城鎮道路路面設計規范范文

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城鎮道路路面設計規范

篇1

關鍵詞:預防性養護 城市道路 瀝青混凝土路面 對策

瀝青路面因其良好的性能,在城市道路中所占比重較大。我國道路養護研究起步較晚,預防性養護的理念雖已出現但未形成系統,在實際的養護中養護管理人員往往依靠養護經驗進行道路維修工作,沒有系統性和量化的養護對策。

1.現行市政規范中城鎮道路路面性能評價方法與不足

1. 1城鎮道路路面性能評價方法

我國現行《城鎮道路養護技術規范》(CJJ36-2006)中瀝青路面技術評價體系中評價內容包括了路面行駛質量、路面損壞情況、路面結構強度、路面抗滑能力和綜合指標評價,相應的評價指標為路面行駛質量指數(RQI)、路面狀況指數(PCI)、路表回彈彎沉值、抗滑系數(BPN或SFC)和綜合評價指數PQI。

綜合評價標準也以按不同城鎮道路等級分為A、B、C、D四個等級。根據四種評價指標規范給出對應的養護對策,如表1:

1.2《城鎮道路養護技術規范》在預防性養護中的局限性

現行的《城鎮道路養護技術規范》雖然給出了詳細的指標分級方法,但當各評價指標低于B級時,路面已經出現了較為嚴重的病害,按照預防性養護理念,此時已錯過了低成本恢復路面性能的有利時機。

2.城鎮道路瀝青混凝土路面早期性能評價

據調查:我國城鎮瀝青混凝土路面早期病害中裂縫及車轍占到了總破壞的70%以上。早期病害成為道路結構進一步破壞的源頭。因此車轍和道路裂縫非常有必要將其作為路面早期預防性養護的評價內容。

路面平整度及路面抗滑性是影響車輛安全舒適行駛的重要指標,借鑒既有城鎮道路養護規范,將其納入城鎮道路瀝青混凝土路面早期性能的評價內容。

本文在對當前瀝青路面主要病害分析基礎上,借鑒現有的養護規范,對病害規模及影響程度上,依照預防性養護的理念將裂縫、車轍、路面平整度及抗滑性作為預防性養護評價內容。

3.各評價內容分級

早期病害類型具有多樣性,同種病害類型也有不同的規模,只有將不同類型的早期病害按等級進行分類,對于早期病害的預防和處治才具有針對性。

3. 1裂縫分級

路面常見裂縫形式有網狀裂縫、縱向裂縫及橫向裂縫。城市道路單條裂縫主要是分幅施工或修補過程中引起的。網狀裂縫在市政道路中因為繁重交通和城市排水不暢等原因出現較多。

3.1.1單條裂縫分級

通過王威娜、支喜蘭等人所做裂縫滲水實驗發現,當裂縫小于1mm時路面滲水較低,處于3mm時明顯增大,大于3mm時路面滲水系數增大,但滲水系數變化量減小。故對于單條裂縫按裂縫寬度分級為:I級

網狀裂縫寬度較小,但分布較廣,因此已不能按裂縫寬度進行分級。本文引用國外道路養護相關規范中的PSI模型,引入裂縫率的概念,作為網狀裂縫評價參數。

國外PSI模型為式1。

其中:PSI―路面使用性能評價指數;

σ:平整度標準差;

CR:裂縫率;

RD:車轍深度;

IRI:國際平整度指數。

根據國外PSI路面使用性能評價模型經驗,路面綜合評價指標為:

優:PSI≥4;良:3≤PSI

本文中認為當PSI為次和差時已經失去預防性養護的意義,當PSI值為2.5評價等級為中,通過計算知,當PSI=4、PSI=2.5時,對應的裂縫率(CR值)分別為3.15%及0.29%。可知當裂縫率大于3.15%時不能用預防性養護措施進行維護,且0.29%可作為網狀裂縫分級依據。考慮到我國的現實狀況將裂縫率0.29%修正至0.5%。

在此將網狀裂縫按照裂縫率進行分級。當裂縫率小于0.5%時稱Ⅰ級裂縫率,當裂縫率處于0.5%-3.15%時為Ⅱ級裂縫率。3.2車轍分級

根據國內大量的統計結果及測試結果表明,我國市政道路非結構性車轍深度處于5mm-30mm范圍內。而試驗表明,當車轍深度大于10mm時積水及行車不穩的情況已經比較明顯。因此,根據車轍深度RD將車轍分級為:I級15>RD≥5;II級25>RD≥15;III級30>PSI≥25。

3.3平整度分級

參照王秉剛、王新民研究成果,當IRI指數分別為3.4、5.4、8.7時可認為是行車舒適性的分界。同時我國公路養護相關評定方法中認為IRI指數大于6.6時,認為路面車轍嚴重,需要維修。根據分析,路面平整度可以分為:I級3.4>IRI≥0;II級5.4>IRI≥3.4;III級6.6>IRI≥5.4。

3.4抗滑性能分級

根據《城鎮道路路面設計規范》CJJ169-2012,當年降雨量大于1000mm時橫向力系數SFC應不小于54,年降雨量介于205mm-500mm時SFC應不小于45,可以認為當SFC54時已經具有較好的抗滑性。故分級為:SFC>54為路面抗滑性為Ⅰ級,45

4.預防性養護對策4. 1預防性養護對策

路面的預防性養護對策應該以路面的使用狀態作為依據,并根據不同性能指標的不同級別選擇技術可行的養護措施。

4.2單條裂縫預防性養護對策

Ⅰ級單條裂縫縫隙較小滲水緩慢且數量很少,可以不采取養護措施;Ⅱ級單條裂縫寬度明顯增大,滲水情況隨之增大,可以進行封縫處理;Ⅲ級單條裂縫可能已經引起了路表水損害,應及時灌封。

4.3網狀裂縫預防性養護對策

Ⅰ級裂縫率情況下路面平整度和抗滲行未收到影響,可以暫不采取措施;Ⅱ級裂縫率情況下路面積水可能破壞路基或對路面結構造成破壞,此時可采用封層、微表處、罩面及超薄磨耗層進行處理。

4.4車轍預防性養護對策

Ⅰ級車轍由于比較淺,積水不會長時間滯留在路表,因而可以暫不進行處理。Ⅱ級車轍深度足以導致積水滯留而給路面帶來破壞,因此需進行處理,可采用微表處及封層進行處治。Ⅲ級車轍已經能夠嚴重的影響車輛行駛的安全性和舒適性。必須修補路面并提高其抗車轍性能,可選用的養護措施有:薄層罩面和微表處。

4.5平整度預防性養護對策

Ⅰ級不平整在行車上未給乘客造成不良的乘車體驗,可不進行預防性養護。Ⅱ級不平整雖會造成行車的顛簸,但幅度較小,僅需用稀漿封層或微表處進行修復即可。III級不平整給乘客造成了巨大的不舒適,必須通過微表處、薄層罩面或超薄磨耗層等措施進行平整度的改善。

4.6抗滑性預防性養護對策

當路面Ⅰ級抗滑時,因抗滑性不良引起車輛事故概率很低,可以不采取預防性養護措施。處于Ⅱ級狀態時,事故概率有所提高,可采用稀漿封層、微表處、薄層罩面及超薄磨耗層來提高抗滑等級。

5.結語

(1)通過現有市政道路養護規范中相關指標的分析,將裂縫、車轍、平整度及抗滑性指標作為市政道路預防性養護評價的內容。

(2)針對不同評價指標從安全性和舒適性對道路的危害性等各方面定量地對評價內容進行了分級,有助于提高預防性養護措施實施的針對性。

(3)在分級的基礎上對各評價內容提出了具體的養護對策。為養護部門對于路面早期病害進行量化,并選用合適的預防性養護措施,具有良好的可操作性。

參考文獻:

[1]CJJ36-2006,城鎮道路養護技術規范[S].中國建筑工業出版社,2006.

[2]支喜蘭,王威娜,張超,等.高速公路瀝青混凝土路面預防性養護對策研究[J].公路,2009(02):170-175.

[3]盛燦花.路面平整度特性研究[D].湖南大學道路與鐵道工程論文,2005.

篇2

關鍵詞:壓實度,回彈模量,彎沉值,必要性

中圖分類號:U231文獻標識碼: A

一 、引言

在施工過程中工程監理方出于對工程質量的嚴格要求,總希望多一些檢測手段,以便于將檢驗資料進行對比和相互印證。而且彎沉檢驗在實施過程中也比壓實度檢驗更為方便、快捷,故許多工程監理方很愿意采用“雙控(即控制壓實度和彎沉)指標”來掌握路基、路面的碾壓質量。然而大量的施工實踐告訴我們:經碾壓后的路基、路面在通過彎沉檢驗時遠比通過壓實度檢驗容易的多,以邯鄲經濟開發區(東區)市政工程翠堤路道路、給排水工程資料為例:

該道路路基最小壓實度要求

填挖類型 路床頂面以下深度(cm) 道路類別 壓實度(%)

(重型擊實)

零填方或挖方 0~30

主干路

≥95

30~80 ≥93

填方 0~80 主干路

≥95

80~150 主干路

≥93

150以下 主干路

≥90

該路機動車道采用瀝青混凝土路面形式,其結構從上至下依次為:

面層 5cm中粒式SBS改性瀝青混凝土

7cm粗粒式瀝青混凝土

上基層 20cm5%水泥穩定碎石

下基層 20cm二灰碎石

底基層 20cm12%石灰土

道路等級系數:1

路面設計彎沉值:LD=23.89(0.01mm)

路基回彈模量:≥30MPa

第1層路面頂面交工驗收彎沉值LS=21.06(0.01mm)

第2層路面頂面交工驗收彎沉值LS=23.22(0.01mm)

第3層路面頂面交工驗收彎沉值LS=26.51(0.01mm)

第4層路面頂面交工驗收彎沉值LS=49(0.01mm)

第5層路面頂面交工驗收彎沉值LS=145.48(0.01mm)

路基頂面交工驗收彎沉值LS=310.52(0.01mm)

經實測,當壓實度滿足要求后,實測彎沉值已比設計容許彎沉值小了許多。因此,名為“雙控”實際上只要滿足壓實度驗收指標就可以了。按理壓實度和彎沉指標是從兩個不同角度來衡量筑路材料的碾壓質量,檢驗手段雖不同而目的是一致的。因此,對于同一路面(或路基)結構層在相同碾壓條件下的檢驗結論應該基本一致或相近才是,為什么會產生較大差異呢?這里謹對此進行分析并提出建議,不妥之處請指正。

二、路基強度的評價指標

1. 路基壓實度

路基壓實度:指的是土或其他筑路材料壓實后的干密度與標準最大干密度之比,以百分率表示。路基壓實度是路基路面施工質量檢測的關鍵指標之一,表征現場壓實后的密度狀況,壓實度越高,密度越大,材料整體性能越好。

2. 路基回彈模量

回彈模量是指路基、路面及筑路材料在荷載作用下產生的應力與其相應的回彈應變的比值,土基回彈模量表示土基在彈性變形階段內,在垂直荷載作用下,抵抗豎向變形的能力,如果垂直荷載為定值,土基回彈模量值愈大則產生的垂直位移就愈小;如果豎向位移是定值,回彈模量值愈大,則土基承受外荷載作用的能力就愈大,因此,路面設計中采用回彈模量作為土基抗壓強度的指標。

3. 路面彎沉值

彎沉分為容許彎沉、設計彎沉和計算彎沉。

設計彎沉值即路面設計控制彎沉值。是路面竣工后第一年不利季節,路面在標準軸載作用下,所測得的最大回彈彎沉值,理論上是路面使用周期中的最小彎沉值。是路面驗收檢測控制的指標之一。

計算公式是Ld=600N *AC*AS* Ab---《公路瀝青路面設計規范》[1]。

式中:Ld路面設計彎沉值(0.01mm);

Ne設計年限內一個車道上累計當量軸次;

AC公路等級系數,高速公路、一級公路為1.0,二級公路為1.1, 三、四級公路為1.2;

AS--面層類型系數,瀝青砼面層為1.0;熱拌瀝青碎石、乳化瀝青碎石、上拌下貫或貫入式路面為1.1;瀝青表面處治為1.2;中、低級路面為1.3;

Ab--基層類型系數,對半剛性基層、底基層總厚度等于或大于20cm時,Ab=1.0;若面層與半剛性基層間設置等于或小于15cm級配碎石層、瀝青貫入碎石、瀝青碎石的半剛性基層結構時,Ab可取1.0;柔性基層、底基層Ab=1.6,當柔性基層厚度大于15cm、底基層為半剛性下臥層時,Ab可取1.6。

容許彎沉是合格路面在正常使用期末不利季節,路面處于臨界破壞狀態時出現的最大回彈彎沉,是從設計彎沉經過路面強度不斷衰減的一個變化值。理論上是一個最低值。

計算公式是LR=720N *AC*AS---《公路瀝青路面設計規范》[1]。

三、壓實度和彎沉指標的相互關系分析

1. 壓實度和彎沉反映的是什么

壓實度反映路基每一層的密實狀態,彎沉值反映路基上部的整體強度,當兩者都達到合格要求時,路基的整體強度、穩定性和耐久性才能符合要求。

彎沉主要是檢測路槽的剛度(檢測范圍比較廣),壓實度是檢測路基被壓后土的密實程度,壓實后的路基有一定的剛度。

在實際操作中:壓實度表示某一有限厚度的路面結構層經碾壓后的相對密實程度;彎沉表示被測路面結構層以下各層(包括路基)在汽車標準軸載下產生的總位移。兩者均可反映路基、路面的碾壓質量,但在理論上卻沒有關聯。

2. 壓實度跟回彈彎沉存在的相互關系

彎沉值從整體上反映了路面各層次的整體強度;路基的強度一般用回彈模量來反映。如果彎沉值過大,其變形也就越大,路面各層也就容易破裂。

彎沉值過大,其原因一般與路面各層的材料性質,厚度,整體性(是否結板),壓實度等有關,還與氣候條件有關,雨季會偏大。

3. 對于市政道路,《城鎮道路工程施工與質量驗收規范》(CJJ1-2008)[2]規范有明確要求:

6.8.1土方路基(路床)質量檢驗應符合下列規定:

主控項目

1路基壓實度應符合本規范表6.3.9的規定。

檢查數量:每1000m2 、每壓實層抽檢1組(3點)。

檢驗方法:查檢驗報告(環刀法、灌砂法或灌水法)。

2彎沉值,不得大于設計規定。

檢查數量:每車道、每20m測1點。

檢驗方法:彎沉儀檢測。

1)路基壓實度應符合表6.3.9-2的規定。

表6.3.9-2路基壓實度標準

填挖類型 路床頂面以下深度(cm) 道路類別 壓實度(%)

(重型擊實) 檢驗頻率 檢驗方法

范圍 點數

挖方 0~30 城市快速路、主干路 95 1000m2 每層

1組

(3點) 細粒土用環刀法,粗粒土用灌水法或灌砂法

次干路 93

支路及其它小路 90

填方 0~80 城市快速路、主干路 95

次干路 93

支路及其它小路 90

>80~150 城市快速路、主干路 93

次干路 90

支路及其它小路 90

>150 城市快速路、主干路 90

次干路 90

支路及其它小路 87

2)壓實應先輕后重、先慢后快、均勻一致。壓路機最大速度不宜超過4km/h。

3)填土的壓實遍數,應按壓實度要求,經現場試驗確定。

4)壓實過程中應采取措施保護地下管線、構筑物安全。

5)碾壓應自路基邊緣向中央進行,壓路機輪外緣距路基邊應保持安全距離,壓實度應達到要求,且表面應無顯著輪跡、翻漿、起皮、波浪等現象。

6)壓實應在土壤含水量接近最佳含水量值的±2%時進行。

4. 柔性路面結構體系比較復雜,首先它是以層狀結構支撐在無限深的路基上,各層材料性質多變,實際具有彈-粘-塑和各向異性,特別還受到周圍環境的氣候、水文、地質的影響。其次,作用在路面上汽車荷載的輕、重、多、寡以及分布不均勻等。所有這些因素都造成了試圖建立一個精確的、通用的路面結構設計數學模型幾乎是不可能的,因此我們現在采用的路面設計理論是經過某些假定、簡化過程的半理論、半經驗的設計方法。此外,雖然路面計算公式中沒有明確給出安全系數,但數學公式在推導過程中的假定、簡化以及經驗資料的分析取值都是偏安全考慮的。也就是說:在通常情況下采用現行的路面設計方法是可靠和安全的。但是從設計角度來說是可靠和安全的計算方法(包括采用的設計參數)若照搬來計算施工檢驗彎沉卻是不可靠。例如確定筑路材料回彈模量的大小:對于設計而言取小一些計算出的路面結構偏厚,偏安全,這是合理的。但較小的回彈模量計算出的彎沉值偏大,若以此彎沉作為施工檢驗指標無疑是在人為降低路基、路面的強度指標,與真實情況不符。但如果適當加大路基、路面的回彈模量值再重新計算檢驗彎沉,則顯然當計算至路表頂面彎沉時必然與原設計容許彎沉值不符,這與設計又產生了矛盾。

由此可見,套用路基、路面設計計算公式(或參數)來計算路基、路面各層次的施工檢驗彎沉是不妥當的。

這里可以參考《公路路面基層施工技術規范》(JTJ034-2000)[3]中回彈模量與回彈彎沉值的關系式,計算出路基頂面回彈彎沉值,即:

l0=9308E0-0.938(1)

式中l0---路基頂面的回彈彎沉值(0.01mm)

E0---土基的回彈模量(MPa)

這是目前各種規范中唯一能夠明確表達l0和 E0之間關系的經驗公式,也是近年實踐中普遍使用的。由于設計中采用的路基回彈模量值都是針對不利季節的,而施工中的彎沉檢驗往往是在非不利季節進行的,因此,需將路基回彈模量

E0調整到非不利季節的E0'值:

E0'=K1 E0(2)

式中K1---季節影響系數,不同地區取值范圍為1.2~1.4,各地根據經驗確定。

上述經驗公式一定程度上反映了路基回彈彎沉值與路基回彈模量之間的變化規律,但多具有一定的局限性,各地可根據現場測試測出路基回彈模量與彎沉值,然后使用最小二乘法得出路基回彈模量與彎沉值之間的關系。

5. 影響路基回彈彎沉的主要因素

(1)含水量的影響:土的強度與土質、密度及含水量有關。對同一種土,在一定的密度,如天然狀態或一定的壓實狀態下,其強度主要受含水量的影響。道路施工時,路基土通常具有天然含水量,經過雨季或自然條件的影響,路基土的含水量會大幅度增加,并且伴隨著路基土的膨脹,導致路基彎沉值達不到要求。

(2)地下水的影響:主要表現在毛細水的作用,特別是路槽處于毛細水飽和帶時,路槽區土質潮濕且天然含水量高,翻松困難,碾壓呈彈簧土(俗稱“橡皮土)狀態,致使路基強度大幅度降低,彎沉值達不到要求。

四、 結語

(1)《公路路面基層施工技術規范》對路基要求做彎沉檢驗,評價標準是所測彎沉值小于設計容許值,《城鎮道路工程施工與質量驗收規范》也對路基頂面交工驗收彎沉值做了要求,故鑒于彎沉檢驗的重要性與可行性,有必要對城市道路路基進行彎沉檢測。

(2)《公路路面基層施工技術規范》給出了回彈模量與回彈彎沉值的經驗公式,但具有一定的局限性,各地區可在此基礎上考慮不同條件,建立更接近工程實際的地區性公式。

(3)影響路基回彈的主要因素是含水量和地下水的影響,當路基回彈彎沉值達不到要求時,可以采用對路基采取排水和降水及對路基進行翻曬換填、足夠補壓等措施進行處理。

參考文獻:

[1] JTG D50--2006,《公路瀝青路面設計規范》

篇3

關鍵詞:彎沉;軸載;交通量。

1、概述

路面彎沉值就是荷載對路面作用前后,路面發生變形的大小。

2、分類

彎沉分為容許彎沉、設計彎沉和計算彎沉。

本文主要介紹設計彎沉值,設計彎沉值即路面設計控制彎沉值。是路面竣工后第一年不利季節,路面在標準軸載100KN作用下,所測得的最大回彈彎沉值,理論上是路面使用周期中的最小彎沉值。是路面設計驗收檢測控制的指標之一。

3、關于設計彎沉值的計算

彎沉值就是從整體上反映了路面各層次的整體強度,如果彎沉值過大,其變形也就越大,路面各層也就容易破裂。

就一般情況來說,當設計彎沉值滿足規范的相關要求時,瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層的層底拉應力和瀝青混凝土面層的剪應力一般均能滿足要求,故設計中采用設計彎沉作為主要控制指標,并依據此來計算(驗算)路面厚度。

在道路設計過程中,通過設計彎沉值(ld)與路表計算的彎沉值(ls)的關系來確定路面結構設計是否合理。為了防止路面出現網裂、龜裂、損壞嚴重(坑槽、擁包和沉陷)等整體強度不足的損壞情況,設計彎沉值(ld)應大于或等于路表路表計算的彎沉值(ls)。

即ld≥γals

式中:γa――-----瀝青路面可靠度系數

根據道路規范《城鎮道路路面設計規范》(CJJ 169-2012)中的規定,路表彎沉值計算應按下式確定:

ls=2000pδαw F/E1

式中:p――-----標準軸載下的輪胎接地壓強(MPa);

δ――-----當量圓半徑(cm);

αw――-----理論彎沉系數;

E1――-----各層材料抗壓回彈模量值(MPa);

F――-----彎沉綜合修正系數

根據道路規范《城鎮道路路面設計規范》(CJJ 169-2012)中的規定,瀝青路面路表設計彎沉值應根據道路等級、設計基準期內累計當量軸次、面層和基層類型按下式計算確定:

ld=600Ne-0.2AcAsAb

式中:Ne――-----設計基準期內一個車道上的累計當量軸次(次/車道);

Ac――-----道路等級系數,快速路、主干路1.0,次干路為1.1,支路為1.2;

As――-----面層類型系數,瀝青混合料為1.0,熱拌、溫拌或冷拌瀝青碎石、瀝青貫入式和瀝青表面處治為1.1;

Ab――-----基層類型系數,無機結合料類(半剛性)基層為1.0,瀝青類基層和粒料基層為1.6。

根據此公式計算設計彎沉值還需要確定Ne

瀝青路面設計基準期內一個車道上的累計當量軸次應按下式計算:

【(1+γ)t-1】×365

Ne = ―――――――――― N1η

γ

式中:t――-----設計基準期(年);

N1――-----路面營運第一年單向日平均當量軸次(次/d);

γ――-----設計基準期內交通量的年平均增長率(%);

η――設計車道分布系數,單向單車道為1.00,單向兩車道為0.65~0.95, 單向三車道為0.50~0.80,單向四車道為0.40~0.70。

各種軸載換算成標準軸載的當量軸次應按下式計算:

N1=

式中:――-----被換算車型的各級軸載作用次數(次/d);

P――-----標準軸載(KN);

Pi――-----被換算車型的各級軸載(KN);

――---被換算車型的軸數系數;

――---被換算車型的輪組系數;單輪組為6.4,雙輪組為1.0,四輪組為0.38;

K――-----被換算車型的軸載級別。

當軸間距大于等于3m時,應按一個單獨的軸載計算;當軸間距小于3m時,雙軸或多軸的軸數系數應按下式計算:

=1+1.2(m-1)

式中:m――-----軸數

根據以上公式所示,若想求得路面營運第一年單向日平均當量軸次,需要根據預測交通量,考慮各種車型的交通組成(或比例),將不同車型的軸載換算成標準軸載的當量軸次。

現在大部分城市新建道路都沒有交通量統計,只能通過預測交通量來確定道路建設規模是否合適。根據預測交通量再計算出道路設計彎沉值,進而確定路面結構設計。

4、計算設計彎沉值實例

下面通過一個實例說明如何通過預測交通量,再根據公式計算出設計彎沉值,進而確定路面結構設計的。

本市擬新建一條城市道路,道路等級為主干路,設計車速為40km/h,瀝青混凝土路面設計年限為15年,路面結構計算軸載為BZZ-100kN,道路橫斷面為4m(人行道)+3.5m(非機動車道)+2m(分隔帶)+21m(車行道)+2m(分隔帶)+3.5m(非機動車道)+4m(人行道),其中21m車行道為:3.5m(機動車道)×2+3.25m(機動車道)+0.5m(雙黃線) +3.25m(機動車道)+3.5m(機動車道)×2。

1)首先進行交通量預測

交通預測結果

假設本次的工程計劃在2015年底建成投入使用,以2016年作為預測基準年,取2035年作為項目遠期預測年限;路網交通分配后預測結果如下:

2)通過預測交通量計算設計彎沉值

設計彎沉值計算

通過公式計算得出路面營運第一年單向日平均當量軸次為712 ,再換算成設計基準期內一個車道上的累計當量軸次為3140485 。

再根據公式計算出設計年限內一個車道上的累計當量軸次為3140485,ld =30.11,ls=24.41,滿足ld≥γals的要求。

最后確定路面結構為5cm細粒式瀝青混凝土(AC-13C)+7cm中粒式瀝青混凝土(AC-20C)+1cm下封層+18cm石灰粉煤灰碎石(8:12:80)+18cm石灰粉煤灰碎石(8:12:80)+18cm石灰粉煤灰土(12:35:53),總厚66cm(不包括下封層)。

篇4

關鍵詞:公路;城市道路;設計方法;探討

中圖分類號:TU997文獻標識碼: A

隨著海南省經濟的快速發展,各市縣城鎮化進程的推進和城區面積的擴大,擴大面積范圍內原有公路的使用屬性改變為城市道路。各個建設主體單位不得不認真思考改造工作中出現的許多新問題。改造工作主要涉及兩大問題:一個是“標準差異問題”。公路遵循的是交通部的《公路工程技術標準》(TGB01―2003)等,而城市道路的建設遵循的是住房和城鄉建設部的《城市道路設計規范》(CJJ37-2012)等,不同的技術標準造成了公路與城市道路在技術指標方面存在較大差距。另外一個是“功能差異問題”。公路主要為交通功能而城市道路功能復雜不但須滿通功能還須滿足公交車站、交通換乘、城市管網、人行系統、路燈照明、景觀綠化等多種城市服務功能。因此城市區域內公路改城市道路實際上面臨許多關鍵技術問題迫切需要進行專題研究尋求系統解決方法。

1現狀及存在問題

定安縣定富路道路工程規劃設計為40米寬城市道路,本道路基本沿現有定南公路走向拓寬建設。定南公路(定安縣定城至南勛公路)自北而南貫穿定安縣三鎮一國有農場,是該縣西部的交通要道。這條縣道原來為沙土路面,經過2005改造后為柏油瀝青路面,路面寬7米,路基為8.5米,為三級公路標準。

隨著國民經濟的發展,定安縣城鎮人口不斷增加,相應城市規模也不斷擴大。城市規劃不斷調整,城區面積迅速擴大早些年修建的出入城市的公路因無配套管線、寬度不足、路面破壞、等級過低、無人行系統等原因需要改造為城市道路,但對改造工作中所遇到的問題還未見到較系統的研究和總結。

2功能差異、改造設計方法及原則

公路的主要功能為滿足公路起終點及中間結點的交通集散作用功能較明確、單一。而城市道路是城市的重要公共基礎設施,即服務道路沿線片區,是承擔城市交通運輸的系統工程,也是承擔各類公共工程設施的綜合載體。公路改城市道路的關鍵在于實現公路功能向城市道路功能的轉變。

2.1城市基礎設施管網

城市道路是承擔各類公共工程設施重要的綜合載體,其中包括給排水、電力、通信、照明、燃氣等城市基礎設施管道。公路改為城市道路則需對城市基礎設施管網補充修建,使其更好地服務道路周邊地區。公路所處位置為城鎮的郊區,道路排水主要為排除路面的雨水,排水方式大多為設在路基兩旁的明溝排放。公路改城市道路后,因道路周邊地區開發,需將雨水明排改為埋設管線暗排方式;且隨著道路兩旁商住建筑的增加、居民活動的頻繁,污水排放管線也需在道路上敷設。在基礎設施管網改造設計中,應遵循以下技術原則:

(1)增管網敷設前協調好各部門,統一規劃設計,避免反復開挖減少對施工區域車輛、行人出行的影響。

(2)盡量將管道敷設在道路路肩、中央分隔帶、新增人行道或輔道下面。

(3)開挖設計注意對城市環境的保護,考慮挖出的棄土和路面舊料的處理與堆放。

2.2交叉口及出入口

公路為點到點之間的服務,而城市道路為道路沿線片區服務。隨著公路改造為城市道路服務性質的改變,道路的交通流向將由簡單趨于復雜,因此需對交叉口及出入口進行改造。交叉口及出入口改造設計應注意:不隨意增加交叉口及出入口數量,開口設置應通過經濟技術論證,開口間距嚴格按照城市道路設計規程、規范的規定,設置在確保道路交通安全和道路總體服務水平不降低的原則下進行設計。

2.3人行系統

公路主要解決交通運輸問題,而城市道路不僅是車流的載體,也是人流的載體。人流的主要特征為方向無序、分散。公路改城市道路時,道路周圍區域城市化進程加快,將聚集較多的人流,應合理解決好人流行走、橫穿道路的需求。新增或改造人行系統采用以下設計方法:

(1)結合城市實際情況,堅持以人為本的原則,綜合考慮“必要、適用、經濟、景觀”的設置要求規劃改造、新建人行過街設施,做到布局合理、功能完善、使用便捷、舒適安全。

(2)公路改城市道路應增設行人步行服務設施,改善人行條,體現以人為本的精神,改善城市道路環境和面貌。注意無障礙設施各方面需符合人性化建設的理念,注重無障礙設施及標志的系統性、整體性和規范性,大力提升殘疾人、老年人等特殊群體參與社會活動和生活的物質環境。

(3)改造處于城市區的人行通道、涵洞等。對原有人行通道內部及洞口裝飾進行改造,增加通道內墻、通道頂及通道地面裝飾增加通道內的照明設施,保證行人通行的安全。

(4)根據道路兩側用地性質、發展趨勢、人行交通流量流向,確定人行過街設施的選址及斷面通行能力。切實照顧行人的交通需求,尊重大多數行人的心理與行為選擇,構筑一個便捷、舒適、安全的過街步行環境。

(5)在人行天橋及地下通道兩側醒目位置增設行人導向標志。

2.4附屬設施

公路附屬設施主要有交通標志、標線、標牌和車行護欄等。城市道路附屬設施主要有交通標志、標線、標牌、交通信號設施、人行護欄、車行護欄、公交站牌和站亭設施等。在公路改城市道路的設計中,需考慮以下幾方面問題:

(1)改善安全防護設施,保證行車和行人安全。公路改城市道路后,交通安全設施不僅要保證行車安全,同時也要保證行人安全。改造為城市主干道、快速道路后,未修建人車分離的護欄時,宜設置人性化的人行道護欄;對達不到標準要求高度的防撞護欄或人行道護欄需進行加長處理。

(2)改善道路交通標志、標線和標牌,保證各種交通工程設施位置適當、準確、完整、醒目、美觀。

(3)公路改城市道路后,在保證交通暢通、行車安全的前提下,需考慮居民出行方便,適當增設停車站以及相關的站亭和站牌。

2.5城市道路照明

公路因方向明確,且主要為滿足車輛交通,一般均不考慮道路本身的照明問題。改為城市道路后,不僅車流向的復雜性增大,且作為行人的載體,需滿足車輛及行人夜間在道路上順暢、安全運行的目的,因此必須考慮道路照明。公路改城市道路后,新增照明設施需在滿足照明功能要求的前提下,與城市建設風貌、人文和自然景觀相協調,并滿足生態和環保要求,使照明系統與城市環境和諧。2.6綠化景觀

隨著城市規模不斷擴大和城市道路的快速建設,道路綠化在改善城市生態環境和豐富城市景觀中的作用也日益突出。運用綠化手段進行合理的植物配置,營造大片的城市綠地,不但可降低機動車造成的空氣污染和噪聲,吸收灰塵,同時還可為從源頭上解決城市“熱島效應”起到巨大作用。因此,城市道路綠化景觀設計尤為重要。在綠化景觀改造過程中,應遵循以下幾點:

(1)對于未進行綠化的道路需進行景觀設計,對層次感不強的道路綠化景觀予以改造,以美化道路行車環境,營造園林城市景觀,提高道路的整體景觀效果。

(2)選擇喬木和整形灌木搭配形式,使中央綠化隔離帶簡潔、美觀、大方,使之形成流暢的視覺效果,改善道路周圍的生態環境和人居環境。

(3)優先選用一些能夠體現城市綠化風貌的樹種,更好地發揮道路綠化的美化作用。

3結語

隨著我國國民經濟的快速發展,許多城市不斷突破原有城市規劃用地面積,面臨大量公路改城市道路的建設問題。本文研究分析了公路與城市道路的技術標準差異、功能差異及其相關性,提出了公路改城市道路的設計方法及一般性原則,希望能對公路改城市道路的設計,提高公路改城市道路的技術水平和建設效率,降低公路改城市道路的建設成本有一定幫助。

參考文獻:

[1]覃光焱,黃華華,李量,林琳.公路改城市道路設計方法探討[J].公路交通技術. 2010年04期.

[2]中建標公路委員會.JTGB01―2003公路工程技術標準[S].北京人民交通出版社2004.

[3]北京市市政設計研究院.CJJ37―90城市道路設計規范[S].北京中國建筑工業出版社2007.

[4]中交第一公路勘察設計研究院.JTGD20―2006公路路線設計規范[S].北京人民交通出版社2006.

[5]北京市市政工程設計研究總院.CJJ129―2009城市快速道路設計規程[S].北京中國建筑工業出版社2009.

篇5

關鍵詞:路塹樁板墻;邊坡加固;設計;工程應用

1 引言

隨著社會經濟的快速發展,城市化水平不斷提高,交通流量日趨增長,部分城市道路已不能適應發展的需要,急需通過改造升級,實現“改造一條道路,創造一片效益,美化一片環境,凸顯城市特色”的目的。該類工程都屬于舊路改擴建,受限條件較多,改造工程與新建道路相比更加復雜繁瑣,尤其是受道路紅線寬度或周邊建筑物影響時,往往需要采用非常規結構。

一般情況下,土質路塹段邊坡可采用放坡開挖處理,放坡條件不足時則需要設置支擋結構,當紅線外側存在民居、廠房或電力設施等構筑物時,常規的重力式擋墻墻背開挖將導致拆遷或構筑物失穩,從而增加投資或引發工程事故。此時需考慮斷面開挖小、對周邊建筑影響最小的支擋形式,根據土質邊坡特點,參考國內之前類似工程,依據基坑支護理論,通過改進樁板式擋土墻斷面布置及約束形式等辦法,得出土質路塹段樁板式擋土墻計算方法及設計思路,并將其用于實際工程設計計算,以期為類似工程設計計算提供參考依據。

土質路塹段樁板式擋土墻主要由支護樁、擋土板和附屬設施組成,不設橫向錨桿或錨索等約束。支護樁采用鉆孔灌注樁,擋土板采用現澆混凝土。墻面直立,采用逆作法開挖施工,主要工序為先施工鉆孔灌注樁,后分層開挖樁前土施工擋土板。

本次選用我院設計的深圳市龍崗區嘉湖路市政道路工程中樁板墻設計實例作基礎進行計算:道路人行道邊距2.5m外為一現狀6層建筑(總高約18m),人行道設計標高比現狀建筑地坪低5~6m,因墻背無法開挖施工,常規擋墻無法施工。為減少建筑拆遷,保證現狀建筑安全,擬在人行道外側設置樁板式擋土墻。墻身主要位于粉質、砂質粘土層,懸臂段高度為5~6m,鉆孔灌注樁樁徑1.2m(1.6m),樁間距2.0~2.2m,埋深10~19m。

2 樁板式擋土墻基本參數擬定及計算

2.1 規范和計算模式

現行《建筑邊坡工程技術規范》(GB 50330―2002)及《公路路基設計規范》(JTGD30-2004)均未對樁板墻有相關規定,僅在《公路路基設計規范》中對抗滑樁做了規定,土質路塹段樁板墻與抗滑樁結構有相似之處,但計算模式與適用條件均不相同,不能作為設計依據。故在設計模式上,主要參考現行《鐵路路基支擋結構設計規范》,根據土質邊坡特點及排樁支護特點,計算模式以基坑支護計算模式為基礎,以《建筑基坑支護技術規程》為依據,并按公路規范規定的變形要求做相應調整。

2.2 橫向變形約束的取舍

國內類似工程中,一般都會對樁板墻采用錨桿或錨索的橫向約束。規范一般僅說明須注意變形協調,但并未規定具體計算方法及量化指標。基于以下兩個方面考慮,針對土層中樁板墻不考慮錨桿橫向約束:

1)錨索伸入廠房或倉庫下方,且深入長度較長,不利于后期地塊開發建設,一旦被破壞,存在較大安全隱患;

2)因砂漿與土層粘結強度有限,抵抗變形能力差,故土質路段一般不采用預應力錨索。

2.3 樁板墻尺寸擬定

樁板墻中擋土樁采用懸臂式,根據路基防護高度,樁基采用Φ160cm及Φ120cm直徑鉆孔灌注樁,標準樁間距為2.2m及2.0m。擋板為現澆混凝土板,板厚25cm。具體樁基一般設計原則為:

1)路基防護高度為6~7m時,樁基采用Φ160cm樁徑,樁間距采用2.2m;

2)路基防護高度為5~6m時,樁基采用Φ120cm樁徑,樁間距采用2.0m;

3)路基防護高度為4~5m時,樁基采用Φ120cm樁徑,樁間距采用2.2m。

樁頂設置冠梁,冠梁高度為1.0m,根據樁徑不同寬度為1.45m及1.85m兩種,部分冠梁頂設置防撞墻。

2.4 深基坑計算模式下的樁板墻計算

2.4.1、主要計算參數

1)工程結構安全等級為二級,結構重要性系數1.0;

2)抗震設防烈度:7度;

3)土的側壓力采用朗肯理論計算,砂性土采用水土分算,粘性土層采用水土合算;

4)鉆孔樁結構變形允許值:樁頂最大水平位移不大于0.4%H,且不大于50mm;地面最大沉降0.3%H(H為路基支擋高度),且不大于40mm。

2.4.2、工程地質條件

原始地貌單元為剝蝕殘丘,現狀為雜樹林,植被較發育。場地內大的邊坡主要為土質邊坡。土質邊坡在勘察深度范圍內邊坡巖土體自上而下有殘積土、全風化、強風化、中等風化及微風化之分,巖層起伏較大,沒有明顯的分界線,在山體范圍內未發現危及邊坡穩定的斷裂及連續軟弱結構面,亦未發現出現大規模滑坡前兆的跡象及古滑坡。土質邊坡不存在大規模的塊狀的楔形體破壞型式,因此其整體破壞模式為巖土層內的圓孤滑動型式。

2.4.3、支護計算荷載及采用軟件

1)土壓力及水壓力,水壓力取道路路面高度為地下水位線計;

2)地面堆積荷載及大型車輛的動、靜荷載;

3)周邊建(構)筑物的作用荷載:20KPa;

4)施工荷載:20KPa;

5)采用理正深基坑計算軟件6.01進行計算。

擋土樁計算模型如圖2所示。

2.4.4、主要計算結論

因路基防護范圍內支擋高度基本位于4.0~8.3.0m區間,從經濟角度考慮,支擋計算進行分區設置,支護計算按5.0m、6.0m、7.0m及8.3m高度計算,計算內容包括支護樁的內力、位移、地表沉降量、整體穩定及抗傾覆穩定,限于篇幅,本文僅選取最高支擋深度8.3m計算結果。

1)內力、位移及地表沉降計算

內力計算采用增量法,依據施工程序按開挖2.5m、5.5m、8.3m深度三種工況進行計算,對應于工況1~3。三種工況的內力、位移包絡結果如圖3所示、地表沉降量如圖4所示。

結果表明,樁頂最大水平位移為34.5mm,滿足規范要求;根據樁身內力進行配筋設計,在正常配筋率的范圍內能夠滿足承載能力的要求且裂縫寬度也小于規范限值;基坑外地表沉降量規范容許值為40mm,按三種不同方法計算,“指數法”偏安全的計算結果為41mm,僅超限1mm,“三角形法”、“拋物線法”的計算沉降量分別為27mm、16mm,均具有較大富裕,因此可認為滿足規范要求。

整體穩定計算采用瑞典條分法,其土條寬帶取1.0m,計算安全系數 Ks = 3.001,滿足規范要求。

抗傾覆安全系數按式1進行計算:

(1)

Mp――被動土壓力及支點力對樁底的抗傾覆彎矩,對于內支撐支點力由內支撐抗壓力決定;對于錨桿或錨索,支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。

Ma――主動土壓力對樁底的傾覆彎矩。

計算結果表明,工況3的安全系數最小,為Ks = 2.447 >= 1.200,滿足規范要求。

3 逆作法施工工序及監測方案

樁板墻支護體系采用逆作法施工工藝,具體施工流程為:施工鉆孔灌注樁->施工冠梁->開挖道路側2m厚度土體->鑿除鉆孔樁道路側部分混凝土、施工第一階段擋板->再次開挖2m高度土體->鑿除第二階段露出的鉆孔樁部分混凝土、施工第二階段樁板墻->依次施工完最后階段擋板->擋板外墻裝飾、綠化、防撞墻及其它。

為避免開挖樁后土體,墻后排水采用鉆孔敷設軟式透水管排水方法,通過面板穿孔排至碎落臺。并對碎落臺處進行垂直綠化處理。

參照基坑支護工程,本項目樁板墻是一種風險性大的系統工程,施工應遵照動態設計、信息化施工規定,確保擋土樁開挖基坑本身及周邊環境的安全。主要監測內容有:土體頂部水平位移、土體頂部沉降、碎落臺邊緣沉降、地下水位、擋土樁的水平位移、擋土樁的沉降、擋土樁結構裂縫、樁頂周圍地表裂縫、樁頂周圍地表位移、周圍建筑物的沉降及位移、建筑物的裂縫、重要電力或地下管線等設施的變位與破損、水管等滲漏情況以及滲水等情況。

樁板墻施工期間監測布置如圖6所示。

4 結語

樁板式檔墻主要適應于:對周邊有用地限制的填方路段,用于縮減用地規模,減少房屋拆遷及農田占用。根據目前發展趨勢,在挖方路段應用也越來越多,主要是應用于挖方段坡頂用建筑物或其他設備,按普通重力式擋墻沒有開挖位置,直接采用樁板式擋墻,逐級開挖,避免坡頂建筑物拆遷。隨著對用地和周邊建筑物控制越來越嚴格,樁板式檔墻技術將得到越來越廣的應用,因此,應好好掌握其技術。

參考文獻:

[1]《城市道路工程設計規范》(CJJ37-2012)。

[2]《城鎮道路路面設計規范》(CJJ 169-2012)。

[3]《公路路基設計規范》(JTG D30-2004)。

[4]《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120-99)。

[5]《建筑基坑支護技術規程》(DBJ/T15-20-97)。

篇6

關鍵詞:道路改造模式處理措施管理養護

中圖分類號:U41文獻標識碼: A

0引言

城市交通是一個城市發展的命脈,也可以直接體現一個城市的精神面貌。隨著經濟的發展,城市化速度不斷加快,人們生活水平不斷提高,城市機動車擁有量迅速增加,為適應汽車工業的快速發展,緩解城市道路的交通壓力,減少因道路交通擁堵所帶來的行車不便與經濟損失,各級有關部門采取了一系列的措施來改善城市道路交通的現狀,其重要舉措之一是對原有老路進行改造。老路改造是道路升級的一種有效途徑,它與新建道路不一樣,必要考慮多方面原因的影響,如半封閉、搭接、行車干擾等,需協調多方面工作,嚴格控制安全、質量、投資、環保、進度,以保證高效、有序的完成老路改造任務。老路改造應從道路路基、路面、交叉通組織、排水、景觀、地下綜合管線、交通安全設施、沿線附屬工程等方面進行系統改造。本文以某縣城城市主干路改造工程為例,對老城區道路改造模式與處理措施進行簡要分析與闡述,供工程技術人員參考。

1老路路面的病害分析與研究

瀝青混凝土路面具有良好的力學性能和較好的耐久性以及行車舒適性,適合于各種車輛的通行。但是隨著地方經濟的快速持續發展,道路交通量猛增,重載、超載車輛的不斷增多,使道路路面質量面臨嚴峻的考驗。很多城市道路瀝青路面呈現出一定程度的破壞,如裂縫、沉陷、松散、坑槽等現象,直接影響了車輛的運行。針對瀝青路面常見的幾種病害,分析其具體成因如下:

1.1坑槽

瀝青路面在使用過程中初期沒有什么影響,但隨著時間的推移和行車荷載作用下,以及自然因素的原因(如雨水、雪、高溫)使瀝青路面產生結構性破壞。面積大于1、深度在2.5cm以上的為坑槽。

1.2車轍

車轍是路面結構層及土基在行車重復荷載作用下,導致結構層材料的側向位移所產生的累積永久變形。影響瀝青路面車轍深度的主要因素是瀝青路面結構和瀝青混凝土本身的內在因素,以及氣候和交通量及交通組成等的外界因素。車轍產生的主要原因有:(1)瀝青混合料油石比過大;(2)表面磨損過度:(3)雨水侵入瀝青混凝土內部;(4)由于基層含不穩定夾層而導致路面橫向推擠形成波形車轍。一般深度大于2.5cm,如果不及時處理會給行車帶來極大的不安全因素。

1.3擁包

瀝青路面的擁包是路面結構層及基層在行車重復荷載作用下,位移擁起。或是油石比過大導致。多程現于行車道位置或地基部穩路段。波峰波谷一般大于2.5cm。

1.4網裂

瀝青路面的網裂一般程不規則狀,縫寬窄不一,網狀裂開,瀝青路面建成后,都會產生各種形式的裂縫。初期產生的裂縫對瀝青路面的使用性能基本上沒有影響,天氣變熱后還會自動恢復,但隨著表面雨水的侵入,導致路面強度下降,在大量行車荷載作用下,使瀝青路面產生結構性破壞。瀝青路面裂縫的形式是多種多樣的。影響裂縫的主要因素有:瀝青的品種和等級、瀝青混合料的組成、面層的厚度、基層材料的收縮性、土基和氣候條件等。

1.5瀝青路面的龜裂

瀝青路面的龜裂呈塊狀破碎,縫寬散落重,變形明顯,急待修理。否則會形成坑槽。一般是由于局部水分較多在行車的作用下路面產生結構性破壞。

1.6沉陷和翻漿

瀝青路面產生沉陷和翻漿主要是在春融時期,因為水的侵入和路基土的水穩定性能差,由于春融的作用,路基上層積聚的水分春融后下層的還在冰凍,在行車的作用下引起路面脹起并開裂。道路翻漿是水、土質、溫度、路面和行車荷載五個主要因素綜合作用的結果。其中水、土、溫度構成翻漿的三個自然因素,缺少任何一個因素都不可能形成翻漿。沉陷是路基不穩定在行車和溫度的變化下產生大面積下沉,使路面變形。如不及時修補會給行車帶來不安全隱患。

2老路改造模式的種類

對于瀝青老路面改造,目前目前國內通行做法主要有三種。一為直接加罩法,即對舊瀝青路面修復處理后,加罩瀝青面層;二為銑刨處理后補強加鋪法,指對既有瀝青混凝土路面結構層進行一定厚度的銑刨,然后采用半剛性基層加瀝青面層進行補強加鋪;三為翻挖新建,即瀝青混凝土路面全部挖除后,新建路基及瀝青混凝土路面結構層。

具體改造原則如下:

1、瀝青路面整體強度基本符合要求,車轍深度小于10mm,輕度裂縫而平整度及抗滑性能差時,可對裂縫進行灌縫處理,修補松散、坑槽后,直接加鋪罩面,恢復表面使用功能。

2、對中度、重度裂縫段及瀝青層網裂、龜裂或瀝青老化段宜視具體情況銑刨一定厚度老路面,采取多層瀝青補強層,或半剛性基層、貧混凝土基層等結構層。

3、當整體強度不足時應加鋪補強層,對嚴重裂縫的路段可根據路面開裂深度或結構破壞情況,確定挖除深度和范圍。

3老路改造處理措施分析

3.1工程概況

迎賓大道位于江蘇省某縣城老城區南部,其紅線寬度為35m,總長約7.1km。根據城市總規路網功能劃分,迎賓大道連接城市的東環路及西環路,是老城區南部一條東西向系統型貫通的主干路。它是城市公共交通的走廊,同時又是縣城對外展示城市靈魂的窗口。它的改造對于完善縣城南部片區路網,緩解城市交通壓力,加快縣城外界溝通,提升城市形象、創建良好投資環境,都有著極其深遠的影響和重要的意義。

3.2老路概況

現狀道路車行道為瀝青路面,車行道路面結構為5cm瀝青混凝土+30cm石灰土,現狀瀝青路面縱橫向裂縫、松散、坑槽、沉陷破損嚴重,路面破損狀況等級差,人行道部分路段破損嚴重。

龜裂 縱向裂縫 橫向裂縫

坑槽 松散 沉陷

老路面整體概況

本工程重點對路面強度及路面破損情況作了調查,并根據路面強度及破損情況進行了鉆芯取樣。

1)路面強度調查與評價

瀝青路面強度采用強度指數作為評價指標。強度指數(SSI)按下式計算:SSI=路面設計彎沉值/路段代表彎沉值。

路面彎沉值根據貝克曼梁法測試得到,測試時每20m測一個點,分道路左、右側進行,根據彎沉試驗檢測報告,按JTG F80/1-2004標準評定,路段彎沉代表值102.04(0.01mm),反算老路面當量回彈模量為146MPa,據此評定老路面強度較差。

2)路面破損調查及評價

路面破損狀況采用路面狀況指數(PCI)進行評價,路面狀況指數由瀝青路面破損率(DR)計算得出。PCI的計算公式為:PCI=100-15DR0.412

經統計分析,該段路面狀況指數PCI在40~70之間,評價為中、次。

3)鉆芯情況

路面取芯均選取典型路段,芯樣具有一定的代表性,具體芯樣見下圖:

老路芯樣

4)老路排水調查及評價

通過調查發現,現狀老路兩側布設雨污合流管,收集道路及兩側地塊雨水排入沿線相關河道。目前兩側部分街面污水排入現狀雨污合流管,致使部分河道污染嚴重,同時現狀合流管過水能力遠遠不能滿足流量要求。

3.3老路改造處理方案比選

根據對老路概況的調查分析,結合現狀老路兩側街面及場地地坪標高,從路面行駛質量、工程耐久性、工程造價、使用年限、施工工期、社會影響矛盾、老路結構的再利用等方面進行綜合比選,具體比選內容如下:

改造

方案 方案一

直接加罩法 方案二

銑刨處理后補強加鋪法 方案三

翻挖新建法

改造

原理 將舊瀝青混凝土路面病害修復處理后,直接加罩瀝青混凝土面層 將舊瀝青混凝土路面瀝青面層及基層銑刨后,鋪筑半剛性基層及瀝青混凝土面層 挖除舊瀝青混凝土面層及老路基,新建路基路面

適用

范圍 適用于路面裂縫破損程度較小,相關病害如網裂、龜裂、坑槽較少的情況 適用于路面破損較嚴重瀝青層網裂、龜裂或瀝青老化路段 適用于路面破壞過于嚴重、整體強度不足或路面高程受限的情況

優缺點 初期資金投入較少,但修復不是重新修筑,加罩后在較短年限內易出現病害 在保證一定使用年限的前提下,盡量減少原路的開挖工程數量,減少廢棄材料,但銑刨加鋪補強結構層,對兩側現有街面及廠企有一定影響,施工中會存在一定矛盾 翻挖新建改造,能徹底保證路面行駛質量,提高工程耐久性,但初期投入較大,挖除的舊瀝青混凝土路面很難加以利用,造成一定的浪費

工期 短 較短 較長

具體處理方案 修補原瀝青路面后,加鋪8cm粗粒式瀝青混凝土+4cm細粒式瀝青混凝土 銑刨原瀝青路面20cm,鋪筑30cm水泥穩定碎石+ 8cm粗粒式瀝青混凝土+4cm細粒式瀝青混凝土 開挖后采用60cm石灰土處理路基,新建20cm水泥石灰土+36cm水泥穩定碎石+8cm粗粒式瀝青混凝土+4cm細粒式瀝青混凝土

使用 年限 2~3年 8~10年 15年

累計當量軸次 5.49×104 4.76×106 9.51×106

設計彎沉值 68.0(0.01mm) 27.7(0.01mm) 24.0(0.01mm)

與原路面高差 抬高≥12cm 抬高≥22cm 不抬高

地坪標高銜接 人行道邊緣比原地坪抬高平均8cm,最高20cm 人行道邊緣比原地坪抬高平均15cm,最高30cm 人行道邊緣與原地坪基本齊平

單價 約180元/m2 約300元/m2 約350元/m2

通過以上改造處理方案比選分析,結合老路回彈模量值,迎賓大道如考慮利用老路結構,則需相應加鋪一定厚度的基層及瀝青混凝土面層。方案一直接加罩法改造后道路使用年限僅為2~3年,顯然不能滿足道路改造的目的和要求;方案二銑刨處理后補強加鋪法,改造后道路基本滿足使用年限要求,施工工期短,工程造價低,但方案二局限于道路銑刨加鋪后與兩側街面銜接的問題,如老路有一定的加鋪空間(如城郊路段),方案二是很好的改造方案;方案三翻挖新建,能徹底保證路面行駛質量,提高工程耐久性,但挖除的舊瀝青混凝土路面很難加以利用,造成一定的浪費。根據現狀迎賓大道兩側的街坊、廠企地坪標高,老路已無加鋪空間,如加鋪結構層過厚勢必會對現有街面及廠企帶來較大影響,故迎賓大道改造最終選用的翻挖新建的改造模式。

4老路管網改造注意事項

在道路工程改造的過程中,不僅要在道路路基、路面鋪設過程中,需要對老路進行詳細的研究與分析,還應在城市管網問題等方面都要進行科學、合理的道路改造方案,以保證道路工程質量,為社會和諧發展提供更優質的空間。

老城區架空線纜較多,走向雜亂,居民的各類進戶管線占道情況嚴重,是造成老城區環境視覺效果差的一個重要原因。老路改造時應力求所有管線入地,并力求各類弱電管線并位施工,節約有限的管位空間,并設立綜合檢查井。

老城區改造時應督促管線單位對現有管線進行調查,老城區建成年代比較遠,自來水等舊有管線可能已不符合新的要求,各類管線應趁老城區改造的時機改造到位,避免日后重新開挖改造。

對于在城市道路排水工程上,要充分根據地區的實際情況,對改造設計的管道應該在排水功能上應及時處理雨水、污水,同時應對基礎設施改建中管道位置變化、接入接出口位置及相應的標高變化都要進行合理的改造調整,以保證排水的及時性。對于其它管網的布設,應根據規劃進一步依據規范,進行科學、合理的改造,保證整個道路工程質量。

5結語

1、老路改造工程,前期對老路現狀調查十分重要,老路的現狀直接影響到改造方案以及工程投資。

2、瀝青路面在使用過程中,難免會出現裂縫、坑槽等病害,若不能及時有效地進行維修,將會進一步使病害加重擴散,加速瀝青路面破壞,影響道路的使用安全性能,在城市道路改造后,應對道路進行科學管理和養護,以提高道路的工程耐久性。

參考文獻:

[1] 《城市道路工程設計規范》(CJJ37-2012)

[2] 《城鎮道路路面設計規范》(CJJ 169-2012)

篇7

關鍵詞:道路設計;互通式立交;匝道設計;立交設計

中圖分類號:S611文獻標識碼: A

工程概況

本項目結合沿線城鎮、廠礦分布、路網規劃、交通流向、社會經濟發展等情況,本項目合同段共設置互通式立體交叉3處。互通立交布置詳見表1所示。其中奶牛場互通式立交在K0+661.947處與老S313線交叉,為十字形交叉。老S313線此段為二級公路,路基寬度12m,路面寬度10.5m,瀝青混凝土路面,與主線交叉角度為86°。根據交叉處交通流向的趨勢,本立交的主交通流是伊犁河二橋~察布查爾縣方向,2033年預測轉向交通量(小客車/日)分別為14917輛和3729輛。結合轉彎交通量、互通功能及附近建筑物等設施分布情況,本次考慮立交方案如下:由交通量預測和路網規劃,該互通為一般互通。該立交位于典型的平原農耕區,地形平坦,自然降坡比較小。該段地基土主要為兩層:第一層為粉土,揭示層厚0.4-0.9m,黃灰色,稍密,稍濕-潮濕,含植物根系和腐殖質較多,地基土承載力基本容許值[fa0]=110kpa, 土、石等級為Ⅰ;第二層為圓礫,黃灰色,潮濕-飽和,稍密,未揭穿,地基土承載力基本容許值[fa0]=400kpa,土、石等級為Ⅲ。地下水1.50m左右。另外,本項目互通式立交范圍內為七度地震設防區。

互通立交方案分析比較

針對當前現有S313線與S237線在起點段交匯形成Y形交叉,S313線向東經伊犁河一橋進入伊寧市,S237線向北經伊犁河二橋進入伊寧市。現有S313線作為被交路與S237線相切,此Y形交叉僅為簡單的區劃平交,交織點多,交叉角度小,交通組織混亂,存在較大的安全隱患;故在主線與現有S313線交叉處設置一處半菱形互通立交與現有S313線銜接。由于在起點處的S237線上有1平交口,主線車輛可通過被交線進入奶牛場及進而連接到現有S313線,可以解決伊犁河一橋方向及奶牛場的交通上下主線,而察縣方向的交通從此立交上主線去都拉塔口岸的交通幾乎沒有。由于察縣至伊寧市之間的70%交通將通過察縣連接線及察縣東互通立交上下主線從伊犁河二橋來往于察縣和伊寧市。剩余交通量主要是察縣去伊犁河一橋和部分去二橋交通(主要為此立交至察縣段現有S313線沿線交通),其交通流方向為此立交主要交通流方向。此立交為察縣東互通立交的輔助立交。(1)半菱形立交。該類型的立交設計其優點主要有一下幾點:1.建設工程規模小,占用農田少、拆遷量小。2.伊寧市至察縣方向匝道為利用現有S237線路基路面,以節約占地和節約投資,只需新建一幅匝道,即可解決伊寧市至察縣主交通流車輛出行、充分吸引交通量、發揮立交最佳效益。但其存在的缺點如下:1.被交線車輛需通過平交進入主線。2.將主線K0+300處平交廢棄,車輛需通過其他道路繞行。

(2)半苜蓿葉立交。該類型的立交其優點在于:1.伊寧市至察縣方向的主交通流通行順暢。2.主線K0+300處平交可保留利用。但其缺點為:1.建設工程規模大,占用大面積農田、拆遷賠償數量大。2.現有S237線路基路面全部廢棄浪費較大。3.被交線車輛需通過平交上下主線。

半菱形型互通立交設計

由于本立交主交通流為伊寧市與察縣之間(詳見奶牛場互通立交交通量分布圖),故采用主交通流方向車輛出行順捷、繞行距離短、占地少、規模小的半菱形型互通立交方案。

(1)、主線設計情況。奶牛場立交范圍內主線圓曲線半徑2000m,縱坡為1.655%,主線的平縱指標滿足規范對立交主線的要求。

(2)、匝道設計。本立交匝道設計速度40km/h,匝道平曲線最小半徑200m;匝道最大縱坡2.958%,最小坡長164m;單向單車道寬8.5m;立交采用主線上跨被交線的形式。立交匝道各項技術指標滿足《公路路線設計規范》JTG D20-2006的要求,車流可以快速地轉換,服務水平較高。針對伊寧市至察縣方向匝道,此立交匝道路面結構采用4cm細粒式瀝青混凝土(AC-13F)上面層+7cm中粒式瀝青混凝土(AC-25C)下面層+1cm下封層(S12)+21cm4.5%水泥穩定砂礫基層+20cm天然砂礫底基層。互通式立體交叉加、減速車道及漸變段的路面采用與主線相同的結構型式。

(3)、變速車道設計。另外,本項目為了能有效地適應車輛變速行駛的需要,分別針對主線分、合流處采取減速車道和加速車道設置。其中對于加速車道采用平行式設計,而對于減速車道則采取直接式設計。在設計加速和減速車道長度時,結合主線縱坡修正了上坡路段的加速車道和下坡路段的減速車道長度。最終計算出減速車道長度分別為110.257m,加速車道長度分別為180m;立交加、減速車道漸變段長分別為80m和70m。變速車道長度滿足《公路路線設計規范》JTG D20-2006規定最小值。

(4)、被交線及跨線橋。被交線為二級公路,設計速度60km/h,路基寬度12.00m,路面寬度10.50m。考慮到如果主線下穿,,那么主線和上跨的S313線以及大稻渠灌渠將把察縣賽美農家樂圍在其中,無法出入,所以采用被交線下穿的方式。主線上跨跨線橋上部結構擬分別采用3×25m(橋寬24.5m主線上跨)預應力混凝土連續箱梁,下部結構采用柱式橋墩、肋板式橋臺、鉆孔灌注樁基礎。匝道與被交線交叉處設置渠化平交。針對被交線路面結構采用5cm中粒式瀝青混凝土(AC-16F)上面層+1cm下封層(S12)+32cm4.5%水泥穩定砂礫基層+15cm天然砂礫底基層。

(3)平面交叉的設置分析。另外,針對本項目中大部分路線位于農田區,因此如何在路線設計時在少占耕地的前提下,確保公路交叉的合理設計是關鍵之一。在主線路基高度較高段落,與被交線交叉時,采用平面交叉設計,以降低路基高度。本合同段主線共設置平面交叉2處,一處為砂石路面,一處為瀝青表處路面,設計中均采用加鋪轉角設計。

5. 結語

互通式立交作為公路設計的重要部分,其投資還是在公路中的作用都起著舉足輕重作用。尤其是互通式立交方案設計的優劣以及合理性,直接影響工程投資以及行車安全等問題因此立交形式的選擇對高速公路的修建是至關重要的。

參考文獻:

[1] 曹云強. 惠州市大湖溪互通立交設計布局與選型[J]. 科技創新導報,2009,17:88.

篇8

關鍵詞:低等級公路改建、總體及路線設計

Abstract: In this paper, combined with Meixian town radius to Peng spicy cultural tourism highway design experience of Tricholoma, for low grade highway rebuilding existing technical standards overall, route design problems and summarize the experience of.

Key words: reconstruction of low grade highway route overall and design;

中圖分類號:F540.3 文獻標識碼:A 文章編號:

1前言

近年來,我國公路交通運輸飛速發展,高速公路、省干線公路的完善,經濟的發展也使得原本等級較低的村道、鄉道無法滿足日益增長的交通需求;各省市縣對較低等級的山區公路和城鎮道路的提級改建也日益重視,增加投資建設資金,加快了公路交通網的建設。公路提級改建項目因為山區地形、地質復雜,路線布設受平縱橫斷面等條件和影響因素諸多;現根據以往各種等級公路提級改建項目設計過程中的一些粗淺體會,以梅縣松口鎮半徑至蓬辣文化旅游公路為例,闡述對公路提級改建中總體及路線設計的幾點認識,希望能對公路提級改建項目的建設起到一定的指導作用。

2 總體設計

總體設計是公路工程項目的總圖,要求協調專業間內外關系,確定標準、規模、方案,以形成完整的系統工程,實現安全、環保、可持續發展的總體目標。在實踐過程中,改建項目總體設計考慮的因素有:起終點的銜接、公路等級、建設規模(涉及橋涵的數量)、大體的施工方案以及主要的制約因素;即明確“三做”做成什么樣、需要做什么、可以怎么做。

梅縣松口鎮半徑至蓬辣文化旅游公路定義為三級公路,設計時速30Km/h,路線起點接縣道X009,終點為蓬辣小橋終點;沿途經過半徑村、羅屋敦、蓬辣等村莊,既有兩座橋梁已不能滿足設計要求,需拆除重建,另需新建中橋一座,各涵洞均需拆除重建;既有水泥砼路面不能滿足荷載要求,需破除;中間控制點主要為舊路兩側的村莊、建筑物、山體以及舊路橋梁。

3 選線

選線考慮的因素較多,變化大;一般遵循先整體后局部,由淺入深的原則。由起終點、必須連接的城鎮村莊作為最主要控制點決定路線基本走向,在基本走向確定的基礎上,細化控制因素,如橋梁、舊路沿用、隧道以及河流等,決定路線的局部方案,從而確定路線走向。

對于公路提級改建工程,大多路線走向基本已經確定,但是一味的沿舊路選線未必就是最優的選擇,反而可能因為道路等級的提升帶來新的征地拆遷工程;通過局部改線論證,或許能有更優可行的路線走向。梅縣松口鎮半徑至蓬辣文化旅游公路,于羅屋敦繞開兩側居民房屋甚多處,避開舊路,改走沿房屋后山腰,避免了大量的征地拆遷工作。

此外,改建項目設計中心線的位置可能為兩種:當舊路基基本能滿足改建斷面的需求時,選擇舊路中心線作為基準;當舊路基與改建斷面相差較大時,選擇舊路邊線作為基準,兩者都能很好的利用舊路基,這是相當重要的,這對道路標高的控制,施工方案有決定性作用。

4 平面設計

平曲線指標是視距及行車安全的首要影響因素,其要素應根據規范滿足其組成要求。在平面設計中,其要點無非圓曲線半徑、緩和曲線長度、超高加寬以及直線段長度等能否滿足規范。在公路提級改建中,我們既希望能將平面線型嚴格滿足規范要求以達行車安全,也希望在改建的過程中以人為本,注重環保,減少對山體環境的破壞,這就需要一個平衡點。

目前大多數公路改建工程,因為日益增長的交通量而投入建設:對于舊路為沙土路等級較低者,我們應嚴格按照規范進行平面設計使其達到我們提級的目的;而對于有一定等級的公路優化改建項目,在保證路寬的情況向,可適當考慮使用較低平面指標。梅縣松口鎮半徑至蓬辣文化旅游公路,舊路現狀寬6.0m,平縱指標低,為四級路;本次設計我們采用三級公路30Km/h設計標準,局部降低指標限速20Km/h,減少了大量的新征拆遷,又保證路段的通達能力得到了提升。

4.1 直線

公路路線規范對平曲線間直線長度作出了最小值的規定,即我們常說的同向6V,反向2V;設計速度不大于40Km/h時,則可參考執行。目前公路提級改建中,項目類型主要有:三級公路改建為二級公路,等外或四級公路改建為三級公路,均存在速度上的提升。對于嚴格的二級公路,其設計時速有60Km和80Km,一般是省級的重要干線道路,平曲線間直線最小長度需嚴格滿足規范要求,保證行車安全;而時速不大于40Km的公路,一般是具有集散性的縣道,鄉道,是城鎮和農村經濟作物運輸的重要通道,平均行車速度不高,在保證行車安全的基本前提下,更多的是需求行車空間環境的舒適性,因此對于平曲線間直線最小長度參考執行。

駕駛員是依據所接受沿線的綜合信息來調整其駕駛行為,而道路信息來源于線形、道路條件、交通組織、道路交通標志標線、邊坡防護形式及沿線地形、景觀等。因此,在實際項目設計中,考慮停車視距的要求,取約3.6s行程距離作為同向平曲線間直線最小距離;考慮制動距離,取約1.2s行程距離作為反向平曲線間直線最小距離,足以滿足較低等級公路的行車安全要求。

4.2 平曲線

平曲線是平面設計中最重要的部分,通常較常用的平面線形的組合有:基本型、S型、卵形、凸型、復合型以及C型,后三者只有在特殊情況下才使用。在提級改建路線設計過程中,工程師常常遇到的節點有:平面線形、平曲線最小長度、“小偏角”。

4.2.1 平面線形

在平面設計過程中,許多工程師擔心偏離舊路過多導致造價增加而設置了較多的交點,以致平曲線指標低,甚至經常采用極限值,整體線形指標不順,達不到優化線形,提級改建的目的。公路提級改建是一個優化平縱橫斷面的過程,平面為首,兼顧縱橫是最基本的原則。

基本型曲線宜將緩和曲線-圓曲線-緩和曲線長度設計成1:1:1,曲線較長者則可為1:2:1;S型曲線兩圓曲線半徑之比宜為1~1/3。另外,在實際設計過程中,由于兩交點之間距離較短,平曲線設計后無法滿足同向曲線之間直線距離的要求,此時可以考慮設置為卵形曲線,不宜設置為C型曲線。

緩和曲線是道路平曲線的重要組成部分,其長度要求滿足規范值,此時往往會犧牲圓曲線的長度而達不到1:1:1的理想要求,甚至可能變為凸型曲線,此時線形較差,應當兼顧考慮,減少交點的設置。當遇到不設超高的半徑時,按規范可不設緩和曲線,但建議同樣設置緩和曲線,使得與圓曲線配合得當,美化線形。

4.2.2 平曲線最小長度

對于高速行駛的車輛,如果曲線太短,會使駕駛操作頻繁而緊張。提級改建的項目中,工程師往往希望能最大限度的利用舊路基,避免較大偏離舊路中線,從而容易出現小偏角現象,此時須按規范計算滿足一般值長度要求,受其他特殊情況限制時,可減短滿足平曲線最小長度要求。

4.3 超高加寬

規范對公路的超高加寬均有相應的規定。圓曲線半徑小于250m時,應根據該公路的交通組成確定加寬類別;半徑小于不設超高圓曲線最小半徑時應設置超高,對于新建公路,嚴格根據設計時速、圓曲線半徑選擇路段的最大超高橫坡值,而對于大部分提級改建公路項目,不論遠景還是近景交通量,通常車輛平均車速不高,最大超哥橫坡值可定4%為上限,不可一味的按高速行車速度去取值。

4.4 平面線形與橋、遂的配合

橋梁往往是影響和制約路線方案的關鍵,路線設計時對橋梁考慮不當會嚴重影響路線方案的合理性。路線設計中,過多直線要求的制約,強求橋梁位于直線段,導致大量采用最小半徑、極限半徑與短直線的不良組合,線形標準大大降低,與環境的協調性差,生態環境遭受破壞嚴重。隨著社會經濟的發展,橋梁技術的不斷進步,彎斜坡橋等的設計、施工已有較成熟經驗,工程造價也未必成為項目首要控制因素,這為山區公路路線設計提供了更大的自由度。

5 縱斷面設計

縱坡指標是行車速度的主要影響因素。我們知道,在設計過程中邊坡點的數量越少,駕駛者操作頻率越低,汽車行車條件就越好。在改建公路項目中,公路既有的路面縱坡往往達不到這一點,而我們的目標是提級改建,這就很可能為了保證公路等級的提升,需要作出較大的填挖,從而破壞山體環境,現有排水系統以及沿線分布的村莊民房。

縱斷面設計需要考慮的因素有:起終點標高、橋涵控制標高、舊路沿線房屋建筑標高、平交口范圍內坡度、填挖平衡。在公路改建項目中,地面線數據的準確性非常重要,尤其是舊橋橋頭、橋面以及沿線房屋建筑標高;此外,應根據對舊路面的處理方案選擇縱斷面設計標高的控制高度:當拓寬改建時,設計標高采用舊路路面標高作為控制;當需要大量破除舊路面時,選擇高于舊路面標高相當于結構層厚度作為設計標高控制。

5.1 關于坡長限制

規范對各級坡度坡長作出了限制,并要求注意緩坡段的設置。縱斷面設計中我們旨在對舊路縱斷面進行優化設計,往往較容易滿足對于4%以下的縱坡坡長限制;但如果對各路段都加以對應坡度的坡長限制,而強行將縱坡設計成臺階坡,縱面線形未必能得到有效改善,而且可能與地形不符,反而會造成工程量增大。

大中橋上不宜設置豎曲線,橋頭兩端豎曲線起終點應設在橋頭10m以外;小橋涵可設斜坡段或豎曲線上,但應避免出現駝峰式縱坡。

5.2 關于豎曲線半徑設置

豎曲線的設置主要的作用是:緩沖沖擊、保證縱向行車視距、利于排水及改善行車的視線舒適感。豎曲線設計控制要點有:半徑、最小長度。半徑的大小控制豎曲線起終點位于緩和曲線中間為宜;困難情況下,豎曲線長度不宜小于規范值的最小長度。

5.3 平縱組合中的“平包豎”

組合得當的平縱線形不僅能起誘導視線的作用,而且可取得平順而流暢的效果。平包豎設計應注意以下幾點:

1)平曲線與豎曲線應相互重合,且平曲線應稍長于豎曲線。

2)平曲線與豎曲線大小應保持均衡,平曲線半徑大時,豎曲線半徑相應也要大。

3)應避免的組合:邊坡點和交點不宜重合、小半徑豎曲線不宜與緩和曲線重疊、長平曲線內盡量設計成直坡線、平豎曲線半徑均很小時不宜重合,應分開。

6 結語

公路的總體和路線設計是一項綜合性工作,對于山區公路來說,由于受復雜地形條件和環境保護要求的限制,設計時所需考慮的影響因素更多,線形設計與各專項設計相互影響更大。

在實際的項目中,遇到長達10Km以上的公路改建項目,工程師們運用現代高科技輔助設計手段,使得線形設計和檢驗提更為的簡便快捷,設計人員可以有更多的精力放在怎樣使設計更為經濟合理、設計組合更為美觀上,從何真正做到以人為本、安全第一、達到路線與周圍景觀環境相協調的目的。

參考文獻

[1] 趙永平,唐勇.《道路勘測設計》.北京:高等教育出版社,2004.

篇9

本課題以廣州市已建成的城市道路為工程依托,根據城市道路行車的特點,運用科學手段對路面的使用品質和破損病害進行了連續的跟蹤觀察,采集了符合城市道路養護所需的數據,據此建立了路面使用性能評價模型,并進行科學決策確定了養護對策;通過嚴密的設計和施工方案的選定,在不中斷交通并設法盡可能地減少對交通干擾的前提下組織施工,確保路面的使用品質恢復并達到其應有的要求。通過本課題的研究,初步完成了城市道路瀝青路面維修罩面成套技術這一成果。

2. 城市道路瀝青路面性能調查

路面狀況的調查數據是路面性能的直接反映,是編制道路養護和改建計劃的依據。路面評價決策的恰當與否,在很大程度上依賴于能否及時而真實地采集到路面狀況的數據。

2.1調查項目及數據類型

根據路面狀況對行車要求的滿意或適應程度,將路面使用性能劃分為兩大類:功能性和結構性,進一步可分為四小類:行駛質量、安全性、路面破損和結構承載力。應調查的具體項目及指標見表1。

表1 路況數據采集指標

調查項目 交通資料 結構承載力 行駛質量 路面狀況 抗滑性能 橫斷變形

調查指標 交通量 軸載 路表彎沉 路面平整度 表面破損 橫向力系數 構造

深度 車轍深度

2.2車轍指標

瀝青路面的車轍定義為:在道路延長方向車輪集中通過位置所生成的連續的橫向變形。車轍超過一定深度有可能導致路面結構的嚴重破壞和發生水滑現象,因此瀝青路面的車轍問題是世界各國普遍關注的路面破損形式之一。在我國不論是目前的養護規范還是在實際應用中均將車轍作為路面破損的一般指標考慮,并沒有單獨將車轍作為一項路面使用性能的指標列出,而本文將討論將車轍作為一項單獨的使用性能指標來考慮,并驗證其適用性。

3路面性能評價及養護決策方法

路面使用性能評價是對路面性能滿足使用要求的程度做出的判斷。根據這一判斷,可以衡量路網的服務水平,確定路網內需要養護和改建的路段,有針對性地選擇相應的養護和改建對策。

養護決策是根據現有路網中路面狀況的評價結果,采用系統工程等方法進行路面養護措施的優選,目的是使已破損的路面經過修理和恢復達到行車所必須的服務水平。

3.1路面使用性能評價模型

我國規范所使用的評價模型以公路路面使用性能數據為基礎,不完全適用于城市道路的行車特點和路面使用要求。為此,本文作者收集了廣州市中心區早期修建的幾條城市主干道的路況調查資料,研究城市道路路面使用品質與交通量、服務能力之間的關系。通過數理統計、灰關聯分析等手段,提出了適合于城市道路路面性能評價的指標和模型:

式中: -行駛質量指數;

-國際平整度指數。

式中: -路面狀況指數;

-路面破損率。

式中: -車轍評價指標;

-路面車轍深度(mm)。

式中: -路面強度指標;

-規范中結構強度指數。

式中: -抗滑能力指標;

-橫向力系數。

式中: -路面狀況綜合指標;

3.2 路面養護和改建對策

根據養護工作的經常性、及時性和施工安全的要求,應盡可能地采用機械化養護和新工藝 新技術,故提出如表2所示的城市道路瀝青路面標準養護處治對策。

表2城市道路瀝青路面養護維修對策

小修保養(日常養護及病害處理) 養護類型編號 大中修 養護類型編號

日常養護 Ⅰ 加鋪2~2.5cm超薄磨耗層 Ⅴ

稀漿封層 Ⅱ 4.0cm細粒式瀝青砼(SMA-13C或AC-13C) Ⅵ

變形類病害處理(鏟平、填補或車轍機處理) Ⅲ 5.0cm中粒式瀝青砼(AC-16C)

6.0cm中粒式瀝青砼(AC-16C) Ⅶ

病害程度為中的病害處理(開挖或銑刨修補) Ⅳ 6.0cm中粒式瀝青砼(AC-20C)

8.0cm中粒式瀝青砼(AC-20C) Ⅸ

3.3養護決策模型

養護決策模型是根據路況五項指標進行了優、良、中、次、差的評價后,在確定養護對策時,需要根據五項評價等級之間的不同組合, 給出每一種組合的養護對策, 見表3。

表3 城市道路瀝青路面養護對策表

SPI PCI RQI(ARI) 養護對策 編號

≥85 優

良 優、良 Ⅰ A

中 Ⅲ+Ⅵ B

次、差 Ⅲ+Ⅶ C

70~85 中 優、良 Ⅱ+Ⅳ+Ⅶ D

中 Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅶ E

次、差 Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅶ E

60~75 次

差 優、良 Ⅱ+Ⅳ+Ⅷ F

中 Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅷ G

次、差 Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅷ G

40~60

良 優、良 Ⅰ+Ⅱ+Ⅸ H

中 Ⅱ+Ⅲ+Ⅸ I

次、差 Ⅱ+Ⅲ+Ⅸ I

中 優、良 Ⅱ+Ⅳ+Ⅸ J

中 Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅸ K

次、差 Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅸ K

差 優、良 Ⅱ+Ⅳ+Ⅹ L

中 Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅹ M

次、差 Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅹ M

4維修罩面縱橫斷面設計及平整度恢復技術研究

現有的城鎮道路養護技術規范,對罩面補強未要求進行縱橫斷面設計,但對一些坑槽、車轍、裂縫修補后,若采取“順地爬”的方式罩面施工,難以達到改善平整度、恢復線形、使行車舒適的預期目的,本文提出一套針對高速公路罩面工程的縱橫斷面設計方法及相應的實施程序。

4.1縱橫斷面測量方法研究

經過實地勘測和多方案比選,認為較合理的測量方法包含以下內容:(1)原路面標高測量,每20m測一斷面, 每個斷面測若干點,真實反映原有路面斷面形式及橫坡;(2)變形較嚴重路段每5m測一橫斷面:(3)伸縮縫處加測橫斷面;(4)橋頭地面加密,按5m測一橫斷面。

4.2縱橫斷面設計方法研究

罩面工程的線形設計有別于新建道路, 既要考慮滿足改造后道路的使用標準,又要考慮原有道路的縱橫斷面情況。重點要注意以下四種情況的處理:(1)一般路段縱橫斷面設計。結合原路施工圖竣工資料及現有路段縱橫斷面標高線,盡量在維持原有線性的基礎上適當優化線形,恢復路面平整度。為改善路面排水,使行車舒適,可在原有橫坡標準基礎上,在設計規范允許的范圍內給予調整。(2)特殊路段縱橫斷面的處理。受某些條件限制,也可用幾段短坡代替,但最短縱坡不宜小于50m,且應盡量平衡施工工程量和舒緩線形。(3)路面沉陷破壞嚴重的路段,增加銑刨填補找平工序。(4)橋頭、 橋面縱橫斷面設計。首先對橋面增加罩面后承載力是否仍能滿足原設計承載力要求進行驗算, 如滿足,則上提伸縮縫,以伸縮縫處的標高作為控制點進行縱斷面拉坡設計,更換相應的伸縮縫裝置;如不能滿足,減少罩面厚度以滿足原有橋梁設計承載力要求或將原橋面銑刨后再罩面。罩面時將橋頭標高作為控制點高程,并向兩端延伸一定距離,與一般路段自然順接。

5舊路病害處理技術研究

通過和鉆孔取樣,對路面病害進行類分級設計,路面病害按瀝青面層銑刨、 瀝青面層

修補、 基層修補和灌縫等進行處理設計。分級標準和病害處理方案見表4和表5。

表4 適合灌縫和銑刨瀝青面層的病害

病害類型 分級 外觀描述 分級指標 處理方案

波浪、擁包 嚴重 波峰波谷高差大 高差≥20mm 對于路面基層及路面中、下面層結構穩定無損壞的病害:處理的方法是用冷銑刨方式除掉病害面層, 然后重

鋪面層,使路面恢復原有幾何形狀并恢復排水功能。

大面積裂縫 嚴重 塊度大、縫寬、散落 塊度50cm~100cm

大面積松散 嚴重 粗集料散失、表面剝落

車轍 嚴重 變形較深 深度≥20mm

泛油、磨光 嚴重

橋面、隧道內路面及通道等不適合加鋪的路面

對于基層及路面結構穩定的面層裂縫 處理方法:若裂縫寬度小于3cm,直接用SP高彈密封膏修補裂縫;若裂縫寬度大于3cm,可先在縫中填加篩好的石屑或細砂,然后再灌入SP高彈密封膏。

表5 適合開挖面層、基層修補的病害

病害類型 分級 外觀描述 分級指標 處理方案

龜裂 輕微 初期龜裂,縫細,

無散落,裂區無

變形 塊度20cm~50cm 對基層結構穩定、 面層已損壞的病害,需開挖面層至病害影響深度, 回填料可采用AC-25C型粗粒式瀝青混合料或按原路面結構。 若基層已損壞,需將基層挖除,采用ATB-30型瀝青碎石填補或按原路面結構層相同的材料壓實,上噴灑透層油%,然后依次回填瀝青面層。

中等 裂塊明顯,裂縫較寬,輕度散落或輕度變形 塊度小于20cm

嚴重 裂塊破碎,裂縫寬,松散重,變形明顯,急需維修 深度大于25cm

沉陷開裂 嚴重 深度深,行車明顯顛簸不適 深度大于25cm

冒灰唧漿 嚴重 所有發生冒灰唧

漿的地方

坑槽 嚴重 面積大于1平方米

6罩面層瀝青混合料技術研究

瀝青混合料的熱穩定性和水穩定性成為路面面層選型考慮的關鍵。比較各種瀝青混合料的技術性能、各自特點及適用性后確定混合料的選型原則為:1)以磨光、泛油等影響路面抗滑性能為主的病害,罩面瀝青混合料宜選擇級配偏細的 AC-13、AC-16型混合料;2)以松散、坑槽等水損病害為主,宜選擇骨架密實的 AC-13C、AC-16C型混合料;3) 以車轍、波浪、擁包等變形類病害為主,宜選擇AC-20C型瀝青混合料作為中面層;4)SMA改性瀝青混合料適用于病害種類多、病害較嚴重的地段。

6瀝青路面補強設計方法研究

當出現下面三種情況之一時,就應考慮采取補強措施:1)實際交通增長率超過道路原設計的交通增長率的1.2倍;2)路面強度指標等級為中等;3)實際荷載超過原設計荷載。

舊路面補強時仍有部分有效結構承載能力(剩余壽命),而現有規范補強公式未能有效體現舊路面有效結構能力對加鋪路面后結構能力的作用,在充分考慮加鋪后路面總的結構承載能力、加鋪層結構承載能力和舊路面有效結構承載能力三者之間的關系后,可按以下方程式為基準,計算加鋪層厚度, 基本方程式為:

式中: -加鋪層結構承載能力;

-加鋪后路面承受交通荷載所需的總結構承載能力;

-剩余壽命系數;

-舊路面的剩余結構承載能力。

篇10

關鍵詞:路表彎沉值;路基頂面彎沉值;路基回彈模量;基層厚度;底基層厚度;抗壓模量

瀝青砼路表彎沉值是路面結構層和路基在標準軸載作用下產生的總位移[1],路表彎沉作為路面結構設計指標之一,而路基頂面彎沉值與路表彎沉值有密切關系。本文主要通過計算,淺析了路面結構層下路基面回彈模量、基層厚度及其抗壓模量、底基層厚度及其抗壓模量對路面設計彎沉值和路基頂面彎沉值的影響規律,以供在工程實際運用中,選取恰當的路基回彈模量值提供參考。

1 計算模型

根據彈性層狀體系理論[2]建立路面結構計算模型如圖1所示。路面結構為一個彈性的四層體系。各層是連續的、完全彈性、均勻、各向同性的,位移和變形微小;且層間接觸。最下一層為彈性半空間體。計算荷載采用BBZ-100(p=0.7MPa,d=2δ=21.3cm,輪心距為1.5d)的雙圓輪載。在進行某一結構參數的敏感性分析時,其他材料設計參數保持不變。

2 計算分析

2.1路表彎沉的影響分析

通過路面結構設計軟件按前述計算模型,繪制以下幾種對比分析圖形:路基模量及瀝青砼面層模量對路表彎沉的影響圖;路基模量及基層模量對路表彎沉值的影響圖;路基模量及底基層模量對路表彎沉的影響圖;路基模量及面層厚度對路表彎沉的影響圖;路基模量及基層厚度對路表彎沉的影響圖;路基模量及底基層厚度對路表彎沉的影響圖;土基模量E0對土基頂面彎沉和路表彎沉的影響圖;面層厚度對土基頂面彎沉和路表彎沉的影響;基層厚度對土基頂面彎沉和路表彎沉的影響;底基層厚度對土基頂面彎沉和路表彎沉的影響;面層模量對土基頂面彎沉和路表彎沉的影響;基層模量對土基頂面彎沉和路表彎沉的影響。在此基礎上,綜合分析后得出以下結論。

2.1.1 路面各結構的模量對路表彎沉的影響

路基回彈模量是影響路表彎沉的重要因素。隨著路基回彈模量的逐步提高,路表彎沉會逐步降低;其中當路基回彈模量較低時,路基彎沉隨其變化十分敏感,但路表彎沉值降低的速率隨著路基回彈模量E0值的增加而逐漸降低。特別是當路基回彈模量E0值大于60MPa時,E0值的增加對減小路表彎沉的效果已不明顯。

半剛性基層和底基層的模量對彎沉的影響比較類似,隨半剛性基層和底基層的模量的增加,路面彎沉值會下降,隨著回彈模量的增加影響變小。

2.1.2 路面各結構的厚度對路表彎沉的影響

隨著各結構層的厚度和路基回彈模量的增加,路表彎沉也會逐步減少。這其中,面層厚度變化對路表彎沉的影響微乎其微,也充分體現了瀝青砼面層“柔性”路面的特點;而半剛性基層和底基層厚度的變化對路面彎沉影響相對較大些,隨著半剛性基層和底基層厚度的增加路表彎沉值加速減少。

2.2 路基頂面彎沉和路表彎沉的綜合影響分析

在路面結構厚度和剛度不變的情況下,l,l0均隨E0的增大而減小,特別是在E0較小時,如E040MPa時,雖然l,l0仍隨E0的增加而減小,但不是很敏感。但是在土基模量E0的變化過程中,變化中的l,l0的差值l=l―l0不變,也即除去土基部分產生的彎沉以后,由路面結構本身產生的彎沉基本上保持不變。在l保持不變的情況下,路表彎沉和土基頂面彎沉都在減少,在這一過程中從量化上來說土基模量的變化對土基頂面彎沉的影響要大于對路表彎沉的影響,且土基引起的彎沉占總彎沉的百分比也隨之減少。在一般比較合理的路面結構中,這一百分比都將達到80%以上。由于土基強度引起的彎沉占路表彎沉值的大部分,因此當土基模量在不同時,路面結構中僅以路表彎沉為指標判斷路面結構的設計是否合理是全面的,高等級道路的路面結構設計還應考慮更多的指標。

隨著路面各結構層厚度的加厚,l0和l也相應有些減少。面層厚度h1的增加對土基頂面彎沉l0和路表彎沉l的影響不太敏感,而且其l也基本沒有變化。實際工程中的路面設計厚度范圍有限,不可能通過無限增加路面結構層厚度來降低l,l0 值。基層作為路面結構的主要受力層,經過計算繪圖分析后可知,當路基基層h2的厚度加厚時,土基頂面彎沉l0和路表彎沉l都將隨之敏感減小。特別是當h2

l0均隨路面個結構層模量E1、E2、E3的增加而減小,但減小量遠小于土基模量E0的對l,l0的影響程度。面層模量E1?的變化對l,l0的影響有很大差異:面層模量E1的增大,可使路表彎沉l值有限減小,而幾乎不會影響路基頂面彎沉l0值。基層模量E2的增大,可使路面結構剛度也隨之增大、l和l0隨之降低,其中l較l0下降幅度稍大,因為隨著路面結構剛度的增大,由路面結構本身引起的彎沉l會明顯減小,特別是當E21200MPa時,l、l0、l的下降已不敏感。底基層模量E3對土基頂面彎沉l0和路表彎沉l影響類似于基層模量E2對其的影響。

3 結語

瀝青砼路面結構設計中,在其他設計參數保持不變的情況下,當路基回彈模量、結構層厚度和半剛性基層和底基層模量的增加,路表彎沉值隨之減小。其中路基回彈模量是主要影響因素,受基層和底基層厚度影響較大,受面層厚度影響較小。本文對瀝青砼路面各結構的模量和路面各結構的厚度對路表彎沉的影響進行了分析,為其它道路工程選擇路基回彈模量和路面結構層的設計,提供了一種可參考的依據。

參考文獻:

[1]CJJ 169-2012《城鎮道路路面設計規范》[S].