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路面结构设计方案范文1
根据路面调查情况及旧混凝土板应力分析结果对路面结构进行设计。该项目的路面结构设计方案主要有三种。A-1结构方案是将旧的路面结构用作路面基层,其具体的路面结构为:表面层采用厚度为4cm的改性沥青混凝土抗滑表层;下面层采用厚度为6cm的中粒式沥青混凝土AC—20;底基层则采用处理、整修过的旧水泥混凝土路面。在进行沥青层面铺设前,必须先在路面基层顶面上喷洒透层沥青,待沥青完全渗透基层顶面之后再进行封层沥青的喷洒工作,之后在路面撒布厚度为35mm的碎石,用压路机对路面实施碾压工作,待成型之后再铺设沥青面层。A-2结构方案是将主要的病害面板拆除以后,对基层进行修补和加强,并重新对水泥混凝土面板进行浇注,对还没有拆除的面板进行养护处理之后,对整修过的路面进行统一罩面。具体的路面结构为:表面层采用厚度为4cm的改性沥青混凝土抗滑表层;下面层采用厚度为6cm的中粒式沥青混凝土AC—20;面板采用厚度为25cm并占6%比例的水泥稳定碎石。A-3结构方案与A-2结构方案有许多相同之处,但A-3结构比A-2结构多铺设一层半开级配的中粒式沥青碎石AM—20,其具体路面结构为:表面层采用厚度为4cm的改性沥青混凝土抗滑表层AK—13A;中面层采用厚度为6cm的粒式沥青碎石;下面层采用厚度为25cm的水泥混凝土;基层补强层采用厚度为20cm并占6%比例的水泥稳定碎石。在进行此方案时,需要在水泥混凝土面板和沥青罩面之间铺设一层专用聚酯长丝土工布,并在铺设之前在工布上撒布粘层沥青。
沥青罩面结构设计方案比较
在对旧公路路面进行大规模的整修时,首先应将整修重点放在对破损路面状况的调查上。在进行详细调查之后,再制定合理的路面结构设计方案和对破损处的修整措施。路面的结构设计方案直接影响到改建后的公路的使用寿命,必须科学合理,否则会对改建工程造成很大的负面影响。针对本项目路面结构改建的沥青罩面有五种结构设计组合,其中对旧路面破损区域的处理措施主要有唧泥、板底脱空处灌浆,坑洞、板边及板角修补等。这些措施的实施效果都会对旧路面破损处的整修质量和效果产生影响。因此,必须要对路面结构设计方案和改建过程中可能遇到的问题进行严谨的分析,科学区分出设计方案的优点和缺点,并对其进行相应的施工控制。A-1结构方案施工控制措施这一方案要求对旧路面的破损处进行整修或者做冲击压实,主要处理措施为:a坑洞类针对个别坑洞,可直接清除洞内杂物,再用水泥砂浆将其填满,使其达到平整密实的效果,而对于较多的、密集的且连成一片的坑洞,应采用薄层修补的方案,并洒水养生;b板边、板角类遇到板边轻度剥落的情况,主要的修补方案是先将其表面清理干净,再运用沥青混合材料将其填充并整平,如果板边剥落破损的情况很严重,则必须做深度补块,板角的修补则需要严格按照断裂面的大小进行切缝,在清除了凿出范围后,将钢筋复原,将接缝面涂上沥青,最后再现场进行混凝土的浇筑、切接缝槽并将填料灌入切缝;c裂缝类宽度在3mm以下的裂缝都属于非扩展性裂缝,对于这种裂缝的处理,需要用低粘性沥青或者环氧树脂等材料进行灌注,宽度大于等于3mm的裂缝都为扩展性裂缝,要对它进行整修则需要将材料沿着裂缝凿槽注入。A-2结构方案施工控制措施这一结构方案的具体措施为:a基层补强当路面的局部面板基层受到破坏时,应采用C15素混凝土回填方式对其进行基层补强,当出现大面积的基层破坏时,应采用水稳基层施工方法对其进行施工,而对小面积的基层破坏,则需要用小型的打夯机对其进行压实,以保证基层的压实度达到98%;b唧泥、板底脱空灌浆这一措施主要是指在改建施工之前,运用贝克曼梁弯沉仪检测并判断出存在脱空现象的面板,通过不断灌浆和检测流程,使灌浆处理后的面板弯沉值到达设计要求。
检测方法及设备
一般的公路改建检测方法都分为以下两部分:a仔细勘察公路的破坏情况,并调查公路的纵、横断面;b仔细检测公路的内在质量,包括对路面、路基等的质量检测方法。该项目主要采用CBS9000B公路雷达探测仪和SIR—10H型透地雷达仪对公路路基的厚度、密度及板底脱空等情况进行检测,并采用800FWD落锤弯沉仪器对公路的弯沉值进行检测。
改建时应注意的问题
对公路的路况调查一定要详细,不放过任何一个细节,针对不同的破坏情况要制定相应的处理方案。对破损区域的处理一定要彻底,尤其是对脱空、沉陷等疑难问题,尽量一次就处理干净,避免留下安全隐患。旧结构层的荷载力必须达到交通流量的要求,不能只依靠沥青层来支撑。沥青面层的设计必须因地制宜,具体问题具体分析并满足实际需求,面层的厚度也必须视实际情况而定,选择一定要慎重。同时,要对沥青层本身的性能与水泥混凝土板的结合进行综合考虑。
路面结构设计方案范文2
关键词:市政道路;工程病害;加铺结构设计
随着经济建设不断发展,交通问题也非常急剧增加,对于大中型城市市政道路问题也将会面临很多新的挑战,很多城市都在车辆不断增加荷载下,经历了很多较大衰减,路面也出现了很多不同裂缝,在平面交叉口也进行停靠,就使得路面出现很多损坏问题,就严重的影响到了道路使用功能,这就非常有必要对于道路改造进行很好结构设计规划,同时开展针对性的研究工作,为工程提供非常好的技术支持。
一、市政道路评价方法
在对于旧的道路进行改造设计前要对于现有道路使用进行非常全面分析和研究,同时要非常客观评价,为工程各个阶段都能比较完善做好整理工作,主要有三个方面大致内容,第一交通量组成分析研究,其中主要包括对于交通荷载水平调查研究,还有就是对于不同功能道路交通荷载水平差异研究,要对于货运公路的交通荷载进行不同区分。另外一个就是对于现有路面结构进行很好调整和评价工作,主要就是对于路面承载能力调查和对于路面结构厚度分析,对于弯曲水平测量,对于现有层次进行很好调查,同时对于无损检测手段利用,全面客观地对结构进行整体把握分析。最后就是要对于现有道路进行功能病害调查分析,从各个方面进行非常合理调查更好协调好工程各个方面技术手段,对于路面车辙进行层次性划分,分析好路面水损坏原因。
二、对于旧路承载能力进行很好评价
这要采用各种方式对于路面进行承载能力检测工作,同时进行道路检测分析,每个检测点都要进行纵向和横向分析研究,采用探地雷方式对于路面主要结构层次进行划分。另外就是采用钻芯检测,并在每一条主要道路上进行取样调查工作。合理对于旧的路面进行评价,采用摩擦方法,采用人工检测方法都是可以的,最后就是要能够非常综合型进行评价,调查好路面病害主要成因,确定市政道路改造方案,进行合理补强,对于功能进行合理恢复。
找出旧路病害处理原则,就是要能够非常合理进行路面问题进行及时处理,采用不同对策和方法,对于表面功能性问题要进行及时处理,全面进行调查,对于路面破损等问题进行及时解决,如果局部有非常严重问题要及时进行补强措施。对于车辙和沉陷到沥青混凝土路面问题要进行合理改造和修复工程,深入进行探究其重要原因,加强对于路面主要病害原因分析,结合相关部门对于道路管理经验加强对于旧路问题研究工作。
三、对于旧路病害处理对策研究
一般对于浅层次处理主要就是进行抗滑和挖补处理,还有就是要采用灌缝方式进行封闭处理,采用热沥青材料进行很好填充工作,同时还可以进行直接恢复路面功能,加强新老路面结构,处理好车辙变形,改善好路平平整问题,还要保证新铺沥青混凝土质量,对于混凝土进行很好完善工作。对于深层次病害处理对策,主要就是针对旧的路面结构强度处理,方案要非常合理和快速高效,根据路面深层次处理方法主要可以进行结构置换,对于沥青混合料和水泥混合材料进行及时配置处理。
对于市政道路旧路改造加铺问题进行结构选择方面,要不断加深结构旧路评价方式和评价对策,主要就是功能性修复,就是对于旧路表面进行直接加铺罩面处理,将旧的道路加铺两层;对于结构方面要进行结构补强,要根据旧的道路结构强度进行很好方案设计工作,对于内部要进行非常合理翻修工作,对于路面有非常明显破坏问题的,要进行基层承载能力混凝土加强处理工作,还可以采用高模量沥青混凝土补强处理,对于就道路进行合理基层补强工作,加强对于沥青结构设计工作。
一般来说旧的道路会直接影响到道路控制方法问题,就必须要做好对于路面调平工作,针对市政道路复杂性进行非常合理设计和研究,充分考虑到道路特点,做好道路和沿街地方设计工作,适当处理好排水问题,保证接口地方排水顺畅和平顺,对于道路进行合理检测,保证路面连接更好平顺。
四、功能性加铺结构设计问题研究
在旧表面进行加铺方案设计时候要能够满足承载力需求,主要就是能够很好改善路面平整和抗滑能力,对于路面处理进行及时调整和修改工作,还有就是要能够非常合理对于路面进行修复工作,对于路面进行各种技术处理,在旧路方面对于旧路进行很好处理,很好清洁干燥,对于旧路表面功能设计进行很好沥青铺设。
加强对于路面结构和厚度问题计算工作,然后就是要采用高模量的沥青进行混凝土处理工作,从而更好提高对于混凝土抗车辙能力承受力,采用细粒式方式进行合理配置工作。最重要的就是要能够进行补强加铺结构处理,进行彻底处理后要进行沥青加铺工作,根据结构计算方式进行各种发展研究,对于旧路和各个层面进行适当设计工作,采用沥青混凝土进行加铺同时还要进行非常合理调平工作,就是要能够对于各个层面道路问题进行非常合理研究。特别是对于旧的道路损坏进行合理平铺工作,及时处理好基层和底层道路问题,用置换方式进行道路基层沥青加铺工作。
结论:道路是经济建设中非常重要部分,对于人们生产和生活都具有非常重要影响,随着国家经济建设不断发展,就面临很多方面问题,需要更多人力物力进行合理配置和改造工作。对于道路病害问题也一直都是市政建设重要问题,直接会影响到人们生活和经济发展,所以在对于路面进行建造过程中,就需要注重质量,做好防止措施工作,保证人们生产和生活安全。对于城市道路改造工程中出现的旧路和道路评价病害问题,要及时进行加铺处理,对于结构设计方案等很多问题也要进行非常严格开展研究,同时对于市政道路各个路况进行方法研究,合理处理好旧路改造方面问题,加铺结构设计方案规制,更好进行相关工程技术研究,合理开展各个方面政策研究工作。
参考文献:
[1]李海霞. 道路沥青路面病害产生原因及防治[J].科技信息,2010,(25)
[2]刘少辉. 高速公路沥青路面主要病害及养护方法[J].交通世界,2010.165-166.
[3]杨克申. 旧水泥混凝土路面加铺沥青路面施工技术及病害治理对策[J].中国科技博览,2010,(23):140.
姓名:廖鹏飞
路面结构设计方案范文3
关键词:高等级公路;沥青路面;层间
1 路面结构设计理论
1.1 路面结构设计的目标
路面结构设计的基本目标就是在道路的使用寿命期限内不发生损坏,这个目标看似简单,实则很难做到,这就需要在路面结构设计时要充分考虑多个方面的因素,比如环境因素、材料因素、荷载因素、结构因素以及经济因素等等,通过这些因素的综合分析和评判,最终才可能选择一个符合实际、性价比较高的设计方案。具体而言,路面结构设计有抗滑性、平整性和耐用性三个衡量标准,抗滑性从传统意义上而言并不属于路面结构设计的内容,但是随着高等级公路的日益增多,汽车行使速度的不断提高,抗滑性越来越受到重视,抗滑性可以通过表层材料的选择和设计来实现;平整性可以减少因为荷载冲击而给道路带来的破坏性,同时可以提高行使的舒适性,由于平整性可以降低对道路的破坏,所以也间接地提高了道路的使用寿命;耐用性是路面结构设计中的核心性能,所有的设计方法都是以此为中心展开设计的,耐用性要求路面有足够的强度已达到抗变形的目的,耐用性代表了道路的设计使用寿命。
1.2 路面结构设计的方法
路面结构设计的方法根据设计机理不同分为三类:基于经验的设计方法、基于力学的设计方法和基于性能的设计方法:(1)经验设计法:包括CBR设计法与AASHTO设计法,CBR的设计思想认为路面应提供足够的质量和厚度从而防止路面层内产生压力变形,CBR的设计简单明确,适用于低等级公路的路面结构设计;AASHTO方法引入了PSI概念,PSI是指路面现时服务能力指数,反映了道路使用者对路面质量的评价,评价值在0到5之间;(2)力学设计法:主要包括SHELL设计法和AI设计法,SHELL设计法把路面看做路基、基层与沥青层三层结构,以厚度、弹性模量和泊松分别表示各层的特征;AI法把路面看成多层弹性体系,各层材料采用弹性模量和泊松比来表征;(3)性能设计法:包括SUPERPAVE设计法和OPAC设计法,SUPERPAVE设计法根据道路的使用性能进行路面和材料的设计,从而达到抗低温、抗疲劳、抗车辙的目的;OPAC法主要考虑了环境因素和交通荷载因素对路面性能的影响。
2 沥青路面层间状态的影响因素
2.1 结构及材料类型影响
当混合料施工不当时容易发生离析现象,特别是混合料最大粒径较粗、沥青层总厚度较薄并三层铺筑时更容易发生这种情况,离析后由于形成了较大的空隙率,从而无法防止路表水下渗情况的发生,而且由于其他原因产生的裂缝无法避免(特别是半刚性基层收缩残生的沥青路面反射缝),所以加大了雨水渗入路面的可能性。冰冻地区的路面,冬季毛细管聚冰导致了在春融期水分过于饱和,加上半刚性基层的透油层效果较差,水分将向上移动积存在基层表面,由于半刚性基层不透水,会导致水分无法从基层排走,如果沥青路面较薄,作用到沥青层底部的荷载压力较大,基层表面机会越容易破坏成灰浆,会影响沥青层的疲劳寿命。
2.2 施工管理的影响
施工管理对间层的影响也不应忽视,有些施工单位施工质量控制不严格,在进行基层表面清扫时清扫得不干净、不彻底,导致了间层的粘结不好,造成了层间容易产生相对滑动,另外由于在施工期间施工车辆通行的随意性以及不禁止外来车辆的通行,也会对间层造成严重的破坏。有些施工单位为了降低工程造价,在进行面层摊铺前不对基层进行洒粘层油的工艺处理,或者在洒粘油层的施工中计量不够、油膜不均匀等都会造成层间的粘结出现问题。要解决上述问题,首先要确保加强对基层表面严格的清扫工作,对基层表面粗糙度不合格的局部路段要进行相应的处理,达到技术要求之后,才可以进行粘结层的施工,另外在施工过程中严格进行车辆管理,禁止车辆通行。
路面结构设计方案范文4
关键词:市政道路;沥青路面;路面设计
引言
沥青路面结构是交通荷载承受的主体,使用性能的好坏直接关系到运营车辆能否快速、安全、舒适地运行,直接关系到交通运输业的经济效益和社会效益。因此,沥青路面结构设计是市政道路工程建设非常重要的一个环节。本文对市政道路沥青路面设计进行了探讨。
一、路面结构设计的原则
(1)路面结构设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件。密切结合当地实践经验,进行路基路面综合设计。(2)在满通量和使用要求的前提下,应遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则,进行路面设计方案的技术经济比较,选择技术先进、经济合理、安全可靠的方案。(3)应结合当地条件,积极推广成熟的科研成果,对行之行效的新材料、新工艺、新技术,在路面设计方案,应积极、慎重地加以运用。(4)路面设计方案应注意环境保护和施工人员的健康和安全。(5)为提高路面工程质量,对高等级公路应选择有利于机械化、工厂化施工方案。(6)高速公路和一级公路的路面不宜分期修建:对软土地基、填土路基,当已采取了技术措施后仍可能产生较大沉降时,可按“一次设计、分期实施”的方法进行设计,即按远景交通量设计路面结构与厚度,但沥青面层分两次实施。第二期工程公开放交通1~3年后,待路基趋于稳定时再施工。(7)沥青路面结构设计理论与方法按我国现行的《沥青路面设计规范》,沥青路面结构设计采用了双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性体系理论,以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标对沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层尚应进行层底拉应力的验算。在城市道路设计时,对沥青混凝土面层还应进行剪应力验算。对于多年冻土、沙漠、盐渍土、膨胀土等特殊地区的路面结构,除按规范的规定进行设计外。尚应根据当地的气候、水文土质、材料等特点,并结合各地的科研成果和实践经验进行设计。
二、市政道路工程中沥青路面设计
1、结构层材料的设计
针对市政道路路面设计的特殊性,在实践过程中,必须根据本地实际情况确定合理的结构管理层。通常,市政道路的结构层材料主要是由沥青材料和混凝土材料组成,但是在经济发展的作用影响下,存在材料应用不当的情况。例如多孔沥青混凝土材料被广泛应用到某些新型沥青材料的设计中,针对路面结构的差异性,必须结合承压性能比较好的应用方向合理分析结构类型。同时,随着技术水平的提升,通常会添加部分辅助材料,包括德兰尼特、抗车辙剂等,达到强化路面压力的目的。
2、结构层组合型设计
基于市政道路发展的特殊性,在设计过程中,必须重视机构层的组合型设计。由于应力计算体系直接关系到结构层整体厚度的设计,需要根据实际情况采取三维空间有限元分析方法。在设计过程中,必须重视图纸设计的重要性,严密计算结构层基本厚度。获得厚度参数后,为了节省资金的投入,经常存在过薄或者过厚的处理情况,为了减少影响因素的干预,必须针对结构层厚度的应用效果确定合理的计算方式。
3、混合料级配设计
对于混合料的级配确定,在级配范围的确定上增加了控制点和限制区的要求。对于级配范围的控制点要求设计级配不能超过所在控制点的大小范围,控制点主要是设置在最大粒径、公称最大粒径、2.36mm以及0.075mm。限制区则是在最大密度线两侧的区域,是要求在级配范围设计过程中不能通过的区域,如果通过限制区容易出现级配设计中细集料含量过多,影响压实与后期混合料的抗永久变形能力。
4、最佳油石比的确定
在初步确定级配以后,初始估算混合料的油石比,并通过旋转压实仪成型试件,试件的标准尺寸为150mm×115mm,旋转压实过程中压实次数的确定应该根据交通量分别确定初始压实次数、设计压实次数以及最大压实次数,试件成型冷却后确定沥青混合料试件的旋转压实参数、孔隙率、矿料间隙率等参数指标,并根据AASH-TO中的经验公式计算预估沥青用量。在确定预估沥青用量以后,分别以预估沥青用量上下间隔0.5%、1.0%确定4个沥青用量,并再次使用旋转压实仪成型试件,通过计算分析压实数据与体积特性,选择在设计压实次数下,各项体积指标均能符合规范设计要求的沥青用量作为最佳沥青用量。
5、沥青路面面层材料设计
对于市政道路沥青路面的面层材料设计来说,必须满足以下几点要求:所用材料必须具备一定的纹理深度;材料还必须能够在较大程度上抵抗高温或者是低温,尽可能避免在温度变化较大时出现变形现象;强度也是对于沥青路面面层材料的一个基本要求;水稳定能力也是需要我们关注的一个重要方面。当前常用的主要是OGFC和SMA沥青混合料。
6、沥青路面补强设计步骤
(1)对原有市政道路进行技术调查,掌握设计资料;(2)按设计任务书的要求或交通量调查的有关资料设计弯沉值与各补强层的容许弯拉强度;(3)确定改建路段原路面的当量回弹模量;(4)拟定几种可能的路面结构组合,并确定各补强层的材料参数;(5)计算设计层厚度,对季节性冰冻地区还应验算防冻厚度;(6)根据各方案的计算结果,进行技术经济比较,确定采用的补强方案。
7、排水设计
因为沥青路面很容易受到外在因素的影响而产生损坏现象,尤其是水破坏现象比较严重,因此,在具体的设计过程中我们就应该针对该问题进行具体的设计以提高沥青路面的防水性,当前在设计中主要采取的措施就是做好相应的排水设计,而排水设计则必须从路基、路面、结构内部等三个方面做好相应的设计。
(1)路基排水设计
对于路基的排水设计我们需要注意以下几点:加强桥涵设计中的排水设计,尤其是要确保排水口的数量足够多;设计专门的截水沟以及边沟,以便水能够及时排出,并且避免了和路面积水产生相互影响;对于各种引水渠道的设计应该重点关注其流向,确保水的流出不会对道路产生影响。
(2)路面排水设计
对于市政道路的沥青路面排水设计来说,其主要可以分为双坡排水和单坡排水两种,这两种排水方式的选择主要就是依据道路路面的宽度决定的,道路路面车道较宽一般必须选择双坡排水来提高排水的效率,避免水在沥青路面储存太长时间影响到沥青路面的质量。
(3)结构内部排水设计
对于市政道路沥青路面结构内部的排水设计是最为复杂的,具体说来,其设计的方式主要有两种:一是设计专门的排水隔层,在沥青结构内部设置专门的排水隔层来避免地表水或者是地下水对于沥青结构产生影响,效果是比较明显的;采用专门的封层设计来提高结构内部水的流出效率,减少沥青路面结构内部水的储存时间。
结束语
综上所述,沥青路面设计是一项复杂的过程,为了确保沥青路面设计质量,杜绝后续引发相关问题的产生,就必须做到各项程序选择层层把关,严格控制。我国的沥青路面设计方法虽有长足的发展和不断完善,但是在设计指标运用控制、参数选取、及时更新方面仍然需要进一步完善,减少设计的随意性和盲目性,通过不断的总结设计经验来完善设计、指导施工。
参考文献
路面结构设计方案范文5
关键词:路桥过渡段;沉降因素;设计
中图分类号:S611文献标识码: A
引言
目前,在我国高速公路事业的良好发展过程中,路桥过渡段的不均匀沉降已经成为了一个亟待解决的问题,引起了业内众多人士的关注。路桥过渡段的沉降会降低车速,破坏道路的安全性和舒适度,增加运营成本;另外,由于路桥过渡段的不均匀沉降还会导致跳车现象,一方面,这会使桥梁、路面以及车辆受到损伤而加速,另一方面,还会使车辆失控,甚至会导致交通事故的发生,严重损害公路行车的安全性和舒适性。本文通过引起路桥过渡段沉降原因的分析,找出了对其造成危害的影响因素,并根据具体原则,提出了相应的结构设计措施,从而使公路的质量有所保证。
一、路桥过渡段沉降产生的原因
1、施工材料性能差异
路桥工程中,路基与桥台的施工材料性能不一,是导致发生不均匀沉降的主要因素之一。由于路基填料土体的硬结性较差,使路基的强度下降;另外路桥过渡段的不均匀沉降,将引起错台现象,随着错台现象的发展,跳车情况将更加严重。且随着车辆的荷载作用,将使不均匀沉降的中心沉降加剧,最后成为了周边略高中间较低的土坑。
2、地基沉陷
地基沉陷是导致路桥过渡段产生沉降的关键因素,其产生的原因是地基在路面自身的重量和车辆载力的作用下而产生的。而由于路基和地基具有很多种类型,其地基土质的构成也不尽相同,因此,即使地基承载的负荷力一致,也会产生不同程度的沉陷,但是在路基地基下的土体质量相同而所受承载力不一致的情况下,同样会使地基沉降程度不一致。
3、路面的沉降
随着我国公路建设的大量增加,其设计要求也逐渐升高,大多路面的设计结构厚度都不会低于60cm,在进行垫层、基层的施工作业中,会常常出现碾压机械无法接触或超出桥台的情况,而这些情况的发生通常会使桥身之后的部分范围达不到需要的压实度标准。通常在工程竣工通车之后,由于受到车辆长期载荷力和振动作用的影响,垫层和基层压实度逐渐上升,路面结构层会受到压缩,从而产生一定的沉降。这种类型的沉降通常会比较弱,但是会在通车之后很快形成,增加了桥头跳车发生的概率。
4、刚度的差异
不同于桥梁的刚性结构,道路作为柔性结构的组合,由柔性路面和柔性路基组成;而桥梁的刚度则较大,会受到车辆长期行使引起的负荷作用,加上桥跨结构不会产生很大程度的变形,因此,变形程度并不明显;而路基地基则会由于自身的重力和外力的共同作用而产生不可逆的变形。
5、设计原因
目前国内的路桥工程大多将路桥过渡段设计为搭板结构,使沉降问题得到了一定的改善,但并非完全杜绝了不均匀沉降的发生,且桥头搭板经常出现断裂的问题。其主要原因分析如下:一是,根据相关规范得知,桥梁长度与桥头搭板的长度关系如下,大中型桥梁,搭板长度为8米。小型桥梁及填土高度低于0.5米的涵洞与通道,搭板长度为5米。另外,桥头搭板的设计长度要合理,并有效的进行顺接,否则将导致行车出现桥车隐患;二是,就目前阶段的桥头搭板设计而言,仍需进行不断的发展。且公路桥涵的设计标准也没有明确的对桥头搭板的设计进行规定。在实际的路桥施工中,通常不对桥头搭板进行专门的设计。从以往的路桥工程施工经验中可知,路桥工程路基应具备良好的压实度,并合理的对软土路基进行处理,对路基的不均匀沉降进行有效的控制,进而充分的发挥桥头搭板的作用,杜绝桥头跳车的现场再次发生。
二、针对路桥过渡段沉降问题的设计对策
1、路基的设计
在对路基进行设计之前,对路桥桥台进行了严格的分析,了解到其具有较大的刚度,因此在路基结构的设计方案中可以采用刚度较小的沥青混凝土结构,将两者结合起来使用可以有效控制过渡段的路基作用力,可以适当缓和路桥过渡段的沉降现象。一般情况下可以对软土的地基进行适当的处理,对路堤的设计亦可以采用此方法。一般会在桥台和路基之间设置一条大约宽50m的地带,设计其具有逐渐增大的强度,用不同的配料对该地带进行填充处理,以保证路堤的过渡链节。在这个过程中,假如采取土工合成土堤的方式,则在加强地基承载力上不会有较为明显的效果,不能有效预防过渡段的沉降情况的发生。因此,必须要先让地基具有足够的承载力,才能保证其在面对填充和相关车辆的重量作用时其沉降不会有太深的程度,从而能够保证土工合成材料能够发挥足够的作用。需要注意的是,需要保证路基的沉降差值在5cm之内,其沉降的坡度需要在0.4%之内。
2、结构类型
2.1在策划路桥过渡段的路基时,可以采用土工格栅技术,运用该项技术能够在最大程度上发挥土工结构的抗剪强度,能够在很大程度上承受车辆的负载和自身重量,而不会产生过大的侧向变形,能够很好地控制填土方面的侧向推动作用,增强了路基结构的稳定性。另外,利用该技术,可以有效降低台背的垂直作用力,达到减缓沉降程度的效果。
2.2对搭板的长度和强度应具有合理科学的规划。在策划搭板长度时,需要根据三个原则进行分析:第一,在公路的使用年限之内,由路面沉陷引起的纵坡,在路基出现沉陷问题之后,设置的搭板倾角需要在1/200到1/300之间。第二,保证其长度要超过桥台台背,在一定时期内难以被碾压,或者超过桥台台背和预留的缺口相连。第三,按照搭板本身的受力状态,应选择具有弹性的低级测量长度。在确定搭板强度时,需要按照搭板和桥台台背填土所产生脱空现象的可能性进行策划,还需要在搭板的等级分类基础上确定搭板的强度。
2.3在实际运行当中,还存在由于路基和搭板之间可能出现工程裂缝,在下雨时会引起路基漏水而导致的土质结构软化出现的沉降,从而出现桥头跳车的现象。针对这一问题,需要对工程的设计方案进行相应的改进,促进其相应问题的解决。
3、路桥过渡段的变形控制
①根据交通部《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》JTJ017-96规定,路桥连接处最大容许工后沉降为10cm。②从高等级公路的路况调查结果可知,当路面局部纵坡达到0.5%时,车辆行驶会产生晃动或摇动现象。
4、合理设置缓和过渡段
由于不同的结构型式,从桥台刚度大的混凝土结构逐步过渡到柔性的填土路基结构和沥青砼路面结构,其强度不一致。因此,软土地基处治时,各段不同强度之间需设置强度过渡段。
5、选取科学的路堤填筑材料
对各类土体进行可压实性试验得知,不同的土壤在相同的压实设备的施工作业下,压实度、压实次数及松铺厚度存在一定的关联,因此进行路堤填土施工时,应选取合适的土壤类别作为填筑材料。集料的选取应严格考虑下列几个方面的内容:首先应充分考虑骨料的级配、二灰碎石混合料等的配比问题。根据相关施工经验可知,传统使用的持续性级配颗粒胶小,在进行施工时应适当的对粗骨料的配合比进行提高,另外还有降低胶结材料的运用,控制填料的收缩。进行拌合的配水量试验中,应保证版拌合物具有良好的性能特征,并合理的进行运输时间的控制,保证能够在规定时间内将拌合物进行充分的压实。还需要加强对路堤压实的养护,保证压实面具有良好的湿度,这些方法都能有效的降低路基发生不均匀的沉降。
6、轻微沉降的处理措施分析
路桥过渡段发生轻微的不均匀沉降时的处理措施如下:一是,改善路基填土的压实施工,更换填筑材料,使用灰土、碎石块及砂石等,并进行合理的压实,使路基的压实度得到有效的保证;二是,合理的将桩间距进行调整,合理的桩间距,能够对沉降起到缓解作用;三是,采取粉煤灰及发泡珠岩,对路基土质进行改善,提高压实度;四是,设置柔性桥台。上述措施都能对发生轻微沉降的路桥工程进行维护治理。随着时代的发展,我国的科技得到了巨大的进步,这必将带动各行各业的发展,对于路桥工程过渡段的沉降问题,也将得到更好的方法进行处理。
结束语
通过对路桥过渡段沉降影响因素的分析,找出了相应的影响因素,即地基沉陷、路面的沉降、刚度的差异、设计原因等。同时,针对这些实际建设工程中的问题,采取了相应的措施,主要体现在路基的设计和结构类型的设计上,不仅对设计方案中的技术进行了一定程度的改进,而且对方案中的具体参数也进行了相应的改进,减少了工程中沉降现象的发生。
参考文献
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路面结构设计方案范文6
关键词:沥青路面;设计;山区高速公路;路面;设计方案
一、我国高速公路现状及山区高速公路建设面临的问题已超过美国跃居世界第一
中国高速公路发展从1988年沪嘉高速公路的建成通车实现中国大陆高速公路零的突破,到2013年底,高速公路通车总里程达到10.4万公里,已超过美国跃居世界第一。中国地域辽阔,地形地貌差别极大,给高速公路的建设带来很大的挑战性。在初期,高速公路的建设从经济发达同时修建难度比较小的地区开始建设,随着国家主干道计划(“五纵七横”规划)的逐步而实施,为实现成网的要求,建设重点也向地形复杂的地区转移,长大隧道及高跨、长跨桥梁占的比例也起来越大,同时高速公路的平均造价也大幅度提高。
随着高速公路的里程的增加,高速公路的建设不断向山区推进,所谓山区通常是指山地、丘陵和地形比较崎岖的地区。在山区高速公路建设中遇到不少问题,由于地形的限制,在路线线性选择上就无可避免的出现许多桥、隧道、陡坡等结构形式,然而这些往往是路面结构形式的薄弱环节。而且随着交通量的不断增大,并伴随着许多超载超限的车辆,使得路面结构出现车辙、裂缝、拥抱、泛油、水损害等早期破坏,给国家带来了许多的经济损失。
我国是一个多山的国家,我国的山地占国土面积的 33%,丘陵占 10%,崎岖高原占 10%以上,大体上讲,山区面积占国土 50%以上,并且山区大部分地区经济滞后,为提高人民生活水平,交通便利是一个必要条件,因此,解决好山区的交通状况非常的重要。 同时,山区高速公路的建设遇到了一些经济技术问题。因山区受地质和经济因素的制约,在高速公路设计建造时受到一定的阻力,而且山区高速公路建设成套技术的发展相对滞后。山区高速公路地质复杂,环境难以预测,路面病害多发。比如陡坡路段车辙严重,凌冰路段抗滑性能差以及路面结构水损害严重等。面对我国现阶段的国情,我国大量的采用的是沥青混凝土路面,针对山区高速公路的特点,路面使用中,面临着很大的挑战。根据调查和数据分析,我们发现山区高速公路沥青路面在使用过程中,出现了大量的不同程度的早期病害,比如裂缝、车辙、沉陷、龟裂等。山区高速公路的建设如此严峻,有必要从最常用的沥青路面的角度分析我国高速公路路面的设计问题。
二、山区高速公路特点
随着经济的快速发展,内地的开发,原有的普通公路已难以承受大量的运输需求,现在山区都已开始大规模的高速公路建设。 我国是一个多山的国家,所谓山区通常是指山地、丘陵和地形比较崎岖的高原。我国的山地占国土面积的 33%,丘陵占 10%,崎岖高原占 10%以上,大体上讲,山区面积占国土 50%以上,并且山区大部分地区经济滞后,为提高人民生活水平,交通便利是一个必要条件,因此,解决好山区的交通状况非常的重要。 由于独特的地形地貌,使得山区高速公路有着与一般高速公路不同之处。山区高速公路有以下几个特点:(1)地形地质复杂。山区高速公路,地势变化多样,地质复杂多变,对工程建设来说是一个巨大的考验。
(2)陡坡路段多。由于山区的典型特点,地势高差大而且范围广,陡坡路段出现频繁,由于上下坡车辆制动频繁,加上重车作用,对路面产生严重影响。
(3)桥隧比例高。通常山区高速公路桥梁隧道的比例大,借助于桥梁跨线,隧道穿越的高速公路形式在山区中应用显著。
(4)海拔高,凌冰路段多。山区海拔高,高差明显,高者可达几百以上,而海拔越高,气候越寒冷,凌冰路段时有出现,对沥青路面具有重大影响。
三、我国高速公路主要形式之沥青路面的病害
沥青路面在使用过程中,由于荷载和环境因素的影响,将使路面逐渐产生各种破损。路面的破损可以分为两类:一是结构性损坏,包括路面结构整体或部分结构层的破损,使路面失去支承行车荷载的能力;二是功能性损坏,它也有可能并不伴随着结构性损坏而发生,但由于平整性和抗滑能力等的下降,使其不再具有预定的服务功能,从而影响服务质量。
(1)裂缝。沥青路面产生裂缝的原因很复杂,按其成因可分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝,按其形式分则有纵向裂缝、横向裂缝、龟裂与网裂几种。
(2)坑槽。坑槽是由于路面松散、龟裂等破损后在行车作用下不断扩展恶化形成的一种路面损坏。
(3)沉陷。沉陷是由于路基、路面产生竖向变形而导致路面下沉的现象。可以分为三类:均匀沉降、不均匀沉降、局部沉降。
(4)车辙。车辙是沥青路面的一种主要损坏形式,大都发生在实行渠化交通的高等级公路上。路面在车轮荷载的反复作用下,由于路面面层、基层和路基的进一步压密、沉降,特别是高温下沥青面层的压密和侧向流动隆起,使路面沿行车轮迹逐渐产生纵向带状凹槽变形,在车道横断面方向上多呈W型。当车辙到达一定的深度,辙槽内就会积水并影响车速和行车的舒适和安全性。
(5)滑溜。滑溜主要起因于路面光滑,这是由于路面在行车水平力的作用下表层骨料被磨光或沥青路面泛油所造成。
(6)麻面。面层混合料沥青用量不足,矿料级配偏粗或嵌缝料规格不当,以及低温、雨季施工时路面未能成型,致使粒料脱落,即形成麻面。
(7)松散。松散多发生在沥青里面使用的初期,其原因是使用的沥青稠度偏低,用量偏少,与矿料的粘附力不足;或沥青加热温度过高造成沥青老化等。
(8)泛油。泛油多数是由于沥青面层的沥青用量过大、稠度太低或热稳定性差等原因所致,但有时候有可能因为低温季节施工,层铺法沥青路面的嵌缝料散失过多,在气温转暖后,在行车作业下多余的沥青溢至表面而形成。
(9)油包。油包时由于局部泛油处理不当,细料过多,沥青含量过大,或因沥青滴流在路面街成油污而形成面积不大的包装物。
(10)拥包。拥包就是由于材料本身以及设计的原因到时高温抗剪强度不足,或层内含水量过大难以蒸发,或粘结层不合格等原因,在行车荷载下,路面产生推拥、挤压在路面形成局部隆起变形的现象。
(11)波浪。波浪是路面表面沿纵向形成的有规则的凹凸起伏的一种变形。
(12)脱皮。脱皮是沥青面层在行车作用下产生大块的片状剥落现象。
(13)啃边。路面宽度过窄,边缘强度不足,路肩碾压不密实,路肩和路面衔接不当以致路肩积水渗入使其湿软,在行车作用下,路面边缘剥落,并逐渐向路中发展而形成啃边。
四、从沥青路面设计分析我国山区高速公路路面设计方案比较
方案一、采用厚沥青层的半刚性基层沥青路面结构设计。该设计方案可采用 SMA-13 和双层改性沥青,路面结构具有较强的表面抗滑性能和抗车辙性能;较厚的沥青层提高了路面的抗疲劳性能,使路面结构具有较好的耐久性;采用骨架密实型水稳碎石可减少基层裂缝,较厚的沥青层则可抑制和延缓半刚性基层裂缝在沥青层的反射,从而有效减少路面的裂缝类病害;采用封层和较厚沥青层,可减小动水压力对半刚性基层的冲刷破坏,从而减少路面的早期水损坏。推荐方案总体具有较好的抗滑、抗车辙、抗裂缝和抗水损坏性能,能较好地满足广乐高速高温多雨和重载交通对路面结构性能的需求,同时具有较好的长期耐久性,与传统结构相比寿命周期内的直接费用减少 30%~38%,具有良好的长期经济效益。 推荐方案新建费用比传统半刚性结构增加约 5.4%。
方案二、采用传统半刚性基层沥青路面设计。该设计方案路面结构具有较强的表面抗滑性能和抗车辙性能;采用骨架密实型水稳碎石可在一定程度上减少基层裂缝,从而减少路面的裂缝类病害;采用改性乳化沥青稀浆封层,可在一定程度上减小动水压力对半刚性基层的冲刷破坏,从而减少路面的早期水损坏。总体来说,该方面总体上具有较好的抗滑和抗车辙性能,但抗裂缝和抗水损坏性能一般,路面的耐久性也一般。方案二路面各项性能在短期内基本能满足广乐高速高温多雨环境和重载交通的需求,但由于沥青层厚度较薄,基层收缩裂缝向上反射容易形成贯穿型反射裂缝,裂缝进一步则引起其他病害,半刚性基层作为主要承重层,在重载交通作用下容易产生结构性破坏,维修养护比较困难。该方案寿命周期内的直接费用最高,用户间接成本也最高,长期的经济性最差。
方案三、采用柔性基层沥青路面结构设计。该设计方案采用 SMA-13 和双层改性沥青,路面结构具有较强的表面抗滑性能和抗车辙性能;38cm 厚的沥青层将沥青层层底水平拉应变减小到疲劳极限以下,避免了沥青层产生由下至上的疲劳裂缝,路面结构符合长寿命路面设计理念的要求,具有非常良好的耐久性;基层采用级配碎石柔性基层,因此完全避免了半刚性基层的裂缝反射问题;1.0cm 厚的封层和较厚沥青层,有效阻隔了动水压力对基层的影响,从而避免了因动水压力冲刷引起的基层破坏;38cm 厚的沥青层还可起到明显的应力扩散作用,减小级配碎石基层和路基顶面压应变,避免基层和路基在荷载作用下产生过大变形。该方案总体具有非常良好的抗滑、抗车辙、抗裂缝和抗水损坏性能,能很好地满足广乐高速高温多雨和重载交通对路面结构性能的需求,同时具有非常好的长期耐久性,与传统结构相比寿命周期内的直接费用减少 28%~37%,具有良好的长期经济效益。 该方案初期投资较高,路面新建费用比传统结构增加约 15%,该结构在国内大规模应用的经验不够多,对级配碎石基层施工质量和路基强度要求也比较高。
方案四,采用复合式路面结构。 该设计方案为复合式路面,采用 SMA-13 和双层改性沥青,沥青面层具有较强的表面抗滑性能和抗车辙性能;溶剂型粘结剂提高了沥青层与基层的粘结力,同时有利于路面防水;SBS 改性沥青封层可对基层形成有效的保护,减小动水压力对基层的冲刷。该方案总体具有良好的抗滑、抗车辙和抗水损坏性能,对重载交通和路基不均匀沉降具有非常良好的适应性,同时也具有非常好的长期耐久性,与传统结构相比寿命周期内的直接费用减少 21%~32%,具有较好的长期经济效益。 该方案的主要缺点是混凝土刚性基层需要设置施工缝和缩缝,裂缝对沥青层的长期使用寿命有较大的影响;造价较高,新建费用比传统结构增加26%,混凝土路面施工要求较高,维修比较困难。
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