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高速公路路面設計規范范文1
關鍵詞:瀝青公路;排水系統;系統設計;中央分隔帶;自適應技術;智能技術
中圖分類號:U416 文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)15-0009-02
高等級公路瀝青路面應設置完善的路面排水設施,以迅速排除路面水,從而保證路面良好的使用性能和行車安全。近幾年來,我國新建的高速公路均不同程度的出現了早期破壞現象,很多破壞的根本原因就是損害,由于忽視了路面排水系統的設計,致使路面水和滲入結構層內部的水分不能迅速排除,在車輛荷載及不利氣候條件的綜合作用下,路面產生松散、坑槽等早期水損害的破壞現象,嚴重影響路面的使用性能。因此路面排水系統的設計是高等級公路路面設計的重要組成部分,需引起我們的足夠的重視。
一、優化設計原則
通過設計各種有效的路面排水措施,盡量減少雨水在路表的存留時間,快速排走路面水,減少和堵截路表水的侵入是解決水損壞的第一步。路面表面排水設計的基本原則,即是把降落在路面上的雨水,通過路面表面的縱橫向坡度向兩側排流,迅速將其排離路表面,以防止降雨滯留在行車道上,形成水膜,從而嚴重威脅高速行車的安全。
(一)優化路面結構設計
在做好路表排水設計的同時,還要考慮加強路面結構的防水設計。一是面層設計為密級配型,一般可設計為瀝青砼面層或改性瀝青面層。由于這種類型路面空隙率較小,所以可以有效阻止面層滲水。二是設置瀝青石屑(或砂)下封層,這種封層不僅可以阻止面層滲水浸入基層,同時還起到基層與面層緊密聯結,使結構層間不產生滑移的作用。
(二)提高瀝青與礦料的粘結力
水損的破壞機理是瀝青與集料剝落,為了減輕瀝青剝落現象,改善瀝青砼的水穩定性和耐久性,需要提高瀝青與礦料間的粘附性,增加集料之間的粘結力。為此,要采用抗水損害能力強的材料或采取抗剝離措施,添加3%~5%的水泥取代礦粉或1%~1.5%的消石灰粉或性能良好的抗剝落劑。
(三)加強路面壓實,減少空隙率
瀝青面層的壓實度對瀝青路面的耐久性至關重要,直接影響路面的使用質量。瀝青砼面層的壓實度應滿足規范的要求,但不考慮瀝青砼的設計空隙率而按統一壓實度來控制是不合適的。研究顯示,瀝青路面的實際空隙率在7%以下時,瀝青面層內的水在行車荷載下一般不會產生動水壓力,不易造成水破壞。當空隙率大于15%時,水能在空隙中自由流動并排走,也不易造成水破壞。但空隙率在7%~15%時,水很容易滲入并滯留在瀝青混合料內部,在行車荷載作用下產生較大的毛細壓力或動水壓力,造成瀝青混合料的水破壞。所以,為提高瀝青砼面層的密水性,必須加強壓實,減少空隙率。
二、路表防排水設計
為了防止路面積水而影響行車安全,并且使滲入路面結構層的自由水減少到最小程度,必須考慮路表防排水措施,通常的做法是:采用排水設施,設置路面橫坡,降落在路表的雨水,通過路面橫坡排至邊溝或排水溝;采用防水措施,瀝青混凝土路面則采用致密的表面層或設置封水層,盡量減少雨水滲入。這些措施都有一定的效果,但在目前高等級公路上還有一些具體細部設計值得進一步商榷:
1.邊溝的結構型式,目前高等級公路普遍采用60cm寬深的梯形邊溝,而重交通高等級公路路面結構層總厚度往往都超過了60cm,為防止邊溝水的倒灌滲入路面結構層,建議采用加深邊溝或在邊溝下設置矩形滲溝的辦法。
2.在瀝青路面路段,現行《公路排水設計規范》(JTJ018-97)與《公路路基設計規范》(JTJ013-95)中推薦采用攔水帶結構進行路堤路段路面雨水的集中排除,但該做法不利于路面雨水迅速排離路面,容易導致局部積水,并增大了雨水的下滲量。建議采用路肩溝的排水形式。
3.對于合成坡度較小的路段,應設置必要的排水設施。在超高路段的起始點均有一段橫坡為零,如果該段縱坡也較小的話,其合成坡度則很小,落在該段雨水排出所需的時間較長,從而導致路面積水,影響行車安全。
三、中央分隔帶防排水
中央分隔帶防排水是路面防排水設計中一個不可忽視的系統,可分為2個部分:中央分隔帶表面防排水;中央分隔帶內滲水的排除。一般來說,中央分隔帶構成有3種處理方式:表面采用鋪面封閉;不封閉,采用凸形構造;不封閉,采用凹形構造。
1.中央分隔帶寬度小于3m的路段,一般為2m或1.5m寬,建議采用鋪面封閉的防水形式,中央分隔帶鋪面采用比路面橫坡略大的雙向橫坡。考慮綠化、防眩的要求,對于采用波形梁護欄路段可采用設置花盆植樹的方法;對于采用混凝土護欄或橋梁防撞護欄路段,可采用槽形結構護欄,在槽內植樹綠化防眩的方法。
2.對于瀝青混凝土路面路段,且寬度大于或等于3m時,應采用凹形構造(采用凸形構造,應有盡量避免污染瀝青面層的措施),降落在中央分隔帶的雨水橫向流向分隔帶中間的低凹處,中央分隔帶底部設置縱向排水滲溝,并根據中央分隔帶的表面滲入量和路線縱坡,一定間距設置橫向排水管,將內滲水通過橫向排水管,排至邊坡急流槽。為防止中央分隔帶的自由水滲入路面結構層,在填土與路面結構層的界面上也應設置防水層或防水膜,在中央分隔帶內的基層、底基層也應做成反坡。
四、結語
高速公路路面排水設計的成功與否,是關系到高速公路路面建設成敗的關鍵。因此高速公路的設計者應高度重視路面排水設計,將高速公路的排水作為整體,進行綜合考慮,以避免或減小高速公路施工期和運營期的水損害,進一步提高高速公路路的使用品質。為有效解決瀝青路面水損通病,必須從排水和防水兩個方面層層把關,不僅應在路表采取排水措施,同時應高度重視路面結構層內的排水及路面結構層類型的選定,只有這樣才能保證路面的預期使用壽命和良好的使用性能。
參考文獻
[1]姚祖康.公路排水設計手冊[M].北京:人民交通出版社,1998.
高速公路路面設計規范范文2
關鍵詞:高速公路 排水設計 路基
1 高速公路排水設計概述
高速公路排水設計對于高速公路路基的穩定性及路面的使用壽命有著顯著的影響。高速公路排水設計應包含以下兩個方面的內容:其一是要考慮如何減少地下水、農田排灌水對路基穩定性及強度的影響,一般稱之為第一類排水;其二是要考慮如何將路表水迅速排出路基之外,最大限度地減少雨水對路基、路面質量的影響,減少因路表水排水不暢或路表水下滲對路基、路面結構和使用性能產生的損害,這稱為第二類排水。
第一類排水設計通常采用適當提高路基最小填土高度或在路基底部設置隔水墊層等辦法。施工期間一般都考慮在施工前開挖臨時排水邊溝,排除施工期地表水并降低地下水,同時在路基底部摻加低劑量石灰處理,設置40cm厚的穩定層等。采用這一系列措施可起到事半功倍的效果。
第二類排水設計一般包括:①通過路面橫坡、邊溝、邊溝急流槽等,將路表水迅速排出路基以外;②設計中央分隔帶縱向碎石盲溝、軟式透水管及橫向排水管,將施工期進入中央分隔帶的雨水及運營期中央分隔帶的下滲水迅速排出路基之外;③設計泄水孔以迅速排除橋面水;④設計中采用瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝或排水管,將滲入路面面層的水引出路基之外。
綜上所述,筆者結合高速公路在設計以及施工中出現的問題談一點自己的體會。
2 高速公路邊溝排水設計
邊溝設計在高速公路排水設計中占有很大的比重,設計人員都給予高度重視,但在設計過程中往往會忽視一些施工中的問題,如邊溝的尺寸不考慮具體情況,死搬硬套有關規范、規定;又如施工單位大都未能按有關設計要求將原地表土、河塘清淤土等棄土運送至取土坑內用于復墾還田,而是棄放于路線兩側河塘中,造成部分河塘無法將路基水排入。另外由于沿線農田為分戶承包,當地鄉鎮為了減少地方矛盾的產生,常常要求增加、改移和調整小型構造物設置位置。還有一點就是設計中沒有充分考慮利用高速公路施工中超寬填土土方等。
2.1 邊溝尺寸選定 邊溝的排水能力主要取決于以下幾個設計參數:邊溝底流水坡度、邊溝截面尺寸、形狀、邊溝的表面粗糙程度。
依據江蘇省高速公路設計及公路排水設計規范要求,高速公路的邊溝一般采用邊坡為1:1的梯形明溝,因此,可采用《公路設計手冊路基》中梯形斷面溝渠的水力計算公式計算梯形排水邊溝的排水能力:q=wc
式中:q——流量;w——邊溝斷面面積;c——流速(謝才)系數;r——水力半徑;i——邊溝溝底縱坡。
根據高速公路所處地理位置,采用當地歷史最大小時降雨量,以流入邊溝的水不溢出邊溝為限,并假設高速公路的路基平均填土高度為3.5m,由此,匯水帶寬約為23m,則可依據不同的邊溝溝底坡度、不同的邊溝底寬(或邊溝截面積)的排水能力,計算出所能承受的路面排水最大長度。高速公路一般每公里設置三道涵洞,即300m左右有一道涵洞,也就是說路面排水長度一般在100m~200m之間。
通過分析、計算確定,高速公路邊溝采用50cm的梯形邊溝即可滿足路基排水需要。
2.2 邊溝設計的原則 ①一般路段的路基邊溝設計原則:以填筑式邊溝為主,盡量減少路基邊溝積水現象的發生。這主要是吸取已建成的高速公路中的教訓:a部分路段在汛期內路基水不能及時排除。b地方群眾干擾路基水排入灌溉涵洞內。②路基邊溝縱坡的要求:根據交通部部頒《公路路基排水設計規范》要求,采用漿砌片石修筑的邊溝為滿足排水需要,邊溝縱坡應不小于0.12%,由于本項目位于丘陵崗區和沖積平原區,原地形既有較大起伏又有部分平坦地段,本著既要解決路基排水問題,又要經濟合理的原則,確定路基排水邊溝溝底縱坡一般情況下不小于0.15%。③對于邊溝水進入涵洞及跨越通道等情況的處理:沿線設置的涵洞有排涵、灌涵和灌排兩用涵。對于需排入排涵的邊溝,其邊溝底標高不低于涵洞中心的標高;需排入灌涵的邊溝,其溝底標高不低于涵頂標高;而對于灌排兩用的涵洞應按灌涵要求設置,特殊情況時可適當降低。為防止沖刷涵洞,原則上采用邊溝急流槽連接邊溝和涵洞洞口。一般情況下邊溝盡量少穿越通道,當排水需通過通道排入涵洞時,應優先采用邊溝蓋板涵,特殊情況下可采用邊溝倒虹吸穿越通道。④對邊溝標高及縱坡方向的問題:根據路線縱斷面和沿線自然地形情況綜合確定,通常以沿線自然地形為主確定排水方向。邊溝底標高控制應以該段路肩邊緣最低點標高以下大于1.7m為宜,原因是考慮到路線中央分隔帶橫向排水管不能因邊溝積水而引起倒灌。對于個別特殊路段不能滿足1.7m要求的,可放寬至1.4~1.5m,若另一側邊溝較低時應優先采用單側布設橫向排水管。⑤對于挖方段邊溝:考慮到中央分隔帶橫向排水管排水要求,邊溝底標高不低于路肩標高1.2m,同時要求邊溝縱坡不小于0.5%。施工期要求各施工單位必須首先在挖方段邊坡頂開挖截水溝以防止路基外側水進入路基,并且應做好挖方段本身臨時排水溝的設置工作。
3 高速公路中央分隔帶排水設計
高速公路中央分隔帶排水設計主要為排除中央分隔帶內積水,可分為施工期間和道路營運期下滲水的排除。
施工期間排水量取決于最大瞬時降雨量及中央分隔帶的匯水面積。一般情況下,由于高速公路中央分隔帶內設置有通訊、監控用管線的人手孔,因此,中央分隔帶排水長度應為兩個人手孔之間的間距,一般路段的最大間距為180m。
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nbsp; 假定當地歷年最大瞬時降雨量為28.8mm/10min,根據本次設計中央分隔帶寬為2m,計算出中央分隔帶施工期需要的最大排水能力為:q=aγ=2×180×28.8
式中:a——中央分隔帶匯水面積;γ——最大瞬時降雨量
橫向排水管的排水能力按長管自由出流的流量計算公式進行計算:
式中:k——流量模數,與管道斷面形狀、尺寸和粗糙度有關;h——水頭高度;l——橫向排水管長度。
由以往高速公路設計經驗可知,高速公路橫向排水管長為15m左右,橫向排水管坡度為2%,采用以上公式計算出施工期最大瞬時降雨量時所需要的橫向排水管管徑為255mm。如果按有關排水設計規范要求50m設置一道橫向排水管,即排水長度縮短為50m,則需要的橫向排水管管徑為75mm。
但在實際施工過程中存在許多問題,如中央分隔帶是在基層施工后進行開挖施工的,開挖的邊溝表面粗糙,瀝青不易粘結牢固,不能形成均勻、無破損的防滲層。土工布因有接縫,不能形成整體而達到完全不透水的程度。因此,當盲溝積水時側面仍將無法阻止水滲入路基。
由于施工質量不易控制,造成橫向排水管標高誤差或產生淤塞,從而使上游橫向排水管排水不暢,大量的水流向最低處,而最低處的橫向排水管由于設計時包裹無紡土工布或產生淤塞,使排水能力嚴重不足,從而導致下游中央分隔帶積水嚴重,有的下雨后幾天中央分隔帶仍有積水,使路基長時間浸泡,影響了路基、路面的強度。
由于通訊、監控管線人手孔的設(下轉第9頁)(上接第13頁)置阻斷了中央分隔帶排水,造成中央分隔帶積水或積水滲入人手孔。
為了解決這些問題,采用以下辦法處理:對于設計底坡小于0.3%的,采用鋸齒形縱向矩形碎石盲溝,并于盲溝底部設置軟式透水管和每隔30~50m設置集水槽匯集中央分隔帶雨水或滲水;根據以上計算,中央分隔帶每隔30~50m設置一道橫向排水管,將盲溝中的水排出路基以外;在中央分隔帶內設置2cm厚水泥砂漿層、瀝青防滲層及土工布防滲層,防止中央分隔帶中水從側面向路基滲透。
4 高速公路路面滲水的排水設計
沿路面邊緣設置由透水性填料集水溝、橫向出水管和過濾織物(土工布)組成的路面邊緣排水系統。
通過設置瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝和排水管,將滲入路面面層的水引出路基之外。由于通過瀝青面層下滲的水量有限,考慮到排水路徑的限制,因此,設計中采用每10m左右設置一道ф5cm橫向排水管以確保路面下滲水的排除。
參考文獻:
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高速公路路面設計規范范文3
關鍵字:高速公路;路基路面;排水設計
中圖分類號:S607+.2文獻標識碼:A
高速公路路基路面排水設計的優劣程度和公路的使用壽命有著密切的聯系,因此說一定要加強對設計環節的綜合管理,確保設計方案符合實際要求。通常情況下,高速公路路基路面的排水設計有兩種類型,一是采用適當提高路基最小填土高度或者是在路基的地步設置隔水墊層的方法來有效實現路面的排水。二則是通過對路面橫坡、邊溝等將路表水排出路基以外;或者是設置中央分隔帶縱向碎石盲溝以及橫向排水管,將施工過程中的水排出路基路面。這兩種方式都是實現高速公路路基路面排水的有效設計方案,下面本文以設計原則為出發點,對具體的排水設計方案進行說明。
一 高速公路路基路面排水設計原則
高速公路路基路面的排水設計需要遵循一定的原則,這樣才能夠保證設計最大化的滿足高速公路排水的需要。具體說來,排水設計遵循的原則主要表現在以下幾個方面。
首先,需要遵循因地制宜的原則。在設計之前要對施工地區的環境狀況進行調查研究,查明該地區的水源和地質條件,并且對重點路段的排水系統進行科學規劃,設計過程中要根據調查結果進行全面綜合的設計,合理布局,充分考慮路基排水和橋涵布置之間的關系,地下排水和地面排水之間的關系,實現綜合治理,并且在因地制宜原則的基礎上注重經濟效果,充分利用地區的有利地形和自然水系的特點進行排水設計。
其次要堅持和該地區農田水利設置相結合的原則。在高速公路路基路面排水設計的過程中,路基各排水溝渠的設計要和當地的農田水利相結合,保證排水設計和農田水利不會產生沖突。在必要的情況下可以適當的增加涵管,或者是加大涵管的孔徑,增強排水量,以防止農田水利設施影響到高速公路的排水問題。
最后,高速公路路基路面排水設計還需要和自然環境和諧相處,在設計的過程中要防止附近山坡的水土流失現象,盡量的維持原有的天然水系,選擇有利于地質條件的人工渠布設方式,減少排水溝渠的防護和加固工程。,實現路基路面排水設計和自然的和諧。
二 高速公路路基路面排水設計具體措施
上文中從四個方面簡單的分析了在高速公路路基路面排水設計的過程中需要遵循的原則,下面本文就從具體的方面對設計問題進行分析論述。
(一)高速公路路面排水設計分析
當遇到降雨天氣,高速公路上就會形成路面水膜,高速行駛車輛的車輪將會和路面接觸,很容易產生液面滑移現象,同事高速行駛的車輛車尾部位也會形成稅務,影響到駕駛員的實現,給行車安全帶來影響,如果路面積水不能夠及時的排出,還會影響到路面的穩定性和使用壽命,因此說高速公路的路面排水設計是整個設計過程中的重要環節。高速公路有一般路段、超高路段等,下面本文就對不同路段的排水設計措施進行分析。
首先對于一般路段的路面排水設計,可以根據路線縱坡采取集中截流和分散漫流兩種設計方式。當路線縱坡大于等于0.3%的時候,路面排水采用集中截流的設計方法較為合適,在硬路肩邊緣土路肩范圍內設置瀝青混凝土攔水緣石,以匯集高速公路路面上的水,之后,每隔一定的距離設置泄水口,水流可以通過泄水口流入到邊坡急流槽,排到路基邊溝內,不會造成高速公路路面的積水。當線路縱坡小于0.3%的時候,路面排水設計宜采取分散漫流的方式,使路面水沿著縱坡和橫坡經由路堤邊坡排入到邊溝內,減少路面水的滯留。
其次對于超高路段路面的排水設計來講,設置超高的路段,路面的水很容易侵占超高側的行車道,并且穿過凸型中央帶緊急開口進入到另一側的行車道當中,這種情況下就會影響到高速公路上行車的安全性。因此說在設計的過程中,可以在超高側行車方向的左邊路緣帶設置縱向的排水溝,并且隔一定的距離設置集水井和橫向的排水管,設置之后的超高側路面積水將會沿著縱坡和橫坡流向邊坡的急流槽,之后再排入到路基的邊溝,解決高速公路路面上的積水問題。
最后,從高速公路路面中央分隔帶排水設計的角度考慮。高速公路中央分隔帶排水設計方法主要是為了排除路面中央分隔帶內的積水,此地段排水設計方案可以分為施工階段的排水設計以及高速公路使用階段的排水設計。在施工期間,高速公路該階段的排水量主要和瞬時降水量以及中央分隔帶的匯水面積相關,所以說在設計的過程中為了能夠很好的實現該區域的排水效果,該區域排水的長度應該是兩個人手孔之間的距離,并且要確保最大間距不能夠超過一百八十米。還需要注意,在設計的過程中,為了保證區域內排水的順暢,需要在人井前的橫向排水管移到人井壁處,并且需要在迎水側的人井壁處刷上瀝青以防止雨水滲入到人井當中。
(二)高速公路路基排水設計分析
高速公路的路基排水設計需要從兩個方面進行考慮,其一是地面排水設計,其二是路基地下排水設計。
高速公路路基的地面排水主要就是通過全線貫通的邊溝實現的,通常情況下,在設計的過程中采用的是60cm×60cm大小的梯形邊溝,并且要保證邊坡達到1:1的比例,用25cm厚的7.5號漿砌片石進行鋪砌,并且要將坡長維持在300米以內,邊溝縱坡不能夠小于0.3%。對于邊溝水,需要引離路基,使水排入到原有水系中的河流和溝渠之內。需要注意的是,對于挖方區域,還需要設置40cm×40cm的梯形平臺截水溝,并且要在坡頂的外側設置60cm×60cm的矩形截水溝,保證路基地面排水的順暢。
高速公路路基地下排水設計方面,邊溝設計起到了重要的作用。在這個過程中,設計人員需要引起高度的重視,對于邊溝的尺寸進行設計時,需要綜合考慮實際情況,靈活的運用各種設計規范。對于一般路段來講,路基邊溝的設計主要是以填筑式邊溝為主,最大限度的減少路基邊溝的積水現象。在低矮路堤區域,設計者需要采取護坡道下挖和邊溝加深的設計方法,但是在設計時需要注意邊溝出水口處不能夠低于常水位標高。在挖方路段進行排水設計,需要考慮到中央分隔帶的橫向排水管排水的要求,確保邊溝底標高要高于路肩標高1.2米,且邊溝縱坡不小于0.5%。在軟基處理地段,如果是淤泥質軟土層,其地下水的含量較大,為了能夠保證該段路基的穩定性,在設計時需要采取措施盡量的排出地下水,設計者可以采取板加砂墊層再加超載預壓的方式,注意要在砂墊層的底部位置留有縱向間距為10米的泄水孔,并且要保證孔的位置要高于邊溝底30厘米左右。
結束語:經濟的發展帶動了我國交通運輸的發展,近年來高速公路的需求在增加,對于高速公路設計問題得到了廣泛的關注,在這個過程中路基路面的排水設計問題十分關鍵,排水設計的好壞將會直接影響到高速公路的穩定性。本文就從該問題出發,對高速公路路基路面的排水設計問題進行了分析,希望能夠為今后的排水設計工作提供借鑒,更好的實現高速公路良好的排水狀態,確保交通的通達性和安全性。
參考文獻:
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[2] 古軍鋒 侯森 淺析高速公路路基路面排水設計 城市建設理論研究,2013年第23期
[3] 李英來 淺談公路路基路面的排水設計 黑龍江科技信息,2011年第35期
高速公路路面設計規范范文4
關鍵詞:標準軸載累計當量軸次;高速公路斷面;統計方法;
0 前言
2014年我國公路養護里程達到435.38萬公里,占公路總里程的97.5%,其中僅高速公路年養護經費支出就達到了398.14億元,而重載車輛的反復碾壓作用是造成高速公路路面損壞的主要因素。從而,需要通過一種定量計算的方法來反映重載車輛對路面造成的損傷程度,為高速公路運營管理部門制定長期的路面養護規劃和短期的路面養護計劃提供參考。同時,目前我國絕大部分高速公路實行計重收費制度,能夠準確采集貨運車輛的總重和行駛路徑數據,從而可以得到各路段斷面車輛軸數信息及重量信息,為車輛軸載計算提供了數據基礎。因此,高速公路斷面標準軸載當量軸次計算方法的研究,對于高速公路養護管理具有一定的理論和現實意義。
1貨車載荷分布估算
在高速公路行駛車輛中,貨車的比例往往小于客車的比例,但是通常貨車質量遠遠大于客車,因此載荷因素對路面造成的損害絕大部分來自貨車。載貨車輛的設計,是基于載荷在車輛上平均分布為假設前提的,但是在實際貨車裝載和運輸過程中,往往無法達到理想的載荷分布,存在車輛載荷分布不均勻的現象。同時,高速公路收費數據中,只統計了每輛通過收費站貨車的總軸數,對基于軸型的車輛類型沒有進行詳細記錄,因此,在貨車軸載計算中,需要針對每種軸數的貨車分別選取一種車輛類型作為該軸數的代表貨車類型。
路鑫等人對于陜西省高速公路貨車車型分布研究表明,貨運車輛主要的軸型包括單軸單輪組(編號為1),單軸雙輪組(編號為2),雙聯軸雙輪組(編號為5),三聯軸雙輪組(編號為7),常見車型編號包括12型、15型、125型、155型、157型等[1]。同時,相關研究對二軸、三軸、四軸貨車的載荷分布情況車進行了統計和估算,得到二軸車載重分配為0.33:0.67,三軸車載重分配為0.186:0.407:0.407,四軸車載重分配為0.189:0.315:0.248:0.248[2]??梢钥闯觯搜芯恐嗅槍Φ闹饕?2型、15型、125型的貨運車輛。因此,在此基礎上,根據125型貨車載荷分布,可以推算得到155型、157型車輛的載荷分布分別為0.152:0.226:0.226:0.198:0.198、0.126:0.188:0.188:0.166:0.166:0.166。
2 貨車標準軸載當量軸次換算
由于公路車輛在車型、軸組類型、輪組類型上存在差異,并且在每次出行過程中車輛的總重也不同,從而對路面的造成的損傷也有著不同程度的區別,因此需要將不同車輛每次行駛中不同軸組的軸載換算成統一軸載的當量軸次,即標準軸載當量軸次。
在《公路瀝青路面設計規范》中,規定路面設計采用雙輪組單軸載100kN作為標準軸載,并給出了單軸軸載不大于130kN時不同軸載換算成標準軸載當量軸次的計算方法。而當軸載大于130kN時,規范中沒有給出明確的彎沉等效載荷換算指數取值,一般取值為5.4到6.5。長安大學的張碧琴等人經過大量的數據分析驗證,得到對于軸載大于130kN時重載瀝青路面的彎沉等效載荷換算指數取5.9[3]。同時,由于規范中換算公式是針對各類車型計算其每天累計標準軸載當量軸次,而本研究需要針對每輛載重車輛的不同車軸分別計算其標準軸載當量軸次,因此換算公式簡化后如下所示。
3 斷面標準軸載累計當量軸次統計
在分析高速公路貨運車輛對路面造成的損傷中,需要通過計算在特定時間段內駛過路面的標準軸載累計當量軸次來得到路面承受的載荷壓力。同時,由于高速公路屬于封閉路段,只有在收費站和互通立交處才能改變行駛方向,因此,可以將收費站和互通立交作為節點,節點間路段作為斷面,則每個斷面內路面受到車輛載荷的損傷基本相同,可以將其作為標準軸載累計當量軸次最小計算單位。單車標準軸載當量軸次和斷面標準軸載累計當量軸次的計算公式如下所示。
式中: 為斷面標準軸載累計當量軸次; 為特定時間段內斷面貨車交通流量。
4 結語
高速公路斷面標準軸載累計當量軸次能夠定量地反映路面在一定時間內由于載荷因素造成的損傷,在此基礎上,結合年度技術狀況檢測數據,可以預估路面當前及未來的大致損傷程度,為制定中長期的養護規劃和短期的養護計劃提供數據支撐。同時,適當的預防性養護有很大的必要,能夠在一定程度上延長路面的使用壽命,減緩病害的擴散速度,從長期來看可以節省一定的養護費用,并減少大中修交通管制造成的間接經濟損失。
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高速公路路面設計規范范文5
關鍵詞:高速公路,軟土路基,處理
中圖分類號: U412 文獻標識碼: A
1.概述
隨著近年來天津市經濟的發展,高速公路車流量日益增加,自2009年起我市高速公路總流量以每年10.7%的速度增長,部分四車道高速公路斷面交通量較大,路段服務水平降低明顯,已經不能滿足經濟發展增速對高速公路的要求。部分高速公路急需進行加寬改造,新舊路基不均勻沉降成為路面縱向開裂、路基失穩的重要影響因素。通過對以往高速公路加寬工程路基處理方式的分析、總結,簡要探討高速公路軟土路基沉降控制措施。
2.新舊路基沉降控制標準
高速公路軟土路基處理應滿足穩定和沉降兩個方面的要求。根據《公路路基設計規范》(JTG D30-2004)規定,路面設計使用年限內路基殘余沉降(工后沉降)標準為一般路段≤30cm,涵洞或箱型通道≤20cm,橋臺與路基連接處≤10cm。
擬拓寬改造的高速路堤填筑已近12年,路面投入使用也超過10年時間,路基沉降已基本穩定。為避免原路加寬后由于新填路基土荷載造成加寬路面與原路面沉降不一致,引起路面縱向開裂,根據理論分析、地質資料以及國內已完成工程實例,擬定標準如下:新路基工后沉降≤0.08m;路基邊緣距離原路基中線的工后沉降差≤0.085m(即橫坡度增大值≤0.5%);原路基中心附加沉降≤2cm。
3.新舊路基拼接措施
由于新舊路基填土在填料種類、強度、壓實度等多方面存在差異,致使新舊部位容易產生縱向開裂和不均勻沉降。為了保證加寬路基與舊路基的良好銜接、避免或減少縱向裂縫的產生,提出以下幾點技術處理措施:
(1)進行開蹬拼接,開挖坡度保持與原坡度一致,在原路基邊坡上開挖臺階1m寬、蹬高視現狀坡度而定、向內傾斜4%,同時自下而上開挖及時填筑一階。
(2)新老路基之間視路基高度不同而設置塑料土工格柵或高強度的鋼塑土工格柵,以協調新老路基之間的變形,并增加拼接路基的穩定性。
(3)對于路基填土高度大于2.0m的一般路段以及所有的橋頭、通道、涵洞兩側采用復合地基進行處理,以控制總路基沉降,減少路基變形。
4.軟土路基處理方式
一般天津地區采用的深層處理方法主要有:塑料排水板、砂樁袋裝砂井、水泥攪拌樁(濕噴)、高壓旋噴樁、夯實擴底樁、CFG樁和現澆混凝土薄壁管樁等。
由于本項目屬于舊路加寬,路基已經填土接近12年,沉降基本穩定,沿線的構造物繁多,軟基處理應采用復合地基法。復合地基處理方式的選擇,以天津地區應用較多,技術成熟的處理方式為主,同時也結合本項目作為高速拓寬的工程特點,參考國內已完成的高速公路加寬改造項目中應用較為成功的處理方案。
根據沿線不同的地質條件,具體處理方法如下:
(1)填高(土路肩邊緣與原地坪的高差)小于2.0m的路基加寬段
將路堤外側的平臺及邊溝表層約0.3m的耕植土層清除,邊溝內的軟泥清除,將舊路邊坡向內銑削2.0m,在削坡后的坡腳至加寬后路基坡腳外至少1.0m間鋪設20cm碎石。其上鋪設鋼塑土工格柵,然后再鋪設30cm厚級配碎石,碎石上路面結構下施做兩步40cm10%石灰土。清除后路基邊坡應開蹬搭茬,并在搭茬處鋪設鋼塑復合土工格柵。
(2)填高在2.0~3.5m之間或軟土厚度大于10m或局部凈高受限制的路基加寬段
將路堤外側的平臺及邊溝的表層約0.3m的耕植土層清除,邊溝內的軟泥清除,將舊路邊坡向內銑削2.0m,在削坡后的坡腳至加寬后路基坡腳間施做高壓旋噴樁深層處理,樁間距1.6m,樁長14~16m,正方形布置。樁頂鋪設20cm厚級配碎石,再鋪設一層塑料土工格柵,上面再鋪設一層厚為30cm的級配碎石,形成總厚度為50cm的加筋碎石褥墊層。褥墊層上路面結構下施做2步40cm10%石灰土。削坡后路基邊坡應開蹬搭茬,并在搭茬處鋪設塑料土工格柵。
(3)填高在3.5~4.0m之間或軟基厚度大于16m的路基加寬段
將路堤外側的平臺及邊溝的表層約0.3m的耕植土層清除,邊溝內的軟泥清除,將舊路邊坡向內銑削2.0m,在削坡后的坡腳至加寬后路基坡腳間壓入或打入預制的預應力薄壁管樁(PTC樁)進行深層處理,樁間距2.0m,樁長18m,正方形布置。在PTC樁樁頂澆筑鋼筋混凝土樁帽,樁帽頂鋪設20cm厚級配碎石,再鋪設一層塑料土工格柵,上面再鋪設一層厚為30cm的級配碎石,形成總厚度為50cm的加筋碎石褥墊層。褥墊層上路面結構下施做2步40cm10%石灰土。削坡后路基邊坡應開蹬搭茬,并在搭茬處鋪設塑料土工格柵。樁帽及樁帽下30cm范圍,為增強樁頂強度,有效擴散應力,設兩步30cm的8%的石灰土。
(4)構造物兩端地基處理
橋頭(或箱型通道兩側)路基采用10%灰土澆筑,沒有二臺樁的段落,灰土應從路基處理樁樁頂碎石褥墊層起填筑至路床頂面;有二臺樁的段落,灰土應從二臺樁樁帽頂面起填筑至路床頂面,在靠近橋臺的3m(底寬)范圍在打完二臺樁后,采用1:1邊坡開挖路基戧灰土,后開槽的部分也填筑灰土,以避免臺后填料不便壓實的問題。填筑范圍:底面距橋臺水平距離30.0m,頂面距通道側墻水平距離6.0m,然后按1:1.5向上方放坡。液態粉煤灰與5%戧灰土填筑界面按通緝狀進行搭接,臺階高度為15cm,臺階寬度22.5cm。
(5)涵洞地基處理
沿線現狀涵洞均予以接長,對于接長后的涵洞,為減少其與現狀涵洞之間的差異沉降,擬設置洞頂蓋板并結合兩側PTC管樁處理,共同承擔洞頂填土,減少洞頂的附加荷載從而減少工后沉降。具體做法為在削坡后坡腳外的路基加寬部分涵洞兩側壁外2m各打一排預應力混凝土薄壁管樁(PTC樁),然后在樁和涵洞頂整體澆注鋼筋混凝土板,實現圓管涵與箱涵兩側的過渡,共同承擔其上填土荷載。
5.結束語
在軟土路基上進行高速公路加寬改建,控制好新舊路基的拼接,做好新舊路基的處理是保證高速公路加寬改建工程質量的關鍵因素。研究好高速公路所處的工程地質條件、了解填料種類、填料強度、填料壓實度和地基強度等,特別對于路基處理采用實驗段進行科學合理實驗研究,制定新舊路基沉降控制的標準,對于降低不均勻沉降的危害,提高工程質量具有重要的意見。
參考文獻:
[1]交通運輸部 《公路路基設計規范》(JTG D30-2004);
[2]《地基處理手冊》第二版,北京;
[3]鄭州至洛陽高速公路改建工程的地基處理,柴玉卿、樊志強;
高速公路路面設計規范范文6
關鍵詞:同步頂升 廬銅高速公路S103
中圖分類號:U412.36+6 文獻標識碼:A 文章編號:
一引言
目前,高速公路上有很多上跨橋出現凈空不足的問題,大型貨車頂經常刮蹭上跨橋梁底部,不僅貨車安全不能保證,長期下去,上跨橋上部結構將存在重大的安全隱患。經對這些情況進行分析,凈空不足主要由以下三個原因引起:一是公路設計、施工遠景預測的不準確性, 公路設計規范的修訂遠遠跟不上公路交通的迅猛發展;二是上跨橋施工過程中高程控制不準確;三是運營期內對路面進行加鋪導致高速公路凈空不足。對與以上三種情況,一般采用的施工方法是拆除、重建上部結構,采用該種辦法的缺點是施工工期長、對原有交通影響大、成本高及環境污染嚴重。本文針對高速公路上跨橋梁凈空不足的問題,采取幾個方案進行對比分析,并確定一種施工工期短,設計成本低、安全系數高的方案,以此為解決同類橋梁凈空不足的問題起到參考作用。
二工程概況
K49+139.2支線上跨橋,跨徑組合為24+2×32+24四跨連續箱梁,與廬銅高速45度斜交,下部結構為柱式墩、U型橋臺,擴大基礎。支線上跨所連接道路為省道S103,橋下為廬銅高速公路,兩條道路交通量均較大。由于廬銅高速公路因路面維修、加鋪等原因,支線上跨橋橋下凈空最小處僅4.80m,按照《公路工程技術標準》,不滿足高速公路凈空要求,即不小于5.0m。廬銅高速上行線超高貨車較多,致使該橋箱梁底板被多次刮蹭,存在重大安全隱患,需采取相應措施進行處理。
三方案比較
(1)根據上述情況,擬定以下三個方案,方案一:部分挖除高速公路路面。按照設計時速100km/h時速,考慮下挖250m范圍內高速路面,使橋下路面高降低40cm,重新施工所挖除高速公路路面,使上跨橋梁底至新路面頂距離大于5.2m,滿足高速公路凈空要求。方案二:采用整體頂升施工工藝,整體抬高預應力混凝土箱梁,使其凈空大于5.2m,滿足高速公路凈空要求。方案三:拆除上部結構,加高墩臺,重新修建上部結構。
(2)優缺點
綜上三種方案比較,為確保橋梁和高速公路的安全暢通,采用頂升抬高橋梁的方法將該支線上跨橋整體抬高40cm,使其凈空達到5.2m,解決該橋橋下凈空不足的問題。
四頂升千斤頂選擇
采用《橋梁博士V3.2》對預應力混凝土箱梁進行數值模擬分析,根據上述支座反力,千斤頂按照支座反力的二倍選用,橋臺處因空間較小,可選用超薄千斤頂頂升,橋墩處空間較大,可采用普通千斤頂頂升。
千斤頂以下支撐方式:(1)橋臺處利用臺帽作為頂升支撐。(2)橋墩處采用鋼管柱作為頂升支撐。
五墩臺加高措施
考慮到本橋墩臺僅加高40cm,采用鑿除墩臺帽,再焊接鋼筋,然后整體澆注墩臺帽的方式耗工耗時,為了施工便利,本橋采用預制墊塊結合現澆工藝進行加高,具體如下圖:
六頂升注意事項
(1)支座位置確定。施工前, 認真詳查原橋竣工圖,選擇箱梁橫隔板等處安排千斤頂支點。
(2)高程控制。在頂升之前, 全面檢查該橋的整體情況, 對每個支座及墩頂標高進行復測, 并做好記錄, 以便頂升過程中進行復核。
(3)精確度控制。采用PLC液壓同步頂升控制系統,誤差控制在2mm以內,確保頂升過程中的同步性、穩定性,確保主梁安全。
(4)施工安全保證。本橋施工現場位于廬銅高速公路與省道交叉位置, 通行車輛多。在頂升期間上跨橋上應封路禁行,橋下高速公路上應進行交通疏導, 使過往車輛嚴格按指示路線緩慢行駛,確保施工安全。
(5)兩端伸縮縫拆除后,每端分別插入直徑5cm鋼管,以防梁頂起后縱向滑動。
(6)頂升施工支架搭設前須進行支架地基及支架穩定性驗算,確保施工安全。
七結論
我省界阜蚌高速路面改造施工時,采用支座頂升工藝解決了很多簡支梁橋凈空不足的問題。本文提出的同步頂升工藝,避免了依次從0號橋臺至4號橋臺,再從4橋臺至0號橋臺,每次頂升5mm的的循環頂升過程,不改變現連續梁的受力模式,對整個梁體進行整體頂升,對上部主梁結構影響較小,施工期短,大大降低了施工周期,降低建設費用,可以很好解決橋梁凈空不足難題,值得推廣應用。
參考文獻:
[1]中華人民共和國交通部《公路橋涵養護規范》;
[2] 中華人民共和國交通部《公路工程技術標準》;