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路面結構設計方案范文1
根據路面調查情況及舊混凝土板應力分析結果對路面結構進行設計。該項目的路面結構設計方案主要有三種。A-1結構方案是將舊的路面結構用作路面基層,其具體的路面結構為:表面層采用厚度為4cm的改性瀝青混凝土抗滑表層;下面層采用厚度為6cm的中粒式瀝青混凝土AC—20;底基層則采用處理、整修過的舊水泥混凝土路面。在進行瀝青層面鋪設前,必須先在路面基層頂面上噴灑透層瀝青,待瀝青完全滲透基層頂面之后再進行封層瀝青的噴灑工作,之后在路面撒布厚度為35mm的碎石,用壓路機對路面實施碾壓工作,待成型之后再鋪設瀝青面層。A-2結構方案是將主要的病害面板拆除以后,對基層進行修補和加強,并重新對水泥混凝土面板進行澆注,對還沒有拆除的面板進行養護處理之后,對整修過的路面進行統一罩面。具體的路面結構為:表面層采用厚度為4cm的改性瀝青混凝土抗滑表層;下面層采用厚度為6cm的中粒式瀝青混凝土AC—20;面板采用厚度為25cm并占6%比例的水泥穩定碎石。A-3結構方案與A-2結構方案有許多相同之處,但A-3結構比A-2結構多鋪設一層半開級配的中粒式瀝青碎石AM—20,其具體路面結構為:表面層采用厚度為4cm的改性瀝青混凝土抗滑表層AK—13A;中面層采用厚度為6cm的粒式瀝青碎石;下面層采用厚度為25cm的水泥混凝土;基層補強層采用厚度為20cm并占6%比例的水泥穩定碎石。在進行此方案時,需要在水泥混凝土面板和瀝青罩面之間鋪設一層專用聚酯長絲土工布,并在鋪設之前在工布上撒布粘層瀝青。
瀝青罩面結構設計方案比較
在對舊公路路面進行大規模的整修時,首先應將整修重點放在對破損路面狀況的調查上。在進行詳細調查之后,再制定合理的路面結構設計方案和對破損處的修整措施。路面的結構設計方案直接影響到改建后的公路的使用壽命,必須科學合理,否則會對改建工程造成很大的負面影響。針對本項目路面結構改建的瀝青罩面有五種結構設計組合,其中對舊路面破損區域的處理措施主要有唧泥、板底脫空處灌漿,坑洞、板邊及板角修補等。這些措施的實施效果都會對舊路面破損處的整修質量和效果產生影響。因此,必須要對路面結構設計方案和改建過程中可能遇到的問題進行嚴謹的分析,科學區分出設計方案的優點和缺點,并對其進行相應的施工控制。A-1結構方案施工控制措施這一方案要求對舊路面的破損處進行整修或者做沖擊壓實,主要處理措施為:a坑洞類針對個別坑洞,可直接清除洞內雜物,再用水泥砂漿將其填滿,使其達到平整密實的效果,而對于較多的、密集的且連成一片的坑洞,應采用薄層修補的方案,并灑水養生;b板邊、板角類遇到板邊輕度剝落的情況,主要的修補方案是先將其表面清理干凈,再運用瀝青混合材料將其填充并整平,如果板邊剝落破損的情況很嚴重,則必須做深度補塊,板角的修補則需要嚴格按照斷裂面的大小進行切縫,在清除了鑿出范圍后,將鋼筋復原,將接縫面涂上瀝青,最后再現場進行混凝土的澆筑、切接縫槽并將填料灌入切縫;c裂縫類寬度在3mm以下的裂縫都屬于非擴展性裂縫,對于這種裂縫的處理,需要用低粘性瀝青或者環氧樹脂等材料進行灌注,寬度大于等于3mm的裂縫都為擴展性裂縫,要對它進行整修則需要將材料沿著裂縫鑿槽注入。A-2結構方案施工控制措施這一結構方案的具體措施為:a基層補強當路面的局部面板基層受到破壞時,應采用C15素混凝土回填方式對其進行基層補強,當出現大面積的基層破壞時,應采用水穩基層施工方法對其進行施工,而對小面積的基層破壞,則需要用小型的打夯機對其進行壓實,以保證基層的壓實度達到98%;b唧泥、板底脫空灌漿這一措施主要是指在改建施工之前,運用貝克曼梁彎沉儀檢測并判斷出存在脫空現象的面板,通過不斷灌漿和檢測流程,使灌漿處理后的面板彎沉值到達設計要求。
檢測方法及設備
一般的公路改建檢測方法都分為以下兩部分:a仔細勘察公路的破壞情況,并調查公路的縱、橫斷面;b仔細檢測公路的內在質量,包括對路面、路基等的質量檢測方法。該項目主要采用CBS9000B公路雷達探測儀和SIR—10H型透地雷達儀對公路路基的厚度、密度及板底脫空等情況進行檢測,并采用800FWD落錘彎沉儀器對公路的彎沉值進行檢測。
改建時應注意的問題
對公路的路況調查一定要詳細,不放過任何一個細節,針對不同的破壞情況要制定相應的處理方案。對破損區域的處理一定要徹底,尤其是對脫空、沉陷等疑難問題,盡量一次就處理干凈,避免留下安全隱患。舊結構層的荷載力必須達到交通流量的要求,不能只依靠瀝青層來支撐。瀝青面層的設計必須因地制宜,具體問題具體分析并滿足實際需求,面層的厚度也必須視實際情況而定,選擇一定要慎重。同時,要對瀝青層本身的性能與水泥混凝土板的結合進行綜合考慮。
路面結構設計方案范文2
關鍵詞:市政道路;工程病害;加鋪結構設計
隨著經濟建設不斷發展,交通問題也非常急劇增加,對于大中型城市市政道路問題也將會面臨很多新的挑戰,很多城市都在車輛不斷增加荷載下,經歷了很多較大衰減,路面也出現了很多不同裂縫,在平面交叉口也進行停靠,就使得路面出現很多損壞問題,就嚴重的影響到了道路使用功能,這就非常有必要對于道路改造進行很好結構設計規劃,同時開展針對性的研究工作,為工程提供非常好的技術支持。
一、市政道路評價方法
在對于舊的道路進行改造設計前要對于現有道路使用進行非常全面分析和研究,同時要非??陀^評價,為工程各個階段都能比較完善做好整理工作,主要有三個方面大致內容,第一交通量組成分析研究,其中主要包括對于交通荷載水平調查研究,還有就是對于不同功能道路交通荷載水平差異研究,要對于貨運公路的交通荷載進行不同區分。另外一個就是對于現有路面結構進行很好調整和評價工作,主要就是對于路面承載能力調查和對于路面結構厚度分析,對于彎曲水平測量,對于現有層次進行很好調查,同時對于無損檢測手段利用,全面客觀地對結構進行整體把握分析。最后就是要對于現有道路進行功能病害調查分析,從各個方面進行非常合理調查更好協調好工程各個方面技術手段,對于路面車轍進行層次性劃分,分析好路面水損壞原因。
二、對于舊路承載能力進行很好評價
這要采用各種方式對于路面進行承載能力檢測工作,同時進行道路檢測分析,每個檢測點都要進行縱向和橫向分析研究,采用探地雷方式對于路面主要結構層次進行劃分。另外就是采用鉆芯檢測,并在每一條主要道路上進行取樣調查工作。合理對于舊的路面進行評價,采用摩擦方法,采用人工檢測方法都是可以的,最后就是要能夠非常綜合型進行評價,調查好路面病害主要成因,確定市政道路改造方案,進行合理補強,對于功能進行合理恢復。
找出舊路病害處理原則,就是要能夠非常合理進行路面問題進行及時處理,采用不同對策和方法,對于表面功能性問題要進行及時處理,全面進行調查,對于路面破損等問題進行及時解決,如果局部有非常嚴重問題要及時進行補強措施。對于車轍和沉陷到瀝青混凝土路面問題要進行合理改造和修復工程,深入進行探究其重要原因,加強對于路面主要病害原因分析,結合相關部門對于道路管理經驗加強對于舊路問題研究工作。
三、對于舊路病害處理對策研究
一般對于淺層次處理主要就是進行抗滑和挖補處理,還有就是要采用灌縫方式進行封閉處理,采用熱瀝青材料進行很好填充工作,同時還可以進行直接恢復路面功能,加強新老路面結構,處理好車轍變形,改善好路平平整問題,還要保證新鋪瀝青混凝土質量,對于混凝土進行很好完善工作。對于深層次病害處理對策,主要就是針對舊的路面結構強度處理,方案要非常合理和快速高效,根據路面深層次處理方法主要可以進行結構置換,對于瀝青混合料和水泥混合材料進行及時配置處理。
對于市政道路舊路改造加鋪問題進行結構選擇方面,要不斷加深結構舊路評價方式和評價對策,主要就是功能性修復,就是對于舊路表面進行直接加鋪罩面處理,將舊的道路加鋪兩層;對于結構方面要進行結構補強,要根據舊的道路結構強度進行很好方案設計工作,對于內部要進行非常合理翻修工作,對于路面有非常明顯破壞問題的,要進行基層承載能力混凝土加強處理工作,還可以采用高模量瀝青混凝土補強處理,對于就道路進行合理基層補強工作,加強對于瀝青結構設計工作。
一般來說舊的道路會直接影響到道路控制方法問題,就必須要做好對于路面調平工作,針對市政道路復雜性進行非常合理設計和研究,充分考慮到道路特點,做好道路和沿街地方設計工作,適當處理好排水問題,保證接口地方排水順暢和平順,對于道路進行合理檢測,保證路面連接更好平順。
四、功能性加鋪結構設計問題研究
在舊表面進行加鋪方案設計時候要能夠滿足承載力需求,主要就是能夠很好改善路面平整和抗滑能力,對于路面處理進行及時調整和修改工作,還有就是要能夠非常合理對于路面進行修復工作,對于路面進行各種技術處理,在舊路方面對于舊路進行很好處理,很好清潔干燥,對于舊路表面功能設計進行很好瀝青鋪設。
加強對于路面結構和厚度問題計算工作,然后就是要采用高模量的瀝青進行混凝土處理工作,從而更好提高對于混凝土抗車轍能力承受力,采用細粒式方式進行合理配置工作。最重要的就是要能夠進行補強加鋪結構處理,進行徹底處理后要進行瀝青加鋪工作,根據結構計算方式進行各種發展研究,對于舊路和各個層面進行適當設計工作,采用瀝青混凝土進行加鋪同時還要進行非常合理調平工作,就是要能夠對于各個層面道路問題進行非常合理研究。特別是對于舊的道路損壞進行合理平鋪工作,及時處理好基層和底層道路問題,用置換方式進行道路基層瀝青加鋪工作。
結論:道路是經濟建設中非常重要部分,對于人們生產和生活都具有非常重要影響,隨著國家經濟建設不斷發展,就面臨很多方面問題,需要更多人力物力進行合理配置和改造工作。對于道路病害問題也一直都是市政建設重要問題,直接會影響到人們生活和經濟發展,所以在對于路面進行建造過程中,就需要注重質量,做好防止措施工作,保證人們生產和生活安全。對于城市道路改造工程中出現的舊路和道路評價病害問題,要及時進行加鋪處理,對于結構設計方案等很多問題也要進行非常嚴格開展研究,同時對于市政道路各個路況進行方法研究,合理處理好舊路改造方面問題,加鋪結構設計方案規制,更好進行相關工程技術研究,合理開展各個方面政策研究工作。
參考文獻:
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姓名:廖鵬飛
路面結構設計方案范文3
關鍵詞:高等級公路;瀝青路面;層間
1 路面結構設計理論
1.1 路面結構設計的目標
路面結構設計的基本目標就是在道路的使用壽命期限內不發生損壞,這個目標看似簡單,實則很難做到,這就需要在路面結構設計時要充分考慮多個方面的因素,比如環境因素、材料因素、荷載因素、結構因素以及經濟因素等等,通過這些因素的綜合分析和評判,最終才可能選擇一個符合實際、性價比較高的設計方案。具體而言,路面結構設計有抗滑性、平整性和耐用性三個衡量標準,抗滑性從傳統意義上而言并不屬于路面結構設計的內容,但是隨著高等級公路的日益增多,汽車行使速度的不斷提高,抗滑性越來越受到重視,抗滑性可以通過表層材料的選擇和設計來實現;平整性可以減少因為荷載沖擊而給道路帶來的破壞性,同時可以提高行使的舒適性,由于平整性可以降低對道路的破壞,所以也間接地提高了道路的使用壽命;耐用性是路面結構設計中的核心性能,所有的設計方法都是以此為中心展開設計的,耐用性要求路面有足夠的強度已達到抗變形的目的,耐用性代表了道路的設計使用壽命。
1.2 路面結構設計的方法
路面結構設計的方法根據設計機理不同分為三類:基于經驗的設計方法、基于力學的設計方法和基于性能的設計方法:(1)經驗設計法:包括CBR設計法與AASHTO設計法,CBR的設計思想認為路面應提供足夠的質量和厚度從而防止路面層內產生壓力變形,CBR的設計簡單明確,適用于低等級公路的路面結構設計;AASHTO方法引入了PSI概念,PSI是指路面現時服務能力指數,反映了道路使用者對路面質量的評價,評價值在0到5之間;(2)力學設計法:主要包括SHELL設計法和AI設計法,SHELL設計法把路面看做路基、基層與瀝青層三層結構,以厚度、彈性模量和泊松分別表示各層的特征;AI法把路面看成多層彈性體系,各層材料采用彈性模量和泊松比來表征;(3)性能設計法:包括SUPERPAVE設計法和OPAC設計法,SUPERPAVE設計法根據道路的使用性能進行路面和材料的設計,從而達到抗低溫、抗疲勞、抗車轍的目的;OPAC法主要考慮了環境因素和交通荷載因素對路面性能的影響。
2 瀝青路面層間狀態的影響因素
2.1 結構及材料類型影響
當混合料施工不當時容易發生離析現象,特別是混合料最大粒徑較粗、瀝青層總厚度較薄并三層鋪筑時更容易發生這種情況,離析后由于形成了較大的空隙率,從而無法防止路表水下滲情況的發生,而且由于其他原因產生的裂縫無法避免(特別是半剛性基層收縮殘生的瀝青路面反射縫),所以加大了雨水滲入路面的可能性。冰凍地區的路面,冬季毛細管聚冰導致了在春融期水分過于飽和,加上半剛性基層的透油層效果較差,水分將向上移動積存在基層表面,由于半剛性基層不透水,會導致水分無法從基層排走,如果瀝青路面較薄,作用到瀝青層底部的荷載壓力較大,基層表面機會越容易破壞成灰漿,會影響瀝青層的疲勞壽命。
2.2 施工管理的影響
施工管理對間層的影響也不應忽視,有些施工單位施工質量控制不嚴格,在進行基層表面清掃時清掃得不干凈、不徹底,導致了間層的粘結不好,造成了層間容易產生相對滑動,另外由于在施工期間施工車輛通行的隨意性以及不禁止外來車輛的通行,也會對間層造成嚴重的破壞。有些施工單位為了降低工程造價,在進行面層攤鋪前不對基層進行灑粘層油的工藝處理,或者在灑粘油層的施工中計量不夠、油膜不均勻等都會造成層間的粘結出現問題。要解決上述問題,首先要確保加強對基層表面嚴格的清掃工作,對基層表面粗糙度不合格的局部路段要進行相應的處理,達到技術要求之后,才可以進行粘結層的施工,另外在施工過程中嚴格進行車輛管理,禁止車輛通行。
路面結構設計方案范文4
關鍵詞:市政道路;瀝青路面;路面設計
引言
瀝青路面結構是交通荷載承受的主體,使用性能的好壞直接關系到運營車輛能否快速、安全、舒適地運行,直接關系到交通運輸業的經濟效益和社會效益。因此,瀝青路面結構設計是市政道路工程建設非常重要的一個環節。本文對市政道路瀝青路面設計進行了探討。
一、路面結構設計的原則
(1)路面結構設計應根據使用要求及氣候、水文、土質等自然條件。密切結合當地實踐經驗,進行路基路面綜合設計。(2)在滿通量和使用要求的前提下,應遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養護、節約投資的原則,進行路面設計方案的技術經濟比較,選擇技術先進、經濟合理、安全可靠的方案。(3)應結合當地條件,積極推廣成熟的科研成果,對行之行效的新材料、新工藝、新技術,在路面設計方案,應積極、慎重地加以運用。(4)路面設計方案應注意環境保護和施工人員的健康和安全。(5)為提高路面工程質量,對高等級公路應選擇有利于機械化、工廠化施工方案。(6)高速公路和一級公路的路面不宜分期修建:對軟土地基、填土路基,當已采取了技術措施后仍可能產生較大沉降時,可按“一次設計、分期實施”的方法進行設計,即按遠景交通量設計路面結構與厚度,但瀝青面層分兩次實施。第二期工程公開放交通1~3年后,待路基趨于穩定時再施工。(7)瀝青路面結構設計理論與方法按我國現行的《瀝青路面設計規范》,瀝青路面結構設計采用了雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性體系理論,以設計彎沉值為路面整體剛度的設計指標對瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層尚應進行層底拉應力的驗算。在城市道路設計時,對瀝青混凝土面層還應進行剪應力驗算。對于多年凍土、沙漠、鹽漬土、膨脹土等特殊地區的路面結構,除按規范的規定進行設計外。尚應根據當地的氣候、水文土質、材料等特點,并結合各地的科研成果和實踐經驗進行設計。
二、市政道路工程中瀝青路面設計
1、結構層材料的設計
針對市政道路路面設計的特殊性,在實踐過程中,必須根據本地實際情況確定合理的結構管理層。通常,市政道路的結構層材料主要是由瀝青材料和混凝土材料組成,但是在經濟發展的作用影響下,存在材料應用不當的情況。例如多孔瀝青混凝土材料被廣泛應用到某些新型瀝青材料的設計中,針對路面結構的差異性,必須結合承壓性能比較好的應用方向合理分析結構類型。同時,隨著技術水平的提升,通常會添加部分輔助材料,包括德蘭尼特、抗車轍劑等,達到強化路面壓力的目的。
2、結構層組合型設計
基于市政道路發展的特殊性,在設計過程中,必須重視機構層的組合型設計。由于應力計算體系直接關系到結構層整體厚度的設計,需要根據實際情況采取三維空間有限元分析方法。在設計過程中,必須重視圖紙設計的重要性,嚴密計算結構層基本厚度。獲得厚度參數后,為了節省資金的投入,經常存在過薄或者過厚的處理情況,為了減少影響因素的干預,必須針對結構層厚度的應用效果確定合理的計算方式。
3、混合料級配設計
對于混合料的級配確定,在級配范圍的確定上增加了控制點和限制區的要求。對于級配范圍的控制點要求設計級配不能超過所在控制點的大小范圍,控制點主要是設置在最大粒徑、公稱最大粒徑、2.36mm以及0.075mm。限制區則是在最大密度線兩側的區域,是要求在級配范圍設計過程中不能通過的區域,如果通過限制區容易出現級配設計中細集料含量過多,影響壓實與后期混合料的抗永久變形能力。
4、最佳油石比的確定
在初步確定級配以后,初始估算混合料的油石比,并通過旋轉壓實儀成型試件,試件的標準尺寸為150mm×115mm,旋轉壓實過程中壓實次數的確定應該根據交通量分別確定初始壓實次數、設計壓實次數以及最大壓實次數,試件成型冷卻后確定瀝青混合料試件的旋轉壓實參數、孔隙率、礦料間隙率等參數指標,并根據AASH-TO中的經驗公式計算預估瀝青用量。在確定預估瀝青用量以后,分別以預估瀝青用量上下間隔0.5%、1.0%確定4個瀝青用量,并再次使用旋轉壓實儀成型試件,通過計算分析壓實數據與體積特性,選擇在設計壓實次數下,各項體積指標均能符合規范設計要求的瀝青用量作為最佳瀝青用量。
5、瀝青路面面層材料設計
對于市政道路瀝青路面的面層材料設計來說,必須滿足以下幾點要求:所用材料必須具備一定的紋理深度;材料還必須能夠在較大程度上抵抗高溫或者是低溫,盡可能避免在溫度變化較大時出現變形現象;強度也是對于瀝青路面面層材料的一個基本要求;水穩定能力也是需要我們關注的一個重要方面。當前常用的主要是OGFC和SMA瀝青混合料。
6、瀝青路面補強設計步驟
(1)對原有市政道路進行技術調查,掌握設計資料;(2)按設計任務書的要求或交通量調查的有關資料設計彎沉值與各補強層的容許彎拉強度;(3)確定改建路段原路面的當量回彈模量;(4)擬定幾種可能的路面結構組合,并確定各補強層的材料參數;(5)計算設計層厚度,對季節性冰凍地區還應驗算防凍厚度;(6)根據各方案的計算結果,進行技術經濟比較,確定采用的補強方案。
7、排水設計
因為瀝青路面很容易受到外在因素的影響而產生損壞現象,尤其是水破壞現象比較嚴重,因此,在具體的設計過程中我們就應該針對該問題進行具體的設計以提高瀝青路面的防水性,當前在設計中主要采取的措施就是做好相應的排水設計,而排水設計則必須從路基、路面、結構內部等三個方面做好相應的設計。
(1)路基排水設計
對于路基的排水設計我們需要注意以下幾點:加強橋涵設計中的排水設計,尤其是要確保排水口的數量足夠多;設計專門的截水溝以及邊溝,以便水能夠及時排出,并且避免了和路面積水產生相互影響;對于各種引水渠道的設計應該重點關注其流向,確保水的流出不會對道路產生影響。
(2)路面排水設計
對于市政道路的瀝青路面排水設計來說,其主要可以分為雙坡排水和單坡排水兩種,這兩種排水方式的選擇主要就是依據道路路面的寬度決定的,道路路面車道較寬一般必須選擇雙坡排水來提高排水的效率,避免水在瀝青路面儲存太長時間影響到瀝青路面的質量。
(3)結構內部排水設計
對于市政道路瀝青路面結構內部的排水設計是最為復雜的,具體說來,其設計的方式主要有兩種:一是設計專門的排水隔層,在瀝青結構內部設置專門的排水隔層來避免地表水或者是地下水對于瀝青結構產生影響,效果是比較明顯的;采用專門的封層設計來提高結構內部水的流出效率,減少瀝青路面結構內部水的儲存時間。
結束語
綜上所述,瀝青路面設計是一項復雜的過程,為了確保瀝青路面設計質量,杜絕后續引發相關問題的產生,就必須做到各項程序選擇層層把關,嚴格控制。我國的瀝青路面設計方法雖有長足的發展和不斷完善,但是在設計指標運用控制、參數選取、及時更新方面仍然需要進一步完善,減少設計的隨意性和盲目性,通過不斷的總結設計經驗來完善設計、指導施工。
參考文獻
路面結構設計方案范文5
關鍵詞:路橋過渡段;沉降因素;設計
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
引言
目前,在我國高速公路事業的良好發展過程中,路橋過渡段的不均勻沉降已經成為了一個亟待解決的問題,引起了業內眾多人士的關注。路橋過渡段的沉降會降低車速,破壞道路的安全性和舒適度,增加運營成本;另外,由于路橋過渡段的不均勻沉降還會導致跳車現象,一方面,這會使橋梁、路面以及車輛受到損傷而加速,另一方面,還會使車輛失控,甚至會導致交通事故的發生,嚴重損害公路行車的安全性和舒適性。本文通過引起路橋過渡段沉降原因的分析,找出了對其造成危害的影響因素,并根據具體原則,提出了相應的結構設計措施,從而使公路的質量有所保證。
一、路橋過渡段沉降產生的原因
1、施工材料性能差異
路橋工程中,路基與橋臺的施工材料性能不一,是導致發生不均勻沉降的主要因素之一。由于路基填料土體的硬結性較差,使路基的強度下降;另外路橋過渡段的不均勻沉降,將引起錯臺現象,隨著錯臺現象的發展,跳車情況將更加嚴重。且隨著車輛的荷載作用,將使不均勻沉降的中心沉降加劇,最后成為了周邊略高中間較低的土坑。
2、地基沉陷
地基沉陷是導致路橋過渡段產生沉降的關鍵因素,其產生的原因是地基在路面自身的重量和車輛載力的作用下而產生的。而由于路基和地基具有很多種類型,其地基土質的構成也不盡相同,因此,即使地基承載的負荷力一致,也會產生不同程度的沉陷,但是在路基地基下的土體質量相同而所受承載力不一致的情況下,同樣會使地基沉降程度不一致。
3、路面的沉降
隨著我國公路建設的大量增加,其設計要求也逐漸升高,大多路面的設計結構厚度都不會低于60cm,在進行墊層、基層的施工作業中,會常常出現碾壓機械無法接觸或超出橋臺的情況,而這些情況的發生通常會使橋身之后的部分范圍達不到需要的壓實度標準。通常在工程竣工通車之后,由于受到車輛長期載荷力和振動作用的影響,墊層和基層壓實度逐漸上升,路面結構層會受到壓縮,從而產生一定的沉降。這種類型的沉降通常會比較弱,但是會在通車之后很快形成,增加了橋頭跳車發生的概率。
4、剛度的差異
不同于橋梁的剛性結構,道路作為柔性結構的組合,由柔性路面和柔性路基組成;而橋梁的剛度則較大,會受到車輛長期行使引起的負荷作用,加上橋跨結構不會產生很大程度的變形,因此,變形程度并不明顯;而路基地基則會由于自身的重力和外力的共同作用而產生不可逆的變形。
5、設計原因
目前國內的路橋工程大多將路橋過渡段設計為搭板結構,使沉降問題得到了一定的改善,但并非完全杜絕了不均勻沉降的發生,且橋頭搭板經常出現斷裂的問題。其主要原因分析如下:一是,根據相關規范得知,橋梁長度與橋頭搭板的長度關系如下,大中型橋梁,搭板長度為8米。小型橋梁及填土高度低于0.5米的涵洞與通道,搭板長度為5米。另外,橋頭搭板的設計長度要合理,并有效的進行順接,否則將導致行車出現橋車隱患;二是,就目前階段的橋頭搭板設計而言,仍需進行不斷的發展。且公路橋涵的設計標準也沒有明確的對橋頭搭板的設計進行規定。在實際的路橋施工中,通常不對橋頭搭板進行專門的設計。從以往的路橋工程施工經驗中可知,路橋工程路基應具備良好的壓實度,并合理的對軟土路基進行處理,對路基的不均勻沉降進行有效的控制,進而充分的發揮橋頭搭板的作用,杜絕橋頭跳車的現場再次發生。
二、針對路橋過渡段沉降問題的設計對策
1、路基的設計
在對路基進行設計之前,對路橋橋臺進行了嚴格的分析,了解到其具有較大的剛度,因此在路基結構的設計方案中可以采用剛度較小的瀝青混凝土結構,將兩者結合起來使用可以有效控制過渡段的路基作用力,可以適當緩和路橋過渡段的沉降現象。一般情況下可以對軟土的地基進行適當的處理,對路堤的設計亦可以采用此方法。一般會在橋臺和路基之間設置一條大約寬50m的地帶,設計其具有逐漸增大的強度,用不同的配料對該地帶進行填充處理,以保證路堤的過渡鏈節。在這個過程中,假如采取土工合成土堤的方式,則在加強地基承載力上不會有較為明顯的效果,不能有效預防過渡段的沉降情況的發生。因此,必須要先讓地基具有足夠的承載力,才能保證其在面對填充和相關車輛的重量作用時其沉降不會有太深的程度,從而能夠保證土工合成材料能夠發揮足夠的作用。需要注意的是,需要保證路基的沉降差值在5cm之內,其沉降的坡度需要在0.4%之內。
2、結構類型
2.1在策劃路橋過渡段的路基時,可以采用土工格柵技術,運用該項技術能夠在最大程度上發揮土工結構的抗剪強度,能夠在很大程度上承受車輛的負載和自身重量,而不會產生過大的側向變形,能夠很好地控制填土方面的側向推動作用,增強了路基結構的穩定性。另外,利用該技術,可以有效降低臺背的垂直作用力,達到減緩沉降程度的效果。
2.2對搭板的長度和強度應具有合理科學的規劃。在策劃搭板長度時,需要根據三個原則進行分析:第一,在公路的使用年限之內,由路面沉陷引起的縱坡,在路基出現沉陷問題之后,設置的搭板傾角需要在1/200到1/300之間。第二,保證其長度要超過橋臺臺背,在一定時期內難以被碾壓,或者超過橋臺臺背和預留的缺口相連。第三,按照搭板本身的受力狀態,應選擇具有彈性的低級測量長度。在確定搭板強度時,需要按照搭板和橋臺臺背填土所產生脫空現象的可能性進行策劃,還需要在搭板的等級分類基礎上確定搭板的強度。
2.3在實際運行當中,還存在由于路基和搭板之間可能出現工程裂縫,在下雨時會引起路基漏水而導致的土質結構軟化出現的沉降,從而出現橋頭跳車的現象。針對這一問題,需要對工程的設計方案進行相應的改進,促進其相應問題的解決。
3、路橋過渡段的變形控制
①根據交通部《公路軟土地基路堤設計與施工技術規范》JTJ017-96規定,路橋連接處最大容許工后沉降為10cm。②從高等級公路的路況調查結果可知,當路面局部縱坡達到0.5%時,車輛行駛會產生晃動或搖動現象。
4、合理設置緩和過渡段
由于不同的結構型式,從橋臺剛度大的混凝土結構逐步過渡到柔性的填土路基結構和瀝青砼路面結構,其強度不一致。因此,軟土地基處治時,各段不同強度之間需設置強度過渡段。
5、選取科學的路堤填筑材料
對各類土體進行可壓實性試驗得知,不同的土壤在相同的壓實設備的施工作業下,壓實度、壓實次數及松鋪厚度存在一定的關聯,因此進行路堤填土施工時,應選取合適的土壤類別作為填筑材料。集料的選取應嚴格考慮下列幾個方面的內容:首先應充分考慮骨料的級配、二灰碎石混合料等的配比問題。根據相關施工經驗可知,傳統使用的持續性級配顆粒膠小,在進行施工時應適當的對粗骨料的配合比進行提高,另外還有降低膠結材料的運用,控制填料的收縮。進行拌合的配水量試驗中,應保證版拌合物具有良好的性能特征,并合理的進行運輸時間的控制,保證能夠在規定時間內將拌合物進行充分的壓實。還需要加強對路堤壓實的養護,保證壓實面具有良好的濕度,這些方法都能有效的降低路基發生不均勻的沉降。
6、輕微沉降的處理措施分析
路橋過渡段發生輕微的不均勻沉降時的處理措施如下:一是,改善路基填土的壓實施工,更換填筑材料,使用灰土、碎石塊及砂石等,并進行合理的壓實,使路基的壓實度得到有效的保證;二是,合理的將樁間距進行調整,合理的樁間距,能夠對沉降起到緩解作用;三是,采取粉煤灰及發泡珠巖,對路基土質進行改善,提高壓實度;四是,設置柔性橋臺。上述措施都能對發生輕微沉降的路橋工程進行維護治理。隨著時代的發展,我國的科技得到了巨大的進步,這必將帶動各行各業的發展,對于路橋工程過渡段的沉降問題,也將得到更好的方法進行處理。
結束語
通過對路橋過渡段沉降影響因素的分析,找出了相應的影響因素,即地基沉陷、路面的沉降、剛度的差異、設計原因等。同時,針對這些實際建設工程中的問題,采取了相應的措施,主要體現在路基的設計和結構類型的設計上,不僅對設計方案中的技術進行了一定程度的改進,而且對方案中的具體參數也進行了相應的改進,減少了工程中沉降現象的發生。
參考文獻
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路面結構設計方案范文6
關鍵詞:瀝青路面;設計;山區高速公路;路面;設計方案
一、我國高速公路現狀及山區高速公路建設面臨的問題已超過美國躍居世界第一
中國高速公路發展從1988年滬嘉高速公路的建成通車實現中國大陸高速公路零的突破,到2013年底,高速公路通車總里程達到10.4萬公里,已超過美國躍居世界第一。中國地域遼闊,地形地貌差別極大,給高速公路的建設帶來很大的挑戰性。在初期,高速公路的建設從經濟發達同時修建難度比較小的地區開始建設,隨著國家主干道計劃(“五縱七橫”規劃)的逐步而實施,為實現成網的要求,建設重點也向地形復雜的地區轉移,長大隧道及高跨、長跨橋梁占的比例也起來越大,同時高速公路的平均造價也大幅度提高。
隨著高速公路的里程的增加,高速公路的建設不斷向山區推進,所謂山區通常是指山地、丘陵和地形比較崎嶇的地區。在山區高速公路建設中遇到不少問題,由于地形的限制,在路線線性選擇上就無可避免的出現許多橋、隧道、陡坡等結構形式,然而這些往往是路面結構形式的薄弱環節。而且隨著交通量的不斷增大,并伴隨著許多超載超限的車輛,使得路面結構出現車轍、裂縫、擁抱、泛油、水損害等早期破壞,給國家帶來了許多的經濟損失。
我國是一個多山的國家,我國的山地占國土面積的 33%,丘陵占 10%,崎嶇高原占 10%以上,大體上講,山區面積占國土 50%以上,并且山區大部分地區經濟滯后,為提高人民生活水平,交通便利是一個必要條件,因此,解決好山區的交通狀況非常的重要。 同時,山區高速公路的建設遇到了一些經濟技術問題。因山區受地質和經濟因素的制約,在高速公路設計建造時受到一定的阻力,而且山區高速公路建設成套技術的發展相對滯后。山區高速公路地質復雜,環境難以預測,路面病害多發。比如陡坡路段車轍嚴重,凌冰路段抗滑性能差以及路面結構水損害嚴重等。面對我國現階段的國情,我國大量的采用的是瀝青混凝土路面,針對山區高速公路的特點,路面使用中,面臨著很大的挑戰。根據調查和數據分析,我們發現山區高速公路瀝青路面在使用過程中,出現了大量的不同程度的早期病害,比如裂縫、車轍、沉陷、龜裂等。山區高速公路的建設如此嚴峻,有必要從最常用的瀝青路面的角度分析我國高速公路路面的設計問題。
二、山區高速公路特點
隨著經濟的快速發展,內地的開發,原有的普通公路已難以承受大量的運輸需求,現在山區都已開始大規模的高速公路建設。 我國是一個多山的國家,所謂山區通常是指山地、丘陵和地形比較崎嶇的高原。我國的山地占國土面積的 33%,丘陵占 10%,崎嶇高原占 10%以上,大體上講,山區面積占國土 50%以上,并且山區大部分地區經濟滯后,為提高人民生活水平,交通便利是一個必要條件,因此,解決好山區的交通狀況非常的重要。 由于獨特的地形地貌,使得山區高速公路有著與一般高速公路不同之處。山區高速公路有以下幾個特點:(1)地形地質復雜。山區高速公路,地勢變化多樣,地質復雜多變,對工程建設來說是一個巨大的考驗。
(2)陡坡路段多。由于山區的典型特點,地勢高差大而且范圍廣,陡坡路段出現頻繁,由于上下坡車輛制動頻繁,加上重車作用,對路面產生嚴重影響。
(3)橋隧比例高。通常山區高速公路橋梁隧道的比例大,借助于橋梁跨線,隧道穿越的高速公路形式在山區中應用顯著。
(4)海拔高,凌冰路段多。山區海拔高,高差明顯,高者可達幾百以上,而海拔越高,氣候越寒冷,凌冰路段時有出現,對瀝青路面具有重大影響。
三、我國高速公路主要形式之瀝青路面的病害
瀝青路面在使用過程中,由于荷載和環境因素的影響,將使路面逐漸產生各種破損。路面的破損可以分為兩類:一是結構性損壞,包括路面結構整體或部分結構層的破損,使路面失去支承行車荷載的能力;二是功能性損壞,它也有可能并不伴隨著結構性損壞而發生,但由于平整性和抗滑能力等的下降,使其不再具有預定的服務功能,從而影響服務質量。
(1)裂縫。瀝青路面產生裂縫的原因很復雜,按其成因可分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫,按其形式分則有縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂與網裂幾種。
(2)坑槽。坑槽是由于路面松散、龜裂等破損后在行車作用下不斷擴展惡化形成的一種路面損壞。
(3)沉陷。沉陷是由于路基、路面產生豎向變形而導致路面下沉的現象??梢苑譃槿悾壕鶆虺两怠⒉痪鶆虺两?、局部沉降。
(4)車轍。車轍是瀝青路面的一種主要損壞形式,大都發生在實行渠化交通的高等級公路上。路面在車輪荷載的反復作用下,由于路面面層、基層和路基的進一步壓密、沉降,特別是高溫下瀝青面層的壓密和側向流動隆起,使路面沿行車輪跡逐漸產生縱向帶狀凹槽變形,在車道橫斷面方向上多呈W型。當車轍到達一定的深度,轍槽內就會積水并影響車速和行車的舒適和安全性。
(5)滑溜?;镏饕鹨蛴诼访婀饣?,這是由于路面在行車水平力的作用下表層骨料被磨光或瀝青路面泛油所造成。
(6)麻面。面層混合料瀝青用量不足,礦料級配偏粗或嵌縫料規格不當,以及低溫、雨季施工時路面未能成型,致使粒料脫落,即形成麻面。
(7)松散。松散多發生在瀝青里面使用的初期,其原因是使用的瀝青稠度偏低,用量偏少,與礦料的粘附力不足;或瀝青加熱溫度過高造成瀝青老化等。
(8)泛油。泛油多數是由于瀝青面層的瀝青用量過大、稠度太低或熱穩定性差等原因所致,但有時候有可能因為低溫季節施工,層鋪法瀝青路面的嵌縫料散失過多,在氣溫轉暖后,在行車作業下多余的瀝青溢至表面而形成。
(9)油包。油包時由于局部泛油處理不當,細料過多,瀝青含量過大,或因瀝青滴流在路面街成油污而形成面積不大的包裝物。
(10)擁包。擁包就是由于材料本身以及設計的原因到時高溫抗剪強度不足,或層內含水量過大難以蒸發,或粘結層不合格等原因,在行車荷載下,路面產生推擁、擠壓在路面形成局部隆起變形的現象。
(11)波浪。波浪是路面表面沿縱向形成的有規則的凹凸起伏的一種變形。
(12)脫皮。脫皮是瀝青面層在行車作用下產生大塊的片狀剝落現象。
(13)啃邊。路面寬度過窄,邊緣強度不足,路肩碾壓不密實,路肩和路面銜接不當以致路肩積水滲入使其濕軟,在行車作用下,路面邊緣剝落,并逐漸向路中發展而形成啃邊。
四、從瀝青路面設計分析我國山區高速公路路面設計方案比較
方案一、采用厚瀝青層的半剛性基層瀝青路面結構設計。該設計方案可采用 SMA-13 和雙層改性瀝青,路面結構具有較強的表面抗滑性能和抗車轍性能;較厚的瀝青層提高了路面的抗疲勞性能,使路面結構具有較好的耐久性;采用骨架密實型水穩碎石可減少基層裂縫,較厚的瀝青層則可抑制和延緩半剛性基層裂縫在瀝青層的反射,從而有效減少路面的裂縫類病害;采用封層和較厚瀝青層,可減小動水壓力對半剛性基層的沖刷破壞,從而減少路面的早期水損壞。推薦方案總體具有較好的抗滑、抗車轍、抗裂縫和抗水損壞性能,能較好地滿足廣樂高速高溫多雨和重載交通對路面結構性能的需求,同時具有較好的長期耐久性,與傳統結構相比壽命周期內的直接費用減少 30%~38%,具有良好的長期經濟效益。 推薦方案新建費用比傳統半剛性結構增加約 5.4%。
方案二、采用傳統半剛性基層瀝青路面設計。該設計方案路面結構具有較強的表面抗滑性能和抗車轍性能;采用骨架密實型水穩碎石可在一定程度上減少基層裂縫,從而減少路面的裂縫類病害;采用改性乳化瀝青稀漿封層,可在一定程度上減小動水壓力對半剛性基層的沖刷破壞,從而減少路面的早期水損壞。總體來說,該方面總體上具有較好的抗滑和抗車轍性能,但抗裂縫和抗水損壞性能一般,路面的耐久性也一般。方案二路面各項性能在短期內基本能滿足廣樂高速高溫多雨環境和重載交通的需求,但由于瀝青層厚度較薄,基層收縮裂縫向上反射容易形成貫穿型反射裂縫,裂縫進一步則引起其他病害,半剛性基層作為主要承重層,在重載交通作用下容易產生結構性破壞,維修養護比較困難。該方案壽命周期內的直接費用最高,用戶間接成本也最高,長期的經濟性最差。
方案三、采用柔性基層瀝青路面結構設計。該設計方案采用 SMA-13 和雙層改性瀝青,路面結構具有較強的表面抗滑性能和抗車轍性能;38cm 厚的瀝青層將瀝青層層底水平拉應變減小到疲勞極限以下,避免了瀝青層產生由下至上的疲勞裂縫,路面結構符合長壽命路面設計理念的要求,具有非常良好的耐久性;基層采用級配碎石柔性基層,因此完全避免了半剛性基層的裂縫反射問題;1.0cm 厚的封層和較厚瀝青層,有效阻隔了動水壓力對基層的影響,從而避免了因動水壓力沖刷引起的基層破壞;38cm 厚的瀝青層還可起到明顯的應力擴散作用,減小級配碎石基層和路基頂面壓應變,避免基層和路基在荷載作用下產生過大變形。該方案總體具有非常良好的抗滑、抗車轍、抗裂縫和抗水損壞性能,能很好地滿足廣樂高速高溫多雨和重載交通對路面結構性能的需求,同時具有非常好的長期耐久性,與傳統結構相比壽命周期內的直接費用減少 28%~37%,具有良好的長期經濟效益。 該方案初期投資較高,路面新建費用比傳統結構增加約 15%,該結構在國內大規模應用的經驗不夠多,對級配碎石基層施工質量和路基強度要求也比較高。
方案四,采用復合式路面結構。 該設計方案為復合式路面,采用 SMA-13 和雙層改性瀝青,瀝青面層具有較強的表面抗滑性能和抗車轍性能;溶劑型粘結劑提高了瀝青層與基層的粘結力,同時有利于路面防水;SBS 改性瀝青封層可對基層形成有效的保護,減小動水壓力對基層的沖刷。該方案總體具有良好的抗滑、抗車轍和抗水損壞性能,對重載交通和路基不均勻沉降具有非常良好的適應性,同時也具有非常好的長期耐久性,與傳統結構相比壽命周期內的直接費用減少 21%~32%,具有較好的長期經濟效益。 該方案的主要缺點是混凝土剛性基層需要設置施工縫和縮縫,裂縫對瀝青層的長期使用壽命有較大的影響;造價較高,新建費用比傳統結構增加26%,混凝土路面施工要求較高,維修比較困難。
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