加强新旧混合料的粘结。

(3)摊铺机起步速度要慢,并调整好预留高度摊铺结束后立即碾压,碾压速度不宜过快。

2.3.2 纵向接缝防治措施:

(1)尽量采用热接茬施工,采用两台或两台以上摊铺机梯队作业。

(2)将已摊铺混合料留10~20cm暂不碾压,作为后摊铺部分的高程基准面,待后摊铺部分完成后一起碾压。

(3)碾压完成后,用3m直尺检查,用钢轮压路机处理棱角。

2.4 水泥混凝土路面断板的防治

首先水泥混凝土路面采用良好的结构组合设计,综合考虑结构组合设计、排水设计;要保证基层施工质量,具有足够的强度和刚度,较好的水稳定性和平整度,为水泥混凝土面板提供良好的支撑。施工中应注意以下问题:严格控制水泥混凝土的配合比,避免水灰比过大或混合料离析,确保其具有足够的强度;严格掌握切缝时间,避免由于混凝土的收缩产生断板;严格控制超限荷载,对混凝土路面的各类缝隙进行灌缝,避免地面水进入内部结构。

3 结束语

公路工程建设项目周期周期长,具有复杂性、多样性、单件性、流动性等特点,影响工程目标实现的因素很多,因此要求各参与方对公路工程质量控制的方法能熟练的掌握和应用。如正确运用PDCA原理、全面质量控制原理、三阶段控制原理的基础上制定自己的组织措施、管理措施、技术措施、经济措施并结合项目自身的特点有效运行质量保证体系才能使公路工程项目的质量目标得到实现。

参考文献:

[1]许晓毅.公路路基工程质量通病防治措施[J]. 市政技术, 2010, (S1)

[2]王勇,韩存民.关于公路路基施工工艺与质量控制的探讨[J]黑龙江交通科技, 2004, (06) .

[3]何群.试述公路路基施工质量控制[J]黑龙江生态工程职业学院学报, 2006, (04) .

[4]刘宏伟,李殿松.沥青混凝土路面摊铺技术浅析[J]. 科技促进发展(应用版), 2011, (04)

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关键词:路基路面;病害;成因;防治策略

中图分类号:U213.1文献标识码: A 文章编号:

经济的快速发展离不开道路的大力支持,而目前在道路方面出现了一些病害情况,这影响了道路作用的正常发挥,为此,我们需要找到这些病害发生的原因,然后从根本上解决处理它。下面先讲一讲路基路面病害出现的成因。

一、路基路面病害出现的成因分析

1.原材料方面

对于设计好的混合料,需要首先选择质量好的矿质原材料,保证矿质原材料的质量。而目前建筑用集料大多使用的是传统小型破碎机生产,材料的均匀性差、级配差、加工里的碎石针含量大,这样一来,就不能生产出质量很好的路基路面混合料。

2.车辆超载、施工有缺陷

现在有些公路出现的早期破坏受到了路基施工质量的重大影响,尤其那些软土地区的路基施工。地基换填或者没有彻底处理解决挤淤问题、软土地基的不稳定、路基偏高的填料液限、不均匀沉降的路堤等等,这些都导致了公路路面早期的破坏。加上现在公路上的车辆越来越到,一些车辆还有严重的超载问题,也造成了路面的早期破坏。

3.施工技术方面

没有掌握好合理的沥青配合比。例如油石很大,在铺筑好的路面上会产生泛油现象;油石很小时就会出现松散的路面现象。没有好的矿料质量,细长颗粒含量太多,都会降低路面混合料整体的稳定性,造成路面的很多病害。路基有淤积,处理不彻底,只处理部分淤积导致路基的下沉。养护管理方面做的也不足,一些超载的车辆进入了干线公路造成路面路基出现早期破坏问题。

二、路基路面病害的防范策略分析

1.在原材料质量方面

路面路基使用的沥青需要有很强的高低温性能以及抗老化性能,选择那些高粘度的、低蜡量的进口沥青或者优质国产沥青。还可以在沥青里添加适量的改性剂,提高沥青的基础性能指标。在骨料方面选择那些耐磨性高、石质坚硬、表面粗糙,能和沥青良好粘附的集料。在混合料级配方面,要考虑到耐久性同低温抗裂性、抗疲劳性属于两对矛盾,这两者之间相互制约。根据公路使用性能优化设计混合料的配合比例,还要考虑到当地的交通情况、气候条件,做到这几者之间的良好兼顾。通过以下两种方面能够提供路面的使用性能。一,改善矿料的级配,二,改善沥青的结合料,使用改性的沥青。

2.在优化设计方面

要想提高路面路基的长期使用性能,需要着重在优化结构设计方面进行着手,根据道路使用的实际情况数据,设计公路的路面面层。优化设计各个油层的沥青混合料,在进行矿质混合料的设计工序时,需要借助于骨架密实的结构进行,根据不同层位的油面层来选择最佳的沥青使用量,对于中层的、下层的油面层需要选择出低限。对于高速公路或者重载道路的路面,需要在中、上面层上的沥青上进行SBS改性工作。

3.路基强度控制管理方面

压实度能够反映出路基的强度,这也是提高路基稳定性最有效、最经济的技术措施,必须在施工过程中进行控制检测。让压实度指标到达规定的数值。对于填土层的厚度方面,会受到压实度的直接影响,为此需要保持每次松铺的厚度小于等于30厘米,严格地控制管理好路基填筑的施工技术,保证路基有个足够大的强度。

4.进行施工过程中的管理控制

在路基路面施工现场施工遇到特殊地基时,要详细勘探地基地质,做出相应处理措施,比如,软土地基的处理。施工过程的路基管理和施工单位的经济效益直接挂钩,为此需要施工单位按月召开施工过程管理会议,评比出当月的施工路面路基质量水平,分析出可能产生路面路基病害的原因,讨论出改进措施,然后在现场路基路面施工时进行改进。加强施工过程的检查力度,路基路面现场施工工艺要达到施工工艺的总目标。处理好路基路面的施工细节,避免遗漏,避免出现路面路基的施工质量隐患。在关键部位要注重,路基路面施工关键部位是路基路面平整性以及耐用性。在人们不经常关注的环节容易引起病害问题,这就是检查部门重点检查的对象。注重路基路面施工管理与施工进度、经济效益这三者之间的相互关系,不能只关注到一个方面。路基路面施工过程,还要根据标准去严格执行,加大施工质量检测的力度。对于检查工作,要有全面性,针对性,能够结合好内部检查以及外部检查。为了保证路基路面施工过程不出现差错,还要对需要使用的施工机械进行日常性的检查,使路面路基的施工机械能够长期保持良好的状态。

总结:

当代社会的经济发展快速,这离不开路面路基工程的大力支持,为此,需要我们在路基路面具体的施工操作过程做好路面路基病害的防治管理,这也是完成路面路基工程项目的前提。通过管理好原材料质量,优化设计结构,加强路面路基的施工现场管理,使公路能够更高的服务于人们,服务于社会。

参考文献:

[1]刘春华,陈晋辉.常用路基路面病害的成因与防治操作方法简述[J].黑龙江科技信息,2009(06)

[2]蔡笃涛.浅谈运用预防性养护措施提高混凝土路面养护与管理水平[J].科技致富向导,2010(32)

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关键词:施工技术 桥梁施工过渡段桥头跳头

1、引言:我国的桥梁设计结构水平已相当高,但是对路桥过渡上的路基面研究较少,施工技术也比较有限,导致桥头跳车情况。桥台路基深陷过大使路桥路面的寿命明显缩短、维修改善的费用增加,经济损失也比较严重甚至比新铺花费还大,并要承担在交通中断所造成的损失。

2、施工技术与质量通病的防治

2.1路桥过渡段发生不均匀的沉降,即桥头跳车现象已经成为很常见的质量缺陷之一,在这里将分析总结下下沉降的具体原因,主要从设计和施工两方面提出有效的控制措施。

2.1.1桥梁地基

大多数桥梁地基土质的天然含水量大、空隙率大、抗剪的强度低,长期自重和车辆载花作用很易使此段发生沉陷。

2.1.2设计

因各种原因钻探深度不足或地质钻控布控过少,以至未能及时发现软基存在,或准确控明软基范围和深度,从而造成软基处治的理论计算与实际情况存在一定差距,导致软基处理达到规范的要求。

2.1.3台背填料

选择台背的填料时,应该尽量选透水性好的材料,但常用的透水性材料存在空隙量大的缺点,施工中不容易控制其压实度,路基路面的恒载和车辆荷载也容易引起地基的压缩变形,此外,填料的压缩、固结、次固结引起路基路面结构层因行车作用而被压缩。

2.1.4施工

由于道路与桥梁的施工顺序原因,造成了桥梁两端留下一个填土较多,施工面窄的作业段,从而导致现场施工条件极差。现实中常再现这样的情况,由于施工单位抢工程进度,而没有严格按照规范要求进行施工作业,台背回填松铺度严重不足,台背排水防护做得也不到位,从而留下质量隐患。

2.2防治沉降的设计施工要点

2.2.1加强填料的选择

在实施路桥过渡段路堤料填料之前,要谨慎地选择施工路段的填料,将各种土壤作进行试验,并从实验结果中,比较各种封的技术指标,从中选择出最适宜的封作为过渡段路堤的填料。通常采用砂类等具有良好的级配水稳定性和压实性的材料作为填料。

修建在软土地基上的桥台通常采用桩基础。如果在相当厚的软土层修筑高路堤,则软土会因回填的质量而向侧向挤动并对基桩施加很大的力,其后果是使桥台产生位移或转动。这将损坏支座,伸缩缝,有时还会损坏桥面和桥台

2.2.2运用土工格栅

土工格栅是一种具用很特殊的工程特性的材料,它具有典型的应变分散作用,能约束土体的侧向变形,控制路基填土的侧向位移,从而增强路基的整体稳定性,由于土工格栅的弹性,在车辆荷载的反复作用下也会或不产生变形的累积,而且由于土工格栅与路基填土的摩擦作用,使上部荷载在路基中重新分配,降低了桥台台背范围土中的垂直应力,从而减少沉降土工格栅因以上的这些性质,而成为一种有效控制咱桥过渡不均匀沉降的措施。

3.桥梁施工质量控制

3.1桥梁两端路堤沉降由地基、路基、路面三部分组成。其中,地基的压缩变形路面的恒载和车辆荷载引起,填料的压缩、固结、次固结引起路基路面结构层因行车作用而被压缩。对于面层,若搭板上和桥面上的面层结构和厚度相同,则不会产生沉降差,因此搭板上和桥面上应采用相同的面层结构和厚度。

3.2台背回填的压实度是影响台背路基沉降与跳车的一个重要因素,台背回填因位于台背这个特殊位置成为碾压的一个薄弱部位,压路机难以碾压,且机械振动力太大时,对台墙有影响。因此,台背回填处的压实宜选用小型压实机具,分层压实厚度宜薄,一般应在10厘米至15厘米范围内,在达到同一压实标准的条件下,台背回填处粘性土的压实度要比砂砾料或二灰碎石量多一倍以上。要台背回填粘性土压实度达到5%以上,使用小型压实机具是相当困难的。若单纯依靠桥头搭板,由于路基压实度没有得到保证,路基下沉,会造成搭板下的非均匀沉降甚至脱空。而这对搭板的受力是极为不利的,因此配合设置桥头搭板,对路基的压实度必须进行有效的控制。在压实时,距路基顶面1厘米左右范围内最好用振动式压路机,或其它小型压实机械。为了使压路尽量靠近构造物,可将路基纵向填筑成10到15度的斜坡,使与构造物成钝角,以便压路机碾轮尽量靠近。此角度不宜过大,便于碾压机械稳定安全。

3.3由于施工场地狭窄不利于操作及人为的疏忽,过渡段与路基衔接处往往是桥头的薄弱环节,易发生裂缝的桥头沉陷现象,因此回填土最好能与相邻路基同体施工,若确实不具备同体施工条件的则必须逐层加宽至少10厘米台阶施工,严禁直上直下填筑台背填土。

3.4桥梁为刚性结构,基本不产生沉陷,而路基要存在允许变形,因此刚性桥面与柔性路面的衔接必然产生沉陷变化,这个问题在施工中仍没有彻底解决的方法,只能采用适当加长过渡路段长度予以缓解。

3.5为增强桥面结构层强度,将原设计的沥青混凝土铺装变更为5厘米粗式沥青混凝土加4厘米中粒式沥青混凝土,并向桥头两侧各延伸10厘米,并同时在40厘米范围内用1%的纵坡进行调整。

4.过渡段

4.1缓和过渡段

由于桥梁为刚性结构,基本不产生沉陷,而路基为柔性要允许存在变形,因此刚性与柔性路面的衔接必然产生沉陷。因此,软土地基处治时,各段不同强度之间需设置强度过渡段,同样,地面上的路堤,亦需要设置强度过渡段。

4.2优化施工

在路桥过渡段的施工组织设计中,应该首先考虑减少路桥间的工后沉降差。应尽量提前软土地基路段的施工时间,通过增加预压时间,来减少软基路堤工后沉降。此外对一些路基工后沉降可能大的工点,必须优先安排深层软土地基和桥头高路堤施工,并且进行静置预压直至符合规范要求为止。

4.3选择利于过渡段沉降的桥台结构。

在桥台结构中,过渡段路堤在桥台结构施工前填筑,不受施工作业面的限制,这样更加有于大型机械碾压,使压实更加均匀,压实度也更容易达到设计要求。

篇7

1)注重道路质量,保证道路安全

市政道路工程的路面施工工艺最基本的要求是保证施工道路的交通安全,保证道路的质量安全,科学合理地设计道路,注重道路规划的科学性。市政道路工程是民生工程,关乎人民的利益与安全。如果道路路面路基设计得不合理,或者是质量不过关,这些都会影响群众的人身与财产安全,因此,加强道路路基路面的安全建设,不仅是市政道路设计规划的基本原则,更是群众的切身利益所在。

2)合理设计道路,缓解交通压力

市政道路工程路基路面的施工工艺主要包括道路的横纵设计,车流量设计和道路的配套设施建设,作为市政道路工程的决策者,不仅要注重道路的安全设计,还要注重道路的合理性与车流量的匹配性。在发达地区与欠发达地区,道路设计的要求是不同的,发达地区由于人流量大,车辆增多,它对道路的要求是比较高的,发达地区的道路应当加宽,使城市的道路交通应当顺畅,减少堵车等问题,充分发挥交通的运转效能优势。由于我国的欠发达地区大多处在我国的中西部,尤其是山区的交通问题更加突出严重,因此,合理设计道路,充分发挥城市的交通建设对于城市经济的带动性,成为十分迫切的问题。在欠发达地区的交通设计中,要充分考虑到当地的潜在的经济增长动力,将城市道路交通建设划入到城市规划中来,促进城市更好更快发展。

3)遵循市场规律,达到效益最大化

市政道路工程的路基路面施工要充分考虑到当地的市场环境,遵循市场经济规律,合理开发,将城市道路交通建设融入到城市经济环境中去,充分发挥城市道路交通建设的经济动力的巨大优势,以道路交通建设带动城市整体经济发展,以城市交通建设作为牵引力,大力发展公共交通,形成完善的交通网,加大城市内部的运输与贸易,形成城市内部商业与居住共同发展,完善公共与个人交通运输网,将城市打造成宜居、宜游、经济与人文共同发展的优秀城市。

4)注重周围配套环境,确保可持续发展

市政道路工程在设计建设道路时,要充分考虑到城市生态的承受能力,在符合城市的整体设计与规划下,科学有效地利用每一寸土地,提高道路的路基路面的承受能力,满足城市道路的交通运输的需求。充分发挥城市道路工程的主观能动性,充分发挥其对城市经济的促进作用,使城市的经济效率得到提高,提高城市的经济运转能力,改善交通压力。城市道路交通在建设过程中,不仅要考虑到经济效益,同时也要考虑到环境问题。良好的城市建设不仅仅是发达的经济效应,同时也关乎到城市环境和文化的发展,良好的城市道路交通规划应达到人与环境和谐共处,经济效益与社会效益相辅相成的目的。城市的配套基础设施要与城市道路发展相结合,并在不影响当地生态环境的基础上,大力发展城市交通网,确保城市道路基础设施完善,开展道路环境绿化,保护当地环境,坚持走可持续发展的道路。

2市政工程的路基路面施工工艺探究

1)加强路基路面坚固度,减少路面裂缝、塌陷问题

一些城市道路在经过吨位大的汽车碾压后,很容易出现路面裂缝,继而产生路面塌陷,根究其原因,这与城市道路不稳定,收缩性能不好有关,若想在道路建设完成后改善这一情况,计划方和建设方就必须将道路裂缝产生的因素考虑进去。道路裂缝的产生大多与道路的施工材料与道路本身地基的不稳定有关。施工材料的收缩是路面出现裂缝的最主要的因素,因此在选择施工材料时,必须要把收缩性能考虑进去。道路的地基若含水量过高,也极易产生裂缝,因此,应注重建设道路时地基的含水量,用减水的材料来使道路变得更加坚固,以减少路面裂缝与塌陷的产生。

2)注重路基路面的平整度,保障道路安全

道路不平整,这不仅会造成行车的人们的不适感,也极易造成道路安全隐患,路基路面的平整度是关乎道路行车安全的重要因素,因此,道路的耐久性和稳定性便成为了计划方和施工方必须要重视的问题。在环境相同的道路建设中,沥青混凝土路成为了较好地选择,这是因为其具有良好的稳定性与耐久性,由于其稳定的力学特征,沥青混凝土路在城市建设中得到了广泛的应用。

3)加强科学设计,完善道路排水系统

路面路基的稳定度和平整度不仅由于自身条件的影响,同时也受到外界条件的作用,其中水的作用是巨大的,路面路基在建设过程中含水量过大,容易产生裂缝塌陷,而在建成以后,水的作用也是不可忽视的,它会减少道路的使用寿命,因此,完善道路排水系统,便成为了道路建设中不可忽视的原则。路面排水系统主要有设立排水渠、建设泄水口和下水道以及渗透式排水等多种方法,加强科学设计,因地制宜,完善道路排水系统不仅仅是对路面的保护,同时也是对行车人以及路上行人人身安全的保护。

3总结

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关键词:路基,路基病害,养护防护措施

中图分类号:U213.1 文献标识码:A 文章编号:

概述:

路基是路面的基础,其强度和稳定性是保证路面结构稳定路用性能良好的基本条件。为了保证公路的正常使用品质,必须对路基进行合理的养护和维修,使之经常处于良好状态,以免发生严重的病害。陕北作为中国黄土高原的中心部分,是黄土高原经过现代沟壑分割后留存下来的高原面。对于陕北以黄土沟壑(湿陷性黄土)为代表的特殊土体路基,需要进行针对性的分析,从而达到合理有效的养护防范。本文调查研究了铜黄高速公路现状,总结了陕北地区包含黄土路段在内的公路路基主要病害类型,分析其成因,并对陕北地区公路路基病害的养护防范措施进行探讨,提出针对性建议措施。

1路基病害主要类型及原因分析

1.1路基病害主要类型

一、填方路基病害

① 路基不均匀下沉、局部沉降或整体下沉;

② 路基纵横向开裂;

③ 路基滑动或边坡滑塌。

二、路基防护和支挡工程病害

路基防护和支挡工程在使用过程中的病害较多,具有代表性的病害主要有勾缝脱落、裂缝、表面破损及黄土陷穴、基础冲刷掏空等几种形式。

三、排水系统病害

总体看来铜黄公路沿线路基排水系统情况良好,但路基路面水会流入诸多裂缝,危害地基。部分路段边沟、排水沟堵塞,产生淤积物。个别路段排水设计本身存在不合理,不利于雨季大量水流迅速派排出。

1.2病害成因分析

① 原地基工程地质不良,地表土壤密度小、压缩变形大、地基承载能力差,当路堤填筑荷载增加时,原地基发生压缩沉降和挤压变形,导致路堤沉降或支挡结构变形、破坏。

② 由于黄土土体空隙大,降雨时山体水下渗,地下毛细水上升,导致路基土体变软、强度降低,出现变形、失稳。

③ 养护不及时或方法不得当。在路面刚出现纵向裂缝时没有及时采取有效措施进行封水,雨水大量渗入路基,加速路基破坏。有的虽然及时灌缝但效果较差,灌入的材料不够饱满。

2路基预防养护措施

2.1排水设施病害预防措施与养护建议

为了保证排水设施的正常运行,除要进行合理设计,保证施工质量外,还有要在营运期间重视排水设施的养护和病害预防。陕北地区公路由于其特殊的地形、地质和气候条件,决定了该区公路较一般地区公路更易产生防排水病害。不仅如此,陕北地区也是水土流失严重的地区,虽然年降雨量不大,但降雨集中且偶尔会以暴雨出现,降雨强度大,雨中又多含泥沙,冲刷力大,破坏力强。因此,要针对该地区的地质、气候特点提出具有针对性的防治建议。

2.1.1预防措施

① 设计方面:在设计前要详细调查、收集公路沿线各路段的气候环境、水文地质条件、农田水利规划以及自然水系、植被等资料,进行系统分析,分清主次和重点,拟定排水系统的总体思路。根据各段水文地质以及公路构造物等因素,确定各段的排水类型和排水方法以及排水设施。在设计中,要不断总结经验教训,重视新技术、新材料、新工艺的应用,应避免“墨守陈规”的“习惯性”。

② 施工方面:对路基路面的排水设施要精心施工,尤其是边沟、排水沟的浆砌片石勾缝要严格施工,不能认为是附属结构物而马虎对待。管理单位也应重视排水结构物施工期间的管理。

③ 针对位于黄土地区的高等级公路,开挖后应按规定将沟壁和沟底夯实、拍实,必要时在翻夯土中加适量白灰,以增强效果。经过简易处理后铺砌的排水沟槽稳定性增加,有少量渗水时也不会产生湿陷变形。

2.1.2养护措施

对于黄土山区的排水设施除做好一般的养护工作外,还要特别注意沟渠裂缝的修补工作。提出如下养护建议:

① 养护部门应加强养护,及时对边沟、排水沟排除堵塞,疏导水流,尤其是加盖板的边沟要及时清淤。对破损段落予以及时维修,以免雨水从破损处渗入,危害路基。

② 对于各种排水设施,在春融前,特别是汛前,应进行全面检查疏浚,对沟壁塌陷、裂缝等破损,应及时修复,确保在雨季来临之前恢复正常排水功能。雨天必须上路巡查,及时排除堵塞,疏导水流,保持水流通畅,防止水流集中冲坏路基。暴雨后应重点检查,如有冲刷、损坏,需及时修复加固,如有堵塞应及时清除。

③ 公路建设中,建议设计单位考虑减少矩形边沟用量,矩形边沟不但盖板造价较高,且养护时不便清淤。

④ 对于高速公路路面局部积水,应针对积水原因,采取及时清扫、整平路面及增设、改建排水设施等措施,予以清除。

2.2路基病害预防措施与养护建议

2.2.1预防措施

防治路基病害,在设计和施工中就应采用针对性措施,如选择合理的防护方式,保证施工质量等。

① 选用工程性质良好的土填筑路基。

②严格按规范施工,分层铺筑,充分均匀压实土基,保证达到规定的压实度。

③ 完善排水设施,正确进行地面和地下的排水设计。铜黄公路地处黄土地区,因此排水设施对于公路病害的预防就显得尤为重要。对雨水冲刷作用较强、原设计中未设置足够拦水设施的病害部位,根据水流来源、水量大小,以“近接远送”为原则,增设必要的拦排水设施,减弱降雨对路基的侵蚀作用。对挡土墙增设泄水孔或墙后盲沟将水引出路基外,防止墙后积水,引起土压力增加或冻胀。

④ 防护结构物的在设计施工时要注意以下几点:

(1) 植物防护:对于边坡种植草籽的选择,应根据当地的气候条件和土壤性质。应选择容易生长,根部发达、叶茎低矮的多年生草种为佳。植物防护在陕西省铜黄公路上已取得较好效果。

(2) 矿料防护:施工时护坡背侧应充分夯实,并设砂垫层,片石座浆要饱满,勾缝要牢固。

2.2.2养护措施

① 对挡土墙发生勾缝脱落、砌体松动剥落等病害时,应及时采取措施,尽量在发生初期或未发展严重时进行修补处理。对发展严重的病害,如裂缝、大面积破损、或己失去自身功能等,应视具体情况,采取返工重修措施,以免进一步危及公路安全。

② 对于已发生沉陷的路段采用粉喷桩处理。在施工前要认真做好粉喷桩的设计,施工时要严格按粉喷桩施工规范施工,抓好质量控制。

③ 防治水毁。环境的破坏是造成公路水毁的直接原因。公路沿线的生态环境脆弱,加之西部黄土山区本身植被稀少,公路的修建使沿线的生态环境更加脆弱。该地区夏季暴雨集中,加之植被稀少,土地保水能力较差,容易造成水毁。因此,要注意恢复、保护公路沿线的生态环境。对于公路修建形成的高大边坡采用种植根系发达、传播快的树木,以及增加植被等措施实施生态保土,增加水土涵养,减少地面径流对坡面的冲刷。保护好公路沿线原有植被,禁止在公路边坡开荒和放牧,增强山坡地的水土保持能力。

3结束语

公路路基病害直接影响公路的使用寿命,同时给车辆的正常行驶和公路的维修带来诸多不便。本文分析了陕北地区路基病害的主要类型以成因,总结提出具有针对性的预防养护方法措施,以提高公路建设质量与路用性能,延长公路使用寿命。亦可作为实践工程参考。

参考文献:

高晋彪. 浅谈公路工程不良路基的防治措施[ J ]. 山西建筑,2008

岩土工程勘察规范(GB 50021-2001)

刘卫东. 湿陷性黄土地基处理[ M]. 中国建筑工业出版社,2009

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关 键 词: 道路设计 路基设计 路面设计 防护工程

中图分类号: U41 文献标识码:A 文章编号:

Abstract: Road as the vehicle and pedestrian travel and other essential carrier, its design is reasonable will be related to the development of city and traffic safety, through a combination of a municipal road design example, this paper discusses the road subgrade and pavement design, provide a reference for other similar projects.

Key Words:Road design; The roadbed design; Pavement design; Protection engineering.

1工程概况

本道路工程项目属于一条次干道,道路设计线长为的25.4km,根据沿线地形、地貌、地质、水文、气象等和自然条件,依据相关意见等进行路线、路基、路面及排水、标志标线进行设计。

1.1路基、路面设计原则

对于公路路基以及路面设计应当充分结合当地地区地形地貌和工程地质、水文地质条件,结合笔者的工程实践,笔者总结了路基、路面设计时应当重点考虑的要素。

(1)在路线设计阶段,充分重视路基设计方案,选择经济合理的设计高度,选择合适的横断面型式和边坡坡率,以有效地确保路基有足够的强度、稳定性和耐久性。

(2)按照因地制宜、就地取材的原则,采取经济有效的排水防护及病害防治措施,防止各种不利因素对路基造成的危害。

(3)同时在当前形势下环保理念,应当注重环境保护,强调路系水系设计,妥善处理取、弃土场,尽量采用生物防护技术,配合农田水利建设和自然环境进行综合设计。

(4)充分利用机械化施工方法、应用新技术、新材料、新工艺,根据沿线地形地貌、地质、气象、地震等资料,结合环境景观选择适当的路基横断面形成,进行路基排水、防护、弃土等的综合设计,加强环境保护及水土保持工作。

1.2路基设计实践

对于路基设计应当关注到路基的压实度标准及压实度;同时路基须有足够的强度和稳定性,路基填料的选择尤其重要。通过土工取样分析,确定路基填料为砂砾石土(含粉粒较多),能满足路基设计要求。对于本路段路堤采用土质或土石混合填料,则应当按照《路基设计规范》土质路堤或土石路堤的填筑要求执行,对路堤分层填筑、采用机械分层压实。土质路堤最大松铺厚度不超过30cm,土石路堤最大松铺厚度不超过40cm。路基填料的压实采用重型标准,分层压实,路基压实标准及填料强度设计要求见表1所示。

路基部位 路面底面以下深度(cm) 填料最小CBR值(%) 压实度(%) 填料最大粒径(cm)

上路床 0~ 30 8 ≥96 10

下路床 30 ~ 80 5 ≥96 10

上路堤 80 ~ 150 4 ≥94 15

下路堤 150以下 3 ≥93 15

零填及路堑路床 0 ~ 30 8 ≥96 10

30 ~ 80 5 ≥96 10

表1路基压实标准及填料强度设计要求

1.3路面设计实践

路面设计应当根据公路使用要求及沿线气候、水文、地质等自然条件、施工条件、材料来源,密切结合当地实践经验进行路面技术经济综合设计。本着技术先进、合理选材、方便施工、利于养护、安全适用、经济合理的原则进行路面方案的比较论证。

1.4路面设计模式

目前路面设计经过几十年的研究,现已建立了一整套较成熟的路面设计模式(有理论法、经验法)。其中柔性路面理论法设计是以弹性层状体系理论为基础,结合路表容许回弹弯沉指标进行设计,城市道路还应验算整体性层次的底面弯拉应力和面层的剪应力。而刚性路面设计以半无限地基的弹性薄板理论五基础,计算混凝土面板的板内应力,并以混凝土面板的抗折疲劳强度为控制指标,确定面板厚度。同时验算温度翘曲应力与一次行车荷载共同作用下的综合应力不超过混凝土面板的抗折疲劳强度。针对目前道路设计实践表明,道路的路面设计应当采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论,以设计弯沉值为路面整体刚度设计指标,计算路面结构厚度,并对面层、基层、底基层进行拉应力验算。本道路的路面设计采用以双轮组单轴轴载100kN为标准轴载,路面设计使用年限15年。

1.5路面设计的标准轴载

我国路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ-100表示(低等级公路可取BZZ-60)。道路的动载问题按动载系数进行考虑。主要参数采取轴重100KN,单轮荷载25KN,轮胎接地压强0.7MPa,,单轮传压面当量圆半径10.65cm。对于不同汽车轴载与通行次数可以按照等效原则换算成标准轴载的作用次数(当量轴次)。同一种路面结构在不同轴载作用下,要达到相同的疲劳损坏程度。当进行弯沉值设计及沥青面层层底拉应力验算时,凡轴载大于25KN的各级轴载(包括车轮的前、后轴)Pi的作用次数Ni均应按下式换算成标准轴载作用次数。

式中:Nci―设计初期,机动车车行道上日交通量换算为日标准轴载的当量轴次(次/日);Ni―被换算某级轴载的作用次数(次/日);P,d―标准轴载的轮胎触地压强(MPa)及传压面当量圆直径(cm);Pi,di―被换算轴载的轮胎触地压强(MPa)及传压面当量圆直径(cm) ;Ci―被换算轴载的轮组系数,双轮组1.0;单轮组0.25;四轮组4.0;当轴间距大于3m时,应按单独的一个轴载进行计算;当轴间距小于3m。

1.6路面结构

针对本道路地处南亚热带海洋气候区,降雨丰沛而且日照充足。年平均气温22.4度,极端最高气温38.7度,极端最低气温-0.5度,年平均降水量1775mm,以4~9月降量最多,11月至翌年2月为旱季,降雨量约占全年的10%。为此根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004),确定本道路属于1-4-1区,即夏炎热冬温潮湿区。所采取的路面结构材料的设计参数及路基回弹模量见表1以及表2所示。

材料名称 抗压模量(Mpa) 劈裂强度(Mpa)

20°C 15°C 15°C

细粒式改性沥青混凝土(SMA-13) 1200 1800 1.2

中粒式沥青混凝土(AC-20C) 1000 1600 0.8

粗粒式沥青混凝土(AC-25C) 800 1200 0.6

表1沥青混合料设计参数

材料名称 抗压模量(回弹模量)(Mpa) 劈裂强度15°C(Mpa)

水泥(剂量5%)稳定碎石基层 1200 0.5

水泥(剂量3%)稳定碎石底基层 800 0.4

土基 35 /

表2基层及土基材料设计参数

本道路在施工图设计阶段,对初步设计推荐的路面结构方案进行了优化,考虑交通量、交通组成、交通增长率、前后路面结构的协调一致等因素,经计算确定路面结构及厚度。路在设计标高为路中线路面标高。本道路路面决定采用沥青砼路面,设计轴载:BZZ-100,设计年限为15年,交通等级为中等交通。所采取的路面结构如下:1上面层:4cm厚SMA-13沥青玛蹄脂;2上面层:6cm厚AC-20C沥青混凝土;3上面层:7cm厚AC-25C沥青混凝土;4基层:30cm厚5%水泥稳定级配碎石;5底基层:20cm厚4%水泥稳定石屑;基层与底层的7天无侧限抗压强度要求分别不小于3.5 Mpa和2.0 Mpa.

2路基、路面排水系统及防护工程设计

对于公路路基排水设计应当采取防、排、疏结合形式,并且与路面排水、路基防护以及桥涵构筑物等相应协调,形成完善的道路排水系统。通过工程实践表明,对于填方路堤的排水方式可采取集中排水,而对于挖方段路面排水除设置浅碟型边沟时采用散排外,其余设置集水井的挖方段路面均采用集中排水的方式。对于路基排水设施应当按照《公路排水设计规范》的方法以及公式计算设计流量,以准确地确定其断面尺寸,沟顶应高出沟内设计水面0.2m。

(1)公路路基排水系统的设计原则主要是针对经济实用,除必要路段外,其余路段采用自然漫流,路基排水系统即能满足本身要求,又考虑与市政排水系统构成系统。

(2)路基防护工程设计:路基防护工程是保证路基稳定,改善环境景观,保护生态平衡的重要措施。本项目所选用的防护类型是针对当地气候、水文、地形、地质条件和筑路材料的分布情况确定,并尽量与周围景观保持协调。本合同工程的防护主要针对部分高填方路基边坡设置防护和深挖方段路堑边坡设置护坡,填方路基填高小于5m时,坡面采用植草;大于5m,采用拱形护坡及满铺草皮;挖方路基挖方高度小于5m时,坡面采用植草;大于5m时。采用拱形护坡及满铺草皮,大于10m时,分级采拱形护坡。

3结语

文章通过结合某道路设计实例以及笔者对道路设计经验,提出道路路基以及路面设计应当采取因地制宜原则,同时还应兼顾到环保设计理念,分别就路基以及路面提供详细设计思路,为同类工程提供参考。

参考文献:

[1] 黄爱朋,彭俊杰.广州国际生物岛市政道路设计[J].山西建筑,2007,28(05):118~119.

[2] 张艺霞.沈阳市市政道路结构研究[J].公路,2007,27(09):31~33.

篇10

关键词:结构 混凝土;

1混凝土裂缝的分类

混凝土裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝。微观裂缝是指肉眼看不见的裂缝,在混凝土结构中的分布是不规则、不贯通的;宏观裂缝是由微观裂缝扩展而来,范围不小于0.05mm。

1.1 微观裂缝:

1.1.1粘裂缝:骨料与水泥石粘和面上的裂缝。

11.2水泥石裂缝:水泥石中自身的裂缝。

1.1.3骨料裂缝:骨料自身的裂缝。

1.2宏观裂缝:

1.2.1变形应力引起的裂缝(约占80%):由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起结构变形,当变形受到约束时便产生应力,当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。

1.2.2结构次应力引起的裂缝:由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的。

1.2.3

坏模式以及影响因素入手,分析路面材料耐久性与路面结构耐久性的关系。

荷载作用下的裂缝:混凝土和钢筋共同作用下的变形协调(变形相容性),当钢筋应变≥混凝土的极限拉伸时引起的混凝土开裂。

1.3路面材料耐久性的直接影响因素

1.3.1区分不同材料的疲劳特性有哪些

对于材料的力学性能不同,疲劳性也不同。概括起来,几种路面材料的疲劳特性有以下关系:弯拉疲劳,熟拌沥青混合料>冷拌沥青混合料>水泥稳定碎石>级配碎石;水疲劳,热拌沥青混合料>冷拌沥青混合料,水泥稳定碎石>级配碎石剪切疲劳,水泥稳定碎石>热拌沥青混合料>冷拌沥青混合料>级配碎石:。

1.4不同结构层材料的疲劳破坏模式有哪些不同

相同的材料用于不同的结构层,其受力状态不同,疲劳破坏模式也不同。考虑环境因素的影响以及受力特点将不同结构层材料的可能破坏模式总结于表2。

一般施工设计良好的结构不会产生水损坏。根据(表2)列出的可能疲劳破坏模式可知,除了面层材料受到的损伤模式较复杂外,其他各层材料可能的损伤模式比较明确。面层、基层材料都可能产生剪切疲劳破坏、温度疲劳破坏;基层主要为弯拉疲劳破坏,路基易产生沉陷变形。

1.5材料的破坏控制指标

对位于结构层上部的材料,一般破坏模式为应力疲劳破坏。而对位于结构层下部的材料,一般破坏为应变疲劳破坏。要保证路面材料耐久,需要根据不同材料的相应耐久极限提出相关标准,对材料的应力应变状态进行控制。如式(1)所示,对于面层材料,采用应力标准控制,基层和路基材料采用应变标准控制。

式中:代表面层材料应力状态,指代面层代表

材料应力标准;代表路基顶面的压应变;代表基层底面弯拉

应变:代表路基顶面耐久极限压应变;代表基层底部耐久极

限弯拉应变。

具体材料的破坏标准需要通过大量的试验验证。根据美国伊利诺伊州立大学的研究成果,认为当路基材料的垂直压应变不超过200即可保持耐久,沥青混凝土层层底弯拉应变不超过70即可保持耐久。

2沥青混凝土路面结构的耐久性

路面结构所承受的标准轴载作用次数就是整个结构的疲劳寿命,当路面结构达到施工设计的累积轴载作用次数或使用年限而不产生结构破坏,称该路面结构耐久,否则结构将出现早期破坏。影响路面结构耐久性因素的分析,是解决结构耐久性问题的出发点。影响结构耐久性的内部因素主要有结构施工设计和材料的选择。

2.1材料耐久性对路面的影响

从路面结构破坏的位置看,可以分为表面功能层的破坏和结构层内部的破坏。面层材料的失效只影响路面表面功能,因此该层材料的破坏对结构的寿命影响不大。基层材料的失效必然引起基层功能的失效,这种破坏不能够通过简单的维修复原,必须通过大规模的开挖、重新铺筑才能恢复结构的功能,所以基层材料破坏必将大大缩短路面结构的使用寿命。同样,路基材料的失效,也必将引起路面结构整体功能的丧失。(表3)列举了各层材料影响路面结构耐久性的相互关系。

根据系统论的观点,路基路面结构类似于串连结构(如图1),即每一结构层的损坏都影响着路面结构的使用。但是对于路面出现的损坏,路表功能可以通过及时维修养护得以恢复。因此面层可以看作是一种并联结构,当路面材料1损坏后,可以很容易地进行替换修补。

基层、路基对整个系统的影响,可以根据经济学中的“木桶原理”进行解释。“木桶原理”指的是盛水的木桶是由许多块木板箍成,盛水量也是由这些木板共同决定的。若其中一块木板很短,则此木桶的盛水量就被短板所限制。这块短板就成了这个木桶盛水量的“限制因素”(或称“短板效应”)。要想提高木桶的容量,就应该设法加高最短的那块木板的高度,这是最有效也是惟一的途径。

因此,路面结构施工设计可以用“短板效应”解释和指导,维持路面结构耐久性是由基层和路基材料中寿命最短者决定的。路面结构施工设计就是要避免路基或者基层成为结构的最“短板”。路面结构的使用寿命可以通过式(2)表示:

式中:Lstrcture表示结构的寿命;Lbase代表基层寿命; Lbm表示基层材料寿命;Lsubgrade代表路基寿命;Lsm表示路基材料寿命。

整个结构的使用寿命是由基层和路基两层中寿命最短者决定的,每一结构层的寿命又是该层组成材料的寿命决定的。当刚好不出现疲劳破坏时,即为结构的最小厚度。

2.2路面结构施工设计对耐久性的影响

路面结构施工设计内容,包括材料选择、路面结构组合的施工设计和路面各层厚度来确定。不同材料的性能不同。半刚性基层材料与沥青稳定类材料的模量不同、耐久极限不同,导致半刚性基层与柔性基层沥青混凝土路面的受力状况不同,保证耐久性的结构层厚度也不同。

当结构受到荷载和自然力(温度和水)的作用后,如果施工设计的结构能够保证各层材料的受力状况不超过材料的耐久性极限,那么这种结构就能够维持耐久性或者长寿命。维持材料耐久性,是维持路面结构耐久性的核心。通过(图2)更能直观地看出结构施工设计与路面结构耐久性关系。

3结语