公路路面基层设计规范范文

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公路路面基层设计规范

篇1

1.1病害分析①龟裂和网裂。根据对本路段的实地调查,出现龟裂和网裂的主要原因有两个方面:一是由于公路水损害造成路面基层强度偏低,重车作用下,基层断裂反射到面层形成开裂,恶性循环,基层强度逐渐降低,重车逐年增加,路表弯沉越来越大,最终导致路面被拉裂;二是沥青老化和疲劳开裂,主要表现在路面平整无显著变形,网裂较规则。②坑槽。产生的主要原因是面层出现网裂、龟裂后,由于水的侵入,使路面结构强度降低,大量车辆通过易形成唧浆,久之,重复作用,基层渐渐变薄,进而出现翻浆、坑槽等病害。③车辙和拥包。出现的主要原因是由于超载、超限车辆较多。据有关部门统计,超重车的压强在1.0~1.7MPa之间,远远超过设计压强0.7MPa,每逢夏季,路表温度较高,重车一旦通过明显出现一道车辙,若出现急刹车,往往造成路面推移而形成拥包;春融和秋雨季节,由于雨水的浸入,沥青混凝土变软,层间抗剪强度降低,重车通过时,也容易产生车辙和拥包。综上所述,本路段旧路病害严重,形成病害的主要原因是路面面层的老化和疲劳破坏,以及超载、超限车辆的大量通行,再加上过村路段排水设施不完善,水损对路面的破坏也较为严重,急需进行大中修。1.2旧路路基横断面本项目路基宽10.5m,路面宽8.5m,两侧各设1m土路肩。1.3旧路路面结构旧路于2001年进行了改建,现旧路路面结构为:4cm细粒式沥青混凝土+5cm中粒式沥青混凝土+15cm二灰碎石+15cm石灰土稳定土。

2路基

2.1路基设计①路基设计原则及依据。该项目为二级公路标准,根据沿线地形、地貌、地质、水文、气象等自然条件,贯彻因地制宜、就地取材的原则,采取经济有效的病害防治措施。路基设计主要依据交通运输部颁发的有关标准、规范、规程等。②路基宽度。大中修后路基宽度与旧路一致。③路基高度。过村路段由于标高受限不能抬高,故破除新建。大修路面标高除过村段不抬高以外,其余路段路面抬高27cm左右;中修路面平均抬高4cm。④路拱坡度。现旧路路拱横坡为双向1.5%,土路肩横坡为3%,大修后与其一致。⑤路基取土和弃土。沿线不能利用的挖除旧路路面废料以及路基挖方,均应弃于指定的弃土场内或荒废的坑、塘内集中堆放并夯实,以防水土流失及对沿线造成危害。取土采用集中取土方式,尽量寻找荒地或旱地作为项目取土场。2.2路基、路面排水设计路基、路面排水依据《公路排水设计规范》(JTJ018-97)进行设计[1]。①路基排水措施。本设计本着尽量节约投资的原则,对沿线梯形土边沟,能利用的利用,能疏通的尽量疏通,完全填死路段则重新开挖,将水排到附近沟渠或涵洞。对过村路段,重新设置0.5m×0.6m的M7.5浆砌片石矩形边沟并全部盖板。在平交处设置边沟涵以保证边沟纵向排水畅通。②路面排水措施。路面水直接通过路面横坡排至两侧边沟。超高侧路面水则经过对面路面横坡流至边沟。

3路面

3.1路面设计原则及依据根据交通量、公路等级对路面的使用要求,结合沿线的气候、水文、地质及当地筑路材料的分布、典型路面结构情况,进行路面综合设计。路面设计年限按12a计,设计弯沉值30.9(0.01mm)。路面厚度计算中以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标,以容许拉应力进行验算。路面设计依据部颁规范《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)和《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)。3.2路面结构设计根据对京赞线的现场调查,该公路大修方案确定如下:K0+000~K0+800段、K1+600~K2+650段、K2+800~K3+800段、K4+650~K7+300段、K7+500~K13+500段、K14+400~K21+800段及K22+800~K24+826段共20.926km为一般野外段,路面结构均采用:18cm旧路冷再生+18cm水泥稳定碎石+5cm中粒式沥青混凝土(AC-20C)+4cm细粒式橡胶粉改性沥青混凝土〔ARHM13(w)〕;K0+800~K1+600段、K2+650~K2+800段、K3+800~K4+650段、K7+300~K7+500段、K13+500~K14+400段及K21+800~K22+800段共3.9km为过村路段,由于过村路段标高受限不能抬高,故将旧路破除新建,其路面结构为20cm砂砾垫层+2×18cm水泥稳定碎石+5cm中粒式沥青混凝土(AC-20C)+4cm细粒式橡胶粉改性沥青混凝土〔ARHM13(w)〕。在基层顶做沥青透层油和乳化沥青封层,在面层之间喷洒黏层油。3.3路面结构层材料组成及技术要求①沥青材料。面层沥青质量应符合《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中A级石油沥青的技术要求,标号为70号;在面层与基层之间作沥青透层油和乳化沥青封层[2]。②沥青面层的级配范围。路面面层沥青混合料的级配范围应满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中的要求,如表1所示[2]。③路面基层混合料的级配范围及强度要求。路面基层混合料的级配范围、基层的抗压强度应满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中的要求,如表2所示[2]。水泥稳定碎石水泥的剂量为3%~5.5%,施工前须作实验以进一步确定最佳含灰量,7d无侧限基层抗压强度为3.5MPa,压实度≥98%;冷再生基层7d无侧限抗压强度为3MPa,压实度≥95%。④黏层、透层、下封层。在面层之间必须喷洒黏层油,黏层油采用快裂乳化沥青,规格PC-3,用量0.6~1.0L/m2。应采用沥青洒布车喷洒,并选择合适的喷嘴,洒布速度和喷洒量保持稳定。在基层顶面必须喷洒透层油,透层油采用慢裂乳化沥青,规格PC-2,用量1.0~2.0L/m2,应在基层碾压成型后表面稍变干燥,但尚未硬化的情况下喷洒,应采用沥青洒布车一次喷洒均匀。下封层应采用稀浆封层法施工,稀浆封层采用乳化沥青作结合料,采用ES-2型,厚度6mm,且做到完全泌水。应选择坚硬、耐磨、洁净的集料,矿料级配范围应满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中的要求。3.4全深式路面就地冷再生①本项目冷再生基层,采用全深式就地冷再生,利用无机结合料水泥作为再生结合料,掺入量暂定为5%(体积)。②冷再生基层实施前应铺筑试验路段,确定工艺参数。③无机结合料稳定冷再生混合料,按照现行《公路路面基层施工技术规范》水泥稳定土混合料设计方法进行混合料设计[3]。④冷再生施工速度宜为4~10m/min,碾压完成并经检验压实度合格后的路段应立即进行养生。养生可采用湿砂、覆盖、洒水等方法。3.5施工要求施工中严格按照现行的《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)、《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)、《废轮胎橡胶沥青及混合料技术标准》(DB13/T1013-2009)等有关规程、规范中所规定的施工工艺及质量检查验收标准进行施工。下承层路面应保持干净、干燥,清扫时避免用水冲洗。橡胶粉改性沥青混合料摊铺的最低气温不低于15℃,每天施工开始阶段宜采用较高温度的混合料。

4结语

篇2

关键词: 公路 路基 路面 改建

引言

近年来,随着社会经济的快速发展,交通量不断增长,现有国省道已不堪重负,难以承担交通运输发展的需求,路面破损及阻塞状况愈演愈烈,原有道路通行能力变差、舒适性变差、经济性变差,因此,采取旧路改建予以恢复或提高其使用功能,是行之有效的解决办法。

1.旧路特点及改建的一般原则

1.1旧路特点

1.1.1技术等级低,排水设施不完善或毁坏,严重影响路基、路面的稳定和使用寿命。

1.1.2个别路段路基强度不高,软弱地基没有处理,路基土质较差。

1.1.3老路面结构厚度薄,路面材料老化。

1.2旧路改建的一般原则路基路面改建方案确定前第一个重要环节就是对老路路基路面现状的调查和评定,这一工作直接影响到改建方案确定和工程投资。

1.2.1经济原则,尽量利用旧路资源,设计方案进行充分的经济比选。

1.2.2节约用地原则,充分利用原有路基,对路基加宽方式、改线方案结合工程技术指标、工程造价、征地拆迁等因素进行综合考虑。

1.2.3环保原则,采取再生技术对老路面进行再生利用,尽可能地减少工程的废弃物。

2.旧路摸底调查

2.1交通量的调查交通量的调查以及交通车辆的组成调查,尤其对重载车辆的调查,近年来社会上重载车辆比例大,在路面结构设计时应通过现调查交通量预测远景交通量,来设计路面结构层,以保证路面达到预计的使用寿命。

2.2路基、路面现状调查路基、路面现状调查包括路基、路面宽度、结构形式及近几年大修改建情况等,现状老路面的调查和评价。公路路基拓宽改建设计前,应对原有路基的病害进行处理。调查内容包括旧路路基的填筑材料、使用和损坏等病害情况,分析病害的种类、规模、状态、原因等,并在施工前或施工期间,对路基不同类型的病害要进行彻底地处理。原路面现状调查应对原路面破损程度进行分段评价,分析路面破坏原因,分段拟定路面改建方案。

2.3弯沉检测 弯沉检测是评价旧路的整体强度,进行路面设计的重要依据,对检测结果应根据弯沉值大小、路面结构情况分段整理计算,以便于下阶段路面结构补强设计。

3.旧路基的改建与处置

3.1旧路基的利用 旧路基经过多年的行车作用基本稳定,因此旧路改建时一般宁填勿挖,充分利用,对于局部出现翻浆、沉陷等破坏严重或弯沉较大的路段可采取换填碎石、砂砾及打砂桩、石灰桩、粉喷桩处理。

3.2旧路基加宽综合处置方案 本地区旧路两侧地基的特征主要表现为,在靠近村镇路段路两侧生活垃圾和建筑垃圾较多,局部地段含水量大,综合工程实践,目前适合本地区的加宽处置措施主要有以下几种:

3.2.1方案一台阶开挖,适合地基土质较好的路段。

3.2.1方案二台阶开挖+天然沙砾基底处理,适合含水量大、沟塘的路段,在具体应用时应结合项目的实际条件和工程造价综合考虑。如米横线按照方案一进行处理,该道路大部分路段为利用挖方加宽路基,填土高,地质水文条件良好。省道204鱼横段K225+200-K225+500路基加宽按照方案二进行处理。

3.3旧路边沟的补修和增设 对于旧路缺少边沟的路段,必须增设边沟,以迅速排除路面水流,边沟的形式及断面尺寸应根据当地降雨量大小确定。

4.路面结构改建方案

4.1新铺基层和面层

旧沥青路面改建比较常规做法是对老路补强改建,老路改建前也应对对病害较严重路段进行处理,对较大的沉陷,应查明原因,翻挖处理。一般路段利用老路路表弯沉测定结果,计算出代表弯沉值,并反算成老路路面当量回弹模量,再按弹性层状体系理论计算加铺补强层厚度。过去几年,旧路改建大多是挖除沥青面层,加铺灰土碎石基层,再铺沥青面层,对于旧路面材料只得拉到偏远的垃圾场废弃。

近年来,由于公路事业的发展以及资源供应的日益紧张和人们环保意识的增强,沥青路面再生技术引起人们的重视,冷再生技术得到了推广应用,就地冷再生技术,就是直接在旧路面上撒铺上水泥或水泥、碎石,用冷再生机直接将原沥青路面打碎和新铺材料拌合成新路面基层或底基层。再加铺基层或面层。

冷再生技术主要是将原有的路面材料加以重复利用,原有的路面材料主要起骨料的作用, 现场冷再生外掺材料为水泥、碎石、水。水泥现场冷再生混合料7 d无侧限抗压强度应满足大于等于3.1 MPa的技术要求,压实度大于等于97%. 当采用水泥用量试件强度达不到设计要求时,应采用较高标号水泥或用硅酸盐水泥替代矿渣水泥使混合料满足强度要求,现场实际施工水泥剂量应小于6.0%.国道307子洲至靖边段路面大修改建就采用了现场冷再底基层。大大节约了材料,使用效果良好。再生技术使原有路面材料可以再生利用,有利于保护环境,节省资源,降低工程造价,因此值得推广应用。

4.2水泥混凝土路面

对于旧沥青路面翻浆严重路段,在对路基及基层进行翻挖处理后,铺筑水泥混凝土路面,以提高路面的耐久性。省道204鱼河至横山段K225+200-K225+400,因路基翻浆严重,该段路面成了养护工作中的老大难,年年补,年年烂,就对该段路基换填20cm砂砾,基层采用20cm灰土碎石,将路面改为20CM水泥混凝土路面,改造后路面使用效果良好。

5.结束语

随着科学技术的进步,新工艺新技术的应用,旧路改建方法越来越多,在确定改建方案时必须在对老路现状充分了解的基础上,坚持因地制宜、经济环保的原则。在具体实施时应根据设计方案修建试验路段,以确定施工工艺、施工质量控制的方法。

参考文献:

[1]JTG H20-2007,公路技术状况评定标准[S].

[2]JTG D30-2004,公路路基设计规范[S].

[3]程兴新,董强,唐娴,等.公路改扩建工程实用技术[M].北京:人民交通出版社, 2007.

[4]邓学钧.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2000.

[5]JTG D50-2006,公路沥青路面设计规范[S].

篇3

摘要:在铁路工程建设中,为保证将所需材料设备运送到施工现场,有的区段需要修建汽车运输便道。此文根据《铁路大型临时工程和过渡工程设计暂行规定》的要求,就汽车运输便道选线应把握的要点,设计应遵循的标准和技术条件进行详细阐述。并以某新建铁路5km的双线区段为例,修建1km汽车运输便道需要的投资编制了概算,大约33万元。

关键词:铁路建设;汽车;运输便道;设计

1引言

为保证铁路建设工程的顺利开展,有的建设项目,需要修建大型临时工程,如汽车运输便道(以下简称运输便道),来运输工程建设所需的材料设备。修建运输便道,应针对所建项目的线路长度、工点的布设、工期要求、地形条件等,将项目当地的公路干线、国道或等级公路与施工现场材料存放场及重点控制工程工点连通,形成运输网络,来保证工程施工所需材料设备的供给。目前,修建大临工程执行的是《铁路大型临时工程和过渡工程设计暂行规定》(铁建设[2008]189号)(以下简称《大临暂行规定》),《大临暂行规定》中对汽车运输便道的设计规定了3条,其中第6.3.2条中规定:……根据运量、地形条件,参照现行《公路路线设计规范》((JTGD20-2006)中四级公路标准设计。……。在《大临暂行规定》的基础上,正在修订的《铁路大型临时工程和过渡工程设计规范》(送审稿),对汽车运输便道的设计规定有所细化,但原则上仍然要求参照现行《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)、《公路路线设计规范》中三级、四级公路标准设计。如何参照设计,各设计单位在执行中的理解和把握“度”就高低不一了。为此,很有必要对汽车运输便道设计标准的问题进行深入的探讨。

2运输便道选线应把握的要点

在铁路建设工程中,修建的运输便道属于临时性工程,能满足运送材料设备的载重就行,因为工程开通后,一般都要拆除,所以采用的设计和建设标准较低。那么在现场勘察和选线时,应在保证运输安全和施工要求的前提下,节约投资和把握以下方面的要点。(1)全面了解新建或改建铁路的走向,在1:10000平面CAD图上,绘制出铁路的线位,并标出路基(路堤、路堑)、桥梁、隧道工程的分布,以及铺轨基地、制存梁场等大型临时工程的布设。(2)运输便道选线,应尽量靠近新建或改建铁路,以缩短引入线长度。引入线应连通用料点,避免二次倒运。(3)为减少对改建铁路行车的干扰,运输便道应尽量避免与铁路线交叉,实在不可避免时,应采用平交或立交,交叉角度大于45°。(4)运输便道选线,应尽量避开滑坡等不良地质地段。如在山区,运输便道应尽量选在铁路线的上方,以免施工材料堵塞运输便道。(5)运输便道选线,应尽量避免拆迁建筑物、穿过良田和河流;在高寒地区,避开可能发生雪崩的地段。(6)根据项目当地交通状况,如能利用乡村道路,可对原道路加宽或路面改造。

3运输便道的设计标准及技术条件

3.1设计规范的选用

运输便道设计,应遵循行业设计规范和《大临暂行规定》,针对具体建设项目所处的地形条件和交通现状,还应参照执行公路行业有关设计施工方面的规范,如:(1)《公路工程技术标准》(JTGB01-2014);(2)《公路路线设计规范》(JTGD20-2006);(3)《公路路基设计规范》(JTGD30-2015);(4)《公路路面基层施工技术细则》(JTG∕TF20-2015);(5)《公路路基施工技术规范》(JTGF10-2006)。

3.2设计原则

3.2.1平原和丘陵地带遵循的设计原则

(1)修建运输便道应尽量选在铁路红线界内。在桥梁地段,运输便道内侧距承台外侧的水平距离不小于0.5m。(2)修建运输便道原则上依原地面标高为准,种植土不作清表处理,淤泥土、腐殖土等应挖除后换填,不增设路堤,不开挖路堑,不设排水设施(影响地方灌溉系统的除外),要绕避水塘、小山丘、房屋等障碍物。并考虑平整场地、压实后回填和路面的费用。(3)能利用乡村土路改扩建的尽量利用。(4)利用县、乡、村级沥青和混凝土道路的,按恢复原既有路面考虑费用(有补偿标准的按补偿标准计列费用)。

3.2.2山区地带遵循的设计原则

在山区地带修建运输便道,可能会遇到2种地形,一种是半挖半填的地形;另一种是盘山(长度换坡度)地形。对半挖半填的地形,应遵循以下设计原则:(1)尽量在缓坡且地质条件较好的地段选择线位。(2)在考虑挖填平衡点时,应将挖坡高度控制在8m以内。(3)横断面设计应符合《公路路线设计规范》标准。(4)开挖面侧底应设排水沟,土质地段应设浆砌片石沟面,石质地段沟面裂隙处应采用水泥砂浆封堵。每300m长需设横向排水涵,路堤面应设浆砌片石排水沟槽。(5)填方侧,坡度大于1∶5的原地面,应在清除表层土质后开挖台阶。台阶宽度按满足摊铺并有利于机械施工为原则,土质路段横向宽度不小于3.0m,石质路段横向宽度不小于1.5m,台阶顶做成2%~4%(取3%)的内倾斜坡。砂类土上则不挖台阶,但必须将原地面以下20~30cm的表土翻松。对盘山(长度换坡度)的地形,应遵循以下设计原则:(1)根据《公路路线设计规范》第8.3.3条的规定,公路连续上坡或下坡时,应在不大于规定的纵坡长度之间设置缓和坡段;缓和坡段的纵坡应不大于3%,其长度应符合最小坡长的规定。(2)应按照现场实测地形(1∶2000)图,做好拉坡展线方案设计,选择挖填土石方小、路径最短的线位。(3)陡峭山岭地段,运输便道外侧应设计安全防撞混凝土构筑物。

3.2.3运输便道中的钢便桥设计

(1)河流流水量较大的江河类便桥,应采用钢便桥。(2)桥面与平常的水位应相差1.0m;荷载应满足装有6m3的混凝土搅拌车通行,满足Ⅳ级公路活载标准要求。(3)按公路工程概预算定额,计算所建钢便桥的费用。

3.2.4横坡设计

(1)路面设2%横向“人字”坡;干线运输便道两侧设排水沟,其他设单侧排水沟,山岭地段设急流槽。(2)在透水性不好的压实层上填筑透水性好的填料前,应在其表面设2%横坡。(3)新填路基土每层回填碾压厚度为20cm,预留2%的坡度,以利于排水。

3.2.5其他几个方面的设计原则

(1)错车道设置。错车道最大间距300m,错车位置至少可以看到2个相邻错车道位置。(2)安全设施。山岭地段的运输便道,其外侧应设防撞墩;边坡应考虑防护网、设挡墙。(3)用地宽度。即运输便道两侧实际占地水平宽度。(4)双车道与单车道的确定。以满足施工期间最大行车密度为原则,来确定运输便道是设计成双车道,还是设计成单车道。在昼夜行车密度不小于200辆时,设计成双车道;昼夜行车密度小于200辆时,设计成单车道。(5)复垦。运输便道占用耕地、鱼塘等,应进行复垦设计,恢复至原状。由县、乡、村级沥青和混凝土道路改扩建成运输便道时,可不考虑复垦,工程开通后移交给地方使用。

3.3主要技术条件

(1)执行《大临暂行规定》中表6.3.2-1的规定。(2)参照《公路工程技术标准》和《公路路线设计规范》中四级标准,不同纵坡的最大坡长、不同设计速度的最小坡长、竖曲线最小半径和最小长度等。(3)纵坡。参照《公路工程技术标准》,越岭的运输便道线路连续上坡(或下坡)路段,相对高差在200~500m时,平均纵坡不应大于5.5%;相对高差大于500m时,平均纵坡不应大于5%。任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%。(4)路堤最大高度及边坡坡度,执行《大临暂行规定》中表6.3.2-2的规定。(5)路堑高度及边坡坡度,执行《大临暂行规定》中表6.3.2-3的规定。

3.3.1路面种类和路基填料选择

临时运输便道路面,原则上选择以下3种类型:(1)泥结碎石路面;(2)碎砖路面;(3)砂土路面。设计中,应结合当地建筑材料来源及价格,进行经济比较后确定路面类型。采用碎砖材料的路面仅考虑运输费。(5)路基填料选择应就地(近)取材,以节省投资。

3.3.2运输便道路基压实度设计标准

参照《公路工程技术标准》中四级标准。

4概算编制实例

某新建时速200km的客货共线铁路,线路全长152km,站前工程工期3年。其中5km的双线铁路路段,地形平坦。需修建一条1km的双车道运输便道,路面采用泥结碎石材料,其一半宽度可占用铁路红线内征地,并利用铁路路基同侧的排水沟。按照以上所述的建设和技术标准,完成了运输便道的施工图设计,计算出了工程数量。按可参照的工程定额和概算编制办法等,编制的该运输便道的概算。

5结束语

在铁路工程建设中,有的建设项目需要修建运输便道,来运输工程建设所需的材料设备。本文根据《大临暂行规定》的要求,对运输便道选线应把握的要点,设计应遵循的标准和技术条件进行了详细地阐述。并以某新建铁路5km的双线区段为例,修建1km运输便道需要的投资编制了概算,大约33万元。

参考文献

[1]铁建设〔2008〕189号,铁路大型临时工程和过渡工程设计暂行规定[S].

[2]JTGB01-2014,公路工程技术标准[S].

[3]JTGD20-2006,公路路线设计规范[S].

[4]JTGD30-2015,公路路基设计规范[S].

[5]JTG∕TF20-2015,公路路面基层施工技术细则[S].

篇4

关键词:地方公路沥青路面,水破坏,原因,防治措施。

中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:

地方公路,作为现代地区之间重要的运输枢纽,为地方经济的发展,特别是地方交通旅游、引进外资、加强地区间的联系、促进地区间的经济发展发挥了巨大的作用。

随着地方经济的发展与增长,沥青表处路面在地方公路中夜得到了广泛的应用,但随着各地区经济的发展与繁荣,地方公路的交通量也在迅猛增长,特别是在重交通荷载、超载运输及一些不利的自然环境等因素的影响下,沥青表处路面出现了较严重的病害,导致了沥青路面使用性能下降,影响了车辆的安全和快捷行驶。

本人从事公路建设行业十多年,所承建的公路工程中多次出现过沥青表处路面的水破坏,其中多数为表面坑槽、泥唧、路基下陷,现就本人所承建的某一项目对其水毁原因及防治措施作一阐述。

该项目位于贵南县过马营镇,标段里程15KM,(K22+000-K37+000段),结构层为:厚30cm天然砂砾垫层+厚15cm索乐克基层+厚3cm沥青表处,本工程于2006年9月完工,在2007年6月初进行交工验收时,沥青路面出现不同形式的坑槽、泥唧、网裂、沥青面层与基层粘结不良等现象。

经现场参与验收人员共同讨论,认为沥青表处面层中,以上出现的水破坏为常见病害,并不能完全防止,且基层为新型材料,技术尚不完善,对出现的病害要进一步观测、研究,但对已出现的病害要及时进行维护,以保证路段行车安全和保证路面的正常使用。

以上情况说明,在通常情况下,沥青表处路面水破坏产生的主要外在因素是外界自然水、交通量及不完善的排水系统,产生水破坏的主要内在因素是由于沥青面层与下承层(基层)粘结不密实,沥青与集料的粘结不足,路面结构层的排水与防水设置和施工不当所引起。

一、无论是外在因素还是内在因素,当自然水进入沥青结构层后,无论滞留在结构层中还是各结构层之间,在受到路面交通荷载的作用下,都会对路面产生破坏,主要以以下几种形式为常见。

面层产生坑槽

因公路面层大部分直接(隧道中的路面结构除外),在降雨时,雨水直接降在路面上,若路面排水不畅,将直接渗入沥青结构层,并滞留在结构层中,影响了沥青与集料的粘结,在交通荷载的作用下,局部出现裂纹、网裂,逐渐变形松散,松散的集料在车轮的作用下被甩离原位置,从而形成坑洞,如不及时养护修补坑洞,会沿着该坑洞四周逐渐扩大,进一步破坏基层,甚至于破坏该段的整体路况。

与路线中其他构造物(桥涵、过水路面、不同材质的其他路面结构等)连接处出现形变,如泥唧、坑槽、沉陷等。

当公路穿越河沟时,为保证公路线形不发生大变化及保证原有河沟内的排水顺畅,就要在河沟之上设置某种形式的排水构造物(如:桥涵、过水路面等);因排水构造物所以材质与沥青路面采用的材质不同,在受到气温突变和其他因素的影响下,两者发生的形变有很大的区别,由于不同的形变从而引起构造物与沥青面层接触界面出现裂缝,如不及时处理,在遇到降水时,雨水直接沿此裂缝进入结构层,水进入结构层后,同样会引起上述(1)中的情况,从而破坏该处路面结构,甚至于会对该处构造物引起破坏。

地下渗水破坏下承层,逐步扩大。

此种现象在大部分路线当中并不常见,主要出现在路线穿越地下水比较丰富的地段而没有做防治处理时,由于路基填土高度得不到保证,且路基垫层反滤处理不当,地下水沿筑路材料的毛细孔逐渐上升,软化基层,使基层的承载力下降,在路面交通荷载的作用下,直接破坏沥青路面,是路面出现坑槽、下陷等现象。

二、浅谈防治措施

依目前的技术水平来说,地方道路沥青表处路面的水破坏并不能完全防止,但可以通过加强晚上设计、施工、道路运输管理和公路养护等手段,减少延缓此种现象的发生。

合理的设计

作为柔性路面,必须根据道路的等级、交通量、该地区的气候条件及地质条件,选择合理的路基填土高度、合理的路基填筑材料、合理的路面结构型式、合理的路面厚度,可减少其水破坏。

加强施工管理、精心组织施工

在不考虑设计因素影响的情况下,由于施工管理不严格或者处治措施不当,是引起沥青表处面层水破坏的一个主要原因。

(1)、首先在路线复测时,应详细调查和记录路线段内地质水文情况,如发现有可能引起水破坏的地段地质,而设计中并无相应的处置措施时,应提出处置方案或提出设计变更,并按提出的方案和变更严格执行。

(2)、选用符合设计及规范要求的筑路材料,并在施工当中严格执行施工技术规范,使路基稳定(垫层、基层也必须严格按设计及规范要求进行施工)。

(3)、进行沥青面层施工时,首先要按设计及规范要求选购沥青和集料,并复试原材料的性能。在保证原材料合格及基层没有问题的情况下,要在基层表面喷洒透层油,该工序非常关键,将直接影响面层与基层的粘结程度,沥青洒布时以晴朗天气为良,沥青洒布的温度也要控制好,石油沥青控制在130℃-170℃为宜。沥青出锅前的软化点应根据设计和当地气候条件选择合适数据(青海海南地区一般为35.5-37.5,本项目选用36.5),沥青洒布车喷洒沥青时应保持稳定车速和喷洒量,并保持整个洒布宽度喷洒均匀,不得出现花白条。在二次撒布集料及撒布嵌缝料后,用6-8T钢筒双轮压路机由路边缘向路中心碾压,一般碾压3-4边即可,随后,为使沥青和集料更好的粘结,减少面层的孔隙率,可使用吨位较大的胶轮压路机进行碾压。因为孔隙率过大,降雨时,雨水就会渗入结构层,对结构层造成破坏,而影响沥青面层的使用,除在面层当中严格执行设计及规范标准外,路缘石的设计不合理也会造成路面排水不畅,从而破坏沥青面层。

3、加强公路运输管理和养护

在设计合理、规范施工的前提下,合理使用(加强超载管理)、及时养护(在发现水破坏初期时,应及时对水破坏范围进行维护,以免病害扩大),这样,才能最大限度的减少沥青路面的水破坏,延长沥青路面的使用寿命。

三、结束语

综上所述,地方道路沥青表处路面的水破坏并不能完全避免,但可以通过设计、施工、道路运输管理和公路养护,减少或减轻水对沥青表处路面的破坏。

参考文献:《公路路基设计规范》

《公路沥青路面设计规范》

《公路路面基层施工技术规范》

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通过京台高速公路廊坊段工程建设实践,分析了柔性路面基层的施工质量控制要点与改进方法,研究了相关的质量、进度与经济效益问题,提出了路面基层施工创新管理的技术改进问题,通过技术总结与实践应用可最大限度的确保工程质量与提高经济效益,彰显了技术革新与技术革命的创新水平。

【关键词】

柔性路面;基层施工;质量控制;创新管理

1引言

由于高速公路的建设工期一般不超过24个月,对于施工单位的工期计划非常严峻,尤其是涉及到地方的拆迁、占地、赔偿及其地方经济纠纷问题比较典型,其次通过政府监督、工程监理与施工自检等质量保证体系考量施工单位的技术能力,故提出保证施工质量的前提下改进施工方法的创新管理模式,同时对于一些常见的技术问题可通过技术革新所利用,打破传统的技术手段而创新。

2路面基层的设计与施工特点分析

1)高速公路路面基层一般设计为半刚性(石灰+粉煤灰+碎石,水泥稳定碎石,水泥稳定砂砾)基层较多,抗压强度要求如表1所示。2)基层配合比组成均采用单一的骨架密实型级配,基于不同层位的受力特点,其强度也不尽不同。3)一般采用5%的水泥剂量,粗骨料最大粒径不大于(方孔筛)31.5mm,因基层或底基层的设计强度高、骨料粒径偏小而水泥用量也随之增加,因此,结构层脆性大,容易裂缝渗水,导致翻浆(见图1)。4)设计计算的半刚性基层厚度大于30㎝时;一般采用两层铺筑施工可视为连续的结构层厚度,实际在环境污染及重轴载运输车的作用下极易产生早期破坏。5)基于半刚性基层热胀冷缩的徐变特性,低温季节铺筑的基层至高温季节容易产生拱起,严重影响沥青面层的平整度及行车的舒适性;高温季节铺筑的基础至低温季节极易产生收缩裂缝而导致沥青面层横向裂缝,影响路面的使用耐久性(见图2)。6)单层铺筑的基层一般连续养生时间不低于7d,由于养生时间长,影响下道工序工期的开展时间。7)由于高速公路路面基层宽度为单幅3~4车道同时摊铺,但受拌合能力及料场占地的限制,导致摊铺机等料停顿,因得不到及时压实而造成停机位置的强度与平整度极差,交工使用后极易出现早期破坏。8)根据《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1—2004之规定(见表2),沥青面层与路面基层规定的质量检验误差范围太大,若施工过程中照此进行质量控制很难达到合格标准,尤其是厚度、平整度及高程之间的矛盾交叉现象比较敏感,如果巧合地均为负误差或正误差,路面结构层将存在几何尺寸与质量弊病现象,因此,必须通过精细化技术措施进行创新管理。9)最后施工的上基层养生采用纤维土工布苫盖洒水,依据标准(温度20℃、湿度90%以上)养生条件,可折合成为(温度×小时)计算,打破强调日历天数的概念,保证基层混合料水化反应的成熟度。10)基于基层摊铺速度快及拌合能力小、经常摊铺机停顿等因素,都会影响该断面的强度与平整度。水泥宜采用强度为为32.5~42.5MPa的矿渣水泥,同时,采用掺入缓凝剂的水进行混合料拌合,通过延长混合料的凝结时间来保证基层的强度与平整度。

3质量控制与技术管理创新

[2~4]1)水泥稳定基层强度的选用,可根据层位受力特点进行不同使用,即在下基层采用底限强度3.0MPa,在上基层采用高限5.0MPa,以符合回弹模量比的力学原理。2)为保证基层承受荷载的力学原理充分发挥与利用,进行配合比组成设计时,可将下基层按照骨架密实型结构进行设计,而上基层可按照悬浮密实型进行设计,旨在保证上基层的霹雳强度、抗折强度与抗折回弹模量等力学指标的应用。3)通过增大骨料最大粒径(由31.5mm提高到37.5mm)降低水泥用量,混合料采用GTM法成型试验,通过提高密度及强度可限制基层裂缝。4)对于分层铺筑的上下基层,当完成下层铺筑碾压以后可立即铺筑上基层,目的在于保障基层厚度的连续性与降低养生成本,同时免去上下层之间喷洒水泥浆的传统做法,如图3所示。5)基于半刚性材料基层热胀冷缩的徐变特点,采取不同季节的时光措施限制其物理现象:(1)低温季节施工的水泥稳定材料基层,可在纵向50~100m的距离进行割缝处理,并且采用沥青罐缝防止渗水。(2)高温季节施工的水泥稳定材料基层,利用悬浮密实型级配进行混合料的组成设计,虽然表层空隙率大,但是通过喷洒透层油和厚度不小于5mm的下封层可以弥补,最大限度限制低温裂缝。6)结合《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1—2004)之规定(见表2),施工过程中在严格执行《公路路面施工技术细则》(JTG/TF20—2005)的条件下,仔细推敲基层与沥青面层的厚度、平整度及高程的三者关系,一般控制掌握基层厚度与高程不出现负误差,同时尽量小的缩小平整度的误差区间,因此才能够做出符合设计的路面结构层,旨在体现强基、薄面与耐久的路用能够,同时限制沥青面层的负误差最小化。在技术交底工作中,秉承平整度合格的情况下,路面厚度误差正负代数和等于零,用以做到路面质量上乘的、经济合理的管理效果。

4建立健全科学的质量管理体系

[4,5]我国工程建设项目执行招投标制、项目法人制、政府监督制、工程监理制、工程审计制及质量责任终身制,因此必须建立质量控制体系、质量保证体系与质量管理措施是完全必要的。1)质量控制体系:建立完善的工程质量机构保障是企业经营管理的核心,以质量求生存以信誉求发展是大势所趋,因此必须贯彻执行ISO9001条款的认可。2)质量保证体系以项目经理为核心负责任,下设项目总工程师、副经理、工程部、安保部、物资部、财务部及办公室等构成。3)质量管理措施:每一分项工程开工之前完善施工组织设计,报监理工程师审批同意后再进行开工,同时依据招标文件、施工图纸、合同约定的质量验收范围等相关内容对施工人员进行技术交底,依据政府监督、社会监理与施工自检的管理机制开展工程建设,使开工项目做到有的放矢地达到设计规定。

5结论

根据路面基层的设计与施工特点,工程创新管理应善于打破常规进行技术革新,对于自然科学的掌握要有前瞻性与探讨性,结合京台高速公路廊坊段施工管理经验与总结分析,实践证明,在行业规范条件下通过创新管理与应用,具有良好的技术效益与经济意义。

【参考文献】

【1】JTJ034—2000公路路面基层施工技术规范[S].

【2】JTGTF20—2015公路路面施工技术细则[S].

【3】JTGD50—2006公路沥青路面设计规范[S].

【4】JTJF80/1—2004公路工程质量检验评定标准[S].

篇6

一合理利用老路的平纵面

目前,公路路线确定的方法有两种,即直线形法和曲线形法。直线形法简便、直观,能反映工程师对路线走向控制的要求,比较适合选取方案。但直线形法难以合理充分地利用圆曲线和缓和曲线,因此,建议在老路改建中设计选线时采用曲线形法,依据控制测量所得的精确基础资料,运用复合曲线技术,使老路利用更加合理,从而构成流畅多变的以曲线为主体的平面线形,同时亦能更好地控制造价。

根据以上原则,在平面线形优化过程中,根据外业勘察获取的老路控制资料,尽量保证半幅利用老路,且在受房屋、河流或其他地形地物限制的路段,主线尽量向不受限制或受限制较少的一侧加宽;在纵面设计时,在保证路面结构厚度及加固厚度的前提下,尽量控制老路面以上填土高度,避免破坏老路因运营多年而形成的硬壳层。

对利用老路较困难的路段,在满足安全运营的前提下,为合理控制投资,对圆曲线最小半径、圆曲线和缓和曲线的最小长度、最大纵坡、最小坡长、最大坡长、竖曲线最小半径和最小长度中的部分指标采用降低一级设计时速的技术指标。如设计时速为80 km/h时,可降到60 km/h的指标进行控制,但需与相邻路段一道进行运行时速检验,一旦与相邻路段预测的运行速度差大于20 km/h,则说明降低指标路段与相邻路段的连续性不好,必须进行线形调整(增大平纵面低指标或降低平纵面高指标)。

二合理利用老路的路基

在进行路基设计前,通过地质钻探等手段对老路基材料进行评价,为老路路基处理提供详细、准确的资料。从以下方面对老路路基进行处理:

⑴对老路路基边坡进行挖台阶处理(第一级台阶应将原土路肩挖除),并根据开挖情况判断老路路基状况。若老路路基材料合格,压实良好,则仅按照一般填切交界的处理原则进行处理;若老路路基材料不完全合格,压实情况较差,则采用掺石灰改良;若老路路基材料完全不合格(如淤泥等),老路破损严重,则根据其长度和范围,考虑铺填块片石并碾压。在老路顶面及台阶上适当设置土工格栅。

⑵对老路路基有渗水情况的地段,先考虑路基渗水的原因及可行的隔水措施。在新填路基一侧进行必要的处理,以保证过水通道顺畅。如:若老路基层为透水层,则在新填路基同标高处设粒料层,既能起到盲沟的作用,不会破坏原水流通道,又能起到吸收部分变形的作用;若老路路基有整体渗水,则考虑沿边坡每5 m设横向盲沟,将水引至坡底,再在新填路基底部设粒料层排水,可有效减小老路渗水对新填路基的影响。对于必须破除老路路面部分,超挖80 cm,并换填透水性材料,其上铺填20 cm的泥结碎石,以保证施工期交通。

⑶慎重处理拓宽部分与老路结合部。在拓宽部分与老路结合部容易出现纵缝病害。在设计中通常采用下列两种方案之一,即:在施工工期不是特别紧张的情况下采取等强设计;在施工工期很紧张的情况下采取超强设计。经过实践总结,不论采取何种设计,在施工中必须做到:①在清理拓宽部分路槽时,必须将淤泥、草皮等腐植土清除干净,如软弱土层较深,可采用打石灰桩或换土方法,增加处理深度。②在结合部,清除杂物,将结合处老路部分挖成阶梯状,便于结合紧密。③在铺筑与原路面等高的铺装层时,可考虑将拓宽部分压实后的高度放至比原路面高2~3cm,预留下沉降余地。④严格按标准规定的施工厚度进行施工,不得进行超厚碾压。碾压程序必须按规范操作,必要时可增加碾压次数[5]。⑤加强养护。特别是底层部分,如养护不善,将造成纵缝产生[6.7]。

三合理利用老路的路面

在确定路面结构时,首先对拟改建公路的交通量进行调查、分析和预测,再对老路进行检测和调查,以此为依据确定路面结构,并合理利用老路结构,减少工程造价。

⑴老路的回弹模量检测。在勘察设计中,采用承载板和弯沉仪对老路进行回弹模量测量。每20 m为一个断面,每个断面测设2个点。测设完后,以1km作为一个评定单元,按下式计算每公里的回弹模量代表值:Eo=πD (1-μ0²)/4×∑pi/∑Li式中:D为承载板直径;μ0为路基土泊松比,可近似取为0.35;pi为回弹弯沉小于0.5 mm(土基软弱时为1 mm)时的各级荷载(MPa);Li为相应于各级荷载pi的回弹弯沉值(cm)。

⑵老路利用段设计弯沉的确定。在老路利用段容许弯沉确定之前,对老路的结构进行调查及48 h交通量调查,根据调查的交通量与工可报告的远景交通量进行综合分析,计算设计年限内累计标准当量轴次。按下式计算老路利用段的设计允许弯沉:

Ld=600Ne-2AcAsAb

式中:Ne为设计年限内一个车道的累计当量轴次(次/车道);Ac为公路等级系数,高速公路、一级公路为1.0,二级公路为1.1,三、四级公路为1.2;As为面层类型系数,沥青砼面层为1.0,热拌和冷拌沥青碎石、沥青贯入式路面(含上拌下贯式路面)、沥青表面处治为1.1;Ab 为路面结构类型系数,半刚性基层沥青路面为1.0,柔性基层沥青路面为1.6。

⑶确定利用老路的路面结构。根据老路的路面状况及回弹模量检测结果,对利用老路部分的路面结构可采用两种形式:对Eo≥80 MPa的路段,在老路上加铺基层、调平层,并对老路局部破损路段进行修补;对Eo

四合理利用老路的桥梁

在路线选线时,需综合考虑利用原有的大、中桥梁。在确定拟利用的桥梁后,应收集桥梁的施工图、竣工图、地质勘查资料和水文资料等,并现场进行核实。没有上述资料时,应通过现场测量、勘察和分析计算等方式加以补充。此外,还应对拟利用的桥梁通过荷载试验,判断桥梁结构的工作状态和受力性能,评价桥梁结构的力学特性和在新设计荷载作用下的工作性能,检验桥梁结构在新设计标准下是否满足运营要求,为拟利用桥梁是否需要加固处理或重建提供技术依据。

五改建公路交通安全设施的完善

由于改建工程的路线走向基本与老路一致,沿线居民的上路方式也没有太大的变化,但由于公路等级提高,公路的运营速度随之提高,这将对沿线居民的安全造成较大的威胁。另外,由于部分老路利用路段采用降低一级设计时速的指标进行控制,在这些路段,容易发生交通事故。因此,在公路改建工程中,应完善交通安全设施,保证公路的正常运营。例如:某些平交存在视距不良的隐患,需在适当的位置设置警示标志;对于曲线段上的高路堤,需设置连续式护栏;在长下坡接平曲线路段,若外侧为谷地、深沟,则设置墙式护栏,并在曲线前加设警告、限速标志;长陡坡段为挖方时,则对坡底的边沟加设盖板,以防车辆不慎落入边沟;对街道化严重、混合交通较大的路段,宜根据需要设置隔离栏。

六改建公路的景观与环保

在设计过程中贯彻“不破坏就是最大的保护”的设计理念,尽最大可能把改建公路建设成环保的生态公路和流动的风景线。按照可持续发展的全新设计理念,对环境保护予以充分考虑,注重景观设计。

⑴路线布设结合地形、地貌和现有老路顺势而为,尽量少填浅挖,减少对原有生态环境的破坏,保护现有的植被资源;利用先进的三维路线CAD技术进行选线,并进行多方案、深层次的比较,比选出符合环保要求的路线。

⑵路线选线中注意避开文物古迹点、自然保护区及水源地等环境影响敏感区。公路经过城镇时,与城镇规划相协调,采取“靠而不近,离而不远”的原则,既不干扰、破坏城镇规划,又便于车辆进出城镇。

⑶取土场采用集中取土方式。在设计中注意取土坑和弃土堆的合理布局,尽量减少对周围环境的破坏,对取土场采取必要的防护措施,以防土石流失。料场、拌和场、预制场等临时用地尽量选用荒地,远离居民区,用后及时恢复。

⑷保护现有的植被资源,并注重其恢复,防止水土流失,保持生态平衡。对路基填挖方边坡,结合公路沿线的自然特点,采用适宜技术和材料进行防护,有条件的地方尽量进行绿化。

⑸对路线的排水综合考虑,设置完善的排水系统,避免污染物直接排入沟渠,避免对所在地区造成新的污染。同时,在项目建设过程中对沿线的水资源、水利设施等进行保护。

⑹在项目建设时应采取必要的防护措施,对毁坏的地方道路进行恢复,对地方灌溉系统及时进行保护,对道路范围内的电力系统采取改移、升高杆塔、设涵跨越或从结构物下通过等措施。

七结语

在以往的公路改建项目中,公路设计中常为满足规范要求而盲目追求较高的技术指标,造成路网改造过程中老路利用率低、工程量大、对沿线自然环境破坏大、投资偏高的局面。现阶段路网改造任务繁重,但改造资金又十分缺乏,因此,有必要在科学合理地运用规范中的各项技术指标的基础上,充分研究当地经济状况、地质条件、人文坏境和发展规划等方面因素,确定技术指标,以求在公路发展的同时,节约投资和土地,提高社会及经济效益。

参考文献:

[1]JTG B01―2003,公路工程技术标准[s].

[2]交通部第二公路勘察设计院.公路设计手册:路基(第二版)[M].北京;人民交通出版社,1997.

[3]JTG D81―2006,公路交通安全设施设计规范[s].

[4]JTG D40―2003,公路水泥混凝土路面设计规范[s].

[5] JTG E42-2005,公路工程集料试验规程[s].

篇7

关键词:市政道路;沥青路面;柔性基层;路面结构;剪应力

Abstract: based on the existing municipal road summarize and analyze structure types, and draws up the three common flexible pavement structure of the form, the deflection, bottom stress analysis and determined the pavement structure scheme. Due to the municipal road of shear stress is an important index of the structure design, so the selected pavement structure scheme do the detailed analysis of the shear stress, and points out that the shear stress of the biggest position there.

Keywords: municipal road; The asphalt pavement; Flexible grassroots; Pavement structure; Shear stress

中图分类号:U416.217 文献标识码:A文章编号:

0引言

目前,半刚性基层沥青路面的结构形式广泛地应用于市政道路中,为解决该路面结构出现的早期破坏问题,本文对柔性基层沥青路面结构进行了研究。采用级配碎石、沥青碎石等柔性材料作基层的沥青路面结构,路面面层与基层之间应力、应变传递的协调过渡方面比较顺利,同时结构材料为颗粒状级配成型材料,排水畅通,致使路面结构不易受水损害[1]。柔性基层沥青路面的研究与应用,使我国市政道路路面结构型式更加多样性,适应我国地域辽阔、自然条件各异、各地经济水平和交通量差别大的特点。

1沥青路面结构类型简介

沥青路面结构层可由面层、基层、底基层、垫层等多层结构组成。在参考国外文献资料及相关规范的基础上,将沥青路面结构大致分为半刚性基层沥青路面结构、组合式Ⅰ结构、组合式Ⅱ结构、柔性基层沥青路面结构以及全厚式沥青路面结构5种类型,如表1所示[2]。

表1沥青路面结构类型

半刚性基层沥青路面是我国现阶段大规模采用的一种道路结构形式,市政道路也同样如此。半刚性基层具有板体效应,大大提高了路面结构的整体刚度,使得该种路面结构具有较高的强度和承载力、 良好的整体稳定性和耐久性。但是,由于半刚性基层本身的收缩裂缝难以避免,如果沥青面层没有足够的厚度(通常认为沥青面层厚度小于20cm,基层的横向收缩裂缝在使用初期即会反射至沥青面层,形成较多的横向开裂。我国近年来许多道路已经将沥青面层增至18cm以上,从实际使用情况看,仍然有明显的反射性裂缝,并没有防止得住。其主要原因有两个:

(1)我国的水泥稳定粒料的强度通常比较高,在施工期间就产生了开裂,而且裂缝宽度也较大,向面层传递的拉应力自然也比较大。

(2)更重要的问题是,沥青面层通常不是在一年内铺筑的,第一年经常只铺筑下面层然后经过一个冬天。也就是说,基层开裂的反射性裂缝是经过两次反应传递到沥青面层表面的,第一年先反射到下面层表面,以后再逐步传递到上面层。为防止半刚性基层沥青路面的反射性裂缝,将基层和沥青层在一年内完成铺筑是极为重要的。

需要指出的是,比起其他措施来说,增加沥青层厚度不仅会大幅度增加建设成本,而且效果不一定明显[3]。此外,由于全厚式沥青路面初期投资较大,该路面结构形式在我国大量使用需要进一步论证。

从我国的实际情况看,推广和运用组合式结构和柔性基层这两种路面结构应该是比较适宜的。对于中、轻交通量柔性基层沥青路面结构可以适当减薄沥青层厚度以降低路面造价。

2路面结构组合方案拟定

本文以沈阳市某主干道为例进行路路面结构力学分析,以级配碎石和沥青碎石两种柔性材料作为基层,拟定路面结构如下表2所示。

3 路面结构方案对比分析

沥青路面结构及材料设计参数如表3所示。路面设计累计轴载作用次数为500万,等级为中等交通等级。城市道路类型为大城市主干路,道路分类系数为1,面层类型系数为1,路面结构系数为1.6[4~5]。

对拟定的路面结构进行了力学分析计算路面结构适宜厚度和各层应力应变分析如下表4所示[6]。

表2路面结构组合方案拟定

表4路面结构厚度和各层应力应变计算

从表4中路面应力应变计算结果对比分析可以看出,路面结构厚度上,方案I最小,方案II最大;方案III的路表路面弯沉(一定程度上代表了路面结构抵抗竖向形变的能力)最小,方案II的弯沉最大;方案I各层层底拉应力均小于其他方案,需要特别指出的是,方案II由于采用的级配碎石基层,故该层产生的拉应力会在级配碎石层内自行消散,对面层几乎没有影响,方案II是解决半刚性基层反射裂缝最为彻底的方法。由于市政道路标高和道路用地限值是路面结构和线性选择的决定性因素,综合三种方案优缺点并考虑经济性,选择方案I作为市政道路最终方案。

4路面结构剪应力分析

由于市政道路车流量密集,车辆变速、制动频繁,路面会受到频繁的剪切作用,为了保证路面在使用时不会发生剪切破坏,有必要对剪应力做详细的分析[7]。

路面结构研究以现行《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)和《城市道路设计规范》(CJJ 37-90)为依据。路面结构设计采用双圆均布垂直荷载作用下的弹性层状连续体系理论进行计算,路面荷载及计算点如图1所示。

图1弹性层状体系计算图式

计算坐标点为A(0,0.1598)、B(0,0.1065)、C(0,0.0533)、D(0,0.2663)、E(-0.0959,0.1598)、F(0.0959, 0.1598)、O(0,0)。

篇8

关键词:路面基层;施工技术;控制

中图分类号:TU 文献标识码:A

1 路面垫层与路基的施工要求

1.1 级配砂砾是路面垫层较好的主要材料,但砂砾本身的质量优劣直接影响到垫层的作用及路面整体的工程质量,所以监理工程师应掌握对砂砾的技术要求,控制级配砂砾垫工程质量。这些技术要求包括;级配砂砾中砾石的压碎值应小于30%.砾石含量0.5~5cm的颗粒不得少于50%,最大颗粒不得大于6cm级配砂砾中0.074mm的粉料数量不应大于7%,且塑性指数不应大于6,鉴于级配砂砾垫层的强度主要与颗粒级配和压实有关,所以对级配砂砾的级配应有所要求。

1.2 级配砂砾垫层的施工可以分为碾压路槽、运输摊平、整形洒水碾压和初期养护等五个工序。级配砂砾是一种松散材料,为防止遭到行车破坏,监理工程师应提醒施工单位在进行施工组织计划时,要半幅通车半幅施工方法,避免因施工行车混乱,造成级配砂砾垫层的表面松散、平整度差和延长工期。

1.3 水泥稳定砂砾基层根据施工方法,又可以分为厂拌法和路拌法两种形式。底基层可采用路拌法。上基层可采用厂拌法。水泥稳定砂砾作为高等级公路路面的基层,是路面结构中的重要组成部分,是关系到路面整体强度的高低和能否保护路面在设计周期内正常使用的关键部位。

1.4 水泥稳定砂砾基层的施工工艺有两种。路拌法施工水泥稳定砂砾基层,工序分为:初平砂砾料、洒水闷料、摆放水泥、摊平水泥、机械拌合、整型找平、碾压成型洒水养生、厂拌法施工水泥稳定砂砾基层,工序分为砂砾备料、水泥剂量、加水拌和、运料上路、摊铺碾压和洒水养生等

2 级配砂砾垫层

2.1 路基复查。对已竣工的路基进行复查验收,并向路面施工单位进行组织交接手续。交接手续应由驻地监理工程师组织,由路基、路面两个施工单位的领导和技术负责人参加。路基竣工后,由路基施工单位进行自检《路基自检报告》,内容包括压实度、平整度、宽度、边坡度,路基顶面弯沉值、路基顶面及中小桥涵标高、直曲线转角一览表和水准准电表。

2.2 材料试验。路面施工单位必须向监理工程师提交以下关于级配砂砾的各项材料试验。

砂砾颗粒筛选试验,平均每半公里监理工程师在施工段上取料,送交监理工程师审查,满足级配砂砾的技术要求后,路段上的级配砂砾方可使用,对不符合技术要求的级配砂砾应采用掺配砾石、剔除大于6cm砾石,或全部弃掉,更换料场等措施,确保级配砂砾的质量,砂砾容量试验,重型标准实验室,求得最佳含水量及最大密实度。

3 施工中质量控制对策

3.1 路基质量控制。①在路基填筑之前应对自然土进行试验分析,确定其物理学性质。测定其最佳含水量及最大干容量,以便指导路基施工及面对路基填筑成品的检测,从有关试验结果分析:土质颗粒越细,其相应的回弹模量越低,而砂性土回弹模量比较高。这就是通常所说的砂性土是良好的逐路材料,施工选取土场时,我们通过选择塑性指标较小的土来填筑路基。②土在最佳含水量的时进行压实才能达到最大密度,因此,在路基填土压实过程中,必须随时控制土的含水量,当含水量过大时,应晾晒风干至最佳含水量在碾压,施工过程应连续作业,减少雨淋、暴晒,防止土壤中的含水量发生大的变化。③路基工程压实度反映路基每一层的密度状态,弯沉值反映路基上部的整体强度,当两者都达到合格要求时。路基的整体强度、稳定性和耐久性才能符合要求,路基施工的技术要求并不复杂,只要我们严格执行规程,在施工中认真负责,一定能够生产出高质量的道路。

3.2 水破坏的控制。高速公路由于一般设计路堤较高,且多有硬路肩。路基内的水害不严重,所以主要防止整体道床水下渗,引起整体道床结构的破坏。在我国已建成的一些高速公路经常在雨后出现一定量的坑槽,原因就是水破坏,特别是夏天高温天气,雨水渗入整体道床。形成高温水,在行车荷载作用下,碎石剥落下来,两者分离,在行车作用下形成坑洞,表层施工按防水层处理,使水进入结构层内部,从而避免出现这样的破坏。

3.3 裂缝的防治。①选择收缩性小的水泥稳定类结构做基层,施工时要考虑到水泥类稳定材料产生裂缝的机理,它产生收缩主要有两方面的原因,即温缩和干缩,而这两者又与材料的含水量和塑性指标有关,选择材料时要对材料的塑性指标进行试验。材料的塑性指标在规范允许的范围内方可采购。在施工中可通过采用缓凝减水剂等方法,尽量使水泥类稳定材料达到最佳含水量,保证少出或不出裂缝。②沥青整体道床非荷载裂缝是低温和疲劳裂缝总和,它与沥青的品质有关,主要是沥青的温度敏感性和针入度,国内外多项试验表明,针入度指标越高,温度敏感性越低,高粘度沥青的温度敏感度较低,在选择整体道床材料时就要充分考虑到这些因素,因为裂缝出现后,雨水就会沿裂缝下渗,侵蚀下面的结构层,降低它的强度,从而出现严重的整体道床损坏。

3.4 养生与养护。基层施工要求湿养,以得到高强度。基层混合料含水量低,很快出现表面干燥现象,而稍一脱水,就会产生不良的影响,大大降低混合料的强度,产生过多的表面裂缝,所以必须保持一周内混合料表面湿润。养护时不能用洒水车在表面直接喷洒,以免冲掉表面吸料,一般采用土工布覆盖,在覆盖物上洒雾状水或低压浇水,并加强边角接缝处的养护。

4 基层的翻修与重铺

当路面具有下例情况时则基层需要进行翻修:

a.原有路面整体强度不足,路基失稳,受水的影响使路面出现翻浆或弹簧者。

b.根据路面使用量的评定已达到翻修条件者。

c.原有路面的材料已不能满足结构强度要求,造成全面损坏,需彻底更换路面结构者当具有下列情况时,则需要进行基层重铺。

a.原有路面基层材料没有利用价值,翻修在经济上不合理者

b.当地盛产路面基层材料,原基层材料虽然可以利用但因机械施工困难,技术上暂时难以解决者

c.原有路面因地带类型发生变化,需改善其水稳者

基层的翻修与重铺应分别按《公路沥青路面设计规范》与《公路路面基层施工技术规范》的有关规定要求进行设计和施工。

翻修基层时对原有基层的材料应尽可能地充分利用。为此,应对原基层取样检测其材料性质,一般每500m检测一处,如路基干湿类型有变化应增加测点。检测项目包括干密度,级配组成以及小于0.5mm间料的含量与塑性指数等。以确定其利用的骨料含量和需要掺配的材料用量。对于无机结合料稳定基层,还应测定其水泥石灰剂量及其剩余活性,以确定再生利用时需要掺添的水泥或石灰剂量。

基层翻修应结合原材料的利用价值与加铺方案进行技术经济比较后,以确定最后的采用方案。

在中湿,潮湿地带的粒料基层,翻修时宜掺加适量的石灰,做成泥灰结碎石或级配碎(砾)石掺灰结构,以提高其水稳性,有条件时也可掺加水泥予以稳定。

5 结束语

工程质量是工程建设的核心,是决定工程建设投资成败的关键,而路基是公路工程的重要组成部分,它既是路线的主体,又是路面的基础,路基的施工质量直接影响到路面的使用效果,因而保证路基施工质量是关系到整个公路施工质量的关键。为确保工程质量,实现快速、高效、安全施工。必须重视施工技术和管理。

参考文献:

[1]JTJ034-2000 公路工程基层施工技术规范[S].北京:人民交通出版社。

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关键词:沥青混凝;路面工程;病害原由;防治技术

一、沥青混凝土道路里面出现早期损坏的原由

我国城市沥青混凝土道路一般的使用寿命是 10~15 年,但是现在我国因此我国大部分城市的沥青混凝土道路路面出现了早期损坏的现象,甚至有的道路通车的当年就会出现病害。下文中,我们阐述一下沥青混凝土道路早期破坏的常见类型且分析其产生的原因。

1.水损害

水损害是水分深入到路面的结构层造成的早期破坏现象,其不仅仅是沥青混凝土路面早期损害最常见的病害之一,还是破坏能力最大的病害。水破坏的主要破坏形式有:网裂、坑洞、唧浆、辙槽等。水破坏的产生往往是由于施工中沥青混凝土配合比控制不严、沥青混合料拌合不均、碾压效果不良等导致的沥青路面空隙率过大所造成的。

2.沥青路面裂缝(图 1、图 2)

沥青混凝土道路路面早期破坏中最为常见的病害之一就是路面裂缝。路面出现裂缝,为水分的进入提供了便利的条件,从而破坏路面的基层或者软化路基,降低路基的承载能力,缩短路面破坏的时间。沥青路面的裂缝一般有横向裂缝和纵向裂缝组成。沥青道路路面出现裂缝的原由可以分为两大类:一种是由于行车载荷的作用出现的结构性破坏裂缝,我们常常称之为荷载型裂缝;另一种是由于沥青面层的温度变化产生的温度裂缝,我们往往称之为非荷载型裂缝。

3.沥青路面龟裂(图 3)

龟裂就是我们平日讲的网裂,其往往是沿着轮迹带出现一条甚至多条平行的纵向裂缝,纵向裂缝之间常常会出现横向或者是斜向的链接裂缝。沥青路面龟裂不仅仅被称之为沥青路面早期破坏中最普遍的病害,还是道路养护过程中难度最高的病害,其对沥青路面的使用寿命有重大的影响。假如,道路使用过程中路面出现龟裂现象,又不能及时采用有效措施处理,会产生严重的后果。沥青路面产生龟裂的主要原由就是道路路面的结构强度不够。

4.车辙(图 4)

车辙,常常是在行车荷载的重复作用下,使道路路面出现永久性的带状凹糟。沥青混凝土道路路面出现车辙往往是由于沥青混合料的质量不合格、路面的基层和面层压实程度不够。

5.波浪(图 5)

沥青里面波浪形成的主要原因是路面运用的材料设计不合理或者是施工质量比较差,致使路面不能够承担行车水平力的作用。

6.松散(图 6)

沥青路面松散形成的主要原因是采用的沥青粘合力比较差或者是沥青的含量比较小,运用的矿料不干燥,没有被均匀的铺撒,或者是运用的嵌缝料没有达到标准,不能够被沥青粘合起来。

7.坑槽

沥青路面的坑早是沥青路面出现网裂后不能够及时的养护,日积月累形成的,其产生的主要原因是路面的基层局部的强度不能达到标准,从而是车辆行走的过程中产生坑槽。

8.沉陷

沥青路面的沉陷往往是由于沥青路面基层的局部强度不够,车辆通行和自然因素的作用下形成,其产生的主要原因是沥青路面的路基压实度不够。

二、城市沥青道路路面早期破坏的防护技术

通过分析沥青路面出现早期破坏的原由,可以看出沥青路面出现早期破坏与沥青的混合料、路面的设计、路面的施工以及自然条件四个方面有莫大的关联。但是,城市交通的自然条件是客观存在的,不是我们人力可以控制的。因此,城市沥青道路路面早期破坏的防护技术可以从沥青的混合料、路面的结构设计和路面的施工质量三方面着手研究。

1.把握好沥青混合材料的质量关

修筑的沥青混凝土道路是否优质关键就是沥青混合料的质量的优与差,我们只有了解影响沥青混合料质量的因素,才能够在沥青道路的修筑实践中克服困难。因此,在沥青路面施工过程中,我们要向控制沥青混合料的质量可以从混合料的原料、混合料的配合比设计和沥青混合料的质量检测三个环节着手控制。

(1)控制沥青混合料的原材料

沥青混合料的原材料包括沥青、粗集料、细集料好和矿粉。沥青在进入沥青道路施工的场地时,要检测其针对度、延度、软化点等指标,达标之后留取样本,才能让沥青进入施工场地。另外,其技术一定要严格按照《沥青路面施工技术规范》执行。

(2)沥青混合料的配合比设计

沥青混合料的配合比设计分为三个阶段:目标配合比阶段、生产配合比阶段和生产配合比验证阶段。但是,每个拌合站生产之前必须要进行热料仓筛分,确定热料仓比例。

(3)沥青混合料的质量检测

沥青混合料的质量检测包括:油石比、矿料级配、稳定度、流值、混合料出厂温度、运到现场温度、摊铺温度、初压温度、碾压终了温度、动稳定度和混合料拌合均匀性。因此,我们一定要严格按照每个标准执行,确保修筑一条优质的沥青道路。

2.设计合理的路面结构

假如沥青道路的路面结构设计的不合理,施工质量却达到了标准,这样的道路不仅仅不足以承担行车的荷载与自然环境因素的作用,还不能最大限度的发挥各结构层的效能,从而给予裂缝产生的机会。因此,我们说设计是沥青道路施工中最关键的一个环节。合理的路面结构设计是修筑坚固稳定路面的基础,但是我们也不能否定施工质量的重要性。总而言之,在进行路面设计时,必须按照路面层耐久、基层坚实和土基稳定的要求,且贯穿因地制宜、合理选材、方便施工和利于养护的原则,经过方案比选就会取得满意的效果。

3.严把施工质量关

(1)严格控制沥青混合料的拌和质量

沥青混合料的拌合过程中,发现了“糊料”或者“离析“等异常情况应该立即进行处理;另外,我们可以提高马歇尔试验的频率,严格控制沥青混合料的矿料级配、混合料的出厂温度、混合料拌合均匀性等指标,必要的情况下可以对混合料进行特殊配合比设计。

(2)保证基层顶面粗糙度

沥青道路路面的施工过程中,我们要确保基层顶面的粗糙程度,具体的施工过程中我们一方面可以改善基层材料的级配,增加粗骨料,提高大中粒径集料的含量,另一方面我们可以把含水量控制在最佳状态,同时改进碾压的方式,避免过振过湿,不能使基层顶面形成灰浆硬壳,不能用细料进行压实后找平。

(3)合理洒布透层油、粘层油

在进行各层铺筑前,必须保持顶面清洁。根据近年来的施工经验,透层油应以慢裂型乳化沥青为宜。用沥青洒布车喷 洒时,应 保持 稳定的 车速和 喷洒 量,并立即 撒布2m3/1,000m2的石屑或粗砂,用8T钢筒式压路机稳压一遍,将多余的浮料扫走。

参考文献:

[1] CTT37-90,城市道路设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,1991.

[2] JTJ014-97,公路沥青路面设计规范[S].北京:人民交通出版社,1997.

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【关键词】高速公路排水设计路基路面

中图分类号:S276文献标识码: A

一.引言

高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性对路面的使用寿命有着显著的影响。其设计不当而造成的工程病害日益增多,直接造成经济损失因此,高速公路路基排水设计的重要性日益突出,对保证高速公路的使用性能和使用寿命都十分重要,高速公路路基、路面排水设计应统一规划、合理布局,结合当地排灌系统进行综合设计,使各种排水设施形成一个功能齐全、排水能力强的排水系统,并充分重视环境保护。

二.  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。

三.路基路面排水的主要任务和原则。

地表排水设计的主要任务是把降落在路界范围内的表面水有效地汇集并迅速排出路界,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。排水主要遵循的原则有:

(1). 排水设施应因地制宜 全面规划 合理布局,并充分利用地形和自然水系,做到水流不过于集中排放,能及时疏散,就近分流。

(2). 排水系统应自成体系,注意与农田水利相配合,与灌溉沟渠互不干扰 防止冲毁农田或危害其他水利设施的同时,也要防范农业用水影响路基稳定。

(3). 设计前应进行调查,查明水源,考虑排水设施与桥涵布置的配合,地下排水与地面排水的配合。

(4). 在满足排水主功能的前提下,应节约用地,选择排水设施的形式应与周围自然景观相协调,营造道路与自然和谐的环境。

四. 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。

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。

四. 高速公路路面渗水的排水设计.

沥青路面的水损坏问题,首先就要涉及到公路的排水系统。为保证公路路基的稳定、路面的良好使用性能以及行车的安全,公路都会设置完善的排水设施,以排除路界范围内的地表水和地下水。公路排水一般由路界地表排水、路面内部排水和地下排水三部分组成。路界地表排水包括路表排水、中央分隔带排水和坡面排水。路面内部排水包括多孔隙面层排水、路边缘排水及透水基层排水。

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。

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。

五.结束语

尽管随着新材料的应用和施工工艺的优化,沥青路面的质量不断提高,但仍有相当部分沥青混凝土路面在使用过程中发生一定程度的损坏现象,特别是由于各种综合因素引起的早期(使用3年左右)破坏,致使公路沥青路面的使用性能与寿命常达不到应有的设计水平,已严重影响了公路交通运输功能的正常发挥,造成巨大的经济损失,同时也在一定程度上制约了我国高速公路事业的发展。

参考文献:

[1] 王伟王涛  对公路路基路面排水设计的认识 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年14期

[2] 何向宁HE Xiang-ning   对公路路基路面排水设计的探讨 [期刊论文] 《山西建筑》 -2009年23期

[3] 孙宜君 谈对公路路基路面排水设计的认识 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年13期

[4] 吕开业    浅析公路路基路面排水设计[期刊论文] 《建筑与文化(学术版) 》 -2013年3期

[5] 杨允   对公路路基路面排水设计的探讨  [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年4期杨