高速公路路面设计规范范文

导语：如何才能写好一篇高速公路路面设计规范，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：路基回弹模量；回弹弯沉；现场检测；回归分析

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-0802-(2011)10-00-00

Abstract: this paper analyzed a highway embankment bearing plate test data in Guangdong Province, put forward a relationship between suitable measured roadbed resilient modulus and the Deflection, compare with the formula recommended in the specification at the same time, and calculated according to the design subgrade resilient modulus subgrade hand over the acceptance of deflection standard values, improve the quality control of the subgrade.Key words: resilient modulus of the roadbed; Elastic Deflection; field testing; regression analysis

引 言

路基作为路面结构的基础，它应具有足够的强度、刚度、整体稳定性和水温稳定性，才能承受由路面传递下来的行车荷载。我国《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2011）和《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）中规定在路面结构设计时，路基力学性能设计参数采用土基抗压回弹模量，而在路基交工时则采用路基回弹弯沉进行验收。但目前在路面结构设计时，多采用土基回弹模量经验值作为结构计算所用参数，此缺乏针对项目所用土质类型、含水量等具体情况的相关指标试验，这样提出的路基弯沉验收值也会与实际工程状况存在较大偏差，从而影响路面结构的整体可靠性。因此，对路基回弹模量的检验，是控制路基施工质量的重要措施之一。在高等级公路施工中，作这种检验是硬性要求。我国现行的路面设计规范规定，路基回弹模量以承载板法测得的值为标准，但承载板法所耗用时间较长，不能作为施工控制的手段，而弯沉值的测定则快速简便，便于施工控制。建立土基回弹模量和土基顶面回弹弯沉之间可靠的相关关系，通过回归出的关系式确定土基回弹模量。

根据《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034-2000）给出的土基顶面回弹弯沉与土基回弹模量关系式，此公式是针对当时的路基施工工艺提出的经验公式，加上我国地域广阔，地质条件复杂，该公式不可能对任何地区，任何土类都适用。因此，针对具体项目，应按土质类型、地基处理措施等分段实测路基压实度、含水量，并采用承载板和贝克曼梁对同一位置分别实测回弹模量和弯沉值。对土基设计参数取值的合理性及结构的可靠性进行评价，通过建立路基回弹模量与弯沉值的相关关系，提出适合具体项目特点、不同土质变化和地基处理措施路段的路基交工验收弯沉标准，从而便于路基施工的质量控制。

1 工程实例

1.1 概况

本文选取广东省新建高速广（广州）河（河源）高速惠州段某标段作为工程实例进行分析。

广州至河源高速公路（惠州段）位于珠江三角洲平原微丘与粤北重丘区。路线走廊区及附近主体属于新构造相对隆起区，地貌构成为九连山山脉西南段和罗浮山山脉的一部分。丘陵地貌在该公路选线地段中分布最广，面积占60%。其海拔标高一般变化在150~500m之间，相对高差一般在200m左右。地势波状起伏，山坡坡度一般为15~25°。盆地与河流谷地分别面积约占30%，其中往往有河流阶地、边滩、心滩和沙洲等堆积地貌，而且剥蚀、溶蚀残丘发育。这种地形地貌决定了本项目沿线存在许多高填方、深挖方和很多填挖交错的路基状况。路基土主要取自本项目路段的挖方土，路基土成分主要为第四系的冲洪积亚粘土、砂、砾、卵石及及其下部的灰岩、粉砂岩、砂岩、页岩等。

1.2 测试方法和检测路段选择

广河高速公路设计文件，按照《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034-2000）规范提出了路基弯沉的验收标准，为了查明该公式在该地区的的适应性，我们用30.4mm承载板与标准黄河牌汽车进行与值测定。试验检测过程严格按照《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）中“承载板测试土基回弹模量试验方法”进行，其中加载车标准黄河车的相关参数见表1。

项目所用路基土质大致可分为两大类：砾类土和细粒土。由于本次试验中大部分路基尚未完成施工，无法进行全面检测，因此仅选取了已完成路基施工中具有代表性路段进行检测。检测路段土质类型、最大干容重

及最佳含水量见表2。

2 路基回弹模量与弯沉关系分析

本次检测采用了承载板、贝克曼弯沉梁进行路基回弹模量和土基顶面弯沉实测，以此建立路基回弹模量与弯沉之间的相关关系。路基回弹模量采用承载板法实测，并在对应承载板测点处测其弯沉值。试验段测得的路基顶面回弹模量值、弯沉值如表3所示。

表3 广河高速惠州段某标段路基回弹模量与弯沉汇总表

根据回弹模量与弯沉的数据，可以回归出以下关系式：

（公式1）

（相关系数R2=0.8997，测点数n=37）（1）

由此得出回弹模量与弯沉关系图，如见图1所示。

图1 广河高速惠州段某标段路基回弹模量与弯沉关系图

由前述可知，我国现行《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034-2000）规范中提出了一个路基回弹模量和路基回弹弯沉之间的换算公式：，从而可推导出。为了检验本项目通过实测结果回归计算的路基回弹模量与弯沉相关关系的准确程度，利用两个公式分别计算路基回弹模量值，并对计算结果进行对比分析，结果如表4与图2所示。

表4 规范公式和试验回归公式计算值对比

桩号 对应弯沉值(0.01mm) 实测路基回弹模量(Mpa) 规范公式计算回弹模量值(Mpa) 规范公式与实测值偏差(%) 回归公式计算回弹模量值(Mpa) 回归公式与实测值偏差(%)

图2 广河高速惠州段某标段回归公式与规范公式计算模量比较

由表4数据对比分析和图2可以看出，规范推荐公式计算出来的路基回弹模量值与实测值相比，最大偏差绝对值为32.8%，最小偏差绝对值为0.6%，平均偏差值为17.6%，大部分数据比实测回弹模量值大；使用本次试验回归得到的公式计算出来的路基回弹模量值与实测值相比，最大偏差绝对值为29.7%，最小偏差为0，平均偏值为-0.6%，基本符合实测路基回弹模量值，而规范推荐公式不能合理反映出该高速公路路基回弹模量与回弹弯沉之间的关系。

由设计规范知，路基回弹模量与弯沉的关系常用来作为路基验收的标准，而各等级公路根据交通量情况、路基干湿类型对路基回弹模量有基本的要求，比如在30Mpa～60Mpa，回归公式与规范公式对比如表5。

从上表可知，规范公式不是对任何土类都适用，而且针对本项目规范所提供的验收弯沉值偏大，也是偏危险的。

3 结论

以广河高速公路惠州段某标段为例，其回弹弯沉间与路基回弹模量换算公式可由公式1转换为：（R2=0.8997，N=37），由于本项目路基回弹模量验收标准为不小于35MPa，因此，根据上述换算公式可以得出路基回弹弯沉验收标准为不大于264（0.01mm）。

本文对路基回弹模量与回弹弯沉间相关关系的分析结果表明，施工图设计中提出的经验性路基弯沉验收标准值不适宜作为路基的验收标准，应结合具体项目建立路基回弹模量和路基回弹弯沉之间可靠的相关关系，通过回弹弯沉估算路基回弹模量，作为路基施工过程中的质量控制标准。

参 考 文 献

[1]公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）

[2]公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2011）

[3]公路路基路面现场测试规程（JTG E60-2008）

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关键词：高速公路 排水设计 路基

1 高速公路排水设计概述

高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。高速公路排水设计应包含以下两个方面的内容：其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响，一般称之为第一类排水；其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响，减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害，这称为第二类排水。

第一类排水设计通常采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟，排除施工期地表水并降低地下水，同时在路基底部掺加低剂量石灰处理，设置40cm厚的稳定层等。采用这一系列措施可起到事半功倍的效果。

第二类排水设计一般包括：①通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等，将路表水迅速排出路基以外；②设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管，将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外；③设计泄水孔以迅速排除桥面水；④设计中采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。

综上所述，笔者结合高速公路在设计以及施工中出现的问题谈一点自己的体会。

2 高速公路边沟排水设计

边沟设计在高速公路排水设计中占有很大的比重，设计人员都给予高度重视，但在设计过程中往往会忽视一些施工中的问题，如边沟的尺寸不考虑具体情况，死搬硬套有关规范、规定；又如施工单位大都未能按有关设计要求将原地表土、河塘清淤土等弃土运送至取土坑内用于复垦还田，而是弃放于路线两侧河塘中，造成部分河塘无法将路基水排入。另外由于沿线农田为分户承包，当地乡镇为了减少地方矛盾的产生，常常要求增加、改移和调整小型构造物设置位置。还有一点就是设计中没有充分考虑利用高速公路施工中超宽填土土方等。

2.1　边沟尺寸选定 边沟的排水能力主要取决于以下几个设计参数：边沟底流水坡度、边沟截面尺寸、形状、边沟的表面粗糙程度。

依据江苏省高速公路设计及公路排水设计规范要求，高速公路的边沟一般采用边坡为1：1的梯形明沟，因此，可采用《公路设计手册路基》中梯形断面沟渠的水力计算公式计算梯形排水边沟的排水能力：Q=WC

式中：Q——流量；W——边沟断面面积；C——流速（谢才）系数；R——水力半径；i——边沟沟底纵坡。

根据高速公路所处地理位置，采用当地历史最大小时降雨量，以流入边沟的水不溢出边沟为限，并假设高速公路的路基平均填土高度为3.5m，由此，汇水带宽约为23m，则可依据不同的边沟沟底坡度、不同的边沟底宽（或边沟截面积）的排水能力，计算出所能承受的路面排水最大长度。高速公路一般每公里设置三道涵洞，即300m左右有一道涵洞，也就是说路面排水长度一般在100m～200m之间。

通过分析、计算确定，高速公路边沟采用50cm的梯形边沟即可满足路基排水需要。

2.2　边沟设计的原则 ①一般路段的路基边沟设计原则：以填筑式边沟为主，尽量减少路基边沟积水现象的发生。这主要是吸取已建成的高速公路中的教训：a部分路段在汛期内路基水不能及时排除。b地方群众干扰路基水排入灌溉涵洞内。②路基边沟纵坡的要求：根据交通部部颁《公路路基排水设计规范》要求，采用浆砌片石修筑的边沟为满足排水需要，边沟纵坡应不小于0.12％，由于本项目位于丘陵岗区和冲积平原区，原地形既有较大起伏又有部分平坦地段，本着既要解决路基排水问题，又要经济合理的原则，确定路基排水边沟沟底纵坡一般情况下不小于0.15％。③对于边沟水进入涵洞及跨越通道等情况的处理：沿线设置的涵洞有排涵、灌涵和灌排两用涵。对于需排入排涵的边沟，其边沟底标高不低于涵洞中心的标高；需排入灌涵的边沟，其沟底标高不低于涵顶标高；而对于灌排两用的涵洞应按灌涵要求设置，特殊情况时可适当降低。为防止冲刷涵洞，原则上采用边沟急流槽连接边沟和涵洞洞口。一般情况下边沟尽量少穿越通道，当排水需通过通道排入涵洞时，应优先采用边沟盖板涵，特殊情况下可采用边沟倒虹吸穿越通道。④对边沟标高及纵坡方向的问题：根据路线纵断面和沿线自然地形情况综合确定，通常以沿线自然地形为主确定排水方向。边沟底标高控制应以该段路肩边缘最低点标高以下大于1.7m为宜，原因是考虑到路线中央分隔带横向排水管不能因边沟积水而引起倒灌。对于个别特殊路段不能满足1.7m要求的，可放宽至1.4～1.5m，若另一侧边沟较低时应优先采用单侧布设横向排水管。⑤对于挖方段边沟：考虑到中央分隔带横向排水管排水要求，边沟底标高不低于路肩标高1.2m，同时要求边沟纵坡不小于0.5％。施工期要求各施工单位必须首先在挖方段边坡顶开挖截水沟以防止路基外侧水进入路基，并且应做好挖方段本身临时排水沟的设置工作。

3 高速公路中央分隔带排水设计

高速公路中央分隔带排水设计主要为排除中央分隔带内积水，可分为施工期间和道路营运期下渗水的排除。

施工期间排水量取决于最大瞬时降雨量及中央分隔带的汇水面积。一般情况下，由于高速公路中央分隔带内设置有通讯、监控用管线的人手孔，因此，中央分隔带排水长度应为两个人手孔之间的间距，一般路段的最大间距为180m。

假定当地历年最大瞬时降雨量为28.8mm/10min，根据本次设计中央分隔带宽为2m，计算出中央分隔带施工期需要的最大排水能力为：Q=Aγ=2×180×28.8

式中：A——中央分隔带汇水面积；γ——最大瞬时降雨量

横向排水管的排水能力按长管自由出流的流量计算公式进行计算：

式中：K——流量模数，与管道断面形状、尺寸和粗糙度有关；H——水头高度；L——横向排水管长度。

由以往高速公路设计经验可知，高速公路横向排水管长为15m左右，横向排水管坡度为2％，采用以上公式计算出施工期最大瞬时降雨量时所需要的横向排水管管径为255mm。如果按有关排水设计规范要求50m设置一道横向排水管，即排水长度缩短为50m，则需要的横向排水管管径为75mm。

但在实际施工过程中存在许多问题，如中央分隔带是在基层施工后进行开挖施工的，开挖的边沟表面粗糙，沥青不易粘结牢固，不能形成均匀、无破损的防渗层。土工布因有接缝，不能形成整体而达到完全不透水的程度。因此，当盲沟积水时侧面仍将无法阻止水渗入路基。

由于施工质量不易控制，造成横向排水管标高误差或产生淤塞，从而使上游横向排水管排水不畅，大量的水流向最低处，而最低处的横向排水管由于设计时包裹无纺土工布或产生淤塞，使排水能力严重不足，从而导致下游中央分隔带积水严重，有的下雨后几天中央分隔带仍有积水，使路基长时间浸泡，影响了路基、路面的强度。

由于通讯、监控管线人手孔的设(下转第9页)(上接第13页)置阻断了中央分隔带排水，造成中央分隔带积水或积水渗入人手孔。

为了解决这些问题，采用以下办法处理：对于设计底坡小于0.3％的，采用锯齿形纵向矩形碎石盲沟，并于盲沟底部设置软式透水管和每隔30～50m设置集水槽汇集中央分隔带雨水或渗水；根据以上计算，中央分隔带每隔30～50m设置一道横向排水管，将盲沟中的水排出路基以外；在中央分隔带内设置2cm厚水泥砂浆层、沥青防渗层及土工布防渗层，防止中央分隔带中水从侧面向路基渗透。

4 高速公路路面渗水的排水设计

沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物（土工布）组成的路面边缘排水系统。

通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限，考虑到排水路径的限制，因此，设计中采用每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。

参考文献

[1]杜云，夏丽燕，郭兆军.沈大高速公路路基路面排水设计浅析[J].辽宁交通科技.2004.(11).

[2]陈昕.高速公路排水设计浅谈[J].河南科技.2005.(02).

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关键词：高速公路，排水，问题及优化

一、影响高速公路路基、路面水的类型

水是生命之泉。但水却是对高速公路造成损害最严重的因素。其中，它的类型主要有两种：其一是地表水、其二是地下水。具体来看：地表水主要包括两种，一种是雨、雪直接落至路面的大气降水；另一种是贯穿路基的沟、溪、河流水。另一方面，地下水包括三个重要的方面：(1)滞水，也就是通常所说的滞留于上层相对不透水层上的地下水；(2)潜水，主要指的是在地面以下第一个隔水层以上的含水层的水，受到重力作用的影响，潜水往往沿土层的方向流动；(3)层间水，它主要是指的在地面以下任何两个隔水层之间含水层中的地下水，当水源高于地面时，可以通过岩层裂缝冒出地面而成泉水。

二、高速公路在排水设计过程中面临的问题

（一）高速公路边沟排水能力不强

与高速公路的边沟排水强弱程度有很大相关性的，主要有：边沟的表面粗糙度n，边沟底水力坡度i以及边沟截面尺寸与形状三个重要的方面。边沟底坡越大，公路排水的能力就越大，反之，则越小。比如说：一般情况下，高速公路边沟的最小坡度为0.3%，高速公路常用的底宽为60 厘米，上口宽为240 厘米的边沟。很明显，这样的排水能力在平原微丘的地区是不可取的。主要是因为：平原微丘地区一般情况下大于400 米的边沟是非常少见的。根据这样的情形，按照标准的要求，设计就会不够合理。势必会造成对公路的不良影响。对于填方段高速公路位于鸡爪沟下游的边沟，因规划排水造成边沟高于原地表时，易造成地表水浸泡路基。

（二）中央分隔带的排水设计问题

首先，在中央分隔带中虽然有防渗层，但在实际情况下，防渗层通常起不到多大的作用。原因主要包括：边沟的表面粗糙，沥青不能够粘结牢固等情况。再加上土工布因为存在着裂缝，没有能够形成整体而达到完全不渗水的程度，使的防渗层不能起到应有的作用；

其次，在对中央分隔层进行施工的时候，在质量方面没有把握好，就会造成排水管的拥堵问题。一方面造成横向排水管标高误差，同时也造成了大量的水流向最底处，造成了中央隔离带排水能力严重不足，从而导致下游中央分隔带积水非常严重，进而影响了高速公路路面的强度；

再次：由于分隔带的设计问题，通信入孔的设置会隔断中央隔离带的排水，从而使得中央隔离带形成积水问题。

三、高速公路排水设计的优化策略

（一）优化高速公路路基地面排水的设施

(1)边沟

边沟的类型有很多种，包括：梯形、矩形、流线型等等。在形状上并无太多的要求，因为可以保证流量的排除。边沟的横断面形式及尺寸的选用取决于公路等级，边沟设计流量、设置位置和地质情况，可按《公路排水设计规范（JTJ01897）》中有关条款及计算方法确定不同排水长度的排水断面尺寸,并对同一排水段落采取不同边沟断面的措施，以此降低工程量及用地数量。

(2)排水沟

排水沟的形状通常是梯形，这样的设置有利于水的顺利排除。尺寸大小根据水力水文计算确定。用于边沟、截水沟、取土坑出水口的排水沟，由于流量较小可按照经验取沟宽、沟深不小于半米就行，土质边坡坡度约为1: 1- 1:1.5，排水沟的纵坡通过水力计算择优选用，纵坡过大，易对排水沟产生刷。排水沟的长度设计最好能控制在500 米之内。

(二)高速公路路基地下排水的设计

(1)明沟

明沟主要适用于路基上较少的潜水，也可以在排除潜水的同时排除路面的部分积水。明沟通常有形断面和矩形断面。明沟的优点很多，施工简便，养护容易，造价低廉，是排除浅层地下水的较好措施。在明沟的开挖过程中，一般是采用人工或者机械施工，施工的时候要注意地形的差异，防止安全事故的出现。

(2)暗沟

暗沟指的是在地面以下引排集中水流的沟渠，暗沟的施工要注意以下几个方面：第一，在高速公路路基回填之前，当挖出泉眼的时候，应该按照泉眼范围的大小，剥去泉眼上面的浮土，挖成泉井，在上边盖上盖板；第二，暗沟沟底纵坡不应该小于1%，在使用暗管的时候，管底纵坡不应该小于0.5%；第三，在施工的过程中，应防止泥土或砂粒落入沟槽或泉眼，以免堵塞。暗沟顶可铺筑碎（卵）石一层，上填砂砾。

（三）高速公路路面排水设计

(1) 分散漫流式路面排水

分散漫流式路表排水的工作原理是利用路面，是路面的积水分散开，并迅速的流出公路。这种排水方式一般适用于路线纵坡平缓，汇水量不大，路堤较低，且边坡坡面不会受到冲刷的路段，主要用于等级较低的公路上。

(2) 集中截流式路表排水。

集中截流式路表排水是指在公路某一段设置部分的拦水带，将有各种原因造成的路面积水拦截在一定的范围内，通过一定距离设置的泄水口和路堤边坡急流槽排入边沟。这种排水方式一般适用于路堤较高，边坡坡面未做防护而易遭受路面表面水流冲刷，或虽已采取防护措施但仍有可能受冲刷的地段。

四、结语

由于我国经济的高速发展，交通1越来越发达，对公路的需求也越来越大。而水对高速公路的破坏性也很大。水在流淌的过程中一方面加剧了高速公路路基和路面结构的破坏，同时也在一定程度上缩短了高速公路路面的使用寿命。对于工程的设计人员，应当根据道路的实际情况，注意公路中的各种因素，制定出合理而又理想的方案，使高速公路的人为排水系统与天然排水系统有机的结合起来，从而能够更好地保证高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命。

参考文献

[1] 日本道路公团.日本高速公路设计要领[M].交通部工程管理司编译出版,2008.

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【关键词】公路；沥青混凝土拦水缘石；设计

沥青混凝土拦水缘石作为高等级公路路面排水设施的组成部分，在国外很常见。我国自京津塘高速公路采用后，已在多条高速公路建设中采用，效果良好。但是，目前国内论及沥青混凝土拦水缘石设计与施工的文献资料不多，在设计与施工规范中，只提出了简单的要求。现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)中，有关沥青混凝土路缘石施工的要求，是参照美国路缘石规范(SS-3)的有关规定编写的，不尽周详。

1 设计目的

水是影响公路质量和使用品质和一大要素，设计完善的排水系统是十分重要的。路面排水主要是排出路面范围内的降水即路面径流，使之不冲刷填方边坡，保持路基稳定，提高路面的使用寿命，保证行车安全。对于高速公路来说，因其路幅宽，降到路面上的雨水量较多，排水不畅的路面将形成积水，高速行车会使积水雾化，迷雾遮挡驾驶员视线，增加行车事故。而且，积水会降低路面的抗滑性能，增加行车的危险性。另外，高速公路必须确保长年通车，以及路基、路面和各种结构物经久耐用，保持完好的路容，减少养护工作量。因此，在路肩外侧边缘处设置拦水带，拦截路面水流以形成侧沟，通过泄水口、急流槽将侧沟内的水排入路基外的排水沟，以达到既保障路面排水畅通，又防止路面漫流冲刷路堤边坡的要求。

2 设计原则

《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)的6.2.3条“高速公路、一级公路的路面排水”中，将路面排水划分为路面排水、路肩排水和中央分隔带排水三个部分组成。路面排水设施由路面横坡、拦水带(或矩形边沟)、泄水口和急流槽组成，并对路面横坡、泄水口的设置作了一般性规定，对于拦水带的设置原则，没有提及。而《公路路基设计规范》(JTJ014-95)的4.4.3条“路肩排水设施”中，将拦水带作为路肩排水设施的一个组成部分，规定其纵坡应与路面的纵坡一致，“当路面纵坡小于0.3%时，可采用横向分散排水方式将路面水排出路基，但路基填方应进行防护；当路堤边坡较高，采用横向分散排水不经济时，应采用纵向集中排水方式，在硬路肩边缘设置拦水带，并通过急流槽将水排出路基”。这里对是否设置拦水带提出了两个概念：一个是纵坡0.3%，另一个是路堤边坡高度。

3 施工设备

沥青混凝土拦水缘石成型机，国内尚无成熟的产品，需进口，已配备该设备的施工单位也不多。待到施工前安排生产时再进口该设备，往往是措手不及。

从现有进口的该类设备来看，以美国产的Technotest沥青混凝土缘石成型机为例，其料斗很小，且相对位置高，施工中无法用运料车直接将拌和好的沥青混合料倒入料斗，而且因为配重的要求，料斗不能改大。通过实践，施工中一般在运料车后拖一低底盘平板车，进料时先由运料车卸一部分热料在平板车上，再由人工铲入料斗内。因此，一般需5～8个工人同时操作，且工作温度高，工人劳动强度大，沥青混合料也因摊铺时间长，易于冷却，影响质量。

另外，该设备无自行能力，其前进的力量来自挤压沥青混凝土成型时的反作用力，因此速度不快，一般只能达到2～3.5m/min，遇到弯道、上坡等情况速度更慢。除掉天气和检修时间等影响因素，通常情况下一天只能完成2km。而且，每行进20～50m还需停机一次，设置水簸箕以接上边坡急流槽，大大影响了行进速度。再加上该设备的螺旋输送杆、传动链条、挤压模型等均为磨擦易损件，需要经常维护、修补、更新，在使用中很麻烦。

4 进一步完善设计理论

目前，我国对暴雨状态下路面积水在路面合成坡度等因素的综合作用下如何流动，以及由此对公路本身造成的危害如何产生，尚没有充足的理论依据。依靠经验数据，对于各种相关因素之间的经济性分析更是无据可查。过去，部分专家以纵坡0.5%作为是否设置拦水带的界定标准。后为提高可靠度，将界定标准改为纵坡0.3%，这里虽然坡度只差0.2个百分点，但在工程数量上的差别却很大。

5 边坡防护综合设计

边坡防护有植草防护、干(浆)砌片石防护和衬砌拱防护等多种形式，因原材料、人工费用不同而使得各种防护形式的价格也高低不一。各地应结合当地的实际情况，对设置沥青混凝土拦水缘石进行综合分析、设计。对于一般性低矮路堤，且浆砌片石防护单价不高的情况下，可不考虑路面纵坡大小，均采取满砌防护而不设拦水带；或者可以依据地形并结合排水设计，将边坡改为局部缓坡，不设拦水带，而采用路面漫流排水方式；另外，从美观及施工方便角度出发，对于两个挖方段之间设置沥青混凝土拦水缘石长度不足100m的段落，也可不设，而相应加大防护工程的投入。总之，通过拦水带和边坡防护等从多方面加以综合分析比较，在节约投资、保证质量、节省工期的前提下，尽量减少设置拦水带的数量。

6 加强施工组织管理

在施工组织计划中，应尽早安排沥青混凝土拦水缘石的生产，提前落实施工设备、人员与施工方案，并在购置设备的同时预先准备充分的备件，落实专人负责，在施工过程中勤保养勤维护，保证设备最有效地工作。并且，应加强施工组织管理，合理安排生产，歇人不停机，尽量延长设备的运转时间，尽量减少对其它设施及整个工程的制约作用。

同时，建议我国的公路机械设备生产单位加紧对国产沥青混凝土缘石成型机的开发与研制，以满足我国日益增长的高等级公路的建设需要。

总之，对于高等级公路沥青混凝土拦水缘石的设计，应当立足于各地区自然条件、降水量和原材料的来源等情况，因地制宜，结合整个道路排水系统，从功能性、质量可靠性、经济性等多方面加以综合考虑，不可简单片面而造成浪费。目前，我国高等级公路的建设还处在发展阶段，某些设计理论和设计思想还不够成熟，各施工单位的施工方法及施工水平也不尽相同。只有各级公路设计、建设、管理等部门形成共识，深入研究，才能不断提高设计与建设水平。

参考文献

[1]《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)

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关键词：水泥混凝土路面；舒适性；平整度；DBI技术；钢筋混凝土路面；钢纤维混凝土路面

高等级公路特别是高速公路路面要求安全、快速、畅通和舒适，为行驶的车辆和行人提供良好的环境及优质的服务。高等级公路水泥混凝土路面舒适性问题相当重要，改进和提高行车舒适性是水泥混凝土路面研究、设计、施工养护及运营管理的一个重要发展方向，是水泥混凝土路面建设中必须着力解决的重要问题之一。如果我们新建的很多高速公路水泥混凝土路面舒适性不好，不能给车辆和行人提供安全舒适的服务，那么，水泥混凝土路面这种高级路面形式就有可能被挤出高速公路，不能在高等级公路上很好地推广运用，只能作为低等级公路的路面结构。然而作为低等级公路的路面结构，与层沥青路面相比，它在造价及施工工艺上无优势可说。

水泥混凝土路面的行车舒适性之所以重要，主要体现在以下几个方面：

（1）影响到高速公路对“黑色”路面或水泥“白色”路面两种形式的选择和正确。我国高速公路目前大多数选用沥青混凝土路面，重要原因之一是在相同的平整度条件下，水泥混凝土刚性路面不及沥青性路面舒适。

（2）影响运营效果。舒适性不佳的水泥混凝土路面降低行车时速，增加车辆的颠簸，增大车轮对路面的冲击破坏力，加速路面破损，导致其养护难度增大，养护费用增加。同时又加速车辆的损坏、运营成本增大，间接影响行车安全和舒适程度。

（3）由于其舒适性不佳使水泥混凝土路面的服务水平降低，影响了水泥混凝土路面在高等级公路上的建设数量，使我国大量丰富的水泥资源得不到很好的利用，其它与之相联系的资源也是如此。

因此，有必要对水泥混凝土路面的舒适性开展研究，以便推进水泥混凝土路面在我省高速公路上的广泛使用，尤其是目前国家正在实行西部大发展的战略。我省是全国生产水泥的大省，近几年来每年生产水泥量大约200万t，具有丰富的水泥资源。2003年底我省建成的沥青与水泥混凝土两种高级路面总和2500多公里，其中水泥混凝土路面200多公里，占总数的1/10，由于其水泥混凝土路面舒适性不佳，在我省的高等级公路建设中比较少。

1 改善水泥混凝土路面舒适性的基本技术途径

（1）提高路基压实度标准，使用冲击压实，改善技术，提高路基稳固性，最大限度地减少路面纵曲线的垂直沉降变形，提高高速行车时大波长的平整度，从而改善舒适性。

（2）填方段落，从填前处理开始，每层分层水平填筑，严格控制其层厚，全部选用透水性好的耐压、耐磨沉降下的原材料填筑。

（3）选用更耐冲刷的贫混凝土基层，减少由于局部塌陷沉降引起的断板、断角、面板破坏现象，减少冲刷脱空形成的面板错台现象。

（4）改进水泥混凝土路面结构设计，在高等级公路上使用每条缩缝插传力杆的混凝土路面，选用更加舒适的连续钢筋混凝土路面或钢纤维混凝土路面。

（5）使用滑模推铺机械提高水泥混凝土路面的施工平整度，改善交工通车时平整度。

2 提高路基、基层的稳固性

路基与基层的稳固性对路面舒适性的影响主要表现在局部不均匀的垂直下沉，当不均匀沉降面积较小时，表现为面板将局部脱空，产生断板、断角的结构性破坏或粉碎性面板破损，在这些部位行车有显著的跳车台槛，导致强烈的行车颠簸。当下沉面积较大时，在水泥混凝土路面上主要表现为设计纵曲线的丧失，大波长严重不平整，行车忽悠。在上述两种情况下，司乘人员均极不舒服。从舒服性和结构完整两方面均要求提高水泥混凝土路面路基的稳固性。

2．1 路基稳固性措施

设计规范和施工规范均在相关条款中强调了路基的稳固性：路基应稳定、密实、均质，对路面结构提供均匀的支承。施工规范还要求：对桥头、软基、高填方、填挖方交界等处的路基段，应进行连续沉降观测，并采取均实有效的措施，保证路基的稳固性。

施工规范在条文说明中建议的路基稳固措施如下：

（1）提高高等级公路水泥混凝土路面路基的压实度标准。已经颁布自2004年5月1日起开始执行的《公路工程技术标准》（JTJB01—2003）中，已经全面提高了路基的压实度标准。多年来，在所以参与建设的高速公路水泥混凝土路面工程中已经提高了一级的压实度标准。实践证明是有效的。

（2）对颗粒粒径较粗的粘土、沙土、沙砾、砾料土乃至爆破土方，均可采用冲击压实技术提高路基的稳固性，它对路基压实度的影响深度可达1.5m，如果路基高度较低，则可仅在路床顶面冲击压实，冲击压实后的路基上部可达到97%左右的压实度。对于填方高度较高的路基，可按1～1.5m冲压一层，逐层冲压至路床。目前，南非兰派公司的冲压技术有所进步，可在冲压过程中检测出每个冲压点的压实度，并能够描绘出冲压后路基的各点压实度彩绘等值线图。

（3）对于高塑性指数的粘土，当其含水量较高时，上述两种技术措施均无法凑效，可采用石灰改善土技术。石灰改善土与基层适用的石灰土不同的是：改善土的石灰剂是仅有石灰土的1/2～1/3。目前国内外有各种土壤固化剂也可选用，使用前应做固化效果的检验，但是土壤固化剂的造价不可能低于石灰。

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1.1现有路面结构组成及运营维修情况

本段高速公路现有路面结构为：面层为沥青混凝土，基层为水泥稳定砂砾，底基层为天然砂砾，路面结构层厚度总体较薄。截止到2009年，本段高速公路已运营了十余年，在长期交通荷载和气候环境因素作用下，路面普遍出现了纵向裂缝、横向裂缝、沉陷、泛油与车辙等病害。2009年9月~2010年10月，完成了该段高速公路旧路面病害处理及罩面施工。随着2010～2012年交通量的迅猛增长，路面又出现了新的裂缝、沉陷、泛油、车辙等病害，养护部门已对其做过细致的修补，目前使用状况良好。

1.2现有路面破损状况

对本段高速公路路面进行调查与检测，内容包括：路面病害调查、回弹弯沉检测、平整度检测、探地雷达检测、路面取芯与试验。在调查检测与试验的基础上，依据《公路技术状况评定标准》对各项指标进行评价分析。现有路面检测与评价结果为：使用状况良好，整体强度高，但局部病害严重；路面面层2013年5月第9期HighwayEngineering道路工程病害较为普遍，典型病害有裂缝、龟裂、泛油等，PCI评价为中、差的路段较多；路面弯沉检测结果较好，路面结构层强度高，PSSI评价为良；探地雷达检测和路面钻芯取样试验表明，沿线各层厚度均匀，整体强度较好，但是全线的沥青中、下面层矿料级配波动较大。结合现有路面检测与评价结果以及管理单位提供的相关材料，认为现有路面的主要病害为：横向裂缝、平整度不足、泛油。

1.3路面病害原因分析

吐乌大高速公路的主要病害是横向裂缝，宽度为10～20mm。横向裂缝对行车的舒适性有较大的影响，行驶过程中有明显的跳车。本段高速公路全线采用水泥稳定砂砾材料作为基层，所经地区属大陆性干旱气候，冬季寒冷，温差大，气温升降剧烈。经过病害分析，判断横向裂缝为温缩开裂、半刚性基层反射裂缝以及这两种原因的综合作用形成的横向裂缝。吐乌大高速公路上下行线平整度普遍较差，主要原因在于沥青混合料面层的变形，包括重复行车荷载作用下的压密变形和路面车辙。根据路况调查，在夏季高温季节六七月份，吐乌大高速公路路面出现大量的泛油现象，分析认为主要有以下两个方面的原因。新疆地区夏季温度很高，特别是该高速公路项目所在地区夏季的最高温度可达到50℃以上，在强烈的日照作用下地表温度可达到80℃。高温使沥青变软，在车辆荷载的作用下进一步挤密，过多的自由沥青挤压到路面表面形成泛油现象。1.3.3.2路面上面层沥青含量偏高路面取芯及室内试验表明：上面层沥青从沥青混凝土层的内部和下部向上移动，使表面有过多沥青，部分路段存在明显的车辙，上面层的高温稳定性较差。这也是造成路面高温稳定性较差、产生泛油的原因之一。

1.4路面结构设计对策

结合本段路面病害原因分析，沿线气候环境恶劣，地质条件复杂，因此在沥青混合料设计中，以高温抗车辙、低温抗开裂作为重要设计指标，需提高温度稳定性并均衡协调两者对于材料技术指标及配比设计的要求。建议使用改性沥青，如SBS改性沥青、SBR改性沥青。半刚性基层设计时为有效减少水泥稳定砂砾基层的收缩开裂，建议采用较低的水泥剂量，并严格控制半刚性基层的厚度。施工时注意基层7d无侧限抗压强度要严格控制在3～4MPa。

2扩建路面设计原则

2.1分车道设计新建路面结构

根据改扩建后八车道高速公路车辆运行特点，自中央分隔带向外第一、二车道行驶车辆为小型车、中型车，行驶速度相对较快，一般作为轻载交通车道，第三、四车道行驶车辆为大型车、中型车，行驶速度相对较慢，一般作为重载交通车道。结合改扩建后八车道高速公路车辆运行特点，将现有路面作为老路改建利用车道，按轻载交通进行设计；第三、第四车道和硬路肩全部新建路面，按重载交通进行设计。

2.2原有路面病害处治

原有路面病害处治可分为面层病害处治和基层病害处治。其中面层病害主要有裂缝、龟裂、车辙、坑槽等，基层病害主要表现为基层破碎及路面沉陷。改扩建项目为利用原有路面，就拟定路面病害程度的划分标准制定不同的路面病害处治原则。原有路面面层出现坑槽、沉陷、龟裂、疲劳裂缝、横向裂缝连续、集料剥离等病害时就需挖除原有路面的面层，并按调坡后的路面标高重新加铺沥青混凝土面层。对原有路面基层进行现场检测，基层松散、破碎、横向裂缝连续等病害为严重破损，需挖除重建。对原有路面底基层原则上不翻修，个别情况视需要确定。根据以上路面病害、破损严重程度，确定本项目路面破损、病害处治原则，对原有路面病害进行处治后方可利用。

2.3路拱横坡衔接

路面纵面设计时兼顾老路面横坡改建需要。路面调纵坡前必须核对老路面原横向坡度，要求改建路面和新建路面均按同一横坡控制，超高路段按设计横坡确定；当原老路面横坡小于设计值时，可适当抬高路面纵坡，当原路面横坡大于设计值时，可适当降低路面纵坡，尽量控制老路行车道路面标高，使其在原老路面罩面标高基础上少量抬高。桥头原伸缩缝处标高不变，作为纵坡调整的控制点，桥面铺装按现有纵面进行施工，不考虑纵面调整，保证铺装厚度的稳定。

2.4路面结构拼接

对现有路面进行补强利用时，为了提高老路基强度，保证新建路面下路基强度的均匀性，将现有路面硬路肩和土路肩全部挖除，第三、第四车道与硬路肩新建路面。对现有路面开挖台阶，台阶每级宽30cm，并在基层顶部铺设宽2m的玻璃纤维格栅，防止新旧路面产生纵向裂缝。2.5现有路面再利用分析为了减少老路面废料对环境的污染、降低路面工程造价，对老路面材料进行回收并充分利用，现有路面铣刨的沥青混凝土旧料和基层旧料分开堆放，把沥青混凝土旧料、基层旧料、石屑和水泥按一定的配合比掺合进行再生利用。

3新建路面设计

3.1累计当量轴次计算

根据交通量预测结果，吐乌大高速公路交通组成主要有以下几个特点：a）客车、拖挂车、集装箱所占比重较大，并逐年增长；b）大客车、小货车、中货车、大货车、特大货车所占比重较小，其中大客车、中货车、大货车、特大货车所占比重逐年减少，小货车比重基本不变。根据未来特征年交通量预测：吐鲁番至达坂城、达坂城至乌拉泊段在设计基年2020年的交通量分别达到了21794pcu/d、33712pcu/d，其中客车和货车的比例为3∶2。新建双向八车道路面设计，按《公路沥青路面设计规范》选取设计参数，公路等级系数Ac=1，面层类型系数As=1，路面结构类型系数Ab=1，车道分布系数η＝0.5。3.1.3计算结果按分道行驶设计原则，第三、四车道及硬路肩新建路面为重载交通作用路面，累计当量轴次为5.2×107次/车道，设计弯沉计为23.2（0.01mm）。

3.2新建路面结构

新建路面结构组合及厚度如下：上面层为5cm中粒式SBS改性沥青混凝土（AC—16C）；中面层为6cm中粒式SBS改性沥青混凝土（AC—20C）；下面层为8cm沥青稳定碎石（ATB—25F）；封层为沥青表面处治下封层（S12）；基层为32cm4.5%水泥稳定砂砾；底基层为20cm3%水泥稳定砂砾。

4老路面改建设计

4.1原有路面当量模量计算及累计轴载计算

根据各路段原路面实测弯沉值，按《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2006）中改建路面的当量模量计算公式得出原有路面当量模量，再根据原有路面当量模量计算出路面补强厚度。依据原有老路检测与评价，计算得出原有路面上、下行线的当量模量分别为668.5、878MPa。按分道行驶设计原则，第一、二车道为老路改建利用，为轻载交通作用路面，累计当量轴次为3.71×107次/车道，设计弯沉值为29.1（0.01mm）。

4.2原有路面结构

假设加铺层为四层，采用设计累计当量轴次3.71×107次、路面设计弯沉值0.291mm验算补强层厚度。补强路面结构层为：5cm中粒式SBS改性沥青混凝土（AC—16C）+6cm粗粒式SBS改性沥青混凝土（AC—20C）+8cm沥青稳定碎石（ATB—25F）。经验算，水泥稳定砂砾补强层厚度为18cm时就能满足设计弯沉值的要求。

5结语

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关键词：高速公路；改扩建工程；路面结构；设计方案

随着我国社会经济建设步伐的加快，城市交通量逐年剧增，对高速公路路面结构的承载力、厚实度等方面也提出了更高的要求。许多早期的高速公路由于受到交通量增加、车辆超载和施工质量等因素的影响，造成路面水泥混凝土出现了大面积损坏的情况，严重威胁到路面行车的安全。同时路面后期养护比较困难，维修成本高，道路行驶舒适度大为降低，这也导致高速公路整体服务水平的下降。目前针对高速公路路面改扩建工程的实施方案有很多，道路管理人员需要做好路面使用状况和检测分析等方面的工作，制定出适合道路路面改造的方案，才能真正提高高速公路的整体服务水平。本文结合工程实例探讨了高速公路改扩建工程的设计方案，希望对类似的研究有所帮助。

1 工程概述

某高速公路于1998年建成通车，建成10多年后，由于各种因素的影响，高速公路服务水平下降，为解决这些问题，决定对该高速公路进行扩容改造。其中路面改造设计主要是在调查检测的基础上分析病害原因，确定路面处理方案，确保改造工程质量。

2 原有路面使用状况及检测分析

2.1 原有路面结构

高速公路改扩建工程由六车道路基宽度33.50m加宽为42m的双向八车道。原道路横断面为：路面宽度12.25m×2，双向六车道，设中央混凝土防撞墙，中央分隔带宽度2.2m，沥青路肩宽2.9m×2，土路肩0.5m×2。原路面结构见表1。

2.2 路面损坏状况调查与评价

路面损坏状况以病害类型、轻重程度、出现的范围和密度三项属性表征，各种病害和轻重程度出现的范围和密度，以调查路段内出现该种病害和轻重程度等级的混凝土板块占该路段板块总数的百分率计。

经过全线逐板调查，依照路面损坏状况分级标准，通过《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ073.1-2001）5.2.2中的计算方法，对上行、下行共六个车道进行计算、汇总，得出本路段各个车道的路面损坏状况的百分比见表2。

根据路况调查的数据，对本路段路面损坏状况分析评价如下：

（1）上、下行方向现状道路的损坏程度十分接近，总体来看，上行线要好于下行线。

（2）从统计结果来看，目前路面损坏已相当严重，并且三条车道的病害程度很不均衡。第三车道的损坏最为严重，路况评价等级为“次”和“差”的路段超过80%，这主要是由于该车道行驶的车辆多数为货车等重载车的缘故。

另外从检测情况来看，各段落的平均错台量都比较小，这主要得益于日常养护及时。但是从现场的错台打磨情况来看，路面板块错台病害出现的范围并不小。

经统计，本路平均断板率都超过了20%。下行线的路面损坏状况比上行线更为严峻，这反映出地区经济发展的差异对交通流的影响。

2.3 路面结构承载能力调查和评价

路面结构承载能力反映了路面的结构强度特性，是路面改扩建设计以及施工现场控制的重要参数。

2.3.1 基层顶面当量回弹模量

基层顶面当量回弹模量是改建路面结构计算的重要参数，一般是采用落锤式弯沉仪量测弯沉曲线，然后根据弹性地基板理论反算得到。通过检测并计算得知，上行方向基层顶面当量回弹模量代表值为151MPa，下行方向基层顶面当量回弹模量代表值为145MPa。

2.3.2 接缝传荷能力

本路段旧水泥混凝土板接缝传荷能力利用落锤式弯沉仪采用弯沉测试法评定，根据检测数据，统计分析上行、下行方向路面接缝传荷能力。

根据统计结果分析，高速公路水泥混凝土路面上行、下行方向接缝传荷能力差异较为明显。下行方向路面接缝传荷能力相对优于上行方向。

从以上检测结果可知：本路段的传荷能力不理想，主要原因在于原设计中对横向缩缝未设置传力杆。这对水泥路面板的受力状态不利，也是目前本路段路面破坏严重的一个原因。

2.4 路面结构层厚度和强度检测

为了确定旧水泥混凝土路面板结构厚度及强度参数，并对现状道路的病害进行辅助分析，需要开展钻芯调查工作。本次钻芯调查以第二、第三车道为主，每个车道钻孔的布置间距约为1km，并对路面病害严重路段进行了局部加密。经过计算，旧水泥混凝土路面板的厚度标准值为25.3cm，二灰基层厚度标准值为18.2cm，可以此作为路面结构验算的旧路面板的厚度参数。

按照《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2002）中规定的有关试验方法和计算方法计算得到旧水泥混凝土路面板的弯拉强度标准值为5.49MPa，弯拉弹性模量为34.1GPa，二灰基层抗压强度平均值为6.85MPa，可以此作为路面结构验算的旧路面板的模量参数。

从检测结果来看，二灰基层依然具有较高的强度，抗压强度平均值达到6.85MPa，对改扩建项目具有较大的利用价值。

3 路面方案设计及比选

根据调查旧路的技术状况和交通荷载状况等，借鉴国内改扩建项目路面工程的设计理念、施工经验、使用效果和发展趋势，充分利用旧路资源，合理地就地取材，提出以下三个比选方案：

方案一：通过全面地路面病害调查、检测及处治，彻底消除旧路病害，充分利用原水泥路面结构层，以加铺为主、局部路面挖补并加铺沥青混凝土面层；拼接部分按原路面结构类型铺筑至旧路标高后，一起连续施工各加铺层。结构方案见表3。

方案一路面总厚度为82cm，充分利用了原路面结构强度，合理利用旧路面结构材料，易于实施，施工周期短些，对交通影响较小，造价略低。对路桥标高的衔接、天桥净空等问题有一定的影响。利用沥青混凝土和满铺玻纤格栅组合，能够延缓反射裂缝，该方案需对现有路面病害进行彻底处理，否则易留下隐患。适用于旧路面破损状况为优和良、平均弯沉值

方案二：旧路部分挖除原水泥混凝土面板，处治基层病害；加宽部分采用新建沥青路面结构层衔接。破碎的旧混凝土板加工成碎石后用于路床、第一、第二车道下路面底基层，结构方案见表4。

方案二路面总厚度为95cm，彻底解决旧水泥路面病害问题，较理想地再生利用旧路面结构材料。属于沥青路面结构，使用寿命较长。对路桥标高的衔接、天桥净空等问题有一定的影响。该方案在挖除旧水泥混凝土板时，受雨水天气和施工机械特别是履带式机械等施工因素的影响，须考虑更换部分旧路面的基层结构。施工周期略长，对交通有一定的影响，造价略高。适用于旧路面破损状况为中及以下、平均弯沉值>0.45mm的路段。

方案三：对将原水泥混凝土面板进行碎石化处理；拓宽部分采用新建沥青路面结构层衔接，结构方案见表5。

方案三路面总厚度为113cm，在一定程度上解决了旧水泥路面病害问题，并有效利用了旧路面结构，使用寿命较长。对路桥标高的衔接、天桥净空等问题有较大的影响。该方案对破碎稳固旧水泥混凝土板施工控制要求高，否则易出现因混凝土板不稳固而造成路面反射裂缝的出现，影响路面的使用寿命。施工周期长，对交通影响大，造价略高。适用于旧路面破损状况为中及以下、平均弯沉值>0.45mm的路段。

综合本路段路面的检测数据，本路段路面的断板率高，脱空率大，传荷能力差，相邻板边平均弯沉值大，按相应标准对旧混凝土板进行处治的比例极高。根据目前旧路路面状况，参考高速公路改扩建的施工情况，综合经济、技术、潜在的质量风险、对交通的影响和资源节约、环境友好等因素，本项目推荐采用方案二的沥青混凝土路面结构。

4 结语

高速公路路面改扩建工程的实施对提高道路的行车安全具有重要意义。因此，道路管理人员需要结合道路路面的实际情况，制定出符合路面改造要求的方案，并加强方案实施各个环节的工作，从而提高高速公路的服务水平。本工程实施方案后，已通车运营，未发生病害，效果良好，也为旧路面改造积累了宝贵的经验。

参考文献：

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关键词:路侧安全设计;路侧安全问题;路侧安全对策

中图分类号：TU972+.4文献标识码： A 文章编号：

1 路侧安全设计理念

美国在20世纪60年代末就把路侧安全设计纳入道路设计规范,到20世纪80年代末期,一些发达国家提出了宽容路侧安全设计理念,开始将路侧安全设计引进道路设计过程中。路侧安全设计应为冲出路面的驾驶员提供可以重新控制车辆并返回路面的空间,即使无法返回路面,也会使其某种程度的过失在道路交通系统中化解,最大限度降低事故的严重程度。

1.1 路侧安全设计

路侧安全设计的核心是在路侧设计过程中体现宽容设计理念,即容错能力设计,需要设计人员提供尽可能减少事故发生或降低事故严重程度的设计对策,即:不管什么原因致使车辆驶出路外,路侧环境都应该尽可能为驾驶员提供一个平缓且无障碍物的路侧净区,以有效提供路侧安全性。理想的路侧安全环境应该对冲出路外车辆提供充分的安全保证,既不会在边坡上发生翻车,也不会与危险物发生碰撞,即便是不可避免地与危险物发生碰撞,仍应保证碰撞的后果最轻。

1.2 路侧安全设计的原则

路侧安全设计理念的核心是宽容设计,即要求工程师的设计具有“容错”的特性,能够最大程度降低路侧事故发生频次与事故的严重性。其主要的设计原则如下：

1) 足够的路侧安全净区。

2) 良好的边沟、边坡设计。

3) 安全的路肩及护栏设计。

2 路侧安全存在的问题

由于我国长期以来在高速公路路侧设计中未充分考虑路侧安全性,近年来才通过项目安全性评价、对高速公路路侧安全性进行重视,而且目前许多高速公路项目并没有进行安全性评价,因此在我国路侧安全性方面主要存在以下问题：

1) 路侧护栏设置不当

(1) 路侧护栏的防撞能力不足；

(2) 护栏端头处理不当；

(3) 护栏过渡段的设置不合理；

(4) 桥梁两侧护栏防撞能力不足或设置高度不够。

2) 路侧边沟设计不规范

目前我国许多高速公路设计了大型的梯形边沟和矩型边沟,在交通事故调查中发现许多交通事故是交通车辆车轮坠入边沟,严重的发生翻车事故。

3) 路肩宽度不足

4) 路侧安全距离不足

3路侧安全问题的对策

1) 护栏

(1)护栏防撞能力

护栏防撞等级应根据公路等级、设计速度、车辆驶出路外可能造成的事故严重程度,以及路侧安全等级等因素确定。中央分隔带护栏开口、高速公路出口三角区或有必要防护的其他坚硬危险物前方等处应设置缓冲消能设施,其设置目的是为了吸收车辆撞击障碍物(或危险物)的冲击能量,减小碰撞作用过程中的最大加速度,降低对车辆乘员的人身伤害。

(2)护栏端部设计

护栏设置的起讫点均需要设置端头,并进行必要的端头处理,尤其是护栏的起始点端头。设置端头和进行端头处理的目的主要是防止车辆与未经处理的护栏板相撞, 导致护栏板刺穿车辆,所以护栏端头需要有以下几点要求:不会刺穿车辆伤害车内乘客;吸能效果好,能吸收碰撞车辆的大部分动能;能将碰撞车辆正确导向, 避免发生二次事故;护栏端头结构应该和护栏具有较好的整体性,在外形和功能方面都要协调。

(3) 护栏过渡段处理。

不同形式、不同刚度的护栏之间均应进行过渡处理,以保持护栏强度的连续性,防止事故车辆在护栏不连续的地方钻过。通过过渡段的设置保证了护栏整体刚度的逐渐过渡,避免了大刚度护栏成为路侧障碍物。

2) 边沟

(1) 设置成浅碟形边沟

当边坡内侧坡度较陡时,车辆可能容易陷入边沟而无法返回路面,因此边沟侧面的设置应较为缓和。浅碟形边沟是目前国内比较提倡的一种边沟形式,与矩形、梯形边沟相比,其在安全、经济、环保等方面都具有一定的优势。在满足排水的条件下,可将边沟修建成浅碟形,使驶出路外的车辆能够重新返回行车道或不发生侧翻。

(2) 边沟上面加盖板

矩形边沟对于不慎驶出路外的车辆是一种安全隐患,但是限于路侧条件和路面的排水要求,不能将边沟形式改为浅碟型边沟,因此考虑设置边沟盖板,提高路侧的安全性。

3) 路肩

(1) 确保对路肩的维护

路肩是道路重要的因素之一,若维护不及时就会使路面水滞留造成路面出现坑穴,并损坏路肩,因此对路肩应及时维护,包括对路肩排水设施的维修和清理。

(2)移除或防护固定物

路肩上的固定物,例如孤立的设施杆柱、绳索管道、突起的排水沟盖板等对于路肩的使用者来说都是危险的,不论在哪,这些固定物都应该被移走或掩埋。如果条件不允许,应该设置醒目的标志或用护栏防护起来。

(3)设置路肩振动带

目前我国高速公路一般都采用了路肩硬化措施,但很少设置路肩振动带。建议在国内的高速公路建设中考虑设置路肩振动带保证高速公路路侧安全。

4) 路侧安全距离

路侧净区是指位于行车道外侧边缘与路权限界范围内的区域,该区域不应存在能导致碰撞伤害的坚硬危险物,驶出路外的车辆在该区域上不会发生倾覆,行驶在净区内的车辆能够得到有效控制,并且通常能够再次安全的返回行车道。设计人员通常可通过硬化路肩、放缓路基边坡、设置可逾越的排水设施、消除紧邻路侧范围内的危险物等技术手段来尽可能提供充足的路侧净区。

4结语

我国公路路侧安全问题越来越明显,在公路设计过程中,要全面的考虑路侧安全问题,运用宽容的设计理念,切实从驾驶员的角度考虑,提出从护栏、边沟、路肩、路侧净区等方面着手并采取相应的交通安全措施,引导驾驶员安全行驶,最大限度的遏制交通事故的发生,为路侧安全设计指出了新的发展方向。

参考文献：

[1] 黄开宇,崔斌,唐承铁,刘浩.宽容路侧安全设计理念在韶山高速公路的应用研究[J].湖南交通科技, 2008, 34(4): 15-17.

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[3] 李杨.公路路侧安全防护技术与应用研究[D].长安大学硕士学位论文, 2008: 23.

篇9

关键词：沥青混凝土路面质量控制

中图分类号：TU528.42文献标识码： A 文章编号：

近年来，我国高速公路建设取得了长足的发展，许多新技术、新材料、新工艺的不断引进和应用，使得现代高速公路工程建设更加完美。沥青混凝土路面在我国高速公路建设中应用相当广泛，并取得了不错的工程效果，但在实际施工中仍然存在许多问题值得我们探讨。为了确保高速公路路面工程建设满足技术要求和耐久使用，我们不仅要在施工过程中注意施工质量控制，也要对选材、施工工艺等工程全过程做好质量控制工作。我省某高速公路为双向四车道，路面03 标起止桩号为K35 +975~ K 55+ 752. 63，全长19. 8km，顶宽28m，设计时速120km / h。由下、中面层各6cm 厚AC - 25粗粒式沥青混凝土和上面层4cm 厚AC - 16细粒式沥青混凝土三层结构组合而成。在此工程竣工后进行面层取芯检测，结果表明其孔隙率和压实度的合格率离技术标准有点差距，现结合本工程分析高速公路沥青混凝土路面施工的常见问题及质量控制措施。

1 沥青混凝土路面施工影响因素

（1）路面设计。路面设计的质量是整个工程的前提条件，是工程能够正常施工的保证，为保证高速公路沥青混凝土路面施工的科学与合理的进行，保证公路能够正常、耐久的使用，必须做好路面设计工作。然而，在路面设计时，需要考虑的因素通常很多，比如当地的气候条件、地形地质情况、当地的交通量等，在设计时一定要综合考虑当地的实际情况，做到设计的科学性和合理性。

（2）工程选材。土木工程领域，材料的选择对于各项工程来说都是非常关键的一步，对于高速公路沥青混凝土路面工程来说也是如此，沥青、粗集料、细集料和混合料等材料选择的好坏直接影响到沥青路面的施工质量。比如在本工程中，在存储和使用沥青的过程中，发生材料进水或者存储温度控制不当等问题，这也影响了沥青的性能，进而导致整个公路路面平整度较差；粗、细集料的含泥量和压碎值超标，达不到设计规范的要求，这样施工之后的沥青路面在行车荷载的作用下很容易出现裂缝。

（3）施工因素。施工过程中的质量控制、排水设计等施工的细节方面对于高速公路沥青路面的影响很大，如果处理不好，就会导致各种病害和工程事故。施工所有的沥青混合料的级配和配合比要按规定进行设计，并在工地的施工实验室进行试验确定；另外，施工中搅拌机搅拌的时间、摊铺混合料施工的温度、碾压的时间等施工细节方面都会对沥青混凝土路面的施工质量造成巨大的影响。

2 施工准备期的质量控制

（1）原材料的质量控制。原材料对于工程质量有着巨大的影响，是影响沥青混凝土路面的根本因素，因此原材料的质量检测是沥青混凝土路面工程施工的准备期工作的重点，必须严格按照规定进行检测。通常来说，质量控制措施包括：不同来源和不同规格的沥青不能混杂，要分开放置；沥青的检测工作要严格按照规范要求来执行；沥青存放时间不能太长；存放地点的温度要控制在90-140度之间。

（2）配合比设计。在配合比设计环节，要分为目标配合比和生产配合比的设计两部分。对于目标配合比的设计就是着重于沥青混凝土的组成设计，这是整个工程重要的影响因素，对这个环节要保证沥青混合料能够满足施工技术规范的要求，又要最大程度的保证工程成本的经济合理。在组成设计完成之后，就可以进行马歇尔试验以确定工程的配合比设计，从而可以确定各种矿料的用量和最佳用油量。

（3）基层的质量控制。首先要确定路面基层的表面是否干燥、整洁、无杂物，如果不满足此条件的要求，就必须在施工前人工清理路面基层，清理宽度应至摊铺沥青混凝土面层边缘以外至少300mm。在清理完之后，就要检测路面基层的高程和平整度。在检测时，以JTJ 071298公路工程质量检验评定为标准，严格进行检测，一旦发现问题要及时上报，以免影响整个工程的质量和进度。

3 施工质量控制

针对本工程出现的一些问题，及时总结经验教训，提出在施工过程中应该重点控制的几点，希望对广大路面施工工作者有指导意义。

3.1 基层质量控制

在以往的级配碎石半刚性基层施工中，常用的是平地机作业，但是这种方法高程、厚度难以控制并且混合料浪费现象严重，本工程中进行混合料集中厂拌，并且在摊铺机的选择上选用进口机械，这样能够保证所铺混合料均匀、表面平整, 高程、纵横坡、厚度等指标能满足设计要求。

3.2 混合料运输

在混合料厂拌结束后，进行运输。在运输过程中要注意混合料的保温、防雨和防污染等措施。运输车辆应该选择15t以上的大吨位车辆，这样可以有利于混合料保温。在整个运输过程中要确保运输混合料能够满足拌和楼不停机及摊铺机连续摊铺的需要，必要时可以增加运输车辆。在运输到目的地时，为了防止运输车辆撞击摊铺机，要在汽车后轴轮胎与摊铺机接近10 ~ 30cm处立即停车卸料，并且应该指派专人在摊铺机履带处负责清理工作。

3.3 摊铺

（1）摊铺速度。在摊铺过程中，摊铺机应该起步平稳，要放缓速度且保证不间断进行施工，尽量减少中途停机的次数，因为中途停机不仅会损害表面，也可能导致预压实的变化。摊铺机的前进速度要尽量放缓，具体可以根据拌合站的生产能力来确定，但是一般不要超过2m /min。另外，在摊铺时，要控制好边线，确保摊铺边线的直顺。（2）摊铺厚度。在本工程的施工中，摊铺厚度是用两侧挂钢钎来控制的。（3）摊铺温度。一般来说，在实际施工时，摊铺温度要控制在140-150度之间。

3.4 碾压

碾压施工操作要特别注意选择合理的压路机组合方式和碾压程序，这是能达到最佳碾压效果的最重要保证。（1）在初压时，选用CC422压路机静压两遍，施工温度要控制在125-145之间。（2）复压，这是压实工序的关键步骤，是压实的主要步骤，采用采用CC422双钢轮振动压路机振压(强振) 3遍，YL - 25 胶轮压路机碾压4遍，直到达到规定的压实度。施工温度要控制在115-135之间。（3）终压，采用YL - 25 胶轮压路机静压2遍以上, 直至表面没有明显轮迹为止，施工温度要控制在105-125之间。

此外，在实际施工中，还要注意施工缝的处理，以及加强施工方的质量控制意识、管理的力度、制定科学合理的管理制度等方面的措施，必须严加管理，确保整个工程的质量。

参考文献：

[1]殷岳川,孙江.公路沥青路面施工[ M].北京:人民交通出版社, 2004.

[2]吴云华.浅谈高速公路沥青混凝土路面质量的控制[J].中国水运, 2009(1): 227- 228.

[3] JTG F40- 2004, 公路沥青路面施工技术规范[ S] .

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关键词：RCC-SMA复合式路面；结构原理；结构设计；设计关键点

Abstract: This paper describes the structural principle, structural design and design key points based on the introduction of RCC-SMA (roller compacted concrete-Stone Mastic Asphalt) and combined the actual examples of Hangzhou Jinchang Road heavy axial load traffic pavement.

Keyword: RCC-SMA composite pavement, structural principle, structural design and, design key points

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

1引言

RCC（roller compacted concrete,简称碾压混泥土）是一种含水率低，通过振动碾压施工工艺达到高密度、高强度的水泥混凝土。其特干硬性的材料特点和碾压成型的施工工艺特点，使碾压混泥土具有节约水泥、收缩小、施工速度快、强度高、开放交通早等技术经济上的优势。

RCC平整度差，难以形成粗糙面，在平整度、抗滑性、耐磨性等方面不能满足高等级路面设计要求。

在RCC路面上加铺SMA沥青层，修筑复合式路面结构，能有效解决RCC抗滑性、平整度、耐磨性三大难题，在弥补柔性路面刚性不足的缺点外，同样使得刚性路面具有良好的形式舒适性及美观效果。这样刚柔相济，大大改善了路面使用性能。

基于此，该结构值得在重轴载交通道路路面中推荐采用。

杭州市金昌路长约4.2km，道路宽40m，设计车速60km/h，为城市Ⅰ级主干道，道路主要为沿途钢铁厂、钢材集散市场、运河码头等企业交通服务，通行车辆基本为大吨位重轴载货运类汽车，设计路面结构采用上述RCC-SMA复合式路面。

2力学模型

RCC-AC复合式路面设计时，其路床、基层、碾压混泥土板要求均应符合《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2002)。

RCC层设计原理与水泥混凝土相同，均以荷载疲劳应力和温度疲劳应力作为控制因素。按照弹性半无限地基上的弹性薄板理论，用有限元法进行计算。

图1 路面结构力学模型

3结构设计

3.1 RCC板厚确定

在日本《碾压混凝土路面技术指南（草案）》中规定：在C级（单车道1000~3000次/日）、D级（单车道3000次/日以上）交通量公路上，RCC厚度（抗弯拉强度4.5MPa）可以取为20~23cm。

国内高速公路建设中，厚度大致为20~24cm，其中312国道RCC板厚达到了29cm。

《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011)中，碾压混泥土做基层时，适宜厚度约为20cm。未对其作为面层进行说明，按照设计原理，应按照3.0.4条要求，以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计的极限状态，并以最重轴载和最大温度梯度综合作用下，不产生极限断裂作为验算标准，来计算RCC板厚度。

根据金昌路重载交通的特点，初拟板厚为25cm，弯拉强度标准值为5.0MPa。

3.2 沥青面层厚度确定

沥青层主要功能是提高路面表面的平整度、耐磨及抗滑性能，同时沥青层能减少车轮对RCC板的冲击。减小RCC板的温度应力及便于养护和维修等。

美国在复合路面设计时，正对沥青层厚度，考虑了施工、压实时间、交通量、交通类型等因素。美国联邦公路局的调查论证结论表明，沥青层最小厚度为3.8~7.6cm。

《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011)中，沥青面层的厚度一般为2.2~8.0cm。

由上可见，沥青面层的厚度确定范围区间跨度较大，主要由交通流量及交通类型差异而不同。

同济大学曾四平等人在《RCC-AC路面温度荷载型断裂的有限元分析》一文中，通过对复合式路面温度场模型的研究分析，得出以下结论：增加沥青层的厚度，有助于减小裂尖的应力强度因子，但厚度超过12~14cm后，其对应力强度因子的影响变小，这时单纯靠增加沥青层厚度来减小应力强度因子，既不经济，也起不到明显的效果。

鉴于此，本次初拟沥青面层厚度为10cm，即4cmSMA-13改性沥青+6cm中粒式沥青混凝土。

4 设计关键点

4.1 RCC面板的尺寸划分

日本《碾压混凝土路面技术指南（草案）》认为，当板厚大于25cm时，接缝间距为15~20m。

为了寻求复合式路面结构中RCC面板的平面尺寸，各国都进行了一系列的物理力学性质研究。总的说来，RCC的干缩率比普通水泥混凝土减少了20~30%，且后期强度增长较大，90d的弯拉强度为28天的1.22倍。抗压强度为1.30倍，有鉴于此，RCC板的平面尺寸可较普通水泥混凝土的为大。

通过对试验路接缝和裂缝状况观察统计可知：缝距即板长为10m和15m时，一般板未裂断。在未切缝路段，自由裂缝间距平均为16m左右。

因此，横缝间距取15米。其余切缝设计与施工与普通混泥土路面相同。

5.2层间粘结设计

沥青层与RCC层间需要具有较好的抗减强度，沥青层施工时应铣刨RCC面板，使之具有粗糙的接触面，再在两层之间设置1cm厚乳化沥青夹层（粘结层）。

5.3反射裂缝控制

温度下降时，RCC板产生水平收缩变形，引起沥青层开裂，或当车轮通过接缝时，相邻板产生挠度差，使沥青层产生剪切破坏。为防止或减轻反射裂缝，在RCC和沥青层之间满铺土工布，为聚酯长丝无纺针刺土工合成材料，采用单面烧毛工艺，其技术参数见表1要求。

表1聚酯长丝无纺针刺土工合成材料技术要求

上海市公路处、同济大学在亭大一级公路试验路上，对土工布的缝铺、满铺方案进行了实验对比发现，满铺土工布对减少反射裂缝效果明显。

同样，上海市浦东市政工程建设处在沪闵路高架地面道路建设中，得出了同样的经验，及满铺300g/m²土工布对防止反射裂缝具有良好的效果。

5推荐路面结构层设计

一般道路设计时，采用双轮组单轴载100kN为标准轴载，但在车辆轮载增加时，其轴重对路面材料的破坏趋势更为明显，随着累计轴次的增加，结构内部的应力分布呈非线性增大。金昌路路面结构设计时，根据通行车辆组成，采用轴重为130kN的基准期内的累计轴次作为计算参数。

具体设计如下。

4cmSMA改性沥青混凝土表面层

乳化沥青粘层0.6kg/㎡

6cm中粒式改性沥青混凝土中面层(AC-20C型)

1cm乳化沥青粘层+300g/m²无纺土工布

25cm厚RCC碾压混凝土（铣刨RCC板面层）

20cm厚5%水泥稳定碎石

15cm厚级配碎石

≥80cm厚塘渣路基（不足处应超挖换填）。

图2 金昌路路面结构设计图

6 结语

RCC-SMA复合式面层适用于重轴载交通道路，施工前应严格按照《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30-2003)对RCC进行配合比试验。该复合式面层对施工工艺要求较高，应合理选择施工机械，规范施工。

在国外，澳大利亚Penith市将其应用于市区干道路面中；日本山阳高速公路河内至西条段修筑了9km复合式路面试验段，共11种结构类型。

国内，310国道（开封~郑州段）、西安~铜川公路、常州~溧水公路、312国道合肥~全椒段等高速公路及干线运输网中均应用碾压混凝土加铺沥青复合式路面。

实际运营显示，RCC-SMA复合式路面在重交通干线运输路线中取得了良好的使用效果。

参考文献

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收稿日期：2013－06－18

作者简介：潘锐，男，工程师，主要从事市政道路桥梁设计工作。