路基路面設(shè)計總結(jié)范文
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篇1
關(guān)鍵詞:公路,瀝青路面結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)設(shè)計
中圖分類號:U416.217 文獻標識碼:A
引言:目前我國高等級公路工程發(fā)展迅速,取得了巨大的成就,但也出現(xiàn)了一些值得重視的問題,尤其是一些新建的公路,早期結(jié)構(gòu)性破壞現(xiàn)象十分突出,嚴重影響著公路建設(shè)的形象和交通運輸安全。因此,開展對公路瀝青路而結(jié)構(gòu)設(shè)計的探索具有重要的現(xiàn)實意義。
1、瀝青路面設(shè)計指標及標準
1.1 瀝青路面設(shè)計指標
目前,在我國公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中,對于高速、一級和二級公路的路面結(jié)構(gòu),設(shè)計指標為路表面回彈彎沉值和瀝青混凝土層層底拉應(yīng)力及半剛性材料層的層底拉應(yīng)力;對于三級、四級公路的路面結(jié)構(gòu),設(shè)計指標為路表面設(shè)計彎沉值。有條件時,對重載交通路面宜檢驗瀝青混合料的抗剪切強度,驗算其最大剪應(yīng)力是否滿足要求。
1.2 瀝青路面設(shè)計標準
目前我國現(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計規(guī)范中,采用了以下標準來確定路面結(jié)構(gòu)所需的厚度:(1)路面結(jié)構(gòu)表面在雙輪荷載作用下輪隙中心處的彎沉值不大于設(shè)計彎沉值;(2)瀝青面層底面的最大拉應(yīng)力不大于該層混合料的容許拉應(yīng)力;(3)半剛性基層或底基層底面的最大拉應(yīng)力不大于該層材料的容許拉應(yīng)力。彎沉和應(yīng)力計算分析時,將路面結(jié)構(gòu)看成為多層彈性體系,體系頂面作用有相當(dāng)于雙輪組P=50 kN的雙圓均布荷載,各層面間的接觸條件按完全連續(xù)處理。彎沉計算點的位置選在輪隙中心處。層底面拉應(yīng)力計算點的位置選在單圓中心點及單圓半徑的1/2點和單圓內(nèi)側(cè)邊緣點和雙圓輪隙中心點,取其中的最大值作為層底最大拉應(yīng)力。
2、瀝青路面設(shè)計標準的確定方法
2.1 設(shè)計彎沉值的確定
在瀝青里面設(shè)計中,路面結(jié)構(gòu)的整體承載能力是通過彎沉值反映出來的?;貜棌澇林敌〉慕Y(jié)構(gòu)整體承載能力大,能經(jīng)受輪載的很多次重復(fù)作用才出現(xiàn)損壞;而回彈彎沉值大的結(jié)構(gòu),在經(jīng)受輪載不多次的重復(fù)作用后,路面即呈現(xiàn)某種形態(tài)的損壞。因而,在達到相同損壞程度時,回彈彎沉值的大小同該路面結(jié)構(gòu)的累計荷載重復(fù)作用次數(shù)成反比。若能求得回彈彎沉值與使用壽命間的關(guān)系,則可依據(jù)該路面結(jié)構(gòu)所要求的使用壽命,來確定路面結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)控制的路表回彈彎沉值。為此,就需要了解路面結(jié)構(gòu)在使用期內(nèi)的彎沉變化規(guī)律及其與路面結(jié)構(gòu)損壞狀態(tài)的關(guān)系。根據(jù)對已建成道路的多年實測資料分析,路表回彈彎沉值隨著時間的推移而變化。由于路面在使用期內(nèi)彎沉是變化的,使用期末的彎沉值與竣工時的彎沉值并不相同,不能直接用容許彎沉值作為竣工時驗收的標準??紤]到半剛性基層材料的設(shè)計齡期為六個月,在路面竣工后第一年不利季節(jié)的彎沉值與最大剛度狀態(tài)所對應(yīng)的彎沉值比較接近,故將路面竣工后第一年不利季節(jié)的路面狀態(tài)近似假定為路面整體結(jié)構(gòu)的最大剛度狀態(tài),并取其作為路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計狀態(tài)。
2.2 容許拉應(yīng)力的計算
公路路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力對公路的使用壽命有直接影響,是指路面結(jié)構(gòu)在行車荷載反復(fù)作用下達到臨界破壞狀態(tài)時容許的最大拉應(yīng)力。這一應(yīng)力值較一次荷載作用下的抗拉強度小,減小的程度同重復(fù)荷載次數(shù)及路面結(jié)構(gòu)層材料的性質(zhì)有關(guān)。對瀝青混凝土的極限抗拉強度,系指15℃時的極限抗拉強度;對水泥穩(wěn)定類材料,系指齡期為90d的極限抗拉強度;對二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類的材料,系指齡期為180d的極限抗拉強度;對水泥粉煤灰穩(wěn)定類材料,系指120 d 的極限抗拉強度。
3、路面實際彎沉值和層底拉應(yīng)力的計算
3.1路面實際彎沉值的計算
在當(dāng)前的瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中,彎沉值的計算一般是應(yīng)用彈性層狀體系理論來求得的,但大量試驗驗證結(jié)果表明,理論計算值與實測彎沉值之間存在一定偏差。此偏差呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性,當(dāng)路基剛度較低時,由前述理論公式算得的面層厚度偏大;而當(dāng)路基剛度較高時,則由理論算得的面層厚度偏薄。出現(xiàn)這種現(xiàn)象,主要是因為路基路面材料并非線性彈性體,而所采用的評定材料抗變形能力(Eo和 Ei)的測定方法,并不能反映它們在結(jié)構(gòu)層內(nèi)的真實工作狀態(tài)。為使理論計算和實測結(jié)果相符,目前在規(guī)范中引入了一個彎沉綜合修正系數(shù)F:
式中:l,al———分別為理論彎沉值和理論彎沉系數(shù);ls,as———分別為實際彎沉值和實際彎沉系數(shù)。當(dāng)設(shè)計計算路面厚度時,實際彎沉值可取為設(shè)計彎沉值,由大量試驗驗證資料分析得知,彎沉綜合修正系數(shù) F 同實際彎沉值、土基回彈模量及輪載參數(shù)的相關(guān)關(guān)系較密切。
3.2整體性材料層層底拉應(yīng)力的計算
為防止瀝青層和半剛性基(墊)層因?qū)拥桌瓚?yīng)力過大而產(chǎn)生疲勞開裂,設(shè)計時需驗算瀝青層及半剛性基層底面的拉應(yīng)力值是否滿足要求。瀝青層及半剛性基層底面各計算點的拉應(yīng)力值,可直接由計算機軟件求得。比較計算層各計算點的應(yīng)力值,取最大值作為該層的最大拉應(yīng)力。將最大拉應(yīng)力與該層的容許拉應(yīng)力進行比較,以判斷拉應(yīng)力是否滿足要求或據(jù)此控制結(jié)構(gòu)設(shè)計。計算時注意材料參數(shù)的選擇和確定,不同材料有不同的選擇要求,具體應(yīng)用時需注意。
4、路基土和路面材料設(shè)計參數(shù)
按彈性層狀體系理論求解路表彎沉或面層和基、墊層底面的彎拉應(yīng)力應(yīng)變時,必須知道路基土和路面材料的彈性模量值。無論是路基土還是路面材料,其應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系都或多或少呈現(xiàn)出非線性性質(zhì),因而表征其關(guān)系的彈性模量值都是應(yīng)力狀態(tài)的函數(shù)。同時,它們又是材料組成、壓實狀態(tài)及環(huán)境的函數(shù)。工程上通常采用承載板試驗和抗壓試驗得到的荷載—回彈彎沉變形關(guān)系確定回彈模量值,并將它作為彈性模量。
4.1路基土回彈模量值
路基土的回彈模量值,除了受加荷方式和應(yīng)力狀態(tài)等因素影響外,主要取決于土的類型和性質(zhì),以及土的濕度和密實度。路面設(shè)計時,應(yīng)在最不利季節(jié)通過實測確定回彈模量值。但在路基尚未修建的情況下,往往只能通過經(jīng)驗方法來估定。由室內(nèi)試驗結(jié)果得知,路基土的回彈模量同土的性質(zhì)和狀態(tài)之間存在著下述經(jīng)驗關(guān)系:
式中:K———土的壓實度;ω ———土的稠度;A,a,b———隨所在地區(qū)和土的類型而異的試驗參數(shù)。
通過在全國各地進行的大量實測和分析工作,提出了各地區(qū)不同土組的 E0-K-ω 關(guān)系式。在此基礎(chǔ)上,擬訂了土基回彈模量建議值表供初步設(shè)計時參考使用。根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗或路基臨界高度,判斷各路段土基干濕類型,利用論證得到各路段土的平均稠度值預(yù)估土基回彈模量值。當(dāng)采用重型擊實標準時,可將土組土基回彈模量參考值提高 15%~30%。
4.2路面材料回彈模量值
無結(jié)合料的粒料墊層和基層的回彈模量值,可采用重復(fù)加載的三軸試驗進行測定。試驗時,須按墊層或基層所受到的實際應(yīng)力狀況施加側(cè)限應(yīng)力,以確定相應(yīng)的回彈模量值,現(xiàn)行公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范中提出的常用粒料基層和墊層的回彈模量值參考范圍。無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料或土的回彈模量值,可采用圓柱體或小梁試件進行壓縮或彎曲試驗,測定各級應(yīng)力作用下的壓縮應(yīng)變或彎拉應(yīng)變后計算確定。
結(jié)語
我國公路的建設(shè)事業(yè)高速發(fā)展,但瀝青路面設(shè)計技術(shù)尚需進一步發(fā)展和完善。要使設(shè)計結(jié)果能同實際相符,路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法就要能全面地反映材料、環(huán)境、荷載和土基狀況等因素對結(jié)構(gòu)性能的影響,所以,必須收集足夠的交通、土質(zhì)、氣象和水文資料,并在同實際工作環(huán)境相符的條件下對所用材料進行物理力學(xué)性質(zhì)試驗,獲取可靠的材料參數(shù)。而要做到這一點,是非常困難的。因此,現(xiàn)有設(shè)計方法都存在不完善之處,還有待隨著研究工作的深入和實踐經(jīng)驗的積累,不斷地進行修正、補充和完善。
參考文獻
[1] 李繼紅,等.瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法探討[J], 交通標準化,2012,(10):50-53.
篇2
關(guān)鍵詞:瀝青混凝土,路面,病害,成因,防治
一、瀝青混凝土路面病害原因分析
1 施工方面的原因
(1)公路路線通過軟土路基,施工過程中軟基處理不徹底,達不到設(shè)計要求或根本未予處理,通車以后必定會發(fā)生路基失穩(wěn)或沉降量過大,從而導(dǎo)致瀝青層破壞。根據(jù)相應(yīng)的規(guī)程的規(guī)定,為保證路基的穩(wěn)定性,必須對通過軟土地基路段的公路基底進行處理,使軟土路基排水固結(jié),以減小路基沉降。但軟土路基排水固結(jié)是一個非常漫長的過程,軟土路基穩(wěn)沉的時間有時要達到5年左右。在我國的公路建設(shè)中,等待5年路基穩(wěn)沉以后再鋪筑路面,幾乎是不可能做到的。軟土路基處理后,沒有足夠的沉降時間就鋪筑路面,必然會造成因路基沉降而導(dǎo)致路面的早期網(wǎng)裂、坑塘、縱橫裂縫等病害。
(2)瀝青面層本身產(chǎn)生破壞。因瀝青面層原因造成的破壞主要包括瀝青面層松散、坑洞、泛油、車轍等幾個方面。瀝青面層本身的破壞原因主要由兩個方面的原因造成,一是由于水的侵入造成的破壞;二是由于瀝青混凝土混合料離析造成的破壞。水是導(dǎo)致瀝青面層破壞的重要因素。瀝青面層中的水來源于大氣降水及下承層擠上來的水。大氣降水滲入瀝青面層中排不出去,在車輛荷載及溫度變化的作用下會導(dǎo)致瀝青面層的破壞。
(3)路基施工過程中壓實度不滿足要求。路基壓實是提高路基路面強度、穩(wěn)定性的主要技術(shù)手段,路基壓實同時也是路基施工過程中的重要工序。路基壓實的目的就是為了使三相體中土粒彼此緊密、排除其中的液相水與氣體,從而提高路基土的強度與穩(wěn)定性。施工過程中如果對路基的壓實度不嚴格加以控制,路基壓實度不能達到設(shè)計要求,必然會導(dǎo)致公路路面出現(xiàn)縱橫向裂縫。
另外,水泥混凝土橋面上加鋪瀝青混凝土面層厚度較薄,且不按規(guī)定撒布層間的粘層油或粘層油撒布不均勻,在汽車荷載的作用下,面層也較易出現(xiàn)坑洞等質(zhì)量缺陷。
2 材料方面的原因
瀝青混合料是由粗集料、細集料、礦粉與瀝青結(jié)合料等多種材料拌合而成的復(fù)合材料,各種組成材料的質(zhì)量波動與變化及不同比例都會影響瀝青混合料的質(zhì)量。
(1)瀝青。瀝青是在瀝青混合料中起膠結(jié)作用的材料,瀝青質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定了瀝青混合料的質(zhì)量。按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)的規(guī)定,瀝青路面采用的瀝青標號,宜按照公路等級、氣候條件、交通條件、路面類型及在結(jié)構(gòu)中的層位及受力特點、施工方法等,結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖褂媒?jīng)驗,經(jīng)技術(shù)論證后確定。瀝青材料的選擇可以概括為:低含蠟量、高樹脂、低溫度敏感性、高延度等四個條件。應(yīng)嚴格控制瀝青材料中的含蠟量,在目前重交通流量的情況下,含蠟量高會導(dǎo)致瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性極差,在高溫和重交通條件下必然產(chǎn)生車轍。選擇瀝青品種時,當(dāng)高溫要求與低溫要求發(fā)生矛盾時,應(yīng)優(yōu)先考慮滿足高溫性能的要求。
(2)礦料。礦料是粗集料、細集料及礦粉的統(tǒng)稱,礦料質(zhì)量的好壞直接影響瀝青混合料的強度,是導(dǎo)致瀝青路面早期破損的主要原因。碎石的強度較低時會導(dǎo)致瀝青混凝土穩(wěn)定度偏低,容易引起瀝青路面的剝落,碎石選擇應(yīng)考慮壓碎值與磨耗值二個指標;碎石與瀝青材料的粘附性大小對瀝青混合料的強度與耐久性有極大的影響,宜選擇堿性碎石以增加與瀝青材料的粘附性;石料的吸水率較大時,空隙中殘留的水分對瀝青面層的壓實與孔隙率都有較大的的影響,宜選擇吸水率較小的石料;配合比設(shè)計時應(yīng)考慮0.075mm以下顆粒含量,在烘干的過程中有一部分已經(jīng)被吸塵設(shè)備排出,配合比設(shè)計中應(yīng)與扣除;同時配合比設(shè)計時超粒徑顆粒應(yīng)予以剔除,否則會造成瀝青混合料強度不足。
(3)礦料級配及孔隙率的選擇。礦料的級配設(shè)計就是為了選擇合適的孔隙率。孔隙率較小時瀝青混凝土不透水了但高溫穩(wěn)定性會降低,孔隙率較大時高溫穩(wěn)定性提高了但透水較嚴重會帶來各種病害。如何權(quán)衡孔隙率的大小與高溫穩(wěn)定性是保證瀝青面層質(zhì)量的重中之重。工程實踐證明,各瀝青層均應(yīng)采用密實性瀝青混凝土,孔隙率應(yīng)保證在3%-6%范圍內(nèi),從而實現(xiàn)透水性與高溫穩(wěn)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問題與不足之處,也是導(dǎo)致瀝青面層出現(xiàn)質(zhì)量問題的重要原因,在有些項目上,管理上的原因造成質(zhì)量問題比技術(shù)方面的原因表現(xiàn)還要突出。加強施工項目管理,是提高工程質(zhì)量,減少質(zhì)量病害發(fā)生的行之有效的、不可或缺的手段。
(1)違反公路工程建設(shè)基本程序。前期工作滯后,沒有對路面設(shè)計方案進行必要的審查與比較,導(dǎo)致路面設(shè)計方案不合理或與工程實際情況有差異。招投標過程把關(guān)不嚴,一些無公路路面工程施工經(jīng)驗、技術(shù)力量、施工設(shè)備的隊伍進入了路面施工市場,導(dǎo)致工程施工質(zhì)量低劣,埋下了質(zhì)量隱患。
(2)工程監(jiān)理人員業(yè)務(wù)素質(zhì)差,沒有盡到監(jiān)理職責(zé),更有甚者與施工單位串通一氣,對工程質(zhì)量不負責(zé)任。
(3)施工單位對施工技術(shù)管理工作不夠重視,未能建立一套行之有效的質(zhì)量保證體系,對發(fā)生的質(zhì)量問題沒有進行很好的總結(jié),未吸取教訓(xùn)積累經(jīng)驗。
(4)重公路建設(shè),輕養(yǎng)護管理也是導(dǎo)致公路早期損壞的一個原因。
二、瀝青混凝土路面病害預(yù)防措施
1 瀝青路面出現(xiàn)車轍、擁包、搓板質(zhì)量問題。
(1)選擇適宜的瀝青材料,是避免或減少出現(xiàn)車轍、擁包、搓板等病害的首要預(yù)防措施。一般應(yīng)選用溫度穩(wěn)定性好的道路石油瀝青或改性瀝青,瀝青用量應(yīng)通過試驗確定,并嚴格控制瀝青用量。
(2)嚴格按照配合比進行瀝青混凝土的拌合,鋪筑時加強碾壓,是成型的瀝青面層壓實度、平整度等指標符合設(shè)計或施工技術(shù)規(guī)范的要求。采用連續(xù)級配的粗粒式瀝青混凝土?xí)r,嚴格控制瀝青用量,加足礦粉,適當(dāng)增肌粗集料的比例,控制剩余孔隙率3%-5%。目前推廣使用的SMA瀝青馬蹄脂瀝青混合料具有良好的高溫穩(wěn)定性,對于預(yù)防車轍、擁包、搓板等質(zhì)量病害具有較好的效果。
(3)加強公路超限運輸?shù)闹卫砉ぷ鳎钩捃囕v上路,是減少車轍、擁包、搓板病害的一件大事。
2 瀝青混凝土路面的水損害。
(1)完善瀝青路面的排水設(shè)計。通過完善齊全的排水設(shè)計將降水及時、快速的排出路面以外,是杜絕路面水毀的治本之策。
(2)積極研究推廣新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝,以技術(shù)創(chuàng)新保證雨水無法滲入路面中。SMA混合料的孔隙率很小,幾乎不透水,且馬蹄脂與瀝青的粘結(jié)力較好,對瀝青混合料的水穩(wěn)定性有較大改善。
(3)搞好瀝青砼的配合比設(shè)計。采用合理的S型礦料級配;采用合理的設(shè)計孔隙率;加強滲水性指標的控制與檢測。
(4)加強施工管理,確保施工質(zhì)量量。再完善的設(shè)計,再先進的技術(shù),也要通過施工過程去檢驗、去實現(xiàn)。因此,加強施工過程的全面質(zhì)量管理,改進和完善施工工藝,嚴格按照設(shè)計和規(guī)范要求施工,是防治路面水毀的關(guān)鍵。
三、總結(jié)
瀝青混凝土路面產(chǎn)生病害的原因是多方面的,需要我們深入了解產(chǎn)生這些病害的原因,再對出現(xiàn)的病害采取有效的措施進行預(yù)防。本文正是從此角度,對其進行了深入的分析。
參考文獻:
篇3
【關(guān)鍵詞】國省干線工程;路基;路面;規(guī)劃;設(shè)計
中圖分類號:U213.1 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展和科技水平的不斷進步,我國國省干線道路工程實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。國省干線道路工程現(xiàn)代化建設(shè)的開展如火如荼,其工程質(zhì)量與建設(shè)速度受到社會各界的廣泛關(guān)注。如何合理規(guī)劃設(shè)計路基路面,避免國省干線道路的路基路面建成后發(fā)生病害,我們需要根據(jù)以往的始終能夠道路路基路面工程施工當(dāng)中總結(jié)經(jīng)驗,吸取教訓(xùn),經(jīng)過深入地分析、總結(jié),在施工過程中把握每一個環(huán)節(jié),控制路基路面工程的施工質(zhì)量。
一、國省干線道路工程規(guī)劃應(yīng)遵循的原則
國省干線道路工程的施工主要包括三大部分:道路的縱、平橫斷面的設(shè)計、路基路面工程和道路的配套基礎(chǔ)設(shè)施。其中,路基路面工程必須根據(jù)國省干線道路工程的總體規(guī)劃原則進行設(shè)計和規(guī)劃,國省干線道路工程的設(shè)計原則包括:
首先,要在滿足城市的總體規(guī)劃的前提下,科學(xué)、合理地設(shè)計道路交通,土地的使用要滿通運輸需求。要充分發(fā)揮城市的道路交通對于土地開發(fā)強度的制約與促進作用,完善和優(yōu)化城市的用地布局,使城市的運轉(zhuǎn)效能得到提高,改善城市的環(huán)境,提供高效、經(jīng)濟、低公害、舒適和安全的交通條件。
其次,遵循市場經(jīng)濟規(guī)律,同城市的社會經(jīng)濟發(fā)展水平相結(jié)合,大力發(fā)展公共交通,形成個體交通和公共交通優(yōu)勢互補的多元化客運網(wǎng)絡(luò)。
再次,要充分考慮道路的無障礙設(shè)計,保證行動不便者能夠安全、方便地使用城市道路,達到環(huán)境效益、社會效益、經(jīng)濟效益相互結(jié)合的目的。
最后,城市的配套基礎(chǔ)設(shè)施和城市的道路交通要緊密結(jié)合。與城市的主干道相互結(jié)合的城市基礎(chǔ)設(shè)施主要包括:電信管廣電線、電力管線、雨水管線、污水管線、給水管線,結(jié)合城市的美化亮化道路灌溉及綠化設(shè)施、景燈設(shè)施、路燈及交管紅綠燈控制設(shè)施等。
對各基礎(chǔ)設(shè)施進行綜合規(guī)劃,除景燈、路燈、綠化及部分電信、電力設(shè)施設(shè)計在路面以上,其他的管線設(shè)施都在路面以下,以保證道路的視線通暢、環(huán)境良好,道路設(shè)施功能完善、齊全,環(huán)境優(yōu)美,引導(dǎo)城市的空間向縱橫延伸,確保城市空間的可持續(xù)發(fā)展。
二、國省干線道路工程路基路面設(shè)計關(guān)鍵點
(一)控制路基面層裂縫
根據(jù)實踐總結(jié)的經(jīng)驗,國省干線道路路基路面工程施工當(dāng)中的裂縫控制,關(guān)鍵要采用穩(wěn)定性能較好、收縮性較小的結(jié)構(gòu)作為基層,而在施工的過程中必須對這種類型施工材料裂縫的原理給予充分考慮,其出現(xiàn)裂縫最主要的原因是材料收縮。材料收縮有兩個主要方面:溫縮和干縮。無論是哪種收縮,都同施工材料塑性指標和含水率有關(guān)。所以施工材料的選用中要對施工材料的塑性指標等進行相關(guān)的試驗和檢測,經(jīng)檢測符合標準的才可以采購。另外,在施工的過程中可以添加具有減水、緩凝性能的外加劑來確保施工材料能達到符合施工要求的含水率。只有保證了施工材料這兩方面的指標參數(shù),才能夠保證很少甚至避免出現(xiàn)裂縫。
(二)控制基層平整度
路基是道路重要的組成部分,其穩(wěn)定性和強度是確保路面穩(wěn)定的條件。所以,在設(shè)計與施工上都要保證路基質(zhì)量。而面層平整度的好壞對行車的安全和舒適有著直接的影響,對于控制路基路面的平整度,要對不同的基層區(qū)別對待。
由于石灰穩(wěn)定土為基層的工程,其平整度的要求和標準較低,所以石灰穩(wěn)定土為基礎(chǔ)的工程平整度質(zhì)量比較容易控制,可以使用平地機進行刮平,直到平整度合格即可。
但是對于水泥穩(wěn)定碎石為基層的工程,其平整度質(zhì)量比石灰土要難,要求也比較高。而且,水泥穩(wěn)定碎石對面層的平整度影響較大。水泥類的穩(wěn)定材料不同于石灰土或者粉煤灰、石灰,穩(wěn)定類材料施工對壓實的時間要求并不嚴格,而終壓時間對水泥類穩(wěn)定材料施工影響非常大,稍控制不好就會影響強度。所以,水泥類的穩(wěn)定材料接頭一般較多,對平整度產(chǎn)生影響??梢杂镁從郎p水劑延長初凝的時間。通過現(xiàn)場的試驗,初凝時間平均為二百七十分鐘,至此,可以設(shè)計攤鋪長度和壓實程序。基層用攤鋪機進行攤鋪時,要注意攤鋪的寬度,過寬時,布料器的轉(zhuǎn)速會加快,使兩側(cè)的混合料離析進而對成型和平整度產(chǎn)生影響。
為了保證路基、路面的穩(wěn)定性和強度,必須非常嚴格地控制路基壓實度,尤其要注意路堤與人工構(gòu)造物銜接處的壓實,減少銜接處沉降錯落影響。
路基經(jīng)碾壓以后要進行密實度、縱橫坡度、幾何尺寸、標高等指標的檢測,檢測合格后才可以進行路面結(jié)構(gòu)的施工。
對于各種路面材料要進行必要的試驗與施工檢測,對不符合要求的,要果斷采取相應(yīng)的補救措施。
(三)對軟土地基的處理
通過對大量的國省干線道路工程調(diào)查表明,軟土地基的路段由于地基沉降引起跳車的現(xiàn)象主要是由于施工圖的設(shè)計過程中地質(zhì)鉆探的布孔太少,鉆探不深,軟土地基沒有被及時發(fā)現(xiàn),或者對軟土地基的深度、范圍和物理力學(xué)性質(zhì)等沒能準確探明,致使沒有對軟土地基進行相應(yīng)的加固處理或處理方法不夠完善。
另外,軟土地基的加固處理計算參數(shù)和計算方法與軟土地基實際情況或多或少存在一定差距,軟土地基的處理很難達到技術(shù)要求及預(yù)期效果。另外,雨水侵蝕導(dǎo)致路基填充材料流失和強度降低,也是導(dǎo)致國省干線道路工程的路基沉降一個主要原因。各種軟土地基的處理方法適的適應(yīng)性和機理各有特點,在施工的過程中應(yīng)根據(jù)工程實際情況有選擇地采用。
(四)路基路面排水
路基的穩(wěn)定性和強度受到水的影響,很多路基的病害都是水的侵蝕導(dǎo)致的。另外,從不損害當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)田水利設(shè)施和保護環(huán)境的角度考慮,必須要做好路基的排水,并且要與地區(qū)的排水規(guī)劃相互協(xié)調(diào),形成完善的排水系統(tǒng)。在路基施工中要重視施工排水,避免水患給路基和路面的施工造成多余的損失。
1.地面排水
常用的地面排水設(shè)施有急流槽、對于一級公路和高速公路的排水溝渠,通常都要求鋪砌防護。漿砌片石加固應(yīng)用非常廣泛,如今,水泥混凝土預(yù)制板塊的應(yīng)用也越來越普遍。
2.路面排水
路面排水要做到迅速排除在路面范圍的降水,減少路面滲入,避免水沖刷路基邊坡。路面排水通常有兩種方式。首先是分散排水,通常應(yīng)用于我國西北地區(qū)地勢較平坦的長路段,除了加固路基邊坡和硬化路肩,也要考慮到邊坡下部植物的生長是否會擋住橫向排水的通路,導(dǎo)致路面積水。對應(yīng)措施是硬化路肩并設(shè)路肩排水溝,加大溝坡排水。另外一種為集中排水,硬路肩的外側(cè)可以設(shè)置現(xiàn)澆瀝青混凝土攔水帶或者泥混凝土預(yù)制塊,使其同硬路肩路面形成三角形集水槽流水,隔30—50m的間距設(shè)置一道泄水口,和路堤邊坡的急流槽相互銜接,將雨水排放到坡腳的排水溝中。
3.地下排水
路基地下排水多用滲井、滲溝、盲溝、暗溝等,特點是滲透式的排水。水流較大時多采用有滲水管的滲溝。傳統(tǒng)砂礫料的反濾層大多改用了具備反濾功能土工織物。帶有濾布、鋼圈與加強合成纖維所組成的加勁軟式的透水管很適合在地下排水中應(yīng)用。
三、結(jié)語
總之,公路的路基路面質(zhì)量深刻影響著公路的使用性能,因此,進行路基路面的施工時應(yīng)當(dāng)嚴格按照相應(yīng)的規(guī)范和設(shè)計進行,并針對不同的工程具體情況有選擇地采用相適應(yīng)的具體措施。通過大量的工程實踐積累經(jīng)驗,總結(jié)路基路面的施工設(shè)計方法,對降低工程成本,提高公路使用性能是非常重要的環(huán)節(jié)。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】公路路基;公路路面;工程質(zhì)量;通??;防治措施
中圖分類號: U213.1 文獻標識碼: A 文章編號:
1 路基工程質(zhì)量通病及防治措施
1.1 路基“彈簧”的防治
路基“彈簧”在施工中時常出現(xiàn),是目前路基土方施工難以避免質(zhì)量通病,通過多年的總結(jié)采取以下措施比較有效:避免使用天然稠度小于1.1,液限大于40,塑性指數(shù)大于18,含水量大于最佳含水量兩個百分點的土作為路基填料;清除碾壓層下軟弱層,換填良性土壤后重新碾壓;對產(chǎn)生“彈簧”的部位,可將其過濕土翻曬,拌和均勻后重新碾壓或挖除換填含水量適宜的良性土壤后重新碾壓;對產(chǎn)生“彈簧”且急于趕工的路段,可摻生石灰粉翻拌,待其含水量適宜后重新碾壓;嚴禁異類土壤混填,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;填筑上層時應(yīng)開好排水溝,或采取其他措施降低地下水位至路基50cm以下;填筑上層時,應(yīng)對下層填土的壓實度和含水量進行檢查,待檢查合格后方能填筑上層。
1.2 路堤邊坡的常見病害防治
其主要病害是路堤邊坡坍塌、邊坡沖溝、防護體滑落、防護剝蝕、急流槽懸空等,我們可以以下途徑進行防治:設(shè)計合理的道路橫斷面,做好排水工程,避免局部沖刷淘空路基邊坡坡腳;對路基邊坡采取綜合的防護措施,如植草或植樹,采用砌石或混凝土塊對邊坡進行防護;施工中采用正確的填筑方法,避免邊坡過陡,填筑中適當(dāng)增加寬度并進行壓實,提高邊坡的壓實度;重視圬工砌筑,勾縫要密實,提高急流槽、護坡的施工質(zhì)量。
1.3 高填方路基沉降的防治
高填方路基沉降特別是不均勻沉降危害性很大,如路面早期破壞、開裂及局部邊坡塌方等都有其原因。通過在 03省道與330國道連接公路工程高填方施工總結(jié)以下幾條:
1.3.1 施工時應(yīng)考慮高填方路基早開工,避免填筑速度過快,路面基層施工時應(yīng)盡量安排晚開工,以使高填方路基有充分的沉降時間。
1.3.2 加強對基底的壓實或?qū)Φ鼗M行加固處理,當(dāng)?shù)鼗挥谛逼潞凸鹊讜r,應(yīng)做挖臺階處理。
1.3.3 施工時要嚴格分層填筑,控制分層的厚度,并充分壓實。
1.3.4 在軟弱地基上進行高填方路基施工時,除對軟基進行必要處理外,從原地面以上1~2m高度范圍內(nèi)不得填筑細粒土,應(yīng)填筑硬質(zhì)石料,并用小碎石、石屑等材料嵌縫、整平、壓實。
2 路面工程質(zhì)量通病及防治措施
2.1 無機結(jié)合料基層裂縫的病害主要有石灰穩(wěn)定土基層裂縫、水泥穩(wěn)定土基層裂縫等
2.1.1 石灰穩(wěn)定土基層裂縫的主要防治方法:改善施工用土的土質(zhì),采用塑性指數(shù)較低的土或適量摻加粉煤灰;控制壓實含水量,需要根據(jù)土的性質(zhì)采用最佳含水量,避免含水量過高或過低;鋪筑碎石過渡層,在石灰土基層與路面間鋪筑一層碎石過渡層,可有效的避免裂縫。;摻加粗粒料,在石灰土中適量摻加砂、碎石、碎磚、煤渣及礦渣等;分層鋪筑時,在石灰土強度形成期,任其產(chǎn)生收縮裂縫后,再鋪筑上一層,可有效減少新鋪筑層的裂縫;設(shè)置收縮縫,在石灰土層中,每隔5—10m設(shè)一道縮縫。
2.1.2 水泥穩(wěn)定土基層裂縫的主要防治方法:改善施工用土的土質(zhì),采用塑性指數(shù)較低的土或適量摻加粉煤灰;控制壓實含水量,需要根據(jù)土的性質(zhì)采用最佳含水量,含水量過高或過低都不好;在能保證水泥穩(wěn)定土強度的前提下,盡可能采用低的水泥用量;一次成型,盡可能采用慢凝水泥,加強對水泥穩(wěn)定土的養(yǎng)生,避免水分蒸發(fā)過快;設(shè)計合理的水泥穩(wěn)定土配合比,加強拌合,避免出現(xiàn)粗細料離析和拌和不均勻現(xiàn)象。
2.2 瀝青混凝土路面不平整的防治
瀝青混凝土路面的平整度是考核路面工程的主要指標,要保證路面平整度首先要合理的技術(shù)、組織措施,在大面積施工前必須作好實驗段的施工和記錄,檢查人員、機械設(shè)備、技術(shù)措施、組織措施的匹配、合理情況。在施工中應(yīng)作到以下幾點:
2.2.1 在攤鋪機及找平裝置使用前,應(yīng)仔細設(shè)置和調(diào)整,使其處于良好的工作狀態(tài),并根據(jù)實鋪效果進行隨時調(diào)整。
2.2.2 現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置專人指揮運輸車輛,以保證攤鋪機的均勻連續(xù)作業(yè),攤鋪機部不在中途停頓,不得隨意調(diào)整攤鋪機的行駛速度。
2.2.3 路面各個結(jié)構(gòu)層的平整度應(yīng)嚴格控制,嚴格工序間的交驗制度。
2.2.4 針對混合料中瀝青性能特點,確定壓路機的機型及重量,并確定出施工的初壓溫度,合理選擇碾壓速度,嚴禁在未成型的油面表層急剎車及快速起步,并選擇合理的振頻、振幅。
2.2.5 在攤鋪機前設(shè)專人清除掉在“滑靴”前的混合料及攤鋪機履帶下的混合料。
2.2.6 為改進構(gòu)造物伸縮縫與瀝青路面銜接部位的牢固及平順,先攤鋪瀝青混凝土面層,再做構(gòu)造物伸縮縫。
2.2.7 做好瀝青混凝土路面接縫施工。
2.3 瀝青混凝土路面接縫病害的防治
2.3.1 橫向接縫防治措施:
(1)將已攤鋪的路面盡頭邊緣鋸成垂直面,并與縱向邊緣成直角。
(2)預(yù)熱已壓實部分路面,加強新舊混合料的粘結(jié)。
(3)攤鋪機起步速度要慢,并調(diào)整好預(yù)留高度攤鋪結(jié)束后立即碾壓,碾壓速度不宜過快。
2.3.2 縱向接縫防治措施:
(1)盡量采用熱接茬施工,采用兩臺或兩臺以上攤鋪機梯隊作業(yè)。
(2)將已攤鋪混合料留10~20cm暫不碾壓,作為后攤鋪部分的高程基準面,待后攤鋪部分完成后一起碾壓。
(3)碾壓完成后,用3m直尺檢查,用鋼輪壓路機處理棱角。
2.4 水泥混凝土路面斷板的防治
首先水泥混凝土路面采用良好的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計,綜合考慮結(jié)構(gòu)組合設(shè)計、排水設(shè)計;要保證基層施工質(zhì)量,具有足夠的強度和剛度,較好的水穩(wěn)定性和平整度,為水泥混凝土面板提供良好的支撐。施工中應(yīng)注意以下問題:嚴格控制水泥混凝土的配合比,避免水灰比過大或混合料離析,確保其具有足夠的強度;嚴格掌握切縫時間,避免由于混凝土的收縮產(chǎn)生斷板;嚴格控制超限荷載,對混凝土路面的各類縫隙進行灌縫,避免地面水進入內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
3 結(jié)束語
公路工程建設(shè)項目周期周期長,具有復(fù)雜性、多樣性、單件性、流動性等特點,影響工程目標實現(xiàn)的因素很多,因此要求各參與方對公路工程質(zhì)量控制的方法能熟練的掌握和應(yīng)用。如正確運用PDCA原理、全面質(zhì)量控制原理、三階段控制原理的基礎(chǔ)上制定自己的組織措施、管理措施、技術(shù)措施、經(jīng)濟措施并結(jié)合項目自身的特點有效運行質(zhì)量保證體系才能使公路工程項目的質(zhì)量目標得到實現(xiàn)。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:路基路面;病害;成因;防治策略
中圖分類號:U213.1文獻標識碼: A 文章編號:
經(jīng)濟的快速發(fā)展離不開道路的大力支持,而目前在道路方面出現(xiàn)了一些病害情況,這影響了道路作用的正常發(fā)揮,為此,我們需要找到這些病害發(fā)生的原因,然后從根本上解決處理它。下面先講一講路基路面病害出現(xiàn)的成因。
一、路基路面病害出現(xiàn)的成因分析
1.原材料方面
對于設(shè)計好的混合料,需要首先選擇質(zhì)量好的礦質(zhì)原材料,保證礦質(zhì)原材料的質(zhì)量。而目前建筑用集料大多使用的是傳統(tǒng)小型破碎機生產(chǎn),材料的均勻性差、級配差、加工里的碎石針含量大,這樣一來,就不能生產(chǎn)出質(zhì)量很好的路基路面混合料。
2.車輛超載、施工有缺陷
現(xiàn)在有些公路出現(xiàn)的早期破壞受到了路基施工質(zhì)量的重大影響,尤其那些軟土地區(qū)的路基施工。地基換填或者沒有徹底處理解決擠淤問題、軟土地基的不穩(wěn)定、路基偏高的填料液限、不均勻沉降的路堤等等,這些都導(dǎo)致了公路路面早期的破壞。加上現(xiàn)在公路上的車輛越來越到,一些車輛還有嚴重的超載問題,也造成了路面的早期破壞。
3.施工技術(shù)方面
沒有掌握好合理的瀝青配合比。例如油石很大,在鋪筑好的路面上會產(chǎn)生泛油現(xiàn)象;油石很小時就會出現(xiàn)松散的路面現(xiàn)象。沒有好的礦料質(zhì)量,細長顆粒含量太多,都會降低路面混合料整體的穩(wěn)定性,造成路面的很多病害。路基有淤積,處理不徹底,只處理部分淤積導(dǎo)致路基的下沉。養(yǎng)護管理方面做的也不足,一些超載的車輛進入了干線公路造成路面路基出現(xiàn)早期破壞問題。
二、路基路面病害的防范策略分析
1.在原材料質(zhì)量方面
路面路基使用的瀝青需要有很強的高低溫性能以及抗老化性能,選擇那些高粘度的、低蠟量的進口瀝青或者優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)瀝青。還可以在瀝青里添加適量的改性劑,提高瀝青的基礎(chǔ)性能指標。在骨料方面選擇那些耐磨性高、石質(zhì)堅硬、表面粗糙,能和瀝青良好粘附的集料。在混合料級配方面,要考慮到耐久性同低溫抗裂性、抗疲勞性屬于兩對矛盾,這兩者之間相互制約。根據(jù)公路使用性能優(yōu)化設(shè)計混合料的配合比例,還要考慮到當(dāng)?shù)氐慕煌ㄇ闆r、氣候條件,做到這幾者之間的良好兼顧。通過以下兩種方面能夠提供路面的使用性能。一,改善礦料的級配,二,改善瀝青的結(jié)合料,使用改性的瀝青。
2.在優(yōu)化設(shè)計方面
要想提高路面路基的長期使用性能,需要著重在優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方面進行著手,根據(jù)道路使用的實際情況數(shù)據(jù),設(shè)計公路的路面面層。優(yōu)化設(shè)計各個油層的瀝青混合料,在進行礦質(zhì)混合料的設(shè)計工序時,需要借助于骨架密實的結(jié)構(gòu)進行,根據(jù)不同層位的油面層來選擇最佳的瀝青使用量,對于中層的、下層的油面層需要選擇出低限。對于高速公路或者重載道路的路面,需要在中、上面層上的瀝青上進行SBS改性工作。
3.路基強度控制管理方面
壓實度能夠反映出路基的強度,這也是提高路基穩(wěn)定性最有效、最經(jīng)濟的技術(shù)措施,必須在施工過程中進行控制檢測。讓壓實度指標到達規(guī)定的數(shù)值。對于填土層的厚度方面,會受到壓實度的直接影響,為此需要保持每次松鋪的厚度小于等于30厘米,嚴格地控制管理好路基填筑的施工技術(shù),保證路基有個足夠大的強度。
4.進行施工過程中的管理控制
在路基路面施工現(xiàn)場施工遇到特殊地基時,要詳細勘探地基地質(zhì),做出相應(yīng)處理措施,比如,軟土地基的處理。施工過程的路基管理和施工單位的經(jīng)濟效益直接掛鉤,為此需要施工單位按月召開施工過程管理會議,評比出當(dāng)月的施工路面路基質(zhì)量水平,分析出可能產(chǎn)生路面路基病害的原因,討論出改進措施,然后在現(xiàn)場路基路面施工時進行改進。加強施工過程的檢查力度,路基路面現(xiàn)場施工工藝要達到施工工藝的總目標。處理好路基路面的施工細節(jié),避免遺漏,避免出現(xiàn)路面路基的施工質(zhì)量隱患。在關(guān)鍵部位要注重,路基路面施工關(guān)鍵部位是路基路面平整性以及耐用性。在人們不經(jīng)常關(guān)注的環(huán)節(jié)容易引起病害問題,這就是檢查部門重點檢查的對象。注重路基路面施工管理與施工進度、經(jīng)濟效益這三者之間的相互關(guān)系,不能只關(guān)注到一個方面。路基路面施工過程,還要根據(jù)標準去嚴格執(zhí)行,加大施工質(zhì)量檢測的力度。對于檢查工作,要有全面性,針對性,能夠結(jié)合好內(nèi)部檢查以及外部檢查。為了保證路基路面施工過程不出現(xiàn)差錯,還要對需要使用的施工機械進行日常性的檢查,使路面路基的施工機械能夠長期保持良好的狀態(tài)。
總結(jié):
當(dāng)代社會的經(jīng)濟發(fā)展快速,這離不開路面路基工程的大力支持,為此,需要我們在路基路面具體的施工操作過程做好路面路基病害的防治管理,這也是完成路面路基工程項目的前提。通過管理好原材料質(zhì)量,優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu),加強路面路基的施工現(xiàn)場管理,使公路能夠更高的服務(wù)于人們,服務(wù)于社會。
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關(guān)鍵詞:施工技術(shù) 橋梁施工過渡段橋頭跳頭
1、引言:我國的橋梁設(shè)計結(jié)構(gòu)水平已相當(dāng)高,但是對路橋過渡上的路基面研究較少,施工技術(shù)也比較有限,導(dǎo)致橋頭跳車情況。橋臺路基深陷過大使路橋路面的壽命明顯縮短、維修改善的費用增加,經(jīng)濟損失也比較嚴重甚至比新鋪花費還大,并要承擔(dān)在交通中斷所造成的損失。
2、施工技術(shù)與質(zhì)量通病的防治
2.1路橋過渡段發(fā)生不均勻的沉降,即橋頭跳車現(xiàn)象已經(jīng)成為很常見的質(zhì)量缺陷之一,在這里將分析總結(jié)下下沉降的具體原因,主要從設(shè)計和施工兩方面提出有效的控制措施。
2.1.1橋梁地基
大多數(shù)橋梁地基土質(zhì)的天然含水量大、空隙率大、抗剪的強度低,長期自重和車輛載花作用很易使此段發(fā)生沉陷。
2.1.2設(shè)計
因各種原因鉆探深度不足或地質(zhì)鉆控布控過少,以至未能及時發(fā)現(xiàn)軟基存在,或準確控明軟基范圍和深度,從而造成軟基處治的理論計算與實際情況存在一定差距,導(dǎo)致軟基處理達到規(guī)范的要求。
2.1.3臺背填料
選擇臺背的填料時,應(yīng)該盡量選透水性好的材料,但常用的透水性材料存在空隙量大的缺點,施工中不容易控制其壓實度,路基路面的恒載和車輛荷載也容易引起地基的壓縮變形,此外,填料的壓縮、固結(jié)、次固結(jié)引起路基路面結(jié)構(gòu)層因行車作用而被壓縮。
2.1.4施工
由于道路與橋梁的施工順序原因,造成了橋梁兩端留下一個填土較多,施工面窄的作業(yè)段,從而導(dǎo)致現(xiàn)場施工條件極差?,F(xiàn)實中常再現(xiàn)這樣的情況,由于施工單位搶工程進度,而沒有嚴格按照規(guī)范要求進行施工作業(yè),臺背回填松鋪度嚴重不足,臺背排水防護做得也不到位,從而留下質(zhì)量隱患。
2.2防治沉降的設(shè)計施工要點
2.2.1加強填料的選擇
在實施路橋過渡段路堤料填料之前,要謹慎地選擇施工路段的填料,將各種土壤作進行試驗,并從實驗結(jié)果中,比較各種封的技術(shù)指標,從中選擇出最適宜的封作為過渡段路堤的填料。通常采用砂類等具有良好的級配水穩(wěn)定性和壓實性的材料作為填料。
修建在軟土地基上的橋臺通常采用樁基礎(chǔ)。如果在相當(dāng)厚的軟土層修筑高路堤,則軟土?xí)蚧靥畹馁|(zhì)量而向側(cè)向擠動并對基樁施加很大的力,其后果是使橋臺產(chǎn)生位移或轉(zhuǎn)動。這將損壞支座,伸縮縫,有時還會損壞橋面和橋臺
2.2.2運用土工格柵
土工格柵是一種具用很特殊的工程特性的材料,它具有典型的應(yīng)變分散作用,能約束土體的側(cè)向變形,控制路基填土的側(cè)向位移,從而增強路基的整體穩(wěn)定性,由于土工格柵的彈性,在車輛荷載的反復(fù)作用下也會或不產(chǎn)生變形的累積,而且由于土工格柵與路基填土的摩擦作用,使上部荷載在路基中重新分配,降低了橋臺臺背范圍土中的垂直應(yīng)力,從而減少沉降土工格柵因以上的這些性質(zhì),而成為一種有效控制咱橋過渡不均勻沉降的措施。
3.橋梁施工質(zhì)量控制
3.1橋梁兩端路堤沉降由地基、路基、路面三部分組成。其中,地基的壓縮變形路面的恒載和車輛荷載引起,填料的壓縮、固結(jié)、次固結(jié)引起路基路面結(jié)構(gòu)層因行車作用而被壓縮。對于面層,若搭板上和橋面上的面層結(jié)構(gòu)和厚度相同,則不會產(chǎn)生沉降差,因此搭板上和橋面上應(yīng)采用相同的面層結(jié)構(gòu)和厚度。
3.2臺背回填的壓實度是影響臺背路基沉降與跳車的一個重要因素,臺背回填因位于臺背這個特殊位置成為碾壓的一個薄弱部位,壓路機難以碾壓,且機械振動力太大時,對臺墻有影響。因此,臺背回填處的壓實宜選用小型壓實機具,分層壓實厚度宜薄,一般應(yīng)在10厘米至15厘米范圍內(nèi),在達到同一壓實標準的條件下,臺背回填處粘性土的壓實度要比砂礫料或二灰碎石量多一倍以上。要臺背回填粘性土壓實度達到5%以上,使用小型壓實機具是相當(dāng)困難的。若單純依靠橋頭搭板,由于路基壓實度沒有得到保證,路基下沉,會造成搭板下的非均勻沉降甚至脫空。而這對搭板的受力是極為不利的,因此配合設(shè)置橋頭搭板,對路基的壓實度必須進行有效的控制。在壓實時,距路基頂面1厘米左右范圍內(nèi)最好用振動式壓路機,或其它小型壓實機械。為了使壓路盡量靠近構(gòu)造物,可將路基縱向填筑成10到15度的斜坡,使與構(gòu)造物成鈍角,以便壓路機碾輪盡量靠近。此角度不宜過大,便于碾壓機械穩(wěn)定安全。
3.3由于施工場地狹窄不利于操作及人為的疏忽,過渡段與路基銜接處往往是橋頭的薄弱環(huán)節(jié),易發(fā)生裂縫的橋頭沉陷現(xiàn)象,因此回填土最好能與相鄰路基同體施工,若確實不具備同體施工條件的則必須逐層加寬至少10厘米臺階施工,嚴禁直上直下填筑臺背填土。
3.4橋梁為剛性結(jié)構(gòu),基本不產(chǎn)生沉陷,而路基要存在允許變形,因此剛性橋面與柔性路面的銜接必然產(chǎn)生沉陷變化,這個問題在施工中仍沒有徹底解決的方法,只能采用適當(dāng)加長過渡路段長度予以緩解。
3.5為增強橋面結(jié)構(gòu)層強度,將原設(shè)計的瀝青混凝土鋪裝變更為5厘米粗式瀝青混凝土加4厘米中粒式瀝青混凝土,并向橋頭兩側(cè)各延伸10厘米,并同時在40厘米范圍內(nèi)用1%的縱坡進行調(diào)整。
4.過渡段
4.1緩和過渡段
由于橋梁為剛性結(jié)構(gòu),基本不產(chǎn)生沉陷,而路基為柔性要允許存在變形,因此剛性與柔性路面的銜接必然產(chǎn)生沉陷。因此,軟土地基處治時,各段不同強度之間需設(shè)置強度過渡段,同樣,地面上的路堤,亦需要設(shè)置強度過渡段。
4.2優(yōu)化施工
在路橋過渡段的施工組織設(shè)計中,應(yīng)該首先考慮減少路橋間的工后沉降差。應(yīng)盡量提前軟土地基路段的施工時間,通過增加預(yù)壓時間,來減少軟基路堤工后沉降。此外對一些路基工后沉降可能大的工點,必須優(yōu)先安排深層軟土地基和橋頭高路堤施工,并且進行靜置預(yù)壓直至符合規(guī)范要求為止。
4.3選擇利于過渡段沉降的橋臺結(jié)構(gòu)。
在橋臺結(jié)構(gòu)中,過渡段路堤在橋臺結(jié)構(gòu)施工前填筑,不受施工作業(yè)面的限制,這樣更加有于大型機械碾壓,使壓實更加均勻,壓實度也更容易達到設(shè)計要求。
篇7
1)注重道路質(zhì)量,保證道路安全
市政道路工程的路面施工工藝最基本的要求是保證施工道路的交通安全,保證道路的質(zhì)量安全,科學(xué)合理地設(shè)計道路,注重道路規(guī)劃的科學(xué)性。市政道路工程是民生工程,關(guān)乎人民的利益與安全。如果道路路面路基設(shè)計得不合理,或者是質(zhì)量不過關(guān),這些都會影響群眾的人身與財產(chǎn)安全,因此,加強道路路基路面的安全建設(shè),不僅是市政道路設(shè)計規(guī)劃的基本原則,更是群眾的切身利益所在。
2)合理設(shè)計道路,緩解交通壓力
市政道路工程路基路面的施工工藝主要包括道路的橫縱設(shè)計,車流量設(shè)計和道路的配套設(shè)施建設(shè),作為市政道路工程的決策者,不僅要注重道路的安全設(shè)計,還要注重道路的合理性與車流量的匹配性。在發(fā)達地區(qū)與欠發(fā)達地區(qū),道路設(shè)計的要求是不同的,發(fā)達地區(qū)由于人流量大,車輛增多,它對道路的要求是比較高的,發(fā)達地區(qū)的道路應(yīng)當(dāng)加寬,使城市的道路交通應(yīng)當(dāng)順暢,減少堵車等問題,充分發(fā)揮交通的運轉(zhuǎn)效能優(yōu)勢。由于我國的欠發(fā)達地區(qū)大多處在我國的中西部,尤其是山區(qū)的交通問題更加突出嚴重,因此,合理設(shè)計道路,充分發(fā)揮城市的交通建設(shè)對于城市經(jīng)濟的帶動性,成為十分迫切的問題。在欠發(fā)達地區(qū)的交通設(shè)計中,要充分考慮到當(dāng)?shù)氐臐撛诘慕?jīng)濟增長動力,將城市道路交通建設(shè)劃入到城市規(guī)劃中來,促進城市更好更快發(fā)展。
3)遵循市場規(guī)律,達到效益最大化
市政道路工程的路基路面施工要充分考慮到當(dāng)?shù)氐氖袌霏h(huán)境,遵循市場經(jīng)濟規(guī)律,合理開發(fā),將城市道路交通建設(shè)融入到城市經(jīng)濟環(huán)境中去,充分發(fā)揮城市道路交通建設(shè)的經(jīng)濟動力的巨大優(yōu)勢,以道路交通建設(shè)帶動城市整體經(jīng)濟發(fā)展,以城市交通建設(shè)作為牽引力,大力發(fā)展公共交通,形成完善的交通網(wǎng),加大城市內(nèi)部的運輸與貿(mào)易,形成城市內(nèi)部商業(yè)與居住共同發(fā)展,完善公共與個人交通運輸網(wǎng),將城市打造成宜居、宜游、經(jīng)濟與人文共同發(fā)展的優(yōu)秀城市。
4)注重周圍配套環(huán)境,確??沙掷m(xù)發(fā)展
市政道路工程在設(shè)計建設(shè)道路時,要充分考慮到城市生態(tài)的承受能力,在符合城市的整體設(shè)計與規(guī)劃下,科學(xué)有效地利用每一寸土地,提高道路的路基路面的承受能力,滿足城市道路的交通運輸?shù)男枨?。充分發(fā)揮城市道路工程的主觀能動性,充分發(fā)揮其對城市經(jīng)濟的促進作用,使城市的經(jīng)濟效率得到提高,提高城市的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)能力,改善交通壓力。城市道路交通在建設(shè)過程中,不僅要考慮到經(jīng)濟效益,同時也要考慮到環(huán)境問題。良好的城市建設(shè)不僅僅是發(fā)達的經(jīng)濟效應(yīng),同時也關(guān)乎到城市環(huán)境和文化的發(fā)展,良好的城市道路交通規(guī)劃應(yīng)達到人與環(huán)境和諧共處,經(jīng)濟效益與社會效益相輔相成的目的。城市的配套基礎(chǔ)設(shè)施要與城市道路發(fā)展相結(jié)合,并在不影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上,大力發(fā)展城市交通網(wǎng),確保城市道路基礎(chǔ)設(shè)施完善,開展道路環(huán)境綠化,保護當(dāng)?shù)丨h(huán)境,堅持走可持續(xù)發(fā)展的道路。
2市政工程的路基路面施工工藝探究
1)加強路基路面堅固度,減少路面裂縫、塌陷問題
一些城市道路在經(jīng)過噸位大的汽車碾壓后,很容易出現(xiàn)路面裂縫,繼而產(chǎn)生路面塌陷,根究其原因,這與城市道路不穩(wěn)定,收縮性能不好有關(guān),若想在道路建設(shè)完成后改善這一情況,計劃方和建設(shè)方就必須將道路裂縫產(chǎn)生的因素考慮進去。道路裂縫的產(chǎn)生大多與道路的施工材料與道路本身地基的不穩(wěn)定有關(guān)。施工材料的收縮是路面出現(xiàn)裂縫的最主要的因素,因此在選擇施工材料時,必須要把收縮性能考慮進去。道路的地基若含水量過高,也極易產(chǎn)生裂縫,因此,應(yīng)注重建設(shè)道路時地基的含水量,用減水的材料來使道路變得更加堅固,以減少路面裂縫與塌陷的產(chǎn)生。
2)注重路基路面的平整度,保障道路安全
道路不平整,這不僅會造成行車的人們的不適感,也極易造成道路安全隱患,路基路面的平整度是關(guān)乎道路行車安全的重要因素,因此,道路的耐久性和穩(wěn)定性便成為了計劃方和施工方必須要重視的問題。在環(huán)境相同的道路建設(shè)中,瀝青混凝土路成為了較好地選擇,這是因為其具有良好的穩(wěn)定性與耐久性,由于其穩(wěn)定的力學(xué)特征,瀝青混凝土路在城市建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
3)加強科學(xué)設(shè)計,完善道路排水系統(tǒng)
路面路基的穩(wěn)定度和平整度不僅由于自身條件的影響,同時也受到外界條件的作用,其中水的作用是巨大的,路面路基在建設(shè)過程中含水量過大,容易產(chǎn)生裂縫塌陷,而在建成以后,水的作用也是不可忽視的,它會減少道路的使用壽命,因此,完善道路排水系統(tǒng),便成為了道路建設(shè)中不可忽視的原則。路面排水系統(tǒng)主要有設(shè)立排水渠、建設(shè)泄水口和下水道以及滲透式排水等多種方法,加強科學(xué)設(shè)計,因地制宜,完善道路排水系統(tǒng)不僅僅是對路面的保護,同時也是對行車人以及路上行人人身安全的保護。
3總結(jié)
篇8
關(guān)鍵詞:路基,路基病害,養(yǎng)護防護措施
中圖分類號:U213.1 文獻標識碼:A 文章編號:
概述:
路基是路面的基礎(chǔ),其強度和穩(wěn)定性是保證路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定路用性能良好的基本條件。為了保證公路的正常使用品質(zhì),必須對路基進行合理的養(yǎng)護和維修,使之經(jīng)常處于良好狀態(tài),以免發(fā)生嚴重的病害。陜北作為中國黃土高原的中心部分,是黃土高原經(jīng)過現(xiàn)代溝壑分割后留存下來的高原面。對于陜北以黃土溝壑(濕陷性黃土)為代表的特殊土體路基,需要進行針對性的分析,從而達到合理有效的養(yǎng)護防范。本文調(diào)查研究了銅黃高速公路現(xiàn)狀,總結(jié)了陜北地區(qū)包含黃土路段在內(nèi)的公路路基主要病害類型,分析其成因,并對陜北地區(qū)公路路基病害的養(yǎng)護防范措施進行探討,提出針對性建議措施。
1路基病害主要類型及原因分析
1.1路基病害主要類型
一、填方路基病害
① 路基不均勻下沉、局部沉降或整體下沉;
② 路基縱橫向開裂;
③ 路基滑動或邊坡滑塌。
二、路基防護和支擋工程病害
路基防護和支擋工程在使用過程中的病害較多,具有代表性的病害主要有勾縫脫落、裂縫、表面破損及黃土陷穴、基礎(chǔ)沖刷掏空等幾種形式。
三、排水系統(tǒng)病害
總體看來銅黃公路沿線路基排水系統(tǒng)情況良好,但路基路面水會流入諸多裂縫,危害地基。部分路段邊溝、排水溝堵塞,產(chǎn)生淤積物。個別路段排水設(shè)計本身存在不合理,不利于雨季大量水流迅速派排出。
1.2病害成因分析
① 原地基工程地質(zhì)不良,地表土壤密度小、壓縮變形大、地基承載能力差,當(dāng)路堤填筑荷載增加時,原地基發(fā)生壓縮沉降和擠壓變形,導(dǎo)致路堤沉降或支擋結(jié)構(gòu)變形、破壞。
② 由于黃土土體空隙大,降雨時山體水下滲,地下毛細水上升,導(dǎo)致路基土體變軟、強度降低,出現(xiàn)變形、失穩(wěn)。
③ 養(yǎng)護不及時或方法不得當(dāng)。在路面剛出現(xiàn)縱向裂縫時沒有及時采取有效措施進行封水,雨水大量滲入路基,加速路基破壞。有的雖然及時灌縫但效果較差,灌入的材料不夠飽滿。
2路基預(yù)防養(yǎng)護措施
2.1排水設(shè)施病害預(yù)防措施與養(yǎng)護建議
為了保證排水設(shè)施的正常運行,除要進行合理設(shè)計,保證施工質(zhì)量外,還有要在營運期間重視排水設(shè)施的養(yǎng)護和病害預(yù)防。陜北地區(qū)公路由于其特殊的地形、地質(zhì)和氣候條件,決定了該區(qū)公路較一般地區(qū)公路更易產(chǎn)生防排水病害。不僅如此,陜北地區(qū)也是水土流失嚴重的地區(qū),雖然年降雨量不大,但降雨集中且偶爾會以暴雨出現(xiàn),降雨強度大,雨中又多含泥沙,沖刷力大,破壞力強。因此,要針對該地區(qū)的地質(zhì)、氣候特點提出具有針對性的防治建議。
2.1.1預(yù)防措施
① 設(shè)計方面:在設(shè)計前要詳細調(diào)查、收集公路沿線各路段的氣候環(huán)境、水文地質(zhì)條件、農(nóng)田水利規(guī)劃以及自然水系、植被等資料,進行系統(tǒng)分析,分清主次和重點,擬定排水系統(tǒng)的總體思路。根據(jù)各段水文地質(zhì)以及公路構(gòu)造物等因素,確定各段的排水類型和排水方法以及排水設(shè)施。在設(shè)計中,要不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),重視新技術(shù)、新材料、新工藝的應(yīng)用,應(yīng)避免“墨守陳規(guī)”的“習(xí)慣性”。
② 施工方面:對路基路面的排水設(shè)施要精心施工,尤其是邊溝、排水溝的漿砌片石勾縫要嚴格施工,不能認為是附屬結(jié)構(gòu)物而馬虎對待。管理單位也應(yīng)重視排水結(jié)構(gòu)物施工期間的管理。
③ 針對位于黃土地區(qū)的高等級公路,開挖后應(yīng)按規(guī)定將溝壁和溝底夯實、拍實,必要時在翻夯土中加適量白灰,以增強效果。經(jīng)過簡易處理后鋪砌的排水溝槽穩(wěn)定性增加,有少量滲水時也不會產(chǎn)生濕陷變形。
2.1.2養(yǎng)護措施
對于黃土山區(qū)的排水設(shè)施除做好一般的養(yǎng)護工作外,還要特別注意溝渠裂縫的修補工作。提出如下養(yǎng)護建議:
① 養(yǎng)護部門應(yīng)加強養(yǎng)護,及時對邊溝、排水溝排除堵塞,疏導(dǎo)水流,尤其是加蓋板的邊溝要及時清淤。對破損段落予以及時維修,以免雨水從破損處滲入,危害路基。
② 對于各種排水設(shè)施,在春融前,特別是汛前,應(yīng)進行全面檢查疏浚,對溝壁塌陷、裂縫等破損,應(yīng)及時修復(fù),確保在雨季來臨之前恢復(fù)正常排水功能。雨天必須上路巡查,及時排除堵塞,疏導(dǎo)水流,保持水流通暢,防止水流集中沖壞路基。暴雨后應(yīng)重點檢查,如有沖刷、損壞,需及時修復(fù)加固,如有堵塞應(yīng)及時清除。
③ 公路建設(shè)中,建議設(shè)計單位考慮減少矩形邊溝用量,矩形邊溝不但蓋板造價較高,且養(yǎng)護時不便清淤。
④ 對于高速公路路面局部積水,應(yīng)針對積水原因,采取及時清掃、整平路面及增設(shè)、改建排水設(shè)施等措施,予以清除。
2.2路基病害預(yù)防措施與養(yǎng)護建議
2.2.1預(yù)防措施
防治路基病害,在設(shè)計和施工中就應(yīng)采用針對性措施,如選擇合理的防護方式,保證施工質(zhì)量等。
① 選用工程性質(zhì)良好的土填筑路基。
②嚴格按規(guī)范施工,分層鋪筑,充分均勻壓實土基,保證達到規(guī)定的壓實度。
③ 完善排水設(shè)施,正確進行地面和地下的排水設(shè)計。銅黃公路地處黃土地區(qū),因此排水設(shè)施對于公路病害的預(yù)防就顯得尤為重要。對雨水沖刷作用較強、原設(shè)計中未設(shè)置足夠攔水設(shè)施的病害部位,根據(jù)水流來源、水量大小,以“近接遠送”為原則,增設(shè)必要的攔排水設(shè)施,減弱降雨對路基的侵蝕作用。對擋土墻增設(shè)泄水孔或墻后盲溝將水引出路基外,防止墻后積水,引起土壓力增加或凍脹。
④ 防護結(jié)構(gòu)物的在設(shè)計施工時要注意以下幾點:
(1) 植物防護:對于邊坡種植草籽的選擇,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和土壤性質(zhì)。應(yīng)選擇容易生長,根部發(fā)達、葉莖低矮的多年生草種為佳。植物防護在陜西省銅黃公路上已取得較好效果。
(2) 礦料防護:施工時護坡背側(cè)應(yīng)充分夯實,并設(shè)砂墊層,片石座漿要飽滿,勾縫要牢固。
2.2.2養(yǎng)護措施
① 對擋土墻發(fā)生勾縫脫落、砌體松動剝落等病害時,應(yīng)及時采取措施,盡量在發(fā)生初期或未發(fā)展嚴重時進行修補處理。對發(fā)展嚴重的病害,如裂縫、大面積破損、或己失去自身功能等,應(yīng)視具體情況,采取返工重修措施,以免進一步危及公路安全。
② 對于已發(fā)生沉陷的路段采用粉噴樁處理。在施工前要認真做好粉噴樁的設(shè)計,施工時要嚴格按粉噴樁施工規(guī)范施工,抓好質(zhì)量控制。
③ 防治水毀。環(huán)境的破壞是造成公路水毀的直接原因。公路沿線的生態(tài)環(huán)境脆弱,加之西部黃土山區(qū)本身植被稀少,公路的修建使沿線的生態(tài)環(huán)境更加脆弱。該地區(qū)夏季暴雨集中,加之植被稀少,土地保水能力較差,容易造成水毀。因此,要注意恢復(fù)、保護公路沿線的生態(tài)環(huán)境。對于公路修建形成的高大邊坡采用種植根系發(fā)達、傳播快的樹木,以及增加植被等措施實施生態(tài)保土,增加水土涵養(yǎng),減少地面徑流對坡面的沖刷。保護好公路沿線原有植被,禁止在公路邊坡開荒和放牧,增強山坡地的水土保持能力。
3結(jié)束語
公路路基病害直接影響公路的使用壽命,同時給車輛的正常行駛和公路的維修帶來諸多不便。本文分析了陜北地區(qū)路基病害的主要類型以成因,總結(jié)提出具有針對性的預(yù)防養(yǎng)護方法措施,以提高公路建設(shè)質(zhì)量與路用性能,延長公路使用壽命。亦可作為實踐工程參考。
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劉衛(wèi)東. 濕陷性黃土地基處理[ M]. 中國建筑工業(yè)出版社,2009
篇9
關(guān) 鍵 詞: 道路設(shè)計 路基設(shè)計 路面設(shè)計 防護工程
中圖分類號: U41 文獻標識碼:A 文章編號:
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工程概況
本道路工程項目屬于一條次干道,道路設(shè)計線長為的25.4km,根據(jù)沿線地形、地貌、地質(zhì)、水文、氣象等和自然條件,依據(jù)相關(guān)意見等進行路線、路基、路面及排水、標志標線進行設(shè)計。
1.1路基、路面設(shè)計原則
對于公路路基以及路面設(shè)計應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐貐^(qū)地形地貌和工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件,結(jié)合筆者的工程實踐,筆者總結(jié)了路基、路面設(shè)計時應(yīng)當(dāng)重點考慮的要素。
(1)在路線設(shè)計階段,充分重視路基設(shè)計方案,選擇經(jīng)濟合理的設(shè)計高度,選擇合適的橫斷面型式和邊坡坡率,以有效地確保路基有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性。
(2)按照因地制宜、就地取材的原則,采取經(jīng)濟有效的排水防護及病害防治措施,防止各種不利因素對路基造成的危害。
(3)同時在當(dāng)前形勢下環(huán)保理念,應(yīng)當(dāng)注重環(huán)境保護,強調(diào)路系水系設(shè)計,妥善處理取、棄土場,盡量采用生物防護技術(shù),配合農(nóng)田水利建設(shè)和自然環(huán)境進行綜合設(shè)計。
(4)充分利用機械化施工方法、應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝,根據(jù)沿線地形地貌、地質(zhì)、氣象、地震等資料,結(jié)合環(huán)境景觀選擇適當(dāng)?shù)穆坊鶛M斷面形成,進行路基排水、防護、棄土等的綜合設(shè)計,加強環(huán)境保護及水土保持工作。
1.2路基設(shè)計實踐
對于路基設(shè)計應(yīng)當(dāng)關(guān)注到路基的壓實度標準及壓實度;同時路基須有足夠的強度和穩(wěn)定性,路基填料的選擇尤其重要。通過土工取樣分析,確定路基填料為砂礫石土(含粉粒較多),能滿足路基設(shè)計要求。對于本路段路堤采用土質(zhì)或土石混合填料,則應(yīng)當(dāng)按照《路基設(shè)計規(guī)范》土質(zhì)路堤或土石路堤的填筑要求執(zhí)行,對路堤分層填筑、采用機械分層壓實。土質(zhì)路堤最大松鋪厚度不超過30cm,土石路堤最大松鋪厚度不超過40cm。路基填料的壓實采用重型標準,分層壓實,路基壓實標準及填料強度設(shè)計要求見表1所示。
路基部位 路面底面以下深度(cm) 填料最小CBR值(%) 壓實度(%) 填料最大粒徑(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
零填及路塹路床 0 ~ 30 8 ≥96 10
30 ~ 80 5 ≥96 10
表1路基壓實標準及填料強度設(shè)計要求
1.3路面設(shè)計實踐
路面設(shè)計應(yīng)當(dāng)根據(jù)公路使用要求及沿線氣候、水文、地質(zhì)等自然條件、施工條件、材料來源,密切結(jié)合當(dāng)?shù)貙嵺`經(jīng)驗進行路面技術(shù)經(jīng)濟綜合設(shè)計。本著技術(shù)先進、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護、安全適用、經(jīng)濟合理的原則進行路面方案的比較論證。
1.4路面設(shè)計模式
目前路面設(shè)計經(jīng)過幾十年的研究,現(xiàn)已建立了一整套較成熟的路面設(shè)計模式(有理論法、經(jīng)驗法)。其中柔性路面理論法設(shè)計是以彈性層狀體系理論為基礎(chǔ),結(jié)合路表容許回彈彎沉指標進行設(shè)計,城市道路還應(yīng)驗算整體性層次的底面彎拉應(yīng)力和面層的剪應(yīng)力。而剛性路面設(shè)計以半無限地基的彈性薄板理論五基礎(chǔ),計算混凝土面板的板內(nèi)應(yīng)力,并以混凝土面板的抗折疲勞強度為控制指標,確定面板厚度。同時驗算溫度翹曲應(yīng)力與一次行車荷載共同作用下的綜合應(yīng)力不超過混凝土面板的抗折疲勞強度。針對目前道路設(shè)計實踐表明,道路的路面設(shè)計應(yīng)當(dāng)采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論,以設(shè)計彎沉值為路面整體剛度設(shè)計指標,計算路面結(jié)構(gòu)厚度,并對面層、基層、底基層進行拉應(yīng)力驗算。本道路的路面設(shè)計采用以雙輪組單軸軸載100kN為標準軸載,路面設(shè)計使用年限15年。
1.5路面設(shè)計的標準軸載
我國路面設(shè)計以雙輪組單軸載100KN為標準軸載,以BZZ-100表示(低等級公路可取BZZ-60)。道路的動載問題按動載系數(shù)進行考慮。主要參數(shù)采取軸重100KN,單輪荷載25KN,輪胎接地壓強0.7MPa,,單輪傳壓面當(dāng)量圓半徑10.65cm。對于不同汽車軸載與通行次數(shù)可以按照等效原則換算成標準軸載的作用次數(shù)(當(dāng)量軸次)。同一種路面結(jié)構(gòu)在不同軸載作用下,要達到相同的疲勞損壞程度。當(dāng)進行彎沉值設(shè)計及瀝青面層層底拉應(yīng)力驗算時,凡軸載大于25KN的各級軸載(包括車輪的前、后軸)Pi的作用次數(shù)Ni均應(yīng)按下式換算成標準軸載作用次數(shù)。
式中:Nci―設(shè)計初期,機動車車行道上日交通量換算為日標準軸載的當(dāng)量軸次(次/日);Ni―被換算某級軸載的作用次數(shù)(次/日);P,d―標準軸載的輪胎觸地壓強(MPa)及傳壓面當(dāng)量圓直徑(cm);Pi,di―被換算軸載的輪胎觸地壓強(MPa)及傳壓面當(dāng)量圓直徑(cm) ;Ci―被換算軸載的輪組系數(shù),雙輪組1.0;單輪組0.25;四輪組4.0;當(dāng)軸間距大于3m時,應(yīng)按單獨的一個軸載進行計算;當(dāng)軸間距小于3m。
1.6路面結(jié)構(gòu)
針對本道路地處南亞熱帶海洋氣候區(qū),降雨豐沛而且日照充足。年平均氣溫22.4度,極端最高氣溫38.7度,極端最低氣溫-0.5度,年平均降水量1775mm,以4~9月降量最多,11月至翌年2月為旱季,降雨量約占全年的10%。為此根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004),確定本道路屬于1-4-1區(qū),即夏炎熱冬溫潮濕區(qū)。所采取的路面結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計參數(shù)及路基回彈模量見表1以及表2所示。
材料名稱 抗壓模量(Mpa) 劈裂強度(Mpa)
20°C 15°C 15°C
細粒式改性瀝青混凝土(SMA-13) 1200 1800 1.2
中粒式瀝青混凝土(AC-20C) 1000 1600 0.8
粗粒式瀝青混凝土(AC-25C) 800 1200 0.6
表1瀝青混合料設(shè)計參數(shù)
材料名稱 抗壓模量(回彈模量)(Mpa) 劈裂強度15°C(Mpa)
水泥(劑量5%)穩(wěn)定碎石基層 1200 0.5
水泥(劑量3%)穩(wěn)定碎石底基層 800 0.4
土基 35 /
表2基層及土基材料設(shè)計參數(shù)
本道路在施工圖設(shè)計階段,對初步設(shè)計推薦的路面結(jié)構(gòu)方案進行了優(yōu)化,考慮交通量、交通組成、交通增長率、前后路面結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)一致等因素,經(jīng)計算確定路面結(jié)構(gòu)及厚度。路在設(shè)計標高為路中線路面標高。本道路路面決定采用瀝青砼路面,設(shè)計軸載:BZZ-100,設(shè)計年限為15年,交通等級為中等交通。所采取的路面結(jié)構(gòu)如下:1上面層:4cm厚SMA-13瀝青瑪蹄脂;2上面層:6cm厚AC-20C瀝青混凝土;3上面層:7cm厚AC-25C瀝青混凝土;4基層:30cm厚5%水泥穩(wěn)定級配碎石;5底基層:20cm厚4%水泥穩(wěn)定石屑;基層與底層的7天無側(cè)限抗壓強度要求分別不小于3.5 Mpa和2.0 Mpa.
2路基、路面排水系統(tǒng)及防護工程設(shè)計
對于公路路基排水設(shè)計應(yīng)當(dāng)采取防、排、疏結(jié)合形式,并且與路面排水、路基防護以及橋涵構(gòu)筑物等相應(yīng)協(xié)調(diào),形成完善的道路排水系統(tǒng)。通過工程實踐表明,對于填方路堤的排水方式可采取集中排水,而對于挖方段路面排水除設(shè)置淺碟型邊溝時采用散排外,其余設(shè)置集水井的挖方段路面均采用集中排水的方式。對于路基排水設(shè)施應(yīng)當(dāng)按照《公路排水設(shè)計規(guī)范》的方法以及公式計算設(shè)計流量,以準確地確定其斷面尺寸,溝頂應(yīng)高出溝內(nèi)設(shè)計水面0.2m。
(1)公路路基排水系統(tǒng)的設(shè)計原則主要是針對經(jīng)濟實用,除必要路段外,其余路段采用自然漫流,路基排水系統(tǒng)即能滿足本身要求,又考慮與市政排水系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)。
(2)路基防護工程設(shè)計:路基防護工程是保證路基穩(wěn)定,改善環(huán)境景觀,保護生態(tài)平衡的重要措施。本項目所選用的防護類型是針對當(dāng)?shù)貧夂颉⑺?、地形、地質(zhì)條件和筑路材料的分布情況確定,并盡量與周圍景觀保持協(xié)調(diào)。本合同工程的防護主要針對部分高填方路基邊坡設(shè)置防護和深挖方段路塹邊坡設(shè)置護坡,填方路基填高小于5m時,坡面采用植草;大于5m,采用拱形護坡及滿鋪草皮;挖方路基挖方高度小于5m時,坡面采用植草;大于5m時。采用拱形護坡及滿鋪草皮,大于10m時,分級采拱形護坡。
3結(jié)語
文章通過結(jié)合某道路設(shè)計實例以及筆者對道路設(shè)計經(jīng)驗,提出道路路基以及路面設(shè)計應(yīng)當(dāng)采取因地制宜原則,同時還應(yīng)兼顧到環(huán)保設(shè)計理念,分別就路基以及路面提供詳細設(shè)計思路,為同類工程提供參考。
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篇10
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu) 混凝土;
1混凝土裂縫的分類
混凝土裂縫可分為微觀裂縫和宏觀裂縫。微觀裂縫是指肉眼看不見的裂縫,在混凝土結(jié)構(gòu)中的分布是不規(guī)則、不貫通的;宏觀裂縫是由微觀裂縫擴展而來,范圍不小于0.05mm。
1.1 微觀裂縫:
1.1.1粘裂縫:骨料與水泥石粘和面上的裂縫。
11.2水泥石裂縫:水泥石中自身的裂縫。
1.1.3骨料裂縫:骨料自身的裂縫。
1.2宏觀裂縫:
1.2.1變形應(yīng)力引起的裂縫(約占80%):由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起結(jié)構(gòu)變形,當(dāng)變形受到約束時便產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)此應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時就產(chǎn)生裂縫。
1.2.2結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫:由于結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)與計算假設(shè)模型的差異引起的。
1.2.3
壞模式以及影響因素入手,分析路面材料耐久性與路面結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)系。
荷載作用下的裂縫:混凝土和鋼筋共同作用下的變形協(xié)調(diào)(變形相容性),當(dāng)鋼筋應(yīng)變≥混凝土的極限拉伸時引起的混凝土開裂。
1.3路面材料耐久性的直接影響因素
1.3.1區(qū)分不同材料的疲勞特性有哪些
對于材料的力學(xué)性能不同,疲勞性也不同。概括起來,幾種路面材料的疲勞特性有以下關(guān)系:彎拉疲勞,熟拌瀝青混合料>冷拌瀝青混合料>水泥穩(wěn)定碎石>級配碎石;水疲勞,熱拌瀝青混合料>冷拌瀝青混合料,水泥穩(wěn)定碎石>級配碎石剪切疲勞,水泥穩(wěn)定碎石>熱拌瀝青混合料>冷拌瀝青混合料>級配碎石:。
1.4不同結(jié)構(gòu)層材料的疲勞破壞模式有哪些不同
相同的材料用于不同的結(jié)構(gòu)層,其受力狀態(tài)不同,疲勞破壞模式也不同。考慮環(huán)境因素的影響以及受力特點將不同結(jié)構(gòu)層材料的可能破壞模式總結(jié)于表2。
一般施工設(shè)計良好的結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生水損壞。根據(jù)(表2)列出的可能疲勞破壞模式可知,除了面層材料受到的損傷模式較復(fù)雜外,其他各層材料可能的損傷模式比較明確。面層、基層材料都可能產(chǎn)生剪切疲勞破壞、溫度疲勞破壞;基層主要為彎拉疲勞破壞,路基易產(chǎn)生沉陷變形。
1.5材料的破壞控制指標
對位于結(jié)構(gòu)層上部的材料,一般破壞模式為應(yīng)力疲勞破壞。而對位于結(jié)構(gòu)層下部的材料,一般破壞為應(yīng)變疲勞破壞。要保證路面材料耐久,需要根據(jù)不同材料的相應(yīng)耐久極限提出相關(guān)標準,對材料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)進行控制。如式(1)所示,對于面層材料,采用應(yīng)力標準控制,基層和路基材料采用應(yīng)變標準控制。
式中:代表面層材料應(yīng)力狀態(tài),指代面層代表
材料應(yīng)力標準;代表路基頂面的壓應(yīng)變;代表基層底面彎拉
應(yīng)變:代表路基頂面耐久極限壓應(yīng)變;代表基層底部耐久極
限彎拉應(yīng)變。
具體材料的破壞標準需要通過大量的試驗驗證。根據(jù)美國伊利諾伊州立大學(xué)的研究成果,認為當(dāng)路基材料的垂直壓應(yīng)變不超過200即可保持耐久,瀝青混凝土層層底彎拉應(yīng)變不超過70即可保持耐久。
2瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)的耐久性
路面結(jié)構(gòu)所承受的標準軸載作用次數(shù)就是整個結(jié)構(gòu)的疲勞壽命,當(dāng)路面結(jié)構(gòu)達到施工設(shè)計的累積軸載作用次數(shù)或使用年限而不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞,稱該路面結(jié)構(gòu)耐久,否則結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)早期破壞。影響路面結(jié)構(gòu)耐久性因素的分析,是解決結(jié)構(gòu)耐久性問題的出發(fā)點。影響結(jié)構(gòu)耐久性的內(nèi)部因素主要有結(jié)構(gòu)施工設(shè)計和材料的選擇。
2.1材料耐久性對路面的影響
從路面結(jié)構(gòu)破壞的位置看,可以分為表面功能層的破壞和結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的破壞。面層材料的失效只影響路面表面功能,因此該層材料的破壞對結(jié)構(gòu)的壽命影響不大?;鶎硬牧系氖П厝灰鸹鶎庸δ艿氖?,這種破壞不能夠通過簡單的維修復(fù)原,必須通過大規(guī)模的開挖、重新鋪筑才能恢復(fù)結(jié)構(gòu)的功能,所以基層材料破壞必將大大縮短路面結(jié)構(gòu)的使用壽命。同樣,路基材料的失效,也必將引起路面結(jié)構(gòu)整體功能的喪失。(表3)列舉了各層材料影響路面結(jié)構(gòu)耐久性的相互關(guān)系。
根據(jù)系統(tǒng)論的觀點,路基路面結(jié)構(gòu)類似于串連結(jié)構(gòu)(如圖1),即每一結(jié)構(gòu)層的損壞都影響著路面結(jié)構(gòu)的使用。但是對于路面出現(xiàn)的損壞,路表功能可以通過及時維修養(yǎng)護得以恢復(fù)。因此面層可以看作是一種并聯(lián)結(jié)構(gòu),當(dāng)路面材料1損壞后,可以很容易地進行替換修補。
基層、路基對整個系統(tǒng)的影響,可以根據(jù)經(jīng)濟學(xué)中的“木桶原理”進行解釋?!澳就霸怼敝傅氖鞘⑺哪就笆怯稍S多塊木板箍成,盛水量也是由這些木板共同決定的。若其中一塊木板很短,則此木桶的盛水量就被短板所限制。這塊短板就成了這個木桶盛水量的“限制因素”(或稱“短板效應(yīng)”)。要想提高木桶的容量,就應(yīng)該設(shè)法加高最短的那塊木板的高度,這是最有效也是惟一的途徑。
因此,路面結(jié)構(gòu)施工設(shè)計可以用“短板效應(yīng)”解釋和指導(dǎo),維持路面結(jié)構(gòu)耐久性是由基層和路基材料中壽命最短者決定的。路面結(jié)構(gòu)施工設(shè)計就是要避免路基或者基層成為結(jié)構(gòu)的最“短板”。路面結(jié)構(gòu)的使用壽命可以通過式(2)表示:
式中:Lstrcture表示結(jié)構(gòu)的壽命;Lbase代表基層壽命; Lbm表示基層材料壽命;Lsubgrade代表路基壽命;Lsm表示路基材料壽命。
整個結(jié)構(gòu)的使用壽命是由基層和路基兩層中壽命最短者決定的,每一結(jié)構(gòu)層的壽命又是該層組成材料的壽命決定的。當(dāng)剛好不出現(xiàn)疲勞破壞時,即為結(jié)構(gòu)的最小厚度。
2.2路面結(jié)構(gòu)施工設(shè)計對耐久性的影響
路面結(jié)構(gòu)施工設(shè)計內(nèi)容,包括材料選擇、路面結(jié)構(gòu)組合的施工設(shè)計和路面各層厚度來確定。不同材料的性能不同。半剛性基層材料與瀝青穩(wěn)定類材料的模量不同、耐久極限不同,導(dǎo)致半剛性基層與柔性基層瀝青混凝土路面的受力狀況不同,保證耐久性的結(jié)構(gòu)層厚度也不同。
當(dāng)結(jié)構(gòu)受到荷載和自然力(溫度和水)的作用后,如果施工設(shè)計的結(jié)構(gòu)能夠保證各層材料的受力狀況不超過材料的耐久性極限,那么這種結(jié)構(gòu)就能夠維持耐久性或者長壽命。維持材料耐久性,是維持路面結(jié)構(gòu)耐久性的核心。通過(圖2)更能直觀地看出結(jié)構(gòu)施工設(shè)計與路面結(jié)構(gòu)耐久性關(guān)系。
3結(jié)語