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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].
关键词:公路路基;施工质量;控制对策
公路路基是公路路面的基础,是承受路面压力及行车荷载、以足够强度与稳定性保障公路路面稳定的重要结构。其施工质量对公路使用寿命、路面平整度有着重要的影响。随着现代车辆行车速度与载重量的增加,公路路基设计标准也在不断提高。为了适应行车需求的提高,近年来我国公路建设项目不断增加,如何针对公路设计标准的提高开展路基施工质量控制成为了现代公路施工企业面临的首要问题。
一、施工准备阶段
1详细调查了解公路沿线及土源
作业范围内的土质的液限、塑限、塑性指数及含水量情况,制作标准击实试验和土的强度试验,制定施工方法。根据水文地质情况,进行分类、整理,结合以往的施工经验制定出路基各种不同类型土质、含水量的切实有效的施工方法及路基基底处理方案,防止在施工中出现盲目性,避免走弯路,以保证工程质量和进度。
2调查了解工程所在地全年气候特点
统计往年在施工期由于阴雨影响的天数,制定相应的作业方案及相应措施,并注意气象形势预报,以使根据天气变化情况及时调整作业计划和作业方案。
3建立健全质量保证体系
良好的质量保证体系是施工正常进行的保证,缺乏质量保证体系就容易造成工程质量低下、返工,给工程带来隐患,从而就影响施工进度、企业的信誉和经济效益。因此,建立健全质量保证体系,不仅是企业眼前利益的保证。质量保证体系的建立不能只停留在纸上,而要在实际施工中一步步去落实,让它真正发挥作用,要建立层层负责,责任到人、奖罚兑现的制度,充分调动人员积极性,实行全员质量管理,保证工程质量。
二、施工过程控制阶段
路基施工阶段是路基施工全面展开、生产出成品的阶段,是按照已制定的施工计划和施工方案进行组织落实阶段,是施工过程中遇见实际问题的阶段,也是对施工计划、施工方案调整、完善的阶段和保证落实工程质量、工期的阶段。
1填筑路基前
1)必须疏通路基两侧纵横向排水系统,避免路基受水浸泡。特别是地基土为黄土、粘土等细粒土,在干燥状态下结构比较强,有较强承载能力,一旦受水浸泡,将易形成翻浆或路基沉降,因此做好路基施工前排水畅通尤为重要,工程监理和施工质量自检人员应认真监督。
2)路基填料的选择。为保证路堤的强度和稳定性,需尽可能选择当地稳定性好并具有一定强度的土石作为路基填料。黄土、膨胀土、碾压成型后稳定性差,要限制使用或按《公路路基施工技术规范》特殊地区路基施工要求使用。如果取好土确有困难,必须采用劣质土时,则可掺外加剂,进行土质改良,如掺石灰等,称做高液限高塑限黏土的“砂化”。要点为路基填料要选好,稳定土质认真找,土质不适要改良,强度粒径更重要。
3)路基填筑前还要根据设计进行施工放样,建立半永久性的临时水准点和坐标点并做好记录。路基坡脚放样一定要准确,路基坡角范围内,要求清除杂草、树根、淤泥等,并进行整形碾压,压实度须达到规范要求。旧路加宽、半填半挖段做好宽度不小6m的向内倾斜的台阶。
2加强对路基施工工艺控制
路基施工完毕后,它的质量到底如何?一方面可以通过试验检验,另一方面可以通过使用来检验。控制路基的施工质量,首先应从控制路基的施工工艺着手,它是生产高质量路基的关键。
3路基施工中
按照设计要求首先做好排水工程以及施工场地附近的临时排水设施,以保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态。路基顶面做成2%~4%横坡,以便于表面水及时排出。
三、路基施工中应注意的几个问题
1新旧路基结合问题
按照(公路工程施工技术规范)要求,在路基加宽前,清除原路基上的杂草,并沿旧路基边坡挖成向内倾斜的台阶,台阶宽度应不小于1m,且台阶上不能积水,然后分层填筑,填筑层厚度不应超过30cm,并要求超宽填筑,超宽碾压,这样才能保证路基的稳定和达到规定的密实度。而且某些施工单位在施工时,遇到以上情况,路基填筑时,根本未将施工地段挖成台阶后分层填筑压实,以致影响了路基填筑的质量,搭接部分易造成新旧沉降不均匀,使路面造成破坏。有些旧路基加宽很小(20~30)cm,施工单位往往忽视,沿旧路基边坡没挖成台阶,就直接将一些松散的土倾倒在边坡上,用人工整平拍实。这样补上来的路基部分根本达不到密实度要求。通过雨水冲刷,浸泡,造成路基滑坡,路面破坏。
2局部下沉问题
原路基有软弱层,沼泽地段和翻浆地段,有些单位路基施工时,对原地基没有很好的进行处理就开始填筑,路基填筑完成后,路基填土高度大,而地基的承载力要求满足不了路基土体的压力,从而引起路基的局部下沉。所以施工时,采用换填土的办法来处理,换填土的深度应根据地基承载力的要求和地基上部填土的高度来确定,而换填土的基础宽度要消宽于路基施工宽度,以提高地基的承载能力。
3桥(涵)与路基结合部处理问题
桥(涵)台背跳车是公路工程质量通病中的顽症,然而最明显的是台背沉陷或错台。主要原因是设计不周,施工不规范,监理不到位等等。施工方面的原因是台背回填质量差,台背回填要求每层松铺厚度不得大于20cm,压实度必须达到95%,回填材料应具有良好的级配和透水性。但是有些施工单位在进行台背回填时,回填材料没有认真地选取,松铺厚度达到40~70cm,压实时仅用人工夯实或用小型机具进行夯实。这样台背回填密实度达不到规范要求。在自然因素和行车荷载反复作用下,台背出现逐渐沉降或错台,这将直接影响路面的质量。
四、结束语
公路工程施工质量控制,是公路建设过程中的关键环节,它既是路面承载体也是公路的主体。因此,质量控制在公路工程建设中起着举足轻重的作用。路基工程质量的好坏,直接影响到公路使用品质、旅客的舒适和正常的行车交通,对国民经济建设具有重要意义。所以要始终坚持技术标准,注意加强施工管理,强化质量意识,就一定会提高路基的耐久性。
参考文献:
[1]张克林.高速公路路基施工技术发展浅析[J].现代公路,2008.
[2]何群.试述公路路基施工质量控制[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2006.
关键词:交通公路;路基施工;技术分析
引言
在公路施工过程中,支撑是路基工程所起到的重要作用,对路面施工甚至整个交通公路的建设都有着非常重要的作用。路面基础工程就是路基,是依照相应路线位置和技术要求建设的构造物,主要对路面所传递的交通荷载进行支撑,所以不管是路基土的应变特征,还是路基土应力,都会直接影响到路面整体结构刚度以及强度。当下我国公路施工过程中,对路基质量造成影响的主要原因是相关施工技术问题。一旦路基质量存在问题,就很有可能对道路的交通安全畅通造成阻碍,甚至会造成一些事故发生。因此,加强对公路路基施工技术管理就越发显得重要起来。
1公路路基的重要性
公路路基一般主要蕴含有两个方面,一个是路堑,另一个则是路堤。挖、运、填是其主要也是最为基础的操作工序,而且也非常的简单方便,但是在对公路路基进行施工过程中,却具有非常复杂的施工条件。在一般情况下,大多数的公路建设施工都是在户外进行,相对的条件也就较差,从而在很大程度上增加了施工作业难度。此外,在施工过程中,由于公路路基施工工地并不是集中在一起,致使施工工作面也不是很宽敞,经常会遇到一系列的问题出现。因此,只有在相关问题出现时,对施工质量加以重视,让施工更加高效、迅速以及安全,对路基施工过程中的管理和技术支撑等相关问题进行重点关注,才能有效的保障路基施工质量。除此之外,就目前我国路基施工而言,施工队伍素质也是一项需要进行改善的问题,必须将更具稳定性的施工队伍配备起来,而且还要对施工队伍的技术力量和机械设备进行重点考察。同时,还应该将施工技术操作规范制度及时建立并完善起来,只有这样才能让公路路基施工的技术手段得到保障和优化。
2路基处理技术
1)在大部分情况下,施工队伍都是借助于大吨位压路机进行公路路基施工和建设,所以就会让公路路面出现非常显著的碾压作用,从而也就能够让路基土的压实度得到一定提升。2)在压实处理一些较为潮湿的特殊公路路基过程中,想要让路基压实作业得到保持保量完成具有一定难度。一般情况下,必须适当调整相关规范。如需要结合相关试验资料在对压实度标准进行调整,确定最为合理的数值;路基土天然稠度应该在1.1以下,而液限则要在40以上,并且塑性指数也要在18的黏质土以上;要对填料性质进行相应优化和改善,因此就需要将生石灰加入到土中,只有这样才能让预期效果得到有效实现。3)对黄土路基的压实处理。在对黄土路基进行施工的过程中,应该对填和挖界面的结合工作做到严格处理和控制。当黄土存在较小含水量时,应该先对其进行均匀加水,等它的水含量得到提升后再进行碾压。当黄土存在较大含水量时,则需要将黄土进行翻松和晾晒,然后再对其进行碾压施工。当黄土出现较差的透水性问题,并且很难调节好干湿度,而黄土又因为土料太过巨大很难进行粉碎问题时,应该对其进行反复试验,将最为有效且合理的处理方案确定好。与此同时,还应该在相关设计要求基础上,将边缘拦水和截水沟构造物及时修筑好,将水引至坡脚外。而当路堤高度在20m以上时,就需要结合相关设计要求,将路堤完工后自重压密固结所形成的压缩下沉量提前预留出来。在一些黄土地区中,公路路基排水是最为重要的措施之一,需要结合相关地表水的分散、防冲、防渗以及拦截原则,并且还需要加固处理好相关出水口。
3路基排水处理技术
路基排水处理技术的主要作用是将路面上的降水快速地排除掉,一方面保障了路面行车安全;另一方面则让路面遭受降水的渗入度得到降低,让路基边坡不会遭受到冲刷。路面排水技术主要分为两种:其一是集中排水方法及运用。主要排水方法是将现浇沥青混凝土拦水带在硬路肩的进行建设,使其和硬路肩路面构成一个呈现三角形状的集水槽,并在其20~50m的间距范围内,将相应泄水口以及路堤边坡急流槽建立起来,这样就能够将降水有效、快速排放到坡脚的排水沟中。其二是分散排水方法。相对于前者,这种方法大都是运用在我国地势较为平坦的西北地区,而纵坡大都是在0.3%以下的长路段。
4公路路基建设的施工技术标准
级配砂砾是路面垫层施工技术中最好的材料之一,但是如果砂砾材料自身质量存在问题,不仅会对垫层使用造成严重影响,同时还会让整个路面施工质量产生严重问题。因此,这就需要相关监理人员对砂砾技术相关要求和标准做到严格控制和掌握,时刻确保级配砂砾垫层的质量。通常情况下,可将其分为多个方面工序,如运输摊平、碾压路槽、初期养护以及整形洒水碾压等。此外,由于级配砂砾材料的主要特性较为松散,在对行车破坏问题得以消除的过程中,相关人员还应该做好相应的施工计划,合理运用好半幅通车及施工方式,只有这样才能让施工不当而引发的行车混乱问题得以有效消除,从而促使级配砂砾垫层表面平整度较差和松散等问题得以有效避免。
5结语
综上所述,在公路路基路面施工过程中,不但要严格控制好工程的整体施工质量,让工程的综合质量调控得到有效完善,同时还需要对其整体质量进行不断优化。只有这样,才能使其作用得到最大化呈现。因此,我国在未来公路路基工程施工过程中,应该对工程施工技术进行不断地提升,对问题做到及时发现和解决,严格依照相关设计标准和设计规范进行施工,从而提升工程的整体质量,增强公路建设社会效益。
参考文献:
[1]肖晨光.对目前公路路基施工技术与质量控制的分析[J].交通世界(工程技术),2011(3):12-13.
[2]李强.公路路基施工技术及路基压实质量的控制措施分析[J].江西建材,2015(18):170.
【关键词】公路;改建;设计;体会
Experience on road reconstruction design
Liao Jing-jing
(Shenzhen Institute of Comprehensive Transportation DesignShengzhenGuangdong518003)
【Abstract】In this paper, through the building earlier and longer operating time for investigation and analysis of road, from the route, roadbed, road and bridges and culverts and other aspects to consider, made their way to the reconstruction of some of the old knowledge and experience.
【Key words】Highway;Reconstruction;Design;Experience
随着改革开放全面开展和深入,国民经济的迅猛发展,交通运输业日益繁忙,公路交通量也与日剧增,目前现有的公路已很不适应国民经济运输的需要,因此国家、地方各级政府和有关单位、部门、企事业逐步加大了交通基础设施的投入,对国道、省道、县道以及干线和专用道路实行改建和扩建。本人从工作以来对多条公路改建进行了调查、勘测和设计,对公路改建设计有一些认识和体会,现概述如下:
1. 旧公路调查的重要性
顾名思义是对旧路改建,因此要在设计前必须进行沿线摸底调查、勘测,特别对急弯陡坡、窄路、坏路地段、日夜交通量以及与周边的关系等进行详细细致的调查,对改建方案的可行性进行分析、考虑和研究,对征地、拆迁的难易进行摸底、对工程量的大小、工程资金的投入进行估算,对历年交通量的调查、远景交通量的评估、预测等是十分重要的。
1.1平、纵、横线形的调查、分析与考虑。
旧路由于大部分建于改革开放前及80年代前,由于经济不发达,资金紧缺,采用的技术标准比较低,加上施工中又多是大干快上全民修路,管理不可能严,因此已有旧路不是达不到设计标准,就是过去老标准,已很不适应目前日益增长的车辆行车需要,因此,在旧路平面上,要在弯道路段调查弯道数,弯道半径,弯道间直线距离,并进行实际测量,看转弯半径等主要技术指标是否符合新标准要求,在纵面上,直线路段要考虑其纵坡的合理性,在弯道处不但要考虑纵坡还要考虑其合成纵坡以及与天上地下建筑物、管线之间的关系,在横向不但要考虑宽度是否满足要求,同时还要考虑弯道处是否要加宽和加宽值的多少以及与周边建筑物的关系。旧路如果线型较好或者可以通过微调能达标的,在平纵面设计中均考虑充分利用旧路,以节省土地、节省征地拆迁的费用、时间和对周边的影响;如果旧路线形极差,如弯道多、半径小、交点间距极短,且受地形、地物的限制,所花费用又很大,应考虑改线。
1.2路基、路面现状调查与考虑。
路基、路面现状调查还要包括当地气候、地质等因素对路基路面的影响,路基、路面宽度、结构形式及近几年对交通量的适应情况等。只有对旧路路基、路面情况进行充分的了解以及对过往车辆的适应情况,在路基设计、路面设计或路面结构补强设计时才能做到心中有数,设计方案才能既实用又经济合理,满足要求。
1.3 测弯沉、考虑承载能力。
对旧路路基、路面结构的整体强度,应进行弯沉测量,对测试结果应根据弯沉值大小、路面结构分段和不同情况归类整理计算,收集好资料,以便于下阶段路基、路面结构设计时综合考虑。
1.4桥涵结构物现状调查。
旧路区域内如河网密集,一般公路上桥涵较多,对旧桥涵是加宽改造还是拆除重建应对旧桥涵现状调查了解后才能决定,所以应对旧桥涵的跨径、净宽、净高、荷载标准、结构形式、使用情况、是否为碍航建筑物、桥头接线线形是否顺直等做充分、详细的调查,对大、中桥荷载标准不能确认时,应做承载能力试验。
2. 主要技术指标的选用
2.1公路等级。
公路等级应根据公路网的规划和远景交通量,结合公路的功能、性质从全局出发综合确定。
2.2设计车速。
设计车速一般根据公路等级采用,但是在实际应用中,应结合公路的功能、性质、交通组成等综合确定,特别是对于老路改造工程,应顺应地形地物,在保证行车安全、舒适的前提下,从经济合理的角度出发,灵活地选用。对位于城市出入口的一级公路,混合交通严重,车速不宜太快,可参照城市道路标准,采用80Km/h的设计车速;对于二级公路,一般情况下应采用60Km/h设计车速。
2.3路基标准横断面。
路基横断面直接影响到工程的规模和投资,路基标准横断面应根据公路等级、交通量预测分析结果选择,同时又应综合考虑路段功能性质及交通组成,结合地形、地物、城镇规划,注意到绿化美化和环保,采用既能满足道路通行能力、与城镇规划相适应又经济合理、适应地形地物的横断面。
2.3.1一级公路路基标准横断面。
区域内改造为一级公路的均为区域间干线公路,不但交通量大,而且本区域内一般公路沿线村庄密集,混合交通比较严重,根据《公路工程技术标准》和本地区经验,为适应集镇城市化的发展,一般采用主要行车道和集散行车道分开的形式。主要车道可采用双向6车道,行车道宽3.75m,中央采用隔离栅或中央防撞墙分隔对向行驶的交通流,两侧设置绿化分隔带,绿化带外为8m集散车道,当道路两侧宽度条件允许时,可考虑设置非机动车道和人行道,为以后公路改造为城市道路打下基础。
2.3.2二级公路路基标准横断面。
二级公路路基横断面一般采用一幅路形式,宽度根据交通量及交通组成采用,一般分三种情况:
(1)如交通量较小,混合交通也不太严重,则路基全宽12m,路面宽9m。
(2)如交通量一般,混合交通一般,则路基全宽15m,路面宽12m。
(3)如交通量较大,混合交通也较严重,则路基全宽17m,路面宽14m,并且用车道线划分快慢行道。路肩可根据实际情况采用土路肩或采取硬化措施。
3. 路线线形设计
3.1设计原则
公路是一种带状构造物,在保证使用任务和经济合理的前提下,应尽可能保持较高的安全性和舒适性。公路线形是三维的立体线形,为方便设计施工操作,将其简化为平、纵、横三方面描述,线形设计应对这三方面进行综合设计,保持各要素间的协调一致,做到平面顺适、纵坡均衡、横面合理。公路的线形运用在很大程度上取决于工程投资与线形舒适性的平衡。在线形设计中应着重考虑线形的连续流畅和立体线形设计,并应顺应地形,地物,注意和环境协调一致,对于老路改造工程应灵活运用线形设计指标,在困难地段适当调整,在满足线形要求的前提下,充分利用老路。
3.2平面线形设计。
平面线形设计时,在一般较为顺直的路段,尽可能采用较高的指标进行调整,以求改造后有良好行驶条件下;在较困难路段,应充分利用规范允许的曲线组合,在满足技术指标的前提下,充分利用老路;在老路线形极差且又受地形地物限制无法调整时,应考虑改线方案。
对于老路改造工程,路线定线时,应以老路为主要控制物,充分利用老路,同时还应将大型建筑物、大河等作为控制点。穿越城镇区时,应注意结合地方发展,尽量与城镇规划相协调。在平面线形方案初步形成后,应征求沿线地方政府及交通主管部门意见,尽量让路线方案使各方满意。
3.3纵断面设计。
纵断面设计时,应注意以下几方面:
(1)满足各控制点的高程要求。
纵断面控制点一般有桥梁、相交道路、城镇建筑物等。桥梁设计高程应满足桥下通航净空要求及设计洪水频率要求的泄洪断面要求;对立体相交的道路要满足本路和被交路的行车净空要求,对平面交叉的道路要顺适衔接;路线穿越城镇时应尽量和地形、地物相协调一致。
(2)充分利用老路路面结构。
在一般路段,路线的纵断面设计与路面结构的补强设计是相辅相成的,纵断面拉坡时,应尽量拟合老路,避免大填大挖。在老路路面情况较好时,为充分利用老路路面结构,尽量不要开挖老路,使补强厚度最大限度地接近填高。
(3)其它。
老路改造纵断面设计时,为充分利用老路,一般纵坡较碎,坡长较短,但在有条件时,还应尽可能取较高的指标,以求良好的行驶条件,并适当注意平纵组合,使纵断面方案不但经济合理,而且有良好的线形。
4. 路面结构补强设计
路面结构补强设计时,应根据原老路路面结构具体处理。
4.1旧水泥混凝土路面。
当老路路面为水泥混凝土路面时,一般先测试混凝土板块弯沉,根据弯沉测试结果综合路面其它情况先对老路面进行考虑处理。当老路面较好时,对老路面不予处理;当老路面一般时,对混凝土板块进行钻孔压浆处理;当老路面较差时,应新浇砼板块。在对老路面处理后,一般要在上面加铺补强层。本地区一般采用沥青面层作为老路面的加铺层,这种形式的路面结构能吸收两种材料的优点,“刚柔相济”,即旧水泥砼提供了稳定、坚实的基层,沥青路面提供了行驶舒适的面层。为防止和延缓旧水泥混凝土板的反射裂缝的发生,通常要在旧水泥混凝土裂缝和接缝位置铺设土工格栅、土工布或粘贴改性沥青油毛毡。有条件时沥青表面层采用改性沥青SMA结构,其防反射裂缝的效果更好。
4.2旧沥青路面。
旧沥青路面对病害较严重路段应根据实际情况处理。当面层、基层裂缝较严重时,应开挖处理,然后在沥青补块上铺设玻璃纤维格栅;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土基回弹模量,再按弹性层状体系理论计算加铺补强层厚度。在加铺前需刨毛老沥青面层。
4.3旧碎石路面。
对泥结碎石、级配碎石路面改建成高级路面时,一般将旧路豁松、打碎,掺灰处理,使其成为底基层,然后再根据弯沉情况加铺补强层。
5. 桥涵改造设计
对老路改造工程,桥涵一般需拆除重建或加宽改造,决定桥涵拆除重建还是加宽改造主要从以下几个方面考虑:
(1)原桥涵是否满足设计荷载标准,不满足,能否通过适当加固达标;
(2)原桥涵是何种结构形式,服务年限多长,使用状况如何,利用价值是否大;
(3)原桥涵是否满足排洪要求,航道上桥梁是否满足通航要求;
(4)是否限制路线平、纵面线形,使路线指标不能满足技术指标,或能满足而导致不能充分利用老路,在经济上得不偿失。
对老桥涵进行上述四方面分析,在经济上、技术上进行比选,根据实际情况决定老桥涵拆除重建或加宽改造。本区域内一般老桥涵均荷载标准低,结构形式较差,加固改造技术复杂,工程难度大,而且许多老桥为保证桥梁和河道正交,桥头接线线形较差,所以老路改造时大多数拆除重建,小部分情况较好的加宽改造。
参考文献
[1]公路工程技术标准 (JTG B01-2003).
[2]公路水泥混凝土路面设计规范 (JTG D40-2002).
[3]公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004).
[4]公路路线设计规范 (JTG D20-2006).
[5]公路路基设计规范 (JTGD30-2004).
关键词:水泥磷石膏;路面基层;硫酸钙
1水泥磷石膏的性质
水泥磷石膏一般为粉末状,其中含有8%~15%的附着水,颗粒直径一般为5~150μm,其主要成分为CaSO42H2O(二水合硫酸钙),含量一般可达到70%~90%。水泥磷石膏所含的次要成分基本不一样,成分非常复杂,矿石来源不同会对成分有很大影响。
2水泥磷石膏稳定材料在路基路面中的应用
2.1在二灰粒料中的应用
路面基层存在于面层与路基之间,所承担的负载很小,主要起传输作用。当前公路基层主要由刚性较强的材料构成,这些材料包括水泥稳定粒料、石灰、水泥磷石膏、粉煤灰等。在进行公路基层施工时使用磷石膏的主要原因是其具有良好的缓凝作用,在公路施工初期能确保公路路面强度达到要求。但是在石灰与粉煤灰中添加磷石膏,会在一定程度上增加物料密度。其用量须小于45%,因为其内部硫酸钙能与粉煤灰发生化学反应,进而提高物料强度。与此同时,在物料中添加磷石膏后再向混合物料中添加适量的物料固化剂,还能进一步提升路基的整体性能,有效改善路基的稳定性与承载能力,使其达到并超出设计标准,为公路工程整体质量奠定良好的基础[1]。
2.2在改性剂中的应用
路基路面工程施工中经常会用到沥青改性剂,其主要包括聚合物、有机物、抗氧化类物质、纤维等。值得一提的是,当前许多沥青改性剂中都添加了聚合物。与此同时在沥青改性剂中还存在添加石膏晶的情况。在改性剂中硫酸钙存在的形式是单晶体,其长径比与颗粒物料粒度较为接近。为了对沥青改性剂的性能进行精准评估,通常采用的检测方法是测针入度、延长程度及软化点分布等。在检测过程中,延长程度主要是评估沥青的延展性,延长长度值越大,沥青延展性越好;针入度主要是评估沥青黏稠度,该值越大,黏稠性越好;软化点代表沥青的熔点高低。在进行评估的过程中,除了对这几项参数进行检测外,也应对沥青材料的疲劳老化指标、抗水性及剪切指标进行检测,这些指标也能评定沥青材料的性能好坏。在沥青物料中加入石膏晶能有效提高沥青熔点和黏稠度,其主要原因是硫酸钙能提高沥青感温能力。在添加的过程中需要严格控制石膏用量,通常情况下加入量应在6%~10%之间,这样沥青改性剂的性能最佳。根据公路设计及施工要求,加入石膏晶须能有效改善沥青的各项性能,特别是抗高温、水稳性和抗裂性等,确保路基结构达到公路设计标准,与此同时还应能有效降低施工成本。加入硫酸钙晶体后,应确保在低于常温的情况下,混合物料不发生性能变化,提高其抗疲劳能力、水稳性及熔点,这样可以有效提高公路在恶劣天气情况下的使用性能,例如高温高寒天气下使公路依然能具有较高的负载能力。
2.3在混合填料中的应用
大量实践证明,使用磷石膏能有效提升公路承载能力。如果施工条件允许,可对水泥磷石膏进行相应的处理,例如通过一系列的化学反应生成石膏晶须,然后掺入物料中,能在一定程度上提升物料性能[2]。目前公路施工时,经常将石膏混入其中。石膏分为两种:一种是工业石膏,另一种是石膏晶须。如果将石膏晶须的用量控制在合理范围内,能有效提高沥青混合料的各项性能,特别是在高温条件下能使公路的抗车辙能力提高75%。如果大量使用工业石膏,会间接造成环境污染,而将硼石膏运用在沥青混合物料中来代替工业石膏可有效降低环境污染,同时物料的马歇尔性能还会提升。在实际公路建设过程中,水泥磷石膏的作用主要体现在提升物理性能方面,其掺入量通常占物料总量的1/5。但物理性能相对而言提升幅度较小,较预期目标还存在较大差距,这主要是由于硫酸钙晶须本身具有高温脱水和易脆等特性。所以,应对现有的施工工艺进行优化设计,确保可以弥补强度等方面的不足,使最终配置的路基路面混合料满足实际使用需求。
3水泥磷石膏粉煤灰路面材料可行性分析
近年来,对公路路面结构及其设计方法、施工工艺等,国内已开展了大量研究。然而由于我国国土面积大,具有多种不同的气候环境,不同地区的公路交通量也大不相似,因此难以统一公路路面结构设计规范。相关研究表明,常温下将一定量的硫酸盐加入石灰粉煤灰中,能有效激发粉煤灰火山灰活性,其原因主要是:粉煤灰-石灰-硫酸盐系统内,SO42-能与粉煤灰溶出的Al2O3、CaO等发生反应,最终生成AFt,而被C-S-H所包裹的粉煤灰颗粒将会出现膨胀,生成新的表面并加快其反应速度;此外,C-S-H凝胶中由于渗透了SO42-,致使其透水性有所改变,让粉煤灰的火山灰反应速度提升。为对粉煤灰系统中磷石膏的激发效果进行进一步研究,对砂浆进行试验,对磷石膏、Na2SO4对石灰粉煤灰系统早期强度的影响进行对比分析。试验中的胶砂比例为1∶3,水胶比为0.58。由试验结果不难看出,如果公路路面材料只以凝胶系统为主,其早期强度较低。在粉煤灰系统内增加一定量的硫酸盐激发剂,能有效控制早期强度低的问题。另外掺入一定量的3%硫酸钠,28抗压及抗折强度能提高300%,其效果显而易见。相比硫酸钠,把磷石膏作为激发剂,虽然7d强度还是较低,但28d之后其系统强度同样能接近硫酸钠,磷石膏对早期粉煤灰的强度影响作用同样非常明显。耐久性方面,粉煤灰-石灰-磷石膏稳定碎石材料能将二灰材料后期强度良好的特点保留下来。环境影响方面,新型路面材料可以更好地将工业固体废弃物利用起来,降低了堆场率,让工程周边环境得到了改善[3]。