公路路基路面设计范文

时间:2024-03-28 17:41:04

导语:如何才能写好一篇公路路基路面设计,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。

公路路基路面设计

篇1

【关键词】公路工程;路基路面设计

【Abstract】In this paper the author based on years of experience in highway engineering design pavement subgrade made brief description. Colleagues for reference.

【Key words】Highway Engineering;Roadbed pavement;Design

1. 公路路基路面基本性能的要求分析

(1)平整度。 公路的平整,直接与驾驶员行车的舒适性与安全性有着分不开的关系。随着近几年我国经济与技术水平的不断提高,人民生活水平发生了很大变化。若想更好的控制好公路的平整度,那就要从公路一开始设计与施工阶段阶段进行控制,如果施工阶段,工作人员及监管人员不付责任,对公路的平整度检查不重视,公路一旦建成投入使用。将会给公路通车后的车辆带来极大的阻力与震动冲击,最终给驾驶带来安全隐患。

(2)稳定性。 公路的稳定性,也是在公路建设阶段时所变动的,在公路建设阶段必然会出现人为改变自然地表平衡的行为,有一些行为也是不可避免的,这会给公路整体稳定性在一定程度上带来影响。人为改变自然地表平衡的行为并不是影响公路稳定性的唯一因素。笔者从多方调研认为造成公路路面路基整体稳定性下降的因素比较多,例如:地方工作路段的温度变化及湿度变化、雨水、土地沉降等多方因素。

(3)耐久性。 众所周知,一条公路建成投入使用,需要耗费大量的人力及财力。因此,这就要求公路一定要具有耐久性。国家对公路的使用都有明确规定,我国一般归定的公路工程使用年限为二十年以上,这二十年以上还包括路基路面的车辆碾压与承重部分。因此,我们要使公路使用年限达到标准,就要对公路进行严格的耐久性检查,保证其寿命达到国家标准。

(4)承载能力。 公路建设完工,交付使后,车辆行驶带来的荷载会通过轮胎传递到路面与路基,车辆的压力会对公路内部的结构带来变化,如果公路施工时质量不过关,时间久了就会形成车辙,最终影响着公路的使用年限。因此,这就要求我们在最初的设计与安全性检查时,充分考虑公路整体的承载能力。

2. 公路路基路面设计措施

2.1设计车速与运行车速的选择和控制。 设计车速决定着道路的几何形状。运行车速则是针对设计速度的不足,避免产生速度突变,保证汽车行驶的连续性而引入的,主要用于根据设计速度初定道路线形、通过测算模型计算路段运行速度、用速度差控制标准检查和修正线形和以修正后的运行速度为依据来确定线路的其他设计指标。

2.2公路路面的排水设计工作。

石灰材料,在实际的施工过程中如果未按照要求将石灰原料消解,那么在进行完碾压的施工作业后,当雨水天气来临时,石灰也会自然被消解,那么公路路基就可能出现膨胀的现象,大大的降低了路面的平整度。

(2)准确的控制过湿土的含水量。 过湿土的含量也是会对软基的处理质量产生重要影响的,并且当其含量超过30%,而施工的环境又是出于雨水多发的季节时,那么就会进一步的提高过湿土的含水量,从而降低公路路基的整体稳定性。当施工时环境的温度较高时,通常情况下路基的表面已经是较为干燥的了,而路基的内部含水量却可能还是很高的,所以,应先对过湿土进行相应的粉碎和翻晒的操作,之后才能进行回填的施工作业,从而保证过湿土含水量的准确性,防止出现因过湿土含水量不符合要求而导致的路基施工中的质量问题。

(3)控制填筑土的厚度。 进行软基的处理工作时,我们必须进行相应的填筑作业,而进行填筑的施工作业时,我们为填筑的质量,就必须严格的控制填筑土的厚度。如果其厚度是不符合要求的,那么在施工时就会增加很多道工序,从而导致工程项目无法按时的完成。而当填筑的土块厚度太大时,碾压作业和整平作业的难度就会加大,路基的稳定性也会下降,很容易就会导致工程出现返工的情况。

3. 结语

公路工程路面设计是一项复杂的系统工程,需要结合实际和经验进行。因此,在具体的公路设计中,应从多方面因素进行考虑,全面提高公路路基路面的整体稳定性,从而保证我国公路工程的施工建设质量。

参考文献

[1]赵勇.刘子琪.简述公路工程质量通病及预防措施[J].城市建筑.2013.(07).

篇2

关键词:公路;路基路面;排水设计;原则;方案

中图分类号: TL353+.2 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2016)21-90-2

0 引言

现如今,随着我国交通事业的快速发展,公路建设越来越发达,因此,为了保证人们的出行安全,在公路施工质量方面要求也在不断提高。在对公路路基路面排水设计过程中,需要注意的设计问题有很多,比如,在进行排水设计之前,要进行实地考察,做好充分调查工作;再如,还要注意保护环境与农田水利设施。同时,在对公路路基路面排水的设计中,要坚持设计原则,从而保证整个公路工程的有序进行。

1 公路路基路面排水的设计原则

在对公路路基路面排水之前要遵循一定的设计原则,只有这样才能取得最佳的排水效果,才能保证公路的正常稳定运行。下面我们具体说下公路路基路面排水的设计原则都有哪些:

1.1 提前进行实地调查

在对排水系统进行设计之前,相关的设计人员一定要提前进行实地调查,熟练掌握公路周边的情况,并了解路面设施的具体内容。除此之外,相关的设计人员还要对地下水进行一个全面的调查,保证把地下水和地表水的排水工作有效地结合在一起。

1.2 系统独立

在设计排水系统时,要注意把周围环境中已经存在的农田水利设施和相应的排水设施互相结合在一起,同时,它们也应该彼此不影响对方的正常工作,如果出现了排水量很大的现象,一定不能影响农田水利等设施的正常工作,要随时保持系统之间的独立性。

1.3 因地制宜

在对不同的公路路段进行排水设计时,要坚持因地制宜的原则,不能把之前的路段排水设计直接放到另一段中,不然会使得此路段的排水系统不能正常运行。另外,为了避免出现水流过度集中的现象,应该采取就地疏散或者就近分流的措施,从而保证公路排水系统的规范性和高效性。

1.4 与周围环境和谐共存

在对公路路基路面进行排水设计时,要保证排水设施和公路周边环境和谐相处,不能为了修建排水系统,就一味地破坏周边环境。同时,在进行设计中,还要节约土地资源,保护周边环境,避免使用边沟作为排水渠道,并尽量维持原有的水系的水流性质或者自然沟溪状态,从而达到生态平衡的状态。

2 公路路基路面排水的设计方案

2.1 公路路基的排水设计方案

2.1.1 表面排水的设计方式

在对公路路基的排水系统进行设计时,设计人员选取的路基表面设施非常多,比如,排水沟、截水沟、边沟、跌水与急流槽等,每一种设施所具备的功能都是不一样的。第一,排水沟。对于排水沟来说,其设置都需要结合当地的地形和地貌,确定其横断面一般为梯形。排水沟的作用主要是为了把各个排水设施有效的连接在一起,然后将水引到周边的水道中,从而保证排水系统的完整性。同时,由于排水沟的特殊性,其距离路基坡角不宜小于2m。第二,截水沟。设置截水沟的目的是对路基上方地表径流进行截引,且位置一般都设置在路堑坡顶5m左右或者路堤坡脚超过2m的位置。另外,为了减少边沟的泄水问题,截水沟设置的沟宽一般在200~500m;当截水沟的长度大于500m时,截水沟断面一般采用梯形,同时还要设置构造物进行引排。第三,边沟。边沟一般都为矩形、梯形、三角形等多种断面形式。如果选取的公路路段较为平坦,设置边沟时应选择填筑式边沟,这样做不仅能够节省大量的成本,而且又能够有效地排除路基积水。另外,如果采用浆砌片石修建边沟,那么所修建的边沟纵坡应超过0.12%。第四,跌水与急流槽。对于陡坡地段的路基路面排水来说,主要采用的是跌水与急流槽设施,其可以分为单机和用于较长的陡坡地段两种。其中对于高路基边坡,主要是通过路堤边坡上的急流槽来进行水的排放。

2.1.2 地下水排水的设计方式

一般情况下,为了提高地下水排水系统的效率,都会选用暗沟、渗沟、渗井的方式等,这些方式都能有效地拦截可能对路基造成影响的地下水。其中,暗沟主要是对地下集中水流进行排水,但是这种方式不具有渗水和汇水的功能,同时,在设计时,还要保证暗沟沟底纵坡不超过1%。对于渗沟及渗井来说,它们的功能主要是为了拦截地下水和降低地下水位,但是这种方式也有一定的缺点,那就是非常容易出现淤塞现象,同时,在设计渗沟时,还要保证其坡度超过0.5%。

2.2 公路路面的排水设计方案

2.2.1 中央分隔带的排水设计方式

对于整个公路路面的排水设计来说,公路中央分隔带的排水设计非常重要,因此,在设计中央分隔带的排水系统时,应该具体问题具体分析,并采用相应的排水方式进行排水。一般情况下,它的设计主要是通过以下两种形式来进行的:第一,当中央分隔带的具体宽度小于3m时,设计分隔带时应该选择外倾的方式,这样做就会使得分隔带两边横坡位置处排出的自由水向路面排泄,然后,一步步就会流入到路面的排水系统当中去;第二,当中间分隔的宽度大于3m时,同时也未设置相应的铺面封闭形式,那么在具体的设计中应该选择内倾的方式,从而确保自由水能够从四周向中央凹陷处排出,最后流向泄水口。

2.2.2 路面表面的排水设计方式

在对路面表面的排水系统进行设计时,一般情况下主要分为两方面:集中排水和分散排水。其中,对于集中排水的方式来说,主要是当边坡易受到水体的冲刷或者是公路路堤的高度不小于3.5m时,要采用集中排水方式。同时,集中排水的主要内容就是在路肩的外侧边缘地带多设置一些拦水带,这样做的目的就是确保拦水效果。另外,当边坡不易受到水体的冲刷或者是公路路堤的高度是不大于3.5m时,应该采用分散排水的方式,分散排水的内容是为了加固公路路肩,同时要把路面水全部排出到指定的范围内。

3 公路路基路面排水设计注意的问题

3.1 进行实地考察,做好充分调查工作

众所周知,对于任何一项工程设计来说,进行实地考察,做好充分的调查工作都非常地重要,公路路基路面排水设计也不例外。因此,设计人员在对公路路基路面排水进行设计前,一定要对具体的公路路段进行充分的调查和分析。由于不同地区的水文、地质条件有很大的差异,从而使得基路面排水系统的设计方式也应该有所不同。在具体的设计中,设计人员一定要参考当地的水文、地质材料等,结合当地实际情况进行规划和设计,比如,分析当地的地下水位变化、当地地形等,只有这样才能准确掌握当地的实情,才能保证施工的正常进行。另外,还要充分考虑周边的天气情况,比如,分析周边的年降水量等。在掌握了水文、地质条件之后,就要有针对性地进行设计,具体问题具体分析,争取设计出公路路基路面的最佳排水方案,从而保证公路的正常运行。

3.2 注意保护环境与农田水利设施

在对公路路基路面排水设计时,一定要注意保护环境与农田水利设施,只有这样才能保证生态平衡,才能避免资源的浪费。在具体的施工过程中,不能为了达到公路排水系统的正常运行目的,就要牺牲周围环境,如果对周边环境造成了损害,就会给我们带来无法弥补的经济损失,因此,为了保护环境与农田水利设施,就需要从以下两点做起:首先,要注意公路周边的地形,避免出现水资源的浪费和环境的污染,同时,还要保证周边山坡不要发生水土流失现象;其次,要把公路路基路面排水系统设置在农田外,这主要是因为车辆在行驶的过程中会排放出很多的化学元素,这些化学元素一旦进入排水系统,就会给农田造成很大的损害,因此,要尽量避免排水口设置在农田内。与此同时,即使不存在水源污染的现象,一旦公路排水过多也会对于农田农作物的生长产生涝灾影响,从而影响农民收成,给农民造成很大的经济损失。

4 结束语

总而言之,公路路基路面排水设计是一项长期且复杂的工作,相关的工作人员一定要根据当地地质环境、气候等特点,选择最佳的设计方案,并注意保护环境与农田水利设施,同时,在设计之前还要进行实地考察,做好充分调查工作,从而保证公路的安全可靠使用。

参 考 文 献

[1] 韩昭.公路路基路面排水设计浅析[J].黑龙江交通科技,2013(05):51.

[2] 吴卫华.公路路基路面排水设计要坚持“五注意”[J].交通世界(建养・机械),2013(06):132-133.

篇3

关键词:公路 路基 路面 排水设计

中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:

近年来,随着我国经济的快速发展以及汽车的快速普及,人们对公路的需求也随之越来越高。而以往建成的大多数公路没有设置完善的排水系统,使公路路基、路面的稳定性及强度损坏严重,难以保证行车的安全性,以至于影响公路的正常使用,也缩短了公路的使用寿命。所以,如何加强公路路基、路面的排水设计,成为了广大设计人员工作的重点。

一、公路排水设计概述

(一)公路排水设计的主要内容

排水系统主要针对路面与路基两个方面进行设计,路基排水主要考虑地下水和农田排灌等对路基稳定性的影响,利用在路基底部设置隔水垫层或将其最小填土高度提高等方法降低可能造成的水损影响;路面排水主要针对道路表面的雨水等水源,通过设置中央分隔带、路拱横坡等将地表水流快速引走,降低其对公路的不利影响。

(二)公路排水系统的设计原则

1、路基排水设计的原则首先要求设计师充分考察和掌握当地的地质情况,并将排水系统与自然水系、农田水利相结合,使排水沟渠在促进水利发展的同时不会给沿线生态环境造成负面影响。排水系统应重视对附近山坡等位置水土流失的保护,尽可能不改变原有的水流性质。设计中应使沟渠的平面布置与纵向布置相协调,注重地下水与地表水的综合治理,并将桥涵布置与路基排水有机结合,此外,对纵坡较陡或土质松软地段的排水沟渠,还应采取有效措施进行加固,防止冲刷。

2、路面排水设计应注重道路的路线特点,如较陡纵坡较少受到积水的危害,在路堤较低处,若边坡受冲刷的可能性小,可采取横向漫流的方式对积水进行引排。对路堤高、且边坡缺乏防护的地段,应在路面边缘部分设置拦水带或拦水埂,使路面水汇聚起来,再通过统一的急流槽或泄水口将水排离路堤。此外,路面排水设计应体现出地域性,对多雨季节和降雪较多的情况应进行特殊设计,如增大路拱横坡及时排除行车道内积水等。

二、公路排水的设计方法

(一)路基排水的设计方法

主要通过桥梁及涵洞将边沟、排水沟内的水排离路基范围内。边沟及排水沟的尺寸应根据设计流量确定。边沟一般设计成矩形,以减少开挖面积;排水沟设置于填方路基两侧,一般为梯形,但路线所经为城镇段,排水沟设计成矩形,以减少占地宽度;截水沟设置于路线外测有汇水路段,结合边沟或排水沟,将汇水排至桥涵构造物中,或者直接汇入天然或人工沟渠中。对于地面纵向坡度较大路段,为避免排水沟因水流冲刷而破坏,应对此路段排水沟改为设有消力作用的边沟急流槽。当路线所经为鱼池或者水塘路段,排水沟设置于护坡道内,应注意的是与无护坡道路段排水沟的衔接,在保证正常排水纵断的情况下,使排水沟连接顺畅。地下有泉眼或者地表水有露头路段,应设置横向盲沟,将水引入边沟或者排水沟。

(二)路面排水的设计方法

1、集中排水。此种方法是路肩外侧边缘设置预制混凝土拦水埂或者沥青拦水带,利用路面路拱横坡及纵坡将路面水汇集拦水带与硬路肩组成的浅三角形过水断面内,然后根据流量设计通过设置有一定间距的泄水和边坡急流槽集中排至路基两侧的排水沟;如果采用此种排水方式,当降雨量较大,泄水口间距较长时,路面水会有滞留现象,容易形成雾障和局部积水,影响行车安全,并且拦水带附近残留积水易造成路面的破坏。

2、分散排水。此种方法是通过加固土路肩,采用漫流的方式排水;分散排水方式有一定的优点,能及时排除路面水,不影响行车,也能减少滞留水渗入路面影响路面的使用寿命,缺点是,散排方式必须有相应的坡面防护与之相适应,无形中增加了防护的工程造价。

(三)路面内部排水的设计方法

当路基为低渗透性土,而两侧路肩外也由这种土填筑时,路面结构便类似于被安置在封闭的槽式“浴盆”内,进入路面结构内的水分,无法向下或向两侧迅速渗漏,而被长时间积滞在路面结构内部。特别是位于凹形竖曲线底部、曲线超高断面内侧,或者立体交叉的下穿路段的路面结构,由于地表径流或地下水汇集,进入路面结构层内的自由水不仅数量大,而且停滞时间长。被围封在路面结构层内的水分,会浸湿各结构层材料和路基土,使其强度下降,变形增加,从而使路面结构的承载能力降低,使用寿命缩短。更为严重的是,由于路面是层状结构,层间结合处易于出现空隙,进入空隙内的自由水在行车荷载的作用下,会成为高孔隙水压力和高速的水流,冲刷层面材料并从缝隙处向外喷射出带冲刷材料的“泥浆”,促使水泥混凝土面层出现错台和板底脱空等病害,从而使整个路面结构的使用性能迅速变坏。大量的路面损坏状况调查和路面使用经验表明,进入路面结构内的自由水是造成或加速路面损坏的重要原因。因此,设置路面内部排水系统,将积滞在路面结构内的水分迅速排除到路面和路基结构外,有利于改善路面的使用性能,大大提高其使用寿命。

(四)超高段路面排水的设计方法

1、漫流方法。该方法是将中央分隔带固化,超高侧水通过中央分隔带漫流至另半幅路基,通过排水设施排除,此种方法因为硬化中央分隔带,一方面无法绿化,而且无法安装防眩板,另一方面大量雨水汇入非超高侧,影响其行车安全,现在的设计中很少考虑此种排水方式。

2、集水方法。该方法又可分为路缘带集水及中央分隔带集水两种方式。

(1)路缘带集水是在超高段的内侧路缘带设置集水槽,集水槽上设置铸铁雨蓖子,以汇集超高侧的路面水,然后通过一定间距的集水井和连接集水井的横向排水管、边坡急流槽排入路基以外的排水沟,凹曲线底部必须设置横向出水口,集水井设于中央分隔带一侧,集水井与集水槽之间用预制混凝土板连接;对于挖方路段,调整集水槽底部标高,在保证其槽底纵坡不小于0.3%的前提下,将水流引至填方路段设有集水井及横向排水管的地方,若挖方段较长,无法调整时,则路面水经集水槽、集水井及横向排水管引入加深的边沟内排出。

(2)中央分隔带集水是将设置于路缘带上的集水槽移至中央分隔带内,集水槽可采用预制钢筋混凝土板,其上覆盖种植土种草绿化,集水侧的路缘石上设泄水孔,为方便路面水通畅排入集水槽。中央分隔带排水,设于分隔带内部,路面结构层下设置纵向盲沟,盲沟内水通过横向排水管排至一定间距的集水井或者排至边坡急流槽内,注意的是应在中央分隔带底部及路面结构层端部铺设一层防渗土工布,以防止水流下渗危害路基、路面的稳定。

参考文献:

篇4

关键字:高速公路;路基路面;排水设计

中图分类号:S607+.2文献标识码:A

高速公路路基路面排水设计的优劣程度和公路的使用寿命有着密切的联系,因此说一定要加强对设计环节的综合管理,确保设计方案符合实际要求。通常情况下,高速公路路基路面的排水设计有两种类型,一是采用适当提高路基最小填土高度或者是在路基的地步设置隔水垫层的方法来有效实现路面的排水。二则是通过对路面横坡、边沟等将路表水排出路基以外;或者是设置中央分隔带纵向碎石盲沟以及横向排水管,将施工过程中的水排出路基路面。这两种方式都是实现高速公路路基路面排水的有效设计方案,下面本文以设计原则为出发点,对具体的排水设计方案进行说明。

一 高速公路路基路面排水设计原则

高速公路路基路面的排水设计需要遵循一定的原则,这样才能够保证设计最大化的满足高速公路排水的需要。具体说来,排水设计遵循的原则主要表现在以下几个方面。

首先,需要遵循因地制宜的原则。在设计之前要对施工地区的环境状况进行调查研究,查明该地区的水源和地质条件,并且对重点路段的排水系统进行科学规划,设计过程中要根据调查结果进行全面综合的设计,合理布局,充分考虑路基排水和桥涵布置之间的关系,地下排水和地面排水之间的关系,实现综合治理,并且在因地制宜原则的基础上注重经济效果,充分利用地区的有利地形和自然水系的特点进行排水设计。

其次要坚持和该地区农田水利设置相结合的原则。在高速公路路基路面排水设计的过程中,路基各排水沟渠的设计要和当地的农田水利相结合,保证排水设计和农田水利不会产生冲突。在必要的情况下可以适当的增加涵管,或者是加大涵管的孔径,增强排水量,以防止农田水利设施影响到高速公路的排水问题。

最后,高速公路路基路面排水设计还需要和自然环境和谐相处,在设计的过程中要防止附近山坡的水土流失现象,尽量的维持原有的天然水系,选择有利于地质条件的人工渠布设方式,减少排水沟渠的防护和加固工程。,实现路基路面排水设计和自然的和谐。

二 高速公路路基路面排水设计具体措施

上文中从四个方面简单的分析了在高速公路路基路面排水设计的过程中需要遵循的原则,下面本文就从具体的方面对设计问题进行分析论述。

(一)高速公路路面排水设计分析

当遇到降雨天气,高速公路上就会形成路面水膜,高速行驶车辆的车轮将会和路面接触,很容易产生液面滑移现象,同事高速行驶的车辆车尾部位也会形成税务,影响到驾驶员的实现,给行车安全带来影响,如果路面积水不能够及时的排出,还会影响到路面的稳定性和使用寿命,因此说高速公路的路面排水设计是整个设计过程中的重要环节。高速公路有一般路段、超高路段等,下面本文就对不同路段的排水设计措施进行分析。

首先对于一般路段的路面排水设计,可以根据路线纵坡采取集中截流和分散漫流两种设计方式。当路线纵坡大于等于0.3%的时候,路面排水采用集中截流的设计方法较为合适,在硬路肩边缘土路肩范围内设置沥青混凝土拦水缘石,以汇集高速公路路面上的水,之后,每隔一定的距离设置泄水口,水流可以通过泄水口流入到边坡急流槽,排到路基边沟内,不会造成高速公路路面的积水。当线路纵坡小于0.3%的时候,路面排水设计宜采取分散漫流的方式,使路面水沿着纵坡和横坡经由路堤边坡排入到边沟内,减少路面水的滞留。

其次对于超高路段路面的排水设计来讲,设置超高的路段,路面的水很容易侵占超高侧的行车道,并且穿过凸型中央带紧急开口进入到另一侧的行车道当中,这种情况下就会影响到高速公路上行车的安全性。因此说在设计的过程中,可以在超高侧行车方向的左边路缘带设置纵向的排水沟,并且隔一定的距离设置集水井和横向的排水管,设置之后的超高侧路面积水将会沿着纵坡和横坡流向边坡的急流槽,之后再排入到路基的边沟,解决高速公路路面上的积水问题。

最后,从高速公路路面中央分隔带排水设计的角度考虑。高速公路中央分隔带排水设计方法主要是为了排除路面中央分隔带内的积水,此地段排水设计方案可以分为施工阶段的排水设计以及高速公路使用阶段的排水设计。在施工期间,高速公路该阶段的排水量主要和瞬时降水量以及中央分隔带的汇水面积相关,所以说在设计的过程中为了能够很好的实现该区域的排水效果,该区域排水的长度应该是两个人手孔之间的距离,并且要确保最大间距不能够超过一百八十米。还需要注意,在设计的过程中,为了保证区域内排水的顺畅,需要在人井前的横向排水管移到人井壁处,并且需要在迎水侧的人井壁处刷上沥青以防止雨水渗入到人井当中。

(二)高速公路路基排水设计分析

高速公路的路基排水设计需要从两个方面进行考虑,其一是地面排水设计,其二是路基地下排水设计。

高速公路路基的地面排水主要就是通过全线贯通的边沟实现的,通常情况下,在设计的过程中采用的是60cm×60cm大小的梯形边沟,并且要保证边坡达到1:1的比例,用25cm厚的7.5号浆砌片石进行铺砌,并且要将坡长维持在300米以内,边沟纵坡不能够小于0.3%。对于边沟水,需要引离路基,使水排入到原有水系中的河流和沟渠之内。需要注意的是,对于挖方区域,还需要设置40cm×40cm的梯形平台截水沟,并且要在坡顶的外侧设置60cm×60cm的矩形截水沟,保证路基地面排水的顺畅。

高速公路路基地下排水设计方面,边沟设计起到了重要的作用。在这个过程中,设计人员需要引起高度的重视,对于边沟的尺寸进行设计时,需要综合考虑实际情况,灵活的运用各种设计规范。对于一般路段来讲,路基边沟的设计主要是以填筑式边沟为主,最大限度的减少路基边沟的积水现象。在低矮路堤区域,设计者需要采取护坡道下挖和边沟加深的设计方法,但是在设计时需要注意边沟出水口处不能够低于常水位标高。在挖方路段进行排水设计,需要考虑到中央分隔带的横向排水管排水的要求,确保边沟底标高要高于路肩标高1.2米,且边沟纵坡不小于0.5%。在软基处理地段,如果是淤泥质软土层,其地下水的含量较大,为了能够保证该段路基的稳定性,在设计时需要采取措施尽量的排出地下水,设计者可以采取板加砂垫层再加超载预压的方式,注意要在砂垫层的底部位置留有纵向间距为10米的泄水孔,并且要保证孔的位置要高于边沟底30厘米左右。

结束语:经济的发展带动了我国交通运输的发展,近年来高速公路的需求在增加,对于高速公路设计问题得到了广泛的关注,在这个过程中路基路面的排水设计问题十分关键,排水设计的好坏将会直接影响到高速公路的稳定性。本文就从该问题出发,对高速公路路基路面的排水设计问题进行了分析,希望能够为今后的排水设计工作提供借鉴,更好的实现高速公路良好的排水状态,确保交通的通达性和安全性。

参考文献:

[1] 黄慧琴 浅析高速公路路基路面排水设计 价值工程,2011年第06期

[2] 古军锋 侯森 浅析高速公路路基路面排水设计 城市建设理论研究,2013年第23期

[3] 李英来 浅谈公路路基路面的排水设计 黑龙江科技信息,2011年第35期

篇5

关键词:高速公路;排水设计;路基

Abstract: highway subgrade pavement drainage design of highway use situation is important, drainage system and drainage facilities perfect or not directly influence the highway subgrade pavement of normal life. Hence, for designer, meet the road drainage design of understanding of, and fully consider influence factors of drainage, according to different conditions using relevant reasonable drainage design.

Keywords: highways; and Drainage design; roadbed

中图分类号:X734 文献标识码:A文章编号:

一、概述

随着国家经济建设的发展,对公路建设要求也随之越来越高,高速公路的比例也越来越大,以往建成的大多数高速公路没有设置完善的排水系统,使公路路基、路面的稳定性及强度损坏严重,难以保证行车的安全性,以至于影响公路的正常使用,也缩短了公路的使用寿命。本文以某河南高速公路路基路面排水设计为例,探讨对高速公路排水设计的理念及方法,仅供大家借鉴参考。

二、基路面排水设计目的与要求

把降落在路界范围内的地表水有效的汇集并迅速排除出路界,同时把路界外可能流入的地表水拦截在路界范围外,以减少地表水对路基和路面的危害以及对行车安全的不利。并将公路地下水引排到公路的下侧方,避免公路路基和路面结构遭受地表水和地下水的浸湿、冲刷等破坏作用。

路基路面排水设计的要求是将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度内,保持路基常年处于干燥状态,确保路基及路面具有足够的强度与稳定性。

三、工程实例

1 工程概况

河北省境内的一段,项目区属北亚热带大陆型湿润季风性气候带。夏季暴雨频繁,区内多年平均降雨量800~1200mm。在设计该高速路基路面排水时,充分考量当地的自然条件,结合路基路面排水设计的理念,创立了较为合理的设计方案,以下将做详细介绍。

2 路基路面排水设施的分类

排水设施根据其所处的位置和功能分路面排水设施与路基排水设施。路面排水设施由路肩排水和中央分隔带排水设施所组成,路基排水设施分为地表排水设施和地下排水设施。地表排水设施由边沟、截水沟、排水沟、急流槽等组成。地下排水设施由渗沟、明沟和槽沟、渗井等组成。

3、 高速路基路面排水的分类

(1)路界地表排水

①路面表面排水设计

高速主线路面排水采用漫流方式排水,路面水直接从路肩和路堤边坡坡面流入边沟。路面表面排水的主要任务是迅速把降落在路面上的雨水,通过路面和路肩设计的横坡向两侧排走,以避免造成路面积水而影响行车安全。

②中央分隔带排水设计

高速中央分隔带排水设计:中央分隔带采用凸形,中间植草、栽种灌木。为排除渗入中央分隔带内部的水,在分隔带底面铺设土工布进行封闭,底部设纵向透水管,四周填以米石,米石上铺反滤土工织物,组成分隔带内的地下排水设施,中央分隔带下渗水汇集到纵向排水渗沟中,在通过设置横向排水管将渗沟内的水排出路界。纵向排水渗沟两侧及底面可用抹砂浆、涂沥青、粘贴土工布封闭。填方路段每隔60米左右设一道横向排水管,挖方路段在挖方起终点填挖交界处的填方路基内各设一道横向排水管,将水引出路基。横向排水管直径采用直径为11.6cmPVC管,管底纵坡不小于1%,出口修建急流槽及防护措施。

③坡面排水 高速坡面排水设施由边沟、截水沟、排水沟、急流槽等组成, 沟底纵坡坡度不宜小于0.5%。土质沟渠的最小纵坡为0.25%;沟壁铺砌的沟渠的最小纵坡为0.12%。沟槽的顶面高度应高出设计水位0.1米―0.2米。

边沟设计排水:边沟设置在路肩外侧或低路堤坡脚外侧,用以汇集和排除路面、路肩、边坡及流向路基的小量地面水。高速边沟设计,一般路堤宜采用梯形,在场地宽度受到限制时,可用石砌矩形。当挖方高度大于6m时,可选用100cm×80 cm矩形边沟 ;当挖方高度小于6m,大于2m时, 可选用60cm×60 cm矩形边沟。当挖方高度小于2m时,可选用浅碟形边沟。

截水沟设计排水:设置在挖方路基边坡坡顶以外或山坡路堤上方的适当处,用以截引路基上方流向路基的地面径流,防止其冲刷和侵蚀挖方段和路堤坡脚,并减轻边沟的泄水负担。地面岩石和坡面不怕冲刷的路段,可不设置截水沟。截水沟断面的形式一般为梯形,当地面横坡较陡时,可作成石砌矩形。

(2)路面内部排水

高速路面排水采用漫流方式排水,路面水直接从路肩和路堤边坡坡面流入边沟。考虑到部分降水仍将会渗入至路面结构层中,这部分水在行车荷载的作用下会形成强大的动水压力,进而使沥青与骨料剥离,产生病害,为了排除渗进路面层中的水,在路肩基层顶面处设置无砂砼排水盲沟。排水盲沟首先要铺设二布一膜防渗土工布,靠近路基边坡一侧设置C15号无砂砼块铺砌或现浇,高34cm,上宽为30cm,下宽为25cm。在其与基层中间铺设10cm厚,粒径为0.5~1cm的碎石垫层,在碎石与无砂砼顶上铺设反滤土工布一层。及时将影响沥青路面的水排出。同时为使景观优化,在透水土工布上回填种植土,种植花草。

(3)地下排水

在地下水位较高的路段,为了切断、拦截有害的含水层和降低地下水位,保证路基的稳定和干燥,降低因地下水造成的危害,需修建渗沟将下水排除。高速填石渗沟为矩形,在渗沟的底部用较大碎石或卵石(粒径3~5cm)填筑,在碎石或卵石的两侧和上部,按一定比例分层(层厚约15cm),填较细颗粒的粒料(中砂、粗砂、砾砂),做成反滤层,逐层的粒径比例,大致按4:1递减。砂石料颗粒小于0.5mm的含量不应大于5%。用土工布包裹有孔的硬塑管时,管四周填以大于塑管孔径的等粒径碎石、砾石,组成渗沟。顶部作封闭,用双层反铺草皮或其它材料(如土工合成的防渗材料)铺成,并在其上夯填厚度不小于0.5m的粘土防水层。填石渗沟的埋置深度,应满足渗水材料的顶部(封闭层以下)不得低于原有地下水位的要求。当排除层间水时,渗沟底部应埋于最下面的不透水层上。

四、结束语

目前,高速公路已通车多,运营情况良好,质量相当稳定,这与排水设计的完善是分不开的。

路面排水系统的不完善,是影响高速公路行车安全、造成公路早期破坏的主要原因之一。作为高速公路的设计与施工,完善的路面排水系统的设计与施工是必不可少的,鉴于目前很多公路建设者已经认识到路面表面排水系统的重要性,本人更着重强调路面表面下渗水排水系统的重要性。下面是我的几点见解:

(1)高速公路超高缓和段的排水设计应作多方面的考虑。当超高过渡段的线型设计需要采用较长回旋线时,超高渐变率过小,超高缓和段的渐变过程产生较长横向排水不畅路段,使该段路面滞水,引起路面排水不良,产生影响行车安全、土基工作区含水量过大导致强度和稳定性降低、路面易破坏等一系列问题。在多雨及水系发达的地区,这些问题尤为突出。目前可采取的方法有:①超高缓和段可考虑采用透水路面的型式快速排除路面表面的积水;②可参照日本《规范》的规定用限制超高缓和段长度代替限制超高渐变率或者两者结合加以规定;③在超高渐变段设置斜脊式路拱。

(2)路面边缘排水系统中自由水在路面结构层内沿层间渗流的速率要比向下渗流的速率慢许多倍,并且部分自由水仍有可能被封堵在路面结构内,因而,边缘排水系统的渗流时间较长,路面结构处于潮湿状态的时间要比排水基层排水系统长许多。排水基层排水系统,由于自由水进人排水层的渗流路径短,在透水性材料中渗流速率快,其排水效果比边缘排水系统好得多。

参考文献

[1]交通部公路排水设计规范J(TJ018―17)

[2]公路设计手册路基交通部第二公路勘察设计院

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【关键词】山区公路;坡面排水;路面排水;结构物排水

近年来,暴雨强度暴涨,公路水毁事故频发,排水设计在公路设计中显得尤为重要。公路排水系统是及时排出在公路路界内的地表水、地下水, 防止公路路基和路面遭受浸蚀、冲刷等损害,确保公路结构及运行安全。公路排水设计, 特别是多雨地区高等级公路, 除了要考虑道路等级、地形、地质、气候、年降雨量、地下水等条件外,还应将排水系统综合考虑,使其形成良好的排水系统。

山区公路路基路面排水一般采取"拦、截、疏、排"的处理方法,设置防冲刷、防渗漏和有利于水土保持的综合排水设施和防护工程,对水流进行“早接远送、迅速引离”路基。公路排水设施主要由沟管组成。常用排水沟按其形状采用梯形、矩形、三角形、浅碟形等,按其砌筑材料分混凝土及浆砌片石等。路基路面排水系统是由坡面排水、路面排水、结构物排水等所组成的综合体系。

1. 坡面排水

对于山区公路,路界地表排水包括路基边坡坡面、路面表面、中央分隔带和路界范围内地表坡面的表面排水,以及有可能进入路界的公路毗邻地带的地表水和相交路界内的地表水。路界地表排水设施包括截水沟、挖方边沟、填方排水沟、急流槽、跌水及外排沟等组成,结合桥梁、涵洞把坡面水汇集排到路界外的天然河道、沟渠内进行排水。

通过设计流量计算,根据具体的泄水量大小、填挖以及地质情况的不同,进一步确定坡面排水设施的断面形状、尺寸及砌筑材料。根据浙江温州、台州多条高速公路设计情况,本着节约用地、满足排水需要等原则,填方排水沟多采用矩形浆砌片石、梯形浆砌片石、U型预制混凝土及浅碟形预制混凝土等排水沟,挖方边沟多采用带盖板矩形边沟、不带盖板矩形排水沟及排水暗沟等。截水沟的流水通过挖方急流槽排入边沟,再通过填挖交接急流槽排入填方排水沟,最后通过路线外排水沟排入河道。

对于多雨地区山区公路,设计应深入调查,分析路基是否占用路界范围以外山体的排水通道,在充分考虑计算坡面的汇水面积、设计径流量等方面,应通过增加桥梁、涵洞或增大排水沟尺寸等方式,避免暴雨泄洪时,因路基阻断泄洪通道而冲毁、淹没路基。

2. 路面排水

对于山区公路,路面排水可分为路面表面排水、中央分隔带排水和路面结构内部排水。浙江温州、台州地区高速公路路面均为沥青路面,沥青路面易发生水损害破坏,如不能及时排出,会破坏路面结构,影响行车舒适性。

①、 路面表面排水

降落在路面上的雨水、通过路面横向坡度向两侧漫流。规范规定高速公路路基横坡为2%,纵坡不小于小于0.3%,基本满足排水需要。在路面排水特别困难的情况可设置拦水带,汇集路面水,每隔一定的距离经泄水口和边坡急流槽,排至路基边沟。在超高侧中央分隔带内设置矩形纵向流水槽,将超高侧路面水汇集至集水井,再通过横向排水管排至急流槽。

②、 中央分隔带排水

中央分隔带部位主要设置隔离护栏、防眩挡板或灌木及下部埋设的管线等。中央分隔带排水结构主要为防止降落雨水下渗,破坏路面基层,在中央分隔带设置纵、横向渗沟,将水引出路基。

③、 路面结构内部排水

一般高速公路设计在土路肩范围采用碎石填筑,下部设软式透水管或打孔塑料排水管来排除滞留在路面结构内的自由水。路面结构设计在路面层与水稳定碎石基层中间设置一层乳化沥青封层等措施以阻止通过面层下渗的水继续下渗,保证路基基层具有足够的强度和耐久性。

3. 结构物排水(地下水)

地下水通过毛细作用侵润路基,使得土基强度降低,使得路基泡软、坍塌,并严重影响路面结构的安全。

对地下水位高的挖方土质路段或有裂隙水的挖方硬质岩石路段,设置引水洞、引水管等,并封闭坡顶渗水通道,保证挖方边坡稳定。在两侧路肩设置管式渗沟的方式来隔断地下水向路基渗流的路径和降低地下水位,从而达到保证路床处于干燥状态。

对于地下水位较高的填方路基,在桥台、涵洞及挡土墙等结构物后,换填砂砾、碎石等透水性材料,防止由于积水而使结构物承受额外的静水压力,从而造成路基塌陷。挡土墙墙后设纵向碎石渗沟,渗沟外包复合工布,渗沟底设软式透水管,透水管通过横向PVC 管与墙身表面泄水孔连接,将水排出。沿河挡土墙特别注意挡土墙应埋置与冲刷线以下至少1m深,防止冲刷掏空墙底成路基塌陷。

4. 结束语

路基路面排水设计应遵循综合设计原则,“花小钱,避大难”,充分考虑山区排水泄洪需要,结合水利计算与工程施工简单的原则,根据不同道路、不同地理地形条件,采取不同的排水系统。多数由于地表水下渗不能及时排出、地下水位升高不能及时恢复等造成的。

公路排水设施不仅要相互联系,自成系统,还要与公路沿线的河流、沟渠、蒸发池等结合起来形成系统的、综合的排水网。设计前期充分调查清楚公路沿线的地形、地质、气候、降雨、水文、水利、灌溉、河流、沟渠、桥涵等涉及排水系统设计的资料,因地制宜,做到整体规划。尽量不破坏天然水系,不轻易合并自然沟溪和改变水流性质。

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关键词:排水设计;路基排水;路面排水

中图分类号:S276 文献标识码: A

1.概述

长期以来,我国公路建设缺乏对自然环境保护的重视,这主要与我国公路建设资金短缺有关,使得在进行公路建设的时候无暇顾及其他方面的问题,导致在许多工程建设中出现了忽视环保甚至严重破坏环境的情况,工程技术人员在设计、施工中也严重缺乏环保意识。随着我国国民经济的迅速发展,公路建设的规模也迅速扩大,投资制约和发展需求的对比在逐步发生了变化,当公路建设投资不再是突出问题时,生态环境问题逐渐凸现了出来。随着高速公路建设向山区的发展,出现了植被破坏、环境污染、水土流失等一系列问题,出现了较多的环境地质灾害。针对高速公路建设所带来的水土流失等问题,本文从设计方面进行了探析。

2.设计原则

1.1各种排水沟渠的设置和联结应尽量不占或少占农田,并与当地农田水利建设相配合,必要时可适当加大涵管孔径以利于农田排灌。一般情况下,不应利用边沟作为排灌渠道。

1.2应该对当地的水源进行较为详细的调查,在调查的过程中要因地制宜,经济适用,充分考虑将当地的桥涵布置跟路基配水相结合,同时将排水沟渠中的竖向布置和平面布置相配合。此外,对于某些地质不良不适合排水的地段,还要做到将排水设计与路基的防护加固设计相结合,从而实现对排水设计规划上的合理和高效。

1.3在路基路面的排水设计中一定要防止在施工中所出现的水土流失,尽可能的不去对天然水系进行破坏,即不会对附近的自然沟溪状态进行改变,同时也不会去改变水流的性质。

3.路基地面排水设计研究

路基排水的目的是把路基工作区内的土基含水量降低到一定的范围内。土基含水量过大便会引起土质松软,强度降低,边坡坍塌,基身沉陷或滑动,影响交通。

2.1路基排水

2.1.1路基地下排水

地下排水的设施主要有:盲沟、渗沟、渗井等,其作用是拦截影响路基稳定的地下水,予以截断、疏干、降低并引导到路基范围以外,以降低地下水位或拦截地下水位。渗沟的横断面槽宽一般不宜小于1m。渗沟的纵坡 一般应不小于0.5%,特殊情况可减至0.2%,但必须加强防淤措施。盲沟因排水层阻力大,纵坡不应小于1%,一般采用5%。在处治地下水时需注意地表水不能引入地下水的处理措施中,而地下水可以引入地表水的设施中。

2.1.2路基表面排水

路基地表排水设施主要有:边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、倒虹吸及积水池等组成。边沟和排水沟的断面型式和尺寸应结合地质条件、边坡高度及汇水面积通过水文和水力计算确定。填方段一般选用矩形或梯形排水沟,挖方段一般选择矩形边沟,在高挖方路基边坡坡顶以外或山坡路堤上方,为防止降水的冲刷和侵蚀,多设置截水沟,截水沟中的水汇集到一定程度再通过急流槽排入边沟或排水沟内。边沟和排水沟内的水将路基范围内各种水源的水流(如边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水)引至桥涵或路基范围以外。这些设施分别设在路基的不同部位,具有各自不同的排水功能、布置要求及构造形式,它们相辅相成,使整个排水系统完整、贯通。

1 .填方段排水

填方段路基排水设施以排水沟为主。排水沟起连接各种排水设施,将水引排到附近自然水道或桥涵,从而形成完善的排水系统的作用。排水沟一般采用矩形或梯形横断面,尺寸根据设计流量确定。边坡平台排水沟适宜采用混凝土预制的梯形排水沟。排水沟的长度不宜超过500 m,与各种水沟的连接应顺畅。排水沟在整个公路综合排水系统中具有重要的作用,它不仅担负着排泄地表水径流的作用,而且有排除部分构造物中积水的功能,其设置是否合理决定着整个排水系统是否能够正常发挥作用。

2.挖方段排水

挖方段排水设计较填方段排水设计困难,排水设施主要有边沟、截水沟等。

( 1) 一般边沟。以往的设计,各级公路的边沟都习惯采用梯形(土质)和矩形(岩质)横断面。但从安全及经济的角度,采用植草防护的浅碟形排水边沟,对于地形平坦,冲刷较小的浅挖路段适应性及经济性较好;对于汇水面积较大的深挖方路基,加盖板的矩形边沟较梯形边沟适应性及经济性较好。路基边沟一般采用浆砌片石或水泥混凝土预制块加固,沟底纵坡坡度一般不宜小于0.5 %,最小不宜小于0.3%,以免影响边沟水的顺利排出。边沟出水口的间距,一般地区不宜超过500 m,多雨地区不宜超过300m,碟形边沟不宜超过200m。

( 2) 填方边沟。当路线经山岭重丘时,地形复杂,自然冲沟分布密集。在山坡线路基纵向排水设计中,会出现边沟在两边为挖方中间为局部小填方的情况。这种情况下,由于不宜设桥涵构造物,为将边沟水引出,在填方处设置填方排水边沟,即在填方处将地面垫起,与边沟接顺。垫起地面后,由于路基的拦阻,从山坡流下汇入自然冲沟里的水将淤集在路基处,对路基造成危害。对此,采用两种处理方法。第一种:将填方边沟与前后挖方边沟接顺,并在边沟处向自然沟继续填土以2﹪横坡与自然冲沟轴线相交(若此交界线在本桩号占地范围内)。在此交界线与自然沟宽度范围内,用30cm厚的7.5号浆砌片石护面,以防边沟处冲刷。第二种:当自然地面与边沟设计高差较大,在占地范围内不能相交时,在填方边沟外缘线2m的宽度内填起地面,放坡坡度同路基坡度,并设置30cm厚7.5号浆砌片石护面。此范围与路基同时施工,然后开挖边沟。

( 3) 截水沟。路堑或路堤边坡上方流入路基的地表径流量大时,需设置拦截地表径流的截水沟。在设计前应进行实地调查,了解地形、地质、水文、植被等情况,对截水沟的适宜位置和排水出口的引伸范围做出合理的布局。一般截水沟设在路堑坡顶5m或路堤坡脚2m以外。截水沟截面形式一般采用矩形或梯形,尺寸大小视汇水流量确定。截水沟长以200-500m为宜。超过500m时,需在其间适当位置增设泄水口,并采用急流槽、跌水井等排水构造物引排。

2.2路面排水

通过设置路拱横坡,将路表水向两侧排流。除在超高曲线上设向内侧倾斜的单向横坡之外,高速公路沿路中心线设置向两侧倾斜的双向横坡。路拱横坡度的大小应考虑行车平稳和有利于横向排水两方面的要求。

2.2.1路面表面水

路面表面面排水可采用集中排水或分散排水的方式。如果路堤较高(大于3.5m),边坡坡面未做防护而易遭受路面表面水流冲刷,或者坡面虽已采取防护措施但仍有可能受到冲刷时,则采用集中排水。集中排水是在硬路肩外侧边缘设置预制混凝土路缘石拦水带,利用路面纵横坡合成坡度将路面表面水汇集在拦水带与硬路肩组成的浅三角形过水断面内,然后通过一定间距设置的泄水口和急流槽集中排放到路基两侧的排水沟。在路线纵坡平缓、汇水量不大、路堤较低且边坡坡面不会受到冲刷的情况下宜采用分散排水。分散排水是通过加固土路肩,采用漫流的方式排除路面水。为防止路面水流对路堤边坡的冲刷拉槽,边坡防护采用具有截排水功能的骨架护坡。

2.2.2中央分隔带排水

首先,当中央分隔带宽度小于3m时,一般采用带有铺面的横断面形式,中央分隔带(在无超高路段)采用双向横坡,将雨水流向两侧路面并入路面排水系统;第二,中央分隔带宽度大3m,且未采用铺面封闭时,可设置内倾的横向坡度,使表面水流向分隔带中央低凹处,通过纵坡排流到泄水口并横向排离路基;第三,为排除渗入分隔带内的表面水,可设置纵向排水渗沟,并隔一定间距通过横向排水管将渗沟内的水排引出路界。

3.公路超高路段表面排水设计

设超高的曲线段,在超高侧中央分隔带边部设有流水槽,每隔一定的距离在分隔带内设置集水井,超高侧的路面水通过流水槽汇集到集水井中,再由埋在路基下的横向排水管排到边距或边坡泄水槽中,集水间距通过力水计算确定。一般,路线纵坡大于2%时,集水井间距采用40-80m;路线纵坡小于2%时,集水井间距采用30-40m。

4.总结

公路排水工程关系到整个工程的使用寿命,在进行排水设计时应与周边环境作为一个整体全面考量,才会达到预期的效果,创造出景观上整体协调、综合效益较高的公路排水体系,从而提高我国公路的建设质量。

5.参考文献

[1]李真,张建鹏.浅谈路基路面的排水设计.环球市场信息导报,2010.4

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【关键词】公路工程;路基路面;设计;

一、公路路基路面基本性能的要求分析

1.平整度

公路的平整,直接与驾驶员行车的舒适性与安全性有着分不开的关系。随着近几年我国经济与技术水平的不断提高,人民生活水平发生了很大变化。若想更好的控制好公路的平整度,那就要从公路一开始设计与施工阶段阶段进行控制,如果施工阶段,工作人员及监管人员不付责任,对公路的平整度检查不重视,公路一旦建成投入使用。将会给公路通车后的车辆带来极大的阻力与震动冲击,最终给驾驶带来安全隐患。

2.稳定性

公路的稳定性,也是在公路建设阶段时所变动的,在公路建设阶段必然会出现人为改变自然地表平衡的行为,有一些行为也是不可避免的,这会给公路整体稳定性在一定程度上带来影响。人为改变自然地表平衡的行为并不是影响公路稳定性的唯一因素。笔者从多方调研认为造成公路路面路基整体稳定性下降的因素比较多,例如:地方工作路段的温度变化及湿度变化、雨水、土地沉降等多方因素。

3.耐久性

众所周知,一条公路建成投入使用,需要耗费大量的人力及财力。因此,这就要求公路一定要具有耐久性。国家对公路的使用都有明确规定,我国一般归定的公路工程使用年限为二十年以上,这二十年以上还包括路基路面的车辆碾压与承重部分。因此,我们要使公路使用年限达到标准,就要对公路进行严格的耐久性检查,保证其寿命达到国家标准。

4.承载能力

公路建设完工,交付使后,车辆行驶带来的荷载会通过轮胎传递到路面与路基,车辆的压力会对公路内部的结构带来变化,如果公路施工时质量不过关,时间久了就会形成车辙,最终影响着公路的使用年限。因此,这就要求我们在最初的设计与安全性检查时,充分考虑公路整体的承载能力。

二、公路路基路面设计措施

1.设计车速与运行车速的选择和控制

设计车速决定着道路的几何形状。运行车速则是针对设计速度的不足,避免产生速度突变,保证汽车行驶的连续性而引入的,主要用于根据设计速度初定道路线形、通过测算模型计算路段运行速度、用速度差控制标准检查和修正线形和以修正后的运行速度为依据来确定线路的其他设计指标。

2.公路路面的排水设计工作

2.1 地面排水设计

在路基地面进行排水设计,主要是利用了贯穿全线的边沟来进行,一般要注意以下要素:1)边沟的选择要以梯形边沟为主(0.6m×0.6m),边坡比控制在1∶1;2)在铺砌浆砌片石的选用上以25cm厚的M7.5浆砌片石为主,边沟纵坡不低于0.3%,坡长小于300m;3)把边沟水引离路基,排入原有水系的河流。在设计阶段考虑可能会遇到边沟与涵洞、通道发生交叉,此时需要将边沟水直接排入涵洞或在灌溉涵、通道处让路基边沟向两侧排走或设边沟倒虹吸涵通过。

2.2 地下排水设计

1)一般路段的地下排水设计。一般路段的地下排水设计多以填筑式边沟为主,能有效地对路基边沟存在的进行控制。这种设计理念得益于建成公路的经验总结,以往存在的问题包括部分路段在汛期内无法及时清理路基水或是有群众对排入灌溉涵洞内的路基水进行干扰,所以在一般路段的低下排水设计中,主要考虑以填筑式边沟为主要设计内容。

2)软基处理段的地下排水设计。淤泥质的软土层具有地下含水量大的特点,所以地下排水是保证软土路基稳定的关键因素。在设计中为保证软土路基的稳定性,多采用板、砂垫层和超载预压的深层设计,将15cm厚的级配碎石用做砂垫层与边沟相接的斜面上的反滤层,将5cm×5cm的预留截面设置在砂垫层底部,设置纵向间距为10m的泄水孔,且低于边沟30cm为最佳。

3)低矮路堤的地下排水设计。对于低矮路堤排水需要注意的是,边沟出水口必须要高于水位的标准高度。针对边沟高度的问题要依照纵断面和地形的实际情况进行调整,以自然地形来明确排水的方向。对于边沟底的标准高度设计通常为肩边缘最低点标准高度以下大于1.7m,对于不能满足1.7m要求的也可以为0.5m,如果另一侧的边沟比较低可以采用单侧布设横向排水管。

4)挖方路段的地下排水设计。这种地段应考虑分隔带横向排水管的要求,边沟底的标准高度不能小于路肩高度1.2m。施工单位要选在边坡顶开挖截水沟,同时处理好临时排水沟。对于石方挖方位置尽可能挖深边沟,便于降低路基中地下水位的高度。A形边沟由于矩形断面比较小,很容易被堵塞,通常情况下在地形受到限制时使用;B形边沟要依照水位的情况进行制定。

5)填挖交接段的地下排水设计。对于路堤的交接位置,当路堑的水位比较高时,为了避免堑下水层中的水会进入路堤,导致路堤出现坍塌的问题,因此要合理设计横向渗沟。如果边沟水进入涵洞,应在沿线设置涵洞,对于需要排入排涵的边沟,沟底的标准高度不能小于涵洞中心的标准高度。

3.分隔带的排水设计方式

进行中央带的排水设计工作时,如果分隔带的宽度是有所区别的,那么我们就应选择不同的排水方式。当宽度小于3m时,设计分隔带时建议选择外倾的方式,这样在分隔带两边横坡位置处排出的自由水就会向路面排泄,并且逐渐的进入到路面的排水系统中;当宽度大于3m时,并且也没有设置相应的铺面封闭形式,那么设计分隔带时间以选择内倾的方式,保证自由水能够从四周向中央凹陷处排出,并且逐渐的流向纵向泄水口。

4.公路路基路面设计中软基的处理要点

4.1有效的处理石灰原料

作为在公路工程施工中较为常见的一种填筑材料,在软基的处理工作中,我们应先充分的消解石灰材料,在实际的施工过程中如果未按照要求将石灰原料消解,那么在进行完碾压的施工作业后,当雨水天气来临时,石灰也会自然被消解,那么公路路基就可能出现膨胀的现象,大大的降低了路面的平整度。

4.2准确的控制过湿土的含水量

过湿土的含量也是会对软基的处理质量产生重要影响的,并且当其含量超过30%,而施工的环境又是出于雨水多发的季节时,那么就会进一步的提高过湿土的含水量,从而降低公路路基的整体稳定性。当施工时环境的温度较高时,通常情况下路基的表面已经是较为干燥的了,而路基的内部含水量却可能还是很高的,所以,应先对过湿土进行相应的粉碎和翻晒的操作,之后才能进行回填的施工作业,从而保证过湿土含水量的准确性,防止出现因过湿土含水量不符合要求而导致的路基施工中的质量问题。

4.3控制填筑土的厚度

进行软基的处理工作时,我们必须进行相应的填筑作业,而进行填筑的施工作业时,我们为填筑的质量,就必须严格的控制填筑土的厚度。如果其厚度是不符合要求的,那么在施工时就会增加很多道工序,从而导致工程项目无法按时的完成。而当填筑的土块厚度太大时,碾压作业和整平作业的难度就会加大,路基的稳定性也会下降,很容易就会导致工程出现返工的情况。

结语

公路工程路面设计是一项复杂的系统工程,需要结合实际和经验进行。因此,在具体的公路设计中,应从多方面因素进行考虑,全面提高公路路基路面的整体稳定性,从而保证我国公路工程的施工建设质量。

参考文献:

[1]赵勇.刘子琪.简述公路工程质量通病及预防措施[J].城市建筑.2013.(07).

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关键词:高速公路;短路基;结构设计;面层;基层;垫层

0引言

随着高速公路建设数量越来越多,工程穿越的地形地质条件也越来越复杂。许多高速公路需要穿越山地、丘陵、盆地等,给工程建设带来全新挑战。由于山地的地形地质条件十分复杂,桥梁和隧道所占的比例较高,容易出现桥梁与桥梁,桥梁与隧道之间的短路基。短路基的长度一般比较短,位置分散,路基基础与桥梁隧道的构筑物结构存在较大差异,施工难度大,质量控制要求高。一旦施工方案设计不合理,质量控制措施没有严格落实,很容易导致质量缺陷出现,对整个高速公路工程建设也会带来不利影响。为有效应对这些难题,克服短路基施工中遇到的难题,首先应该完善方案设计,然后落实质量控制措施,加强每个施工环节的质量控制,促进短路基工程质量和高速公路建设效益提升。

1高速公路短路基的特点

短路基是高速公路建设的常见路基结构形式,由于山区地形起伏,路线受地形条件制约,桥梁隧道之间的短路基较多,其主要特点表现在以下方面。施工方案设计时,应该根据短路基的特点采取相应措施,提高结构设计水平,有效指导后续施工,促进路基工程质量提升。

1.1填方或挖方施工难度大

短路基通常位于桥梁和隧道之间,位置分散、长度较短,大部分为高填方和深挖方,施工难度大,给现场施工带来挑战。作为施工单位和施工人员,首先应该重视现场地形地质勘查,结合现场施工做好勘查设计工作,有效指导短路基施工。

1.2压实度难以保证

压实度控制是短路基施工的重要内容。然而,由于山区地形地势条件复杂,短路基通常位于地势陡峭路段,并且里程很短,大型机械搬运和施工困难,因而必须采用小型机械设备或者采用人工方式开展现场施工[1]。同时,短路基现场施工难度大,质量控制要求高,压实度也难以得到保证。

1.3容易引发不均匀沉降

由于压实度控制难度大,一些短路基压实度不合格,填料不均匀,路基与桥梁隧道构造物之间的基础刚度差异性较大,容易导致路基不均匀沉降现象发生。如果没有得到及时修复和处理,可能使路面结构层遭到破坏,对高速公路通车运营也会产生不利影响。此外,高速公路通车运营后,在自然环境、车辆荷载的影响下,再加上短路基工程自身存在质量缺陷,容易出现路基不均匀沉降和路面开裂现象[2]。因此,作为工程建设单位,首先应该完善方案设计,有效指导短路基施工,实现对工程质量的严格控制,进而预防质量缺陷发生。

2高速公路短路基面层结构设计

面层结构设计是短路基设计的关键内容,设计人员应该善于把握技术要点,考虑现场施工情况完善方案设计,有效指导后续施工。一般而言,应该结合短路基的具体情况,有针对性地采取设计方案,具体措施如下。

2.1面层型式选择

水泥混凝土面层刚度大,可以弥补短路基压实度控制难的问题,缓解路面不均匀沉降带来的路面损坏。但短路基压实度不够、不均匀沉降严重,容易导致混凝土面板局部压力过度集中,出现早期损坏,制约车辆安全顺利通行。而在混凝土面层掺入钢纤维并形成钢纤维混凝土,能增强路面的抗裂、抗弯拉、抗疲劳性能,促进工程质量提升,设计中需要重视它的应用。

2.2应用复合式路面

高速公路常用沥青混凝土路面和钢纤维混凝土路面,这两种路面型式结构不仅美观,而且行车舒适度高。短路基施工中,为促进其作用充分发挥,可以设计采用复合式路面,在钢纤维水泥混凝土面层上部加铺沥青混凝土。设计采用复合式路面用于短路基施工,可以发挥沥青混凝土面层的特点,确保面层结构美观、施工连续性好、行车噪音小、舒适度高。同时还能充分发挥钢纤维混凝土刚度大、抗折强度高的特点,有利于延长路面结构使用寿命,为高速公路工程建设创造良好条件[3]。

2.3钢纤维混凝土面层

钢纤维混凝土面层设计时,需要考虑路面的温缩和干缩特性,为防止混凝土板断裂,需要合理设置接缝。同时,为保证路面的综合性能良好,行车舒适度高,在满足施工需要的前提下,应该尽量少设置接缝。此外,为保证面层结构稳固,有效承受车辆荷载,预防裂缝产生,短路基钢纤维混凝土板的厚度在22cm为宜。

2.4沥青混凝土面层短路基

在高速公路整个线路所占的比重较小,不必要进行单独设计,参考普通路段设计技术规范标准即可。按照《复合式路面设计原理与施工技术》的规定,高速公路沥青面层厚度不得小于7cm。此外,为节约成本,方便施工,参照技术规范要求,短路基面层宜采用4cm细粒式改性沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+22cm钢纤维水泥混凝土结构形式。

3高速公路短路基基层结构设计

短路基的高填和深挖路段较多,路基状态复杂,给现场施工带来挑战。而填方路段基层直接铺筑在路基之上,受地下水影响小。但由于填方高度较高,受施工现场条件限制,再加上如果质量控制不到位,难以有效保障填方压实度,不均匀沉降问题也会比较严重,难以有效保障施工效果。为预防质量问题发生,基层必须选用刚度大、扩散能力强的材料进行填充和施工,并按要求压实,进而减少路基不均匀沉降,保障路基的稳固与可靠。根据施工经验,水泥稳定碎石属于半刚性材料,在高速公路施工中的应用非常广泛[4]。并且技术成熟,适用于短路基填方路段施工。山区挖方路基施工时,土方开挖量大,施工中还需考虑地下水的影响。如果挖方路床受地下水影响较小,与地下水位线的距离较远,路面基层宜采用水泥稳定碎石。如果地下水丰富、水位较高,必须合理选择施工材料,确保填料具有良好的透水性能。级配碎石基层透水性能良好,在高速公路施工中的应用比较普遍,并且工艺先进、技术娴熟,适用于地下水丰富的挖方路段。总之,短路基基层设计时,应该综合考虑填方和挖方路段实际情况。如果短路基位于高填方路段,与地下水位线的距离较远,受地下水影响很小,宜采用水泥稳定碎石基层。如果挖方路段开挖至地下水位线以下,宜采用级配碎石基层。通过采取上述有效设计方案,有利于保证短路基的基层质量合格,满足施工技术需要,促进工程质量提升。

4高速公路短路基垫层结构设计

垫层位于基层与土基之间,是短路基设计中不可忽视的内容。它的主要作用是隔水、排水、防冻,扩散荷载,并且还有利于减少路基变形,保证路基结构的稳固性与可靠性。短路基方案设计时,对于垫层设计应该进行全面考虑,结合短路基所在位置的地形地质条件、水文条件等,合理设置垫层。如果短路基位于季节性冰冻地区,当路面总厚度小于最小防冻厚度时,结构设计中有必要设置垫层,从而有利于避免冻胀翻浆现象发生。地下水丰厚的路段也应该设置垫层,从而有利于排水,避免积水现象发生,保证施工效果。此外,如果短路基填方路段不均匀,沉降问题比较严重,也需要设置半刚性垫层。采取这些处理措施之后,有利于防止不均匀沉降问题发生,保证短路基结构的稳定与可靠,实现对工程质量的严格控制。

5结语

短路基结构设计是高速公路设计中不可忽视的内容。作为设计单位和设计人员,应该加强现场勘查,根据短路基结构具体情况完善方案设计,对工程施工进行科学合理安排。另外还要严格落实设计方案和技术标准,遵循规范要求施工。一般而言,短路基路段宜采用AC+SFRC复合式路面,沥青面层采用细粒式改性沥青混凝土,钢纤维混凝土路面不设接缝,厚度值以22cm为宜。基层结构设计时,通常根据地下水位高低选择合适的结构形式。例如,当短路基位于高填方或距地下水位线较大的挖方路段时,宜采用水泥稳定碎石基层。如果挖方路段开挖至地下水位线以下,宜采用级配碎石基层。此外,为确保短路基工程质量,提升高速公路的稳定性与可靠性,还要结合水文地质条件及防冻要求,科学设置垫层。总之,从多个方面入手,采取有效的设计策略和质量控制措施,实现提升短路基工程质量的目的,为车辆顺利通行提供保障。

参考文献:

[1]邓军华.在高速公路路基路面施工过程中质量控制研究[J].江西建材,2017(2):160-161.

[2]蔡湘琪.高速公路路基路面工程存在问题的质量控制研究[J].科技创业月刊,2011(4):136-137.

[3]王伟.高速公路短路基路面结构设计[J].山西交通科技,2016(6):23-25.

篇10

关键词:城市道路;路基路面;设计;施工

Abstract: this paper, introduces the different levels of urban road roadbed design, test and construction from the attention, and has strong theoretical and practical, for reference.

Key words: the city road; Roadbed; Design; construction

中图分类号: U412.37文献标识码:A 文章编号:

1.工程背景

某工业区为了更快得到发展、吸引更多的外商投资,基础设施必须先期投入到位。 道路属于基础设施的一部分,所有道路均为新建工程,该片区共有道路 11 条,是工业区最主要的骨架道路。

2路基设计

2.1路基边坡

城市道路一般填高较低(填高

2.2一般路基设计

2.2.1高填方

当填土高度H (路面边缘标高与原地面的高差)≥h+0.6 m (h为路面结构层厚度)时,清除20 cm表层耕植土进行基底碾压后回填6%的灰土;车行道路床(厚度60 cm)部分均回填6%的灰土,人行道路床(厚度40 cm)部分均回填4%的灰土。路基中部(路床底与原地面之间的部分)回填4%灰土。

2.2.2低填方

当填土高度H

2.2.3零填或挖方路段

车行道施工时先超挖至路槽下40 cm,进行基底碾压后再回填石灰土。车行道路床(厚度40 cm)部分均回填6%的灰土,人行道路床(厚度40 cm)部分均回填4%的灰土。

2.3特殊路基设计、常见方法、做法

2.3.1特殊路基设计

(1)河塘

路线经过河塘(鱼塘)路段时,先筑坝抽水,将塘底淤泥清除干净,并将河岸挖成宽度≥1 m,向内倾斜3%的台阶。塘底50 cm分层回填碎石土,比例为碎石∶土=8∶2 (重量比),碎石的最大粒径≤10 cm,碎石土以上回填6%灰土至原地面。

(2)软土地基

软土地基对工程的影响主要有稳定和沉降两方面。由于该地区道路填高低,边坡缓,稳定基本能满足要求。主要考虑软土地基对道路沉降的影响。

2.3.2常见方法

(1)公路工程常见方法

①浅层处治

适用于表层软土厚度小于3m的软土路段。可采取生灰拌合、换填、抛石挤淤等方法。

②轻质路堤

常用的轻质材料为粉煤灰,用轻质材料做路堤填料,可减轻路堤自重,减少沉降。

③加筋路堤

加筋路堤一般宜与其他方法联合使用。应采用强度高、变形小、老化慢的土工合成材料作为加筋材料,加筋材料应尽可能设置在路堤底部。

④预压

预压的荷载以路堤材料为宜,一般分为欠载预压、等载预压和超载预压。欠载预压和等载预压适用容许工后沉降标准低或路堤填高不大的一般路段;超载预压适用于工期紧、填土高度大的路段。超载预压宜结合竖向排水体进行。

⑤竖向排水体预压

在软基中设置竖向排水体能大大缩短排水距离,加速地基的固结过程,能明显提高预压效果。该方法常用在人工构造物和路堤相邻的过渡段。凡采用竖向排水体处治方法的,填土预压期应大于6个月。常用的竖向排水体有袋装砂井、塑料排水板等。

⑥粒料桩

设置粒料桩后桩体与桩间土形成复合地基,粒料桩对地基土起置换作用、竖向排水体和应力集中作用,但不考虑其对路基土的挤密作用。通常采用碎石、砂砾、砂做桩料。

⑦加固土桩

加固土桩是用专用机械将软土地基的局部范围(某一深度和直径)内的软土柱体用加固材料改良而形成,与软土形成了复合地基。加固土桩只考虑置换作用和应力集中作用,但不考虑加快地基的竖向排水固结速度以及它对路基土的挤密作用。

(2)城市道路工程常见方法

①附近有土质良好、含水量适当的土源时,可全部或部分挖除软土层,然后用好土分层回填。②当符合要求的填料来源困难,且软土层较厚时,可设置生石灰桩或砂桩及排水砂层,加速排水固结,保证路基稳定。

③常年积水、排水困难、软土呈流动(塑)状态、且土层厚度较薄的路段,可采取填石挤淤的办法修筑路堤。

④路基疏干可采用土工织物、塑料排水板或超载预压法稳定处理。

设计和施工时,当单一的处置方法无法满足要求时可采取两种或两种以上的措施进行综合处治。

2.3.3做法

该区总体来说土质较好,局部路段出现淤泥质亚粘土,该层厚度为1.5 m~7 m不等,承载力约达6 t~9 t。该层呈软塑———流塑状,为高压缩性、低强度地基土。考虑到道路所处在该地区的特点(道路建成后两侧地块将很快被开发,为了减少整个片区的土方量,除桥头外,一般路段均为低填),结合《城市道路设计规范》和《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》,对该层淤泥质亚粘土具体处理如下。

(1)该层厚度为1.5 m~3 m时,可采取浅层置换法。挖除该层全部的淤泥质亚粘土,回填4%石灰土。

(2)该层厚度为3 m~7 m时,考虑到软土层厚度较大,如采取全部挖除后换填处理将增加工程造价和施工工期。考虑到本地区工程施工工期短的实际特点,不宜采用预压或竖向排水体预压方法。可采用部分换填轻质材料(如采用固化粉煤灰或结合加筋路堤等)的和加固土桩(如粉喷桩)等方法处治。

2.4 路基检测标准

2.4.1 压实度标准

(1)规范要求。 路基应分层铺筑和压实,压实度为采用重型击实试验求得最大干密度时的压实度。

(2)具体施工时压实度控制。 《城市道路设计规范》中压实度标准较低,从提高工程质量角度出发,结合本地土质条件和施工可行性。

2.4.2 弯沉指标

土基(路床)顶面的弯沉值是施工过程中必须检测的指标之一,关系到整个工程的质量。 根据宜兴地区的地质条件和施工水平,在计算的基础上总结得出各等级的道路路床顶面弯沉值如下:主干道:150 ~165(0.01mm),一般取 160(0.01mm);次干道:160 ~180(0.01mm),一般取 170(0.01mm);支路 :170 ~ 185(0.01mm),一般取 180(0.01mm)。

3.路面设计

3.1 路面结构设计

为提高工程质量,建议城市主干道机动车道上面层采用改性沥青。

3.2 路面检测指标