路面結構設計方案范文
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篇1
車條件,延長使用壽命。文中對該工程維修前的路面狀況、設計思路作了簡要介紹。
關鍵詞:中修、大修、強度指數、路面狀況指數、路面平整度
中圖分類號:U448文獻標識碼:A
1111
、前言
沈通線(老城橋―前進橋)全長20公里,二級公路,于2000年建成通車,2006年
進行一次中修罩面維修。但這段路現在已經出現了較嚴重的路面病害。主要為路面呈現
有規律的橫向裂縫、網裂、局部凹陷、坑槽、車轍以及橋頭跳車、橋面水泥混凝土破損
等,破壞已經影響行車舒適性,若不及時處理有進一步加速破壞的趨勢,將危及行車安
全。
2222
、路面綜合檢測
2.1.路面強度采用強度指數作為評價指標。
(1)路面強度指數SSI=路面設計彎沉值/路段代表彎沉值
(2)路面強度的評價標準(二級公路以下):
強度指數SSI≥0.83,優;SSI<0.83,≥0.66,良;SSI<0.66,≥0.5,中;
SSI<0.5,≥0.3,次;SSI<0.3,差
(3)本路線采用自動落錘彎沉儀進行彎沉強度檢測,檢測結果如下:
根據沈通線交通量調查表計算此路段設計彎沉為0.353mm。
K191+350~K193+000:原路代表彎沉:0.654mm,路面強度指數SSI=0.353/0.654=0.54,
路面強度評定等級為中。
K193+000~K194+000:原路代表彎沉:0.630mm,路面強度指數SSI=0.353/0.63=0.56,
路面強度評定等級為中。
……………………由于路線長,中間段省去沒有列出
K203+000~K204+000:原路代表彎沉:2.68mm,路面強度指數SSI=0.353/2.68=0.13,
路面強度評定等級為差。
2
K204+000~K205+000:原路代表彎沉:2.71mm,路面強度指數SSI=0.353/2.71=0.13,
路面強度評定等級為差。
2.2路面破損檢測
(1)路面破損狀況采用路面狀況指數(PCI)進行評價,PCI=100-15DR0.412
(2)路面破損狀況評價標準:
路面狀況指數PCI≥85,優;PCI≥70,<85,良;PCI≥55,<70,中;PCI≥40,<55,次;
PCI<40,差。
(3)本路線采用人工方法對全線進行路面破損調查。調查結果如下:
K191+350~K193+000:路面綜合破損率DR=40.5,路面狀況指數PCI=100-15*40.50.412=31.1;
路面破損評定等級為差。
K193+000~K194+000:路面綜合破損率DR=42.5,路面狀況指數PCI=100-15*42.50.412=29.6;
路面破損評定等級為差。
……………………由于路線長,中間段省去沒有列出
K203+000~K204+000:路面綜合破損率DR=62.5,路面狀況指數PCI=100-15*62.50.412=17.5;
路面破損評定等級為差。
K204+000~K205+000:路面綜合破損率DR=64.5,路面狀況指數PCI=100-15*64.50.412=16.5;
路面破損評定等級為差。
2.3路面平整度檢測
(1)路面平整度宜采用快速檢測設備,但是當不具備條件時,路面平整度可采用三米直尺人
工檢測。
(2)路面平整度人工評定三米直尺評定標準:
均值:≤10mm為優;>10mm,≤12mm為良;>12mm,≤15mm為中;>15mm,≤18mm為次
>18mm為差。
本路線采用三米直尺檢測平整度,以100米檢測一點,檢測結果如下
K191+350~K193+000:檢測16個點,實測均值0.16mm,路面平整度評定等級為次。
K193+000~K194+000:檢測10個點,實測均值0.16mm,路面平整度評定等級為次。
……………………由于路線長,中間段省去沒有列出
3
K203+000~K204+000:檢測10個點,實測均值0.16mm,路面平整度評定等級為次。
K204+000~K205+000:檢測10個點,實測均值0.19mm,路面平整度評定等級為差
3.3.3.3.
大中修方案的確定
3.1在SSI評價為中以上時,PCI評價為優、良、中,以日常養護為主,并對局部病害處理;
PCI評價為次及以下時采用中修。
3.2SSI評價為中以下時,無論PCI評價為何等級都應采取大修補強,大修結構層厚度應根
據實測原路彎沉及交通量計算新的結構層。
3.3路面平整度評價為優、良、中以日常養護為主,評價為次以下,應采取罩面等措施改善
路面的平整度。
3.4根據以上評價指標,本路線維修方案為:K191+350―K198+900采用中修;
K198+900―K205+000采用大修;K205+000―K210+250采用中修。
4.4.4.4.
路面結構計算
4.1平均日交通量調查表
小型貨車:766輛;中型貨車:285輛;特大貨車:5輛:拖掛汽車:37輛;集裝箱車:42輛
小型客車:4100輛;大型客車:186輛
4.2根據交通量調查表計算此路段設計彎沉為0.353mm。
層位結構層材料名稱劈裂強度(MPa)容許拉應力(MPa)
1細粒式瀝青混凝土1.2.58
2中粒式瀝青混凝土1.2.58
3水泥穩定碎石.6.39
4水泥穩定碎石.6.39
5天然砂礫
4.3改建路面加鋪補強層厚度計算
加鋪路面的層數:4
標準軸載:BZZ-100
路面設計彎沉值:35.3(0.01mm)
路面設計層層位:4
設計層最小厚度:150(mm)
層位結構層材料名稱厚度20℃平均抗壓標準差15℃平均抗壓標準差容許應力
4
(mm)模量(MPa)(MPa)模量(MPa)(MPa)(MPa)
1細粒式瀝青混凝土301200020000.58
2中粒式瀝青混凝土501000018000.58
3水泥穩定碎石1701100030000.39
4水泥穩定碎石?1100030000.39
5改建前原路面47
按設計彎沉值計算設計層厚度:
LD=35.3(0.01mm)
H(4)=150mmLS=38.7(0.01mm)
H(4)=200mmLS=33.2(0.01mm)
H(4)=173mm(僅考慮彎沉)
按容許拉應力計算設計層厚度:
H(4)=180mm(第1層底面拉應力計算滿足要求)
H(4)=180mm(第2層底面拉應力計算滿足要求)
H(4)=180mm(第3層底面拉應力計算滿足要求)
H(4)=180mm(第4層底面拉應力計算滿足要求)
路面設計層厚度:
H(4)=180mm(僅考慮彎沉)
H(4)=180mm(同時考慮彎沉和拉應力)
5.本路線采用的路面結構
大修段采用路面結構:3厘米細粒式瀝青混凝土+5厘米中粒式瀝青混凝土+17厘米水泥
穩定碎石+18厘米水泥穩定碎石+30厘米天然砂礫。
中修段采用路面結構:3厘米細粒式瀝青混凝土+4厘米瀝青貫入式。
6.結束語
篇2
關鍵詞:高速公路;路面;分期修建;結構;技術
1影響高速公路路面分期修建方案的關鍵因素
路面分期修建是相對于一次性修建而言的。分期修建路面結構各層次(包括面層、基層、底基層)的材料和厚度與一次性修建方案原則上應基本相同,只是將路面上面層或中面層以上部分作為二期工程,在過渡期后鋪筑。
1.1影響一期路面結構的主要因素
一期工程的路面面層應較薄,也稱"過渡期路面"。在確定一期路面結構時,應考慮以下因素:
(1)地基沉降量。過渡期內沉降量的大小是決定過渡期路面結構的根本因素。若沉降量較小,可以選用接近使用年限的路面結構;相反,選用滿足過渡期內累計當量軸次的路面結構即可。(2)近期累計交通量。近期累計交通量是指過渡期年限內路面將要承受的標準軸載累計作用次數。一期路面結構應按近期累計交通量進行設計和驗算。過渡期的時間范圍選擇3~7年較為合適,小于3年就沒有實際意義了,大于7年則可能導致一期路面投資過大。(3)路面結構層的最小厚度。路面結構層的最小厚度是指各結構層的設計最小厚度和施工厚度。二期修建時,在不挖除原有路面結構厚度或僅挖除過渡路面面層的情況下,各結構層的厚度應滿足其最小厚度的要求。
1.2二期路面鋪筑時間的確定
路面分期修建方案中,二期路面鋪筑時間的確定是一個技術經濟問題,不僅要考慮路面結構的壽命、路面的使用性能、地基沉降等因素,同時也應考慮經濟效益。
具體方法如下:(1)確定一期實施的路面結構,計算使用年限(用I表示)。根據設計預測交通量和一期實施的路面結構,確定一期實施的路面結構或原設計路面結構的中下面層的最大使用年限,此理論計算使用年限可作為二期路面實施的最終期限,即二期路面的實施必須在一期實施的路面結構最大使用年限之前完成。(2)根據實際運營交通量確定二期路面需要實施的時間。一期工程竣工通車后,根據交通量觀測結果,計算出通車年限內的累計交通量N,自運營第二年起,將實際運營交通量N與設計預測交通量Ni(第Ii年末)進行比較,若N<Ni,則不需計算;若N>Ni,則應計算累計當量軸次,并根據一期實施的路面結構,計算實際路面結構參數,確定是否實施二期工程,若滿足路面設計指標要求,可繼續使用,否則應立即實施二期工程。(3)按地基等載預壓固結理論計算沉降時間Ij。一般Ij應小于Ii與I的較小值。否則,在工程實施時,應考慮地基加固處理。二期工程實施的最佳時間It為:
Ij<It<min(Ii,I)
若Ij>min(Ii,I),則應根據固結理論計算沉降時間,反算一期實施的路面厚度,確保在路基固結完成前,路面具有足夠的強度和良好的服務性能。
2高速公路路面分期修建關鍵技術與措施
2.1分期修建方案的路面設計標高問題
分期修建方案要求橋梁、涵洞等主線構造物按第一期路面竣工時的標高控制。二期路面修建時,通過局部的縱坡調整,使二期主線路面標高與主線橋梁標高連接平順。跨主線的天橋、分離式立交等則必須按二期路面竣工時的標高進行控制。過渡期內地基發生固結沉降,可通過調平層進行調平,以保證二期面層竣工時能夠達到設計標高。
2.2路面層間處理
一期和二期路面層間的結合問題是保證二期工程實施效果的關鍵,處理的好壞直接關系到二期工程的成敗,處理措施如下:
(1)原路面面層設計厚度在15cm以上時,在保證抗滑表層厚度的前提下,一期實施的面層厚度建議控制在10cm以上,以滿足現行規范要求的高速公路瀝青混凝土路面面層最小厚度要求。(2)保證中面層的平整度至關重要。當瀝青混凝土路面為三層時,基層的平整度對面層影響相對較小,但分期實施時基層的平整度對面層平整度指標的影響相對較大。因此,采用分期實施時必須加強包括路基、底基層、基層等在內的各結構層的平整度、壓實度指標控制,以確保一期工程具有良好的服務性能。(3)二期路面面層與一期路面的層間結合的處理極為重要。設計時需根據一期路面病害情況及其原因進行相應進行如下處理措施:
①標線清除:原路面標線如采用熱熔型反光標線,應采用小型標線銑刨機對原標線進行徹底的清理;
②路面污染的處理:在二期工程施工前,應對原路面進行徹底的清掃和沖刷,施工前再用大型吹風機械清理路面縫隙中的雜物;
③壓漿孔的處理:在過渡期或二期工程水泥灌漿施工中,對灌漿孔要單獨處理,以保證路面質量;
④灑布粘層油:為使新老路面更好地結合,應在層間灑布粘層瀝青。
2.3補強層的設置條件與材料
若出現交通量增長特別快等意外情況,在二期路面設計驗算時,一期路面結構層的強度不足,則要考慮設置一層補強層。對于原有水泥混凝土路面,補強層材料有鋼纖維混凝土、連續配筋水泥混凝土(CRCP)以及素混凝土可供選擇,補強層厚度應通過計算確定。
2.4防止反射裂縫的技術措施
鋪筑瀝青混凝土路面必須考慮防止反射裂縫的技術措施,防反射裂縫的方法主要有三種:改善加鋪層材料和增加加鋪層厚度、設置夾層和瀝青加鋪層上鋸切橫縫。
增加加鋪層厚度使裂縫要經過較長時間才能到達加鋪層表面,同時減小了溫度對舊面板的影響。研究資料表明,瀝青混凝土的厚度與防止反射裂縫能力成正比關系,單層改性瀝青混凝土的裂縫率較兩層改性瀝青混凝土高。
設置中間應力吸收層。目前采用較多的材料有土工織物夾層和格柵夾層。利用土工格柵或玻纖格柵做應力吸收層主要是利用其高抗拉強度和彈性模量高的特點,格柵的主要作用為均勻傳遞荷載,分散反射裂縫的應力,同時增強瀝青混合料的整體抗拉強度。但土工格柵的高溫穩定性稍差,施工難度大。
瀝青加鋪層上鋸切橫縫或設置毛勒縫作為一種補充方式,可在橋梁伸縮縫、變坡點和長距離分斷處局部采用。
2.5排水系統的合理設置與銜接
按照“上封下排”的原則設置排水系統。充分利用原有的排水設施,對局部破壞而造成路基積水的地方,增設盲溝排出路基積水;對于路基已穩定的路段,可以采用漫流的形式排出路面雨水,不破壞原有穩定的植被;對于因沉降量較大,路面結構層形成反坡,結構層內的水不能匯入原有盲溝排出,聚集在基層或底基層,導致基層或底基層的強度降低的情況,過渡期內預測沉降量較大時,路面結構需采用水穩性較好的基層或底基層,同時路面基層底部設置縱橫向盲溝排除路面結構內部水。路肩部分亦要沿路面結構外側設置縱向邊緣排水系統。
2.6中央分隔帶設置
中央分隔帶設置最終應滿足一次性修建成路面的使用性能。二期路面設計時應結合原有設計,確保原設置的中央分隔帶縱橫向排水系統與超高路段排水系統安全暢通。中央分隔帶開口部位的路面結構宜采用與主線路面相同的結構。
2.7.構造物
高速公路路面分期修建時,橋梁、涵洞、通道、交叉工程等不宜分期修建,應按二期路面鋪筑后的恒載狀況,一次設計到位,并一次修建完成。
3高速公路路面分期修建關鍵技術結構設計
3.1瀝青鋪面設計(1)設計步驟。
①根據設計任務書的要求,確定路面等級和面層類型,計算設計年限內一個車道的累計當量軸次和設計彎沉值;②按路基土類與干濕類型,將路基劃分為若干個路段,確定各路段土基回彈模量值;③參考推薦結構,擬定幾種可能的路面結構組合與厚度方案,根據選用的材料進行配合比試驗,測定各結構層材料的抗壓回彈模量、抗拉強度,確定各結構層材料設計參數;④根據設計彎沉值計算路面厚度;⑤進行技術經濟比較,確定新建高速公路采用的路面結構方案。
(2)驗算一期路面的結構設計是否滿足設計要求。
驗算一期路面的結構設計,即按照新建公路的設計步驟,驗算擬建的一期路面結構方案是否滿足在過渡期年限內累計當量軸次作用下的結構強度要求。如果擬建的一期路面結構方案滿足設計要求,可以確定為一期路面的結構方案。
(3)一期路面結構驗算。
一期路面結構的設計應充分為最終路面結構設計利用,因此,一期路面結構的設計應利用最終路面結構的底基層和基層作為其底基層和基層,其上修建一層至兩層較薄的瀝青混凝土或瀝青混合料的過渡期面層。過渡期路面結構應滿足過渡期內累計當量軸次的要求,即路面結構厚度應保證路表彎沉和瀝青及半剛性層拉應力能夠滿足過渡期內相應指標的要求,即:
ls1≤ld1
σm1≤σR1
式中:ls1,ld1,σm1,σR1分別為一期路面驗算時,過渡期路面的實際彎沉值(0.01mm)、路面設計彎沉值(0.01mm)、層底最大拉應力(MPa)、路面結構材料的容許拉應力(MPa)。ls1,ld1,σm1,σR1的計算方法與ls,ld,σm,σR一致。
3.2混凝土鋪面設計
(1)設計步驟。①收集交通資料,包括初始年日平均交通量和交通組成,方向分配系數和車道分布系數,交通量的年平均增長率;②計算設計車道使用年限內的標準軸載累計作用次數Ne;③初擬路面結構,包括路基類型和土質、墊層類型和厚度、基層類型和厚度、面板初估厚度和平面尺寸;④設計混凝土混合料組成,并確定混凝土的設計彎拉強度fcm和彈性模量Ec;⑤確定基層頂面計算回彈模量Etc;⑥計算荷載疲勞應力σ和溫度疲勞應力σt;⑦檢驗是否滿足下列要求:0.95fcm≤σp+σt≤1.03fcm。⑧對多個方案進行技術經濟比較,確定新建高速公路采用的水泥混凝土路面結構方案。
(2)驗算一期路面的結構設計是否滿足設計要求。驗算一期路面的結構設計,即按照新建公路的設計步驟,計算擬建的一期路面結構方案是否滿足過渡期年限內結構承載能力要求。如果擬建的一期路面結構方案滿足設計要求,可以確定為一期路面結構設計方案。設計時應擬定多個設計方案,并進行技術經濟比較,選用較優的設計方案。
(3)一期路面結構方案及驗算。①將新建路面結構的面層去掉,在基層上適當加鋪一定厚度的瀝青面層,擬定一期路面結構方案:
②一期路面的驗算與瀝青鋪面設計的一期路面的驗算方法相同;
③二期路面設計可參考《公路水泥混凝土路面設計規范》(JTGD40-2002)。
參考文獻:
篇3
關鍵詞:AASHTO設計方法;新建瀝青混凝土路面;結構數;可靠度;層位系數;排水系數。
中圖分類號:TU37 文獻標識碼:A 文章編號:
1引言
在安哥拉RED-NAMIBE新城開發項目道路路面結構設計中,因中國設計標準凸顯出局限性; 又因目前非洲許多國家都參照AASHTO設計方法指導本國道路路面結構設計。鑒于此情況,作者對擬定的路面結構形式使用AASHTO路面設計方法進行一次驗證設計。
2設計參數的確定
2.1 使用性能期和分析期
在AASHTO設計方法中:設計使用性能是指路面結構修建初期的服務水平衰變到需要進行改建的終端服務水平所經歷的時段;分析期是指進行路面設計方案時所采用的時段。各種道路的分析期的參照范圍為:
大交通量城市道路——30-50年;
大交通公路——20-50年;
低交通量有鋪面的道路——15-25年;
低交通量粒料表面——10-20年。
在本次驗證性設計中,作者為保持與之前參照中國標準分析的交通量一致,故采用中國標準下的設計基準期。此基準期小于AASHTO中的分析期參考范圍。
2.2 交通
2.2.1軸載當量換算系數
AASHTO采用80KN的單軸荷載為標準荷載,以現時服務能力指數(PSI)作為路面結構設計標準。按現時服務能力指數等效的原則推演得出的軸載換算公式模型為:
其中:α,ρ——路面結構參數(面層類型、面層厚度、基層厚度)和荷載參數(軸重和軸重)的函數,通過分析和整理試驗結果得到;
——初期服務能力指數,水泥混凝土路面為4.5,瀝青路面取為4.2.
——設計使用期末的服務能力指數,可選用3.0(特重交通道路)、2.5(主要道路)或2.0(輕交通道路)。
2.2.2標準軸數
標準軸載:80KN(18klbf)單軸荷載,lbf=4.448KN.M。
在AASHTO設計方法中,分析期內車道的標準軸數,按照下式進行計算:
式中:——初始年的雙向平均日交通量;
——車輛類型數(在本設計中為1);
——類車輛在日交通量中所占的比例(在本設計中為100%)。
——類車輛的當量軸載系數(根據2.2.1中的計算方法,在本設計中為2.17)
——方向系數,一般情況為0.5,特殊情況變動于0.3~0.7范圍內。
——車道系數;1個車道時為1;2個車道時,系數為0.8~1.0;3個車道時,系數為0.6~0.8;4個車道時為0.5~0.75。
——分析期內的交通增長系數,其值為:
——分析期(年);
——分析期內交通年平均增長率;
在本次驗證設計中,作者為保持交通量的一致性,先將各增長期的各類軸載換算到中國標準下的100KN軸載,然后再通過上述方法換算到AASHTO中的E80KN標準軸載。
2.2.3可靠度系數
目標可靠度和相應的可靠指標參照《AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993》中的執行;總方差采用建議值0.45。
2.2.4路基土有效回彈模量
在AASHTO設計方法中,提供了兩類路基土有效回彈模量的確定方法:
(1) 統計一年內不同時期(每個月或每半個月)測定的路基土回彈模量,按他們對路面服務能力的相對損失程度,分別賦予相應的權系數,求取平均損失后,可得路基土的有效回彈模量值。
(4)
(2) 基于CBR的預估模型:
對于細、粉料,當按照AASHTO方法檢測出的飽水CBR值為5~10時,可采用下述公式進行預估:
(5)
對于除細、粉料外的材料,當按照AASHTO方法檢測出的飽水CBR值大于10時,可采用下述公式進行預估:
(6)
1psi=6.895KN/㎡.
本設計中,作者采用CBR預估的方法,對值的選取方法進行了改進,以減少采用平均值時的地基處理面積,方法如下:
分布CBR取樣點,檢測現場道路范圍內代表性原狀土試樣CBR值,繪制取樣點與實測CBR值的對應關系表,如下:
(7)
其中:d——關系表橫軸代表取樣點;
n——取樣點數;
計算出關系表中橫軸代表取樣點,找出對應點的CBR值,取90%-CBR值作為代表值。
3設計方法和設計考慮
AASHTO設計方法采用現時服務能力指數(PSI)作為衡量路面使用性能的指標,其值可通過對路面的使用性進行客觀量測和主觀評價相結合的方法確定。AASHTO試驗路所建立的關系式為:
(8)
式中:——輪跡帶縱斷面的平均坡度方差,運用CHLOE斷面儀測量得出結果;
C——已發展成網狀裂縫的裂縫面積,以㎡/92.9㎡路面計。
P——修補面積,包括表面修補和補坑,以㎡/92.9㎡路面計。
——平均車轍深度,這是用1.2m長的直尺,從車轍最深處中點量出的,每隔7.62m測一點,然后求其平均值。
瀝青路面剛修好時的初始服務能力約為4.2左右(設想為中等施工水平的典型狀態);達到需進行改建時的終端服務能力約為2.5(主要公路)或2.0(次要公路)。
使用性能期內路面服務指數的變化量作為路面設計的使用性能標準,其變化量計算方法為:
在設計中,還應考慮環境對的影響,主要為凍脹和膨脹黏土的因素。
AASHTO設計方法以AASHTO試驗路的觀測資料為基礎,建立了柔性路面結構同路面結構數SN和標準荷載(80KN)作用次數的經驗關系式:
式中:——與目標可靠度相應的可靠度指標;
——交通預估和使用性能預估的總標準差;
在本次驗證設計中, 作者采用經驗值:取值為4.2;取值為2.0.
4 結構數與結構層厚度的選取
結構數為層厚、層位系數和排水系數的函數,它綜合反映路面結構的性能;函數關系式如下:
(11)
式中:——分別為瀝青面層、基層、底基層(含墊層)的厚度(in,1in=2.54cm.)
——與各結構層材料系數;
——相應基層和墊層的排水系數。
4.1 層位系數
路面結構各層次的層位系數,用于度量該層材料單位厚度所能提供的相應性能。層位系數可通過試驗路確定,但在本此NAMIBE道路試驗段中,因試驗室條件有限,故在設計時采用按與材料性質(回彈模量)有關的試驗曲線和關系式來確定。
密級配瀝青混凝土面層的層位系數——可按它與該材料在68(20℃)時的彈性(回彈)模量的關系曲線(圖1)查取。
瀝青處治基層的層位系數——可按它與該材料的彈性(回彈)模量或馬歇爾穩定度的觀察,查圖2得出。
水泥處治基層的層位系數——可按它與該材料的彈性(回彈)模量或7D無側限抗壓強度的關系,查圖3得出。
粒料基層的層位系數——可按它與該材料的彈性(回彈)模量(psi)關系,通過下式計算得出:
(12)
粒料底基層(墊層)的層位系數——可按它與該材料的彈性(回彈)模量(psi)關系,通過下式計算得出:
在本項目中,因項目采用中國試驗儀器和設備進行材料設計,為柔性路面設計結構,故作者采用中國規范中提供的材料參數,做調整后進行計算,如下:
AASHTO標準材料動態模量值=中國規范材料靜態模量×0.8×2.5
4.2 排水系數
基層和底基層(含墊層)的排水系數和,按路面結果在一年內可能處于飽水狀態的時間(以百分率計)以及排水的質量,參照表2和表3確定。
4.2.1納米貝地區近些年降雨情況
參照非洲其它與安哥拉氣候相近國家的道路設計規范,納米貝地區屬于“干燥”地區,降雨主要集中在10月~來年2、3月份;納米貝地勢較平坦,道路設計坡度小。通過主觀和客觀評價相結合的方式,將基層的排水質量定義為“優”, 路面結構處于接近飽水狀態的時間百分比定義在5%~25%;將底基層的排水質量定義為“良”, 路面結構處于接近飽水狀態的時間百分比定義在5%~25%。
故在本次驗證設計中,當排水系數取中值時,為1.075;為0.9。
4.3 結構層厚度選取
(1)最小厚度的確定——瀝青面層和粒料基層的最小厚度(cm),參照表4中的規定選取,但需滿足瀝青面層耐久性設計要求。
(2)各結構層厚度的確定方法:
(2.1)取基層的模量,按式(10)確定所需的結構數,并用下式計算面層的厚度:
(14)
(2.2)取底基層(墊層)的模量作為路基土的有效回彈模量,按式(10)確定所需的結構數,并用下式計算基層的厚度:
(15)
(2.3)按路基土的有效回彈模量,由式(10)確定所需的結構數,并用下式計算底基層(墊層)的厚度:
(16)
在本驗證設計中,因道路試驗段結構層厚度已經確定,作者直接將各層厚度帶入公式(11)計算出整個路面的結構數SN,然后根據(10)式求出SN所對應的交通量W。當:
預計發生交通量()≤容許最大交通量()
則,擬定的路面結構方案滿足設計要求。
5 結論
本文通過介紹AASHTO瀝青混凝土路面柔性結構設計方法以及該方法在安哥拉-NAMIBE道路試驗段擬定路面結構驗證設計過程中的應用,最后的主要結論如下:
RED-NAMIBE項目路面結構需維持原設計方案,則:
社區道路容許最大交通量為502340(E80KN),預計發生交通量為456871(E80KN);滿足設計要求。
市政道路容許最大交通量為1268623(E80KN),預計發生交通量為1035575 (E80KN)。滿足設計要求。
AASHTO設計方法在結合中國標準、參考非洲氣候類型相似國家道路設計規范基礎上,能很好地解決目前RED項目道路路面結構設計泥結碎石方案中所碰到的問題。
參考文獻:
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篇4
在以往的道路橋梁建設中,首先,借鑒以往設計經驗,構建初步設計方案,在該方案中主要涉及道路橋梁建設所需原材料、整體布局、結構尺寸等內容;其次,綜合分析道路橋梁結構,實地調查,構建簡單的設計方案;最后,進行力學分析,此項作為主要設計步驟,可正確評判以上設計步驟的合理性,如若確認合理,則會應用該方案,如若不合理,則會對其進行適當的修改,指導最終設計方案滿足工程要求,此種設計模式雖然可有效滿足道路橋梁建設標準,但是,考慮不全面,僅僅考慮到安全性、可行性這兩個因素,缺少對其它因素的考慮,一旦遇到結構相對復雜的工程,則不再適用,而結構化設計建立在結構化程序設計的基礎上,將設計劃分成多個獨立且功能單一的模塊結構,具體可分為詳細與概要設計。在結構化設計中借助結構圖直觀描述設計階段,它既是道路橋梁發展的必然,還是最理想的設計方法[1]。
二、結構化設計概述
(一)常用解法
1.圖解法
圖解法主要被應用在二維結構設計分析中,主要將一個設計變量充當橫坐標,另一個充當縱坐標,繪制曲線圖形,滿足約束條件,獲得約束區域,并在內部繪制目標函數等值線,各個等值線相切于可行區域周邊,切點即為目標函數值;
2.計算函數極值
在該步操作中,首先將約束不等式轉換成等式形式,再除去目標函數中的變量,在目標函數僅僅含有一個變量,從中得到函數極值,實現結構化設計;
3.同態設計
將不等式約束約束轉化成等式約束,降低設計空間的可靠性,即為同態設計法,通過此種方法獲得的解與原解相比略顯不足,有時在同態設計中還會出現無解現象。雖然同態設計存在不足,但是在具體的設計過程中,一定要借助同態設計得到解法。另外,同態設計還能簡化復雜結構,便于計算;
4.網絡搜索
網絡搜索屬于直觀切原始方法,它將問題在特定范圍內劃分成多個網格點,各個網格點分別指代不同的設計,參照特定規律按照由淺入深的原則進行搜索,進而獲得最優解。在道路橋梁設計中應用此種方法時,首先,選擇一個變量,并將其固定,然后按照由小到大的原則驗算其余變量,在驗算的過程中應保證各個點落在約束條件的范圍內,最后,則優選擇可行解,獲得最優解。
(二)基本原則
1.確保剛度配置與截面形式合理,若想減輕結構重量,應適當調整位移分布,同時優化內力分布,還應確保材料剛度滿足規范標準;
2.盡可能簡化快遞路線,只有這樣,才能使支撐反力有效均衡外負載,進而減輕結構重量,確保工程施工的正常開展,節省一定的工程材料;
3.滿足連續性要求,如若將橋梁結構的不同部分構成統一整體,既會簡化傳遞線路,還會拓展結構的受力范圍,進而從整體層面減輕結構受力,并縮減材料使用量,節省成本;
4.在設計過程中應全面考慮不同材料組合,有效結合結構的外形尺寸和受力特點,達到不同材料性能的最大化,降低整體質量;
5.綜合研究關鍵性受力構件自身性能,充分發揮。橋梁結構因實際需求的不同會將其應用到不同的環境中,結構化設計可分別設計適用于不同情況的結構,為縮減關鍵性受力桿數量,最大限度地發揮受力桿的作用,實現綜合運用,以此來節省工程材料,降低成本投入[2]。
(三)計算模型
在結構化設計中主要包含模型化、離散化以及簡化的工程材料與負載這三種計算模型,其中模型化結構是指借助力學原理科學分析不同結構的內部規律,在結構化設計環節,可針對結構的突出矛盾實施模型化處理,通過該種結構可增加設計方案的全面性,便于工程施工的順利開展;離散化結構是指將結構無線自由度變成有限的,也可以將其理解將整體結構劃分成不同的組成部分,即為離散化劃分,此種結構便于受力分析,也能為設計施工提供便利;在結構化設計環節,一般會假定工程材料的塑性與彈性是最理想的,并借助有限參數仿效隨機負載,該負載的自由度是無限的。經由結構化設計可簡化工程材料與負載的計算過程,有助于結構設計的正常開展。在實際施工過程中,應結合橋梁結構的自身情況,合理選擇計算模型。
三、結構化設計的應用
(一)在防水設計中的應用
結構化設計在道路橋梁設計中發揮著重要的作用,如若無法及時排除道路橋梁表層積水或者防滲漏不合理,將會縮減道路橋梁的使用年限。一方面,應合理規劃防水層設計,若想達到預期的防水保護效果,應鋪設防水層,為滿足這一要求,應選擇密實性良好的混凝土充當原材料,同時,還應增設配筋網,減小混凝土出現開裂的可能性,通常使用復合纖維混凝土,實現防水。滿足要求的防水層結構設計應做到以下幾點:首先,保證路面粘結性滿足標準,無起皮、脫落現象;其次,將混凝土和路面攤鋪成統一整體,并保障具有較高的抗拉強度和延展性;最后,規范安裝泄水管道,合理設計,以免水分滲出,否則將會混凝土產生嚴重影響[3]。
(二)在混凝土施工中的應用
1.增加混凝土保護層厚度
鋼筋與混凝同組成鋼筋混凝土,它作為一種復合型材料,被廣泛地應用在道路橋梁中,通常會在鋼筋混凝土上方攤鋪保護層,具有預防腐蝕的作用,強化持久性,增加安全系數,以此來有效保護鋼筋混凝土。因此,分析國家規范可知,若想提升保護層的保護效果,可增加保護層厚度;
2.滿足耐久性
在結構設計中,持久性與道路橋梁質量緊密相關,并決定工程的使用壽命。近年來,伴隨著道路橋梁建設步伐的加快,在工程建設中普遍存在偷工減料的現象,并在結構設計環節缺少對整體布局的考慮,計算不準確,這些均會對工程質量產生負面影響[4]。因此,在混凝土的設計環節,應保證耐久性符合標準。為實現這一目標,應增強混凝土自身的耐久性,科學計劃材料配比;
3.強化構造配筋
篇5
關鍵詞:道路改建;必要性;設計方案
中圖分類號:U412.37+3 文獻標識碼:A
一、工程建設的必要性
改建該道路是調整區域路網、疏解交通、滿足市政配套管線建設的必要措施;該道路所在區域的兩側開發已經成熟,本工程的建設,將形成一條貫穿城區東西的交通要道,對完善地區交通功能,加強地區的道路網絡結構具有重要意義,可形成近遠交通方式互補、相互協調,完善城市客運交通體系。隨著道路的建設,雨污水也將納入排水系統,完善了該區域的市政配套設施,改善了居住環境。
改建此道路是促進道路兩側商業開發建設,完善區域地塊功能性建設的先決條件;
綜上所述,道路改建工程的實施,不僅是西渡社區發展規劃、交通網絡完善、市政建設和土地開發建設的要求,而且是經濟發展和提高人民生活水平的要求。因此,本項目的建設是非常必要的。
二、道路改建設計方案
(一)方案設計原則
具體設計時,遵循以下基本原則:在城市總體規劃的指導下,結合沿線的規劃和發展,使總體設計方案符合標準,滿通功能;在符合城市支路標準的前提下,從路網和道路功能方面分析論證,提出合理的平、縱、橫方案和排水工程方案;合理選用標準,做到方案合理經濟、功能齊全、矛盾小、可操作,具有顯著的經濟、社會和環境的綜合效益;設計方案應充分考慮工程近遠期結合,以求得最佳的投資效果;堅持交通需求同實際可能結合起來,處理好人、車、路、環境之間的關系,并妥善解決與相關工程的關系,提出切實可行的方案。
(二)道路工程
1、道路縱斷面設計
道路新建工程縱斷面設計主要考慮以下方面:滿足設計車速所對應的縱斷面設計技術標準,保證車輛的行駛安全、快捷、舒適;以廟涇港橋為主要控制點,滿足凈空要求及洪水位要求;綜合考慮道路、橋梁、排水之間的關系,使縱斷面設計合理、可行,并盡可能節約投資。全線不滿足3‰縱坡排水的路段,通過設置鋸齒型街溝解決,雨水進水口采用II型側式雨水口。
2、道路橫斷面設計
本工程道路設計橫坡:機動車道橫坡為1.5%,非機動車道橫坡為1.5%,人行道橫坡為-1.0%。
3、交通組織設計
交通組織設計包括交叉口渠化和信號配時設計、路段交通設計組織、公交港灣式站點設計、人行安全過街和非機動車交通組織、交通標志標線設計等內容,目的是使今后交通管理符合路網交通流需求,滿足道路功能,實現交通的合理銜接。
4、路基設計
(1)路基填料
一般填料主要是土,采用本地粘土或亞粘土,土源質量必須滿足路用要求,不滿足要求的材料不能作為填方材料。為減少地基沉降,減輕路堤自重,可利用發電廠的廢渣——粉煤灰作填料。橋臺兩側50米~70米范圍內,采用粉煤灰填筑。對于填土較低的低路基部分,考慮鋪設一層石渣或碎石土,以隔絕地下毛細水對路基的影響。
(2)一般地基處理
本項目所處路塊多為農田、苗圃、民房、廠房,應挖除地表層30cm的農作物耕植土、樹根、草皮或腐植土,并用素土回填。
(3)填浜路段地基處理
當路基穿過河浜、水塘等,應先在路基兩側坡腳外筑壩,抽水清淤至原狀土,用30cm礫石砂回填再加土工布,然后用粉煤灰間隔土或高鈣灰土材料分層回填壓實,路基頂部30cm范圍采用5%~8%的石灰土處理地基。河浜和水塘填筑全部過程中必須始終采取有效的排水措施。此填浜處理方案通過實踐證明效果良好。
若沿道路存在的縱向填浜路段,除按上述路基處理外,應進行抗滑穩定驗算。當河浜、水塘回填到與天然地表水平后,設置土工織物網,土工織物從底部起設2~3層,錨固長度2米、搭接長度20cm,起到消除兩側差異沉降并增加路堤穩定性的作用;同時采用反壓護坡道方式將魚塘、浜調整至用地范圍外側,并采用漿砌片石護坡防護。
(4)暗浜路段地基處理
平原水網地區有較多暗浜,暗浜對路基沉降及穩定性影響較大,下一階段應對暗浜進行調查。根據暗浜分布資料,每一處均應用小螺鉆取樣,判定埋深、填料和穩定度。對填埋時間長,填料性質良好,埋深較大的暗浜可不予處理,相反則應進行處理,處理方法視具體情況采用開挖回填或加注石灰樁。本階段因無暗浜調查資料,根據以往工程經驗,需處理的暗浜面積按明浜的10%計。
5、路面結構設計
(1)路面結構設計原則:考慮本項目地基土質狀況和對路面結構影響;根據道路等級、道路性質對路面強度的要求及面層的功能要求;考慮上海地區專門研究的典型組合、筑路經驗及材料供應情況;通過對容許彎沉值的驗算得出路面結構的組成。
(2)路面結構類型選擇:本工程路線原本瀝青混凝土路面,又由于路基的不均勻沉降對路面結構影響較大。根據上海地區公路筑路經驗和使用情況,瀝青混凝土路面養護及維修較水泥混凝土路面比較方便,且路面平整度宜控制,所以本工程的路面結構采用瀝青混凝土路面。
三、結語
本工程中通過對某道路改建工程進行可行性研究,進行深入調研后,針對該路段周邊區域的人口分布特點、水文地質狀況、交通量分布情況和當地市民出行特征,對改建道路的設計方案進行了綜合的考察與布置,實踐證明取得了較為理想的效果。
參考文獻
篇6
關鍵字:瀝青路面病害成因解決措施
中圖分類號: P632+.6 文獻標識碼:A
瀝青路面的質量具有重要的作用,因此說一定要確保質量,最大限度的防止病害的產生。一般來講,瀝青路面病害的原因很多,如路面結構設計不合理、施工過程不按規范進行、后期養護工作不到位等,這些都是瀝青路面病害的成因,需要采取恰當的措施加以解決才能夠保證路面的質量,下面本文進行具體的分析。
一 瀝青路面病害的成因分析
瀝青路面病害的成因有多種,具體說來主要表現在以下幾個方面。
首先,瀝青路面結構設計不合理是引發病害的原因之一。瀝青路面的結構設計是確保路面質量的關鍵,但是從目前的情況來看,設計者在設計的過程中存在一定的問題,在瀝青面層結構的選用過程中存在著偏差,加之混合料類型選擇有一定的問題,這樣將會誘發瀝青路面病害產生。瀝青路面面層結構的選用和混合料類型的選擇這兩方面在設計的過程中十分關鍵,設計者根據瀝青路面的設計規范和實際情況設計方案,除了要滿足汽車對于路面的需求之外,還需要考慮到雨水等自然天氣對于路面的影響,所以說一定要選擇粒徑較小且孔隙也較小的級配混合料,這樣才能夠確保質量,提高路面面層的防滲性,避免病害的發生。除此之外,在混合料配比的過程中,沒有嚴格的按照設計規范執行,對于必須要經歷的四個階段也沒有引起重視,這樣都將會影響到瀝青路面的質量,引起路面病害。
其次,瀝青路面施工程序不規范,養護工作不到位,是誘發病害的又一原因。要確保瀝青路面的質量,防止病害的發生,在施工的過程中一定要嚴格按照程序進行,這不僅需要嚴把路面施工程序關,還需要嚴把材料配比程序關。但是從目前的情況來看,材料配比把關不嚴,混合料的卑鄙存在著設計不合理、攪拌不均勻以及壓實度平整度不達標的情況,這樣將會誘發裂縫等病害;施工過程中,設備陳舊,施工程序不規范,施工方案沒有綜合考慮到各方面的因素,各環節的建設也存在著不恰當的地方,尤其是路基和基層的建設沒有到位,這樣也將會誘發一系列的路面病害。除此之外,后續的養護工作對于確保路面質量也十分關鍵。但是一些施工范圍只注重施工環節,而忽視瀝青路面施工過程中的養護工作和施工完成之后的養護工作,加之養護工藝缺乏一定的科學性和合理性,給瀝青路面留下了病害的隱患。
最后,瀝青路面病害產生的原因還有自然因素和人為因素的影響。自然環境主要指的是溫度、濕度、氣候和降水等因素,其中以溫度的影響最為顯著。瀝青混合料的版和溫度和攤鋪碾壓都需要有固定的溫度作為基礎,但是由于外部環境的影響,會給溫度的控制帶來一定的難度,施工者對這些溫度控制不準將會使溫度變化較大,給瀝青路面造成裂縫等病害現象。人為原因主要就是道路的使用不當,經常會出現超重超載等情況,這樣將會給路面的承受能力帶來挑戰,超過路面承受能力時就會出現塌陷等情況。
二 瀝青路面病害防治的措施
上文中從三個主要方面分析了瀝青路面病害的成因,既有施工原因,也有自然因素,同時也不能夠忽視使用過程中的人為因素的影響。下面本文針對這些問題提出幾點防治瀝青路面病害的措施。
首先,強化結構設計,從源頭和細節上進行控制。在設計的過程中需要結合不同的環境背景和不同的施工要求,這樣才能夠確保設計方案的科學性、合理性和可行性。在進行半剛性路面的設計過程中,必須要選擇干縮系數和濕縮系數較小且抗沖刷性能較好的材料作為基層,同時還必須要確保材料的抗拉強度較高,這樣的半剛性材料才最適合做基層。
瀝青面層的設計也十分關鍵,必須要在透層或者是封層完成之后盡快鋪筑面層,這個時間一定要把握好。瀝青的選擇也很重要,瀝青必須要滿足各項設計要求,并且松弛性能較好,尤其是要保證瀝青的延度,這樣才能夠確保路面的質量性能。
路基設計施工方面也必須要重點關注,在設計的時候路基需要和實際情況相吻合,要保證設計方案科學合理,這樣才能夠確保施工的質量,最大限度的減少路基的沉降對于瀝青路面的連帶影響。路基壓實度減小,含水量增加,這些狀況都會導致路面破損,因此說,在設計和施工的過程中,一定要選擇最佳方案,提升路面壓實度,降低含水量,確保路面的質量。
其次,嚴格規范施工程序,加強施工過程中和施工后的養護工作。瀝青路面施工過程中會受到很多因素的影響,控制不好很容易帶來一系列的問題,所以說在施工的過程中一定要加強對施工程序的控制力度,確保施工者按照規范進行,并且嚴格的遵循設計方案,這樣才能夠避免病害的發生。為此,必須要建立起完善的施工監理制度,增設專門的管理者對施工程序進行檢測,不能夠忽視任何的細小環節和隱蔽性工程,并且要對施工過程中的各項因素進行合理的控制管理。例如在道路勘察的過程中,管理者要考慮到地域的差異性,需要將控制的重點放在施工的工藝上,并且需要將常見的病害誘因的內容提交給施工作業者,這樣能夠更好的進行施工,控制病害的發生。
養護工作必須要到位,這是確保瀝青路面質量的關鍵,單純的施工不能夠確保質量,一定要將施工和養護工作緊密的結合起來,這樣才能夠有效的預防病害。養護工作就是為施工完成的部位涂上防護膜,能夠有效的預防人為和自然等因素的侵襲。養護工作需要不定時的進行,因為路面的使用情況不同,不同區域的施工程度也不一樣,以此需要定期檢查,對有必要的地方一定要進行養護施工,避免出現裂縫或者是塌陷等病害現象。
最后,采取措施應對自然環境的制約,加大控制力度,消除人為因素的消極影響。自然因素對于瀝青路面施工的影響是不可避免的,但是施工者可以通過有效的措施進行控制,將自然因素的影響降低到最小,如合理的控制好溫度,采取先進的施工工藝,提升施工質量,確保瀝青路面的質量。對于人為因素的控制,則需要通過強制性手段進行協助。相關部門需要根據瀝青路面的承載能力設置汽車最高荷載量,嚴格的控制超載違規現象給路面帶來的影響,對于違反規定者給予嚴格的懲罰,通過這種措施來有效的制止人為因素的影響。
結束語:近年來,我國的交通運輸業獲得了飛速的發展,人們對于交通通達度和路面質量的要求也越來越嚴格,施工者和相關者需要采取恰當的措施進行管理,避免瀝青路面病害現象的發生,創造良好的交通運輸環境。本文以此為中心,通過分析瀝青路面病害成因,指出了防治病害的三點舉措,希望通過本文的論述能夠對今后的病害防治工作提供一定的幫助,進一步提升瀝青路面的質量,創造良好的交通運輸環境。
參考文獻:
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篇7
關鍵詞:高速公路;路面設計;路面材料
中圖分類號: U412.36+6 文獻標識碼: A
引言
高速公路路面一般由面層、墊層、基層而組成的層狀結構。每個獨立層面具有各自的不同功效。高速公路路面設計的本質任務是保障路面在使用年限內滿通承載和保證行車質量。路面設計中首先考慮的是根據實際功能進行結構組合,其次進行各層厚度設計,同時結合造價、養護、車輛管理經營等方面以達到最佳的經濟效益。
一、 高速公路的路面性能及病害分析
1、 路面性能
(1)高溫穩定性
路面的強度經常受風、霜、雨、雪和日照等自然因素的影響而發生變化。為保證正常通車,路面強度在一年中變化的幅度應盡量減少,這種強度變化的幅度叫穩定性。瀝青路面的強度與剛度隨溫度升高而降低。為了保證瀝青路面在高溫季節行車荷載的反復作用下,不至于產生諸如波浪、推移、車轍、泛油、粘輪等病害,瀝青路面應具有良好的高溫穩定性,即在高溫時具有足夠的強度和剛度
(2)抗滑能力
瀝青路面應具有足夠的抗滑能力,以保證在最不利的情況下(當路面潮濕時),車輛能夠高速安全行駛,而且在外界因素的作用下,其抗滑能力不致很快降低。瀝青混合料的粗糙度與礦質集料的微表面性質、混合料的級配組成以及瀝青用量等因素有關。為保證路面的粗糙度不致很快降低,應選擇有棱角的石料。研究表明,瀝青用量對抗滑性的影響相當敏感,瀝青用量超過最佳用量的0.5%時,就會導致抗滑系數明顯降低。 提高路面抗滑性能,可以通過采用堅硬、耐磨、表面粗糙的集料組成面層主要是面層的上層)材料來達到。
(3)具有足夠的強度和剛度
行駛在路面上的車輛,一方面通過車輪把豎向壓力傳給路面,另一方面又使路面受到水平力。在這些外力的作用下,路面結構內會產生不同量的拉應力、壓應力和剪應力。如果路面結構整體或某一組成部分的強度不足,不能抵抗這些應力的作用,則路面便會出現斷裂、碎裂或沉陷(伴隨兩側隆起)等損壞現象,使路況迅速惡化,從而嚴重影響道路的服務質量。公路路面的強度是指路面結構對行車作用的抵抗能力,路面不會因車輛荷載的垂直壓力、震動力、沖擊力、剎車及啟動時的縱向水平力以及車輪后方與路面間產生的真空吸力等而造成過大的變形、磨損和壓碎等破壞現象。
二、路面結構設計步驟及設計方法
1、 路面結構設計步驟
(1)信息搜集。包括交通(如交通量、軸載組成、年平均增長率等),環境(道路氣候區、月平均氣溫、最大溫度梯度等),材料(料場位置、材料品質、供應條件等),地質和水文(巖質和土質、地下水位等),經濟(概預算定額、資金來源等),當地技術和設備條件,路面使用經驗等;進行路面改建設計時,還應調查和收集有關現有路面狀況的數據。
(2)擬定結構組合方案。包括行車道和路肩的面層類型、各結構層類型和組合、材料組成和結構層大致厚度:采用路面內部排水設施時,還包括排水系統的布設方案、各項排水設施的構造和大致尺寸。
(3)各結構層混合料組成設計和相應的力學性質試驗。
(4)選擇確定有關設計參數—如分析期,目標可靠度,荷載、環境和材料方面的有關參數。
(5)進行結構分析—分析所擬路面結構方案在荷載和環境條件下的應 力、應變或位移量,預估有關設計標準的損壞量或使用性能指標量。
(6)進行各路面結構方案的壽命周期費用分析。
(7)綜合各方面的分析和考慮,選擇最終設計方案。
2、路面設計關鍵技術分析
(1)主線行車道與硬路肩。為滿足路面設計的各項使用性能要求(主要是抗滑和防水要求),路面結構設計首先考慮的是確定其抗滑表層的類型。根據路面材料調查資料,在高速公路鄰近地區有較好的抗滑層集料,能滿足路面抗滑層集料要求的各項指標。設計選用AK一16A型瀝青混合料作為抗滑表層效果較好。另外SMA也是一種不錯的方案,SMA是由瀝青、礦粉、細集料組成的。由于它是由相互嵌擠的粗集料和瀝青碼蹄脂二部分組成的。粗集料含量占
70%以上,形成了相互嵌擠的“骨架”結構。填充粗集料空隙的瀝青碼蹄脂又由瀝青、細集料、礦粉和纖維組成。它是一種間斷級配的混合料,粗集料用量多、瀝青用量多、礦粉用量多而細料含量少。
(2瀝青路面基層。作為半剛性瀝青路面的主要承重層, 基層應選用強度高、水穩性好、低溫裂縫少、施工方便、便于養護的材料和結構。為此河南省多采用水泥穩定粒料基層。而在一定的氣候、水文、地質條件下, 主要由交通量、土基模量的大小決定著基層、底基層的厚度和結構。
(3)底基層。底基層是路面的次要承重層, 底基層的材料選擇應根據公路沿線的氣候、水文、地質和土源情況因地制宜, 經技術經濟比較后加以選定。底基層的結構多選用10%~12%石灰穩定土、8%~10%的水泥穩定砂土或4%水泥、8% 石灰綜合穩定土等。現在多趨向采用二灰土、石灰水泥穩定土等綜合穩定, 以提高底基層的水穩性、強度和其它路用性能。
(4)路面層間結合與防水。為了保證路面各層的共同受力和防水, 路面設計和施工應在基層頂面設透層油和在受污染的面層間灑粘層油, 視氣候和基層材料情況必要時在基層頂面設封層。對二灰碎石基層, 頂面應設封層, 以加強對二灰碎石的養護和防止交通車輛對其表層的損壞, 良好的封層是二灰碎石結構質量的重要保證。高速公路路面設計應該注重基層的防水設計, 主要方式有2 種: 一種是采用2 次灑鋪乳化瀝青及石屑的簡易表處式封層; 另一種是在透層油上灑2 kg/ m2 改性瀝青防水膜。
結語
現階段的高速公路路面設計, 在不斷學習中、外先進經驗的基礎上, 與施工相結合, 走過了一個不斷認識—實踐—提高的過程。但路面方面的問題仍不斷地出現, 其中有大量是施工和管理所造成的, 但也有問題是設計上未完全認識和把握而產生的。如設計選用的材料和級配是否正確, 路面結構組成和各層厚度計算與結合是否合理, 路面排水設計是否有效和完善, 超重車的存在與交通量計算是否恰當, 以及路面的設計是否符合環境與施工實際等。這些問題的存在都將影響設計質量和路面修建使用的最終質量,也是需要我國廣大公路設計施工、科研工作者共同努力加以解決的。
參考文獻
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[2] 王佳. 高速公路瀝青路面使用性能評價與預測決策研究[D]. 長沙理工大學 2006
篇8
1.1路橋過渡段不均勻沉降
由于在進行設計的時候沒有嚴格謹慎的對地質進行探索,或者探索的深度不夠,沒能及時發現軟基的存在,或者對軟基的覆蓋范圍與深度不夠了解,從而導致橋頭路堤軟土地基有遺漏的地方,這些沒有發現的軟基促使橋臺背路堤施工時土壤的壓力不夠,經過長期的自然環境侵蝕,路堤的填土開始逐漸流失,使得路橋的土層強度降低,造成車輛在此路橋行駛的時候容易出現跳車的現象。公路施工技術規范中有明確規定,設計地基方案時要注意路橋段過渡的緩和設計,以降低段間的距離,防止沉降。
1.2搭板設計不合理
一般建筑單位發現路橋過渡段發生不均勻沉降的時候便會開始設置搭板,期望可以解決軟基的問題,通過大量實踐我們發現,設置搭板的路橋很多沒有改善路橋過渡段的不均勻沉降,經過認真的調查與研究,發現設計單位沒有樹立對搭板的重視,造成施工無效甚至造成橋頭堤過長與過高[3]。
1.3橋梁結構設計不合理
橋梁的結構是整個橋體的荷載承受支柱,由于這種設計將橋面鋪裝層設置為整個橋梁工程的附屬結構,不參與橋梁的荷載,因此梁體與橋面為滿足整個橋體的承重造成局部附應力過大,使橋面分縫處與各板塊位置發生變形。
1.4路橋排水設計過于簡單
筆者經過調查研究發現,我國的部分路橋排水設計結構簡單,遠遠達不到國家標準,一般的排水設計均是在斷面圖上標出路面、路肩的橫坡度,在坡度兩側設置邊溝,而其內部結構設計沒有進行嚴格標注,導致遇到暴雨天氣時,結構中的縫隙滲水沖刷基層,引發錯臺與板底脫空出現破壞,排水內部交叉圖不夠嚴謹,無法有效指導施工,容易出現路中心低,雨水積聚無法良好排出。在某些降雪頻繁地區,一些用以除雪的化學物會滲入梁體結構內部,腐蝕鋼筋,破壞主梁預應力系統造成橋梁的損壞。
2公路路橋設計中導致道路早期損壞的原因分析及解決措施
2.1路橋過渡段不均勻沉降解決措施
通過以下幾點解決路橋過渡段不均勻沉降的問題:①設計之前,設計人員對設計地形進行勘測,并結合實際情況調整設計方案,對路面邊坡和橋臺進行一定加固;②路基下沉除了勘測不夠周密,使用材料也是一大問題,工作人員經過調查研究,并結合其它優秀案例進行針對性地選擇填充材料,結合容易下沉的特性,選擇沉降系數小的回填材料,增加路橋路基的承受力,促使其可以抵抗車輛的作用力與特殊天氣時的滲水情況;③針對公路的特殊結構,及時進行定期質量測驗,適當給予加固處理[4][5],以便有效解決地基下沉問題。
2.2搭板設計不合理解決措施
調查研究表明,公路橋梁的橋臺沉降與橋頭填土間的連接問題是導致橋梁伸縮縫和橋頭搭板連接障礙的主要原因[6]。因此,設計人員應該從開工之前便針對連接問題進行研究,針對路橋應力進行計算,算出合理應力后,設計出相應承受強度的搭板。進行施工時,對施工地形進行勘測,將搭板進行處理,符合接縫尺寸后開始投入使用,避免出現連接位置產生階梯狀縫隙結構的現象,為過往車輛行使提供安全舒適的駕駛體驗。
2.3橋梁結構設計處理措施
橋梁結構設計與公路路橋施工的質量息息相關,除了對軟土地基進行處理之外,另一大施工重點是在橋梁結構設計的時候應該先了解客戶的需求,根據橋體的各種物理性質,計算出應力,在保證質量安全與企業投資效益的情況下,對橋梁結構進行科學、合理的設計,當路橋的結構穩定度出現問題時,會出現路基路面受損、斷裂等現象,橋體會出現不同程度的裂縫,嚴重者甚至會產生塌陷[7]。因此,除了良好的設計,施工人員還應該對結構梁的質量進行把關,嚴禁使用質量不達標的結構材料。結構寬架搭建完畢后,施工人員必須先對梁體結構進行荷載測驗,確保其承重符合標準,方可投入使用。
2.4路橋排水解決措施
路橋的排水工作直接影響公路路橋的壽命,排水工作不僅能有效解決對公路橋梁路基的損害,還能降低因為雨水聚集而產生的交通阻礙,這不僅能增強公路路橋的穩定性,還能提高駕駛人員的使用體驗。目前我國在現有技術條件下比較行之有效的公路路橋排水方式包括以下三種:①路面排水(這種排水方式簡單直接,施工費用低,易操作,其主要是排除雨水,防止雨水滲透對路基造成損壞);②地面排水(這是排水方式使用最為廣泛,其施工工序少,費用低,可以有效維護公路路橋的日常使用,對公路路橋的可持續發展具有重要意義);③地下排水(此種排水方式一般是通過地下暗溝、盲溝以及下水道進行排水,根據不同的地理情況,其施工難度也不盡相同)。
2.5做好公路質量防護工作
除上述因為設計問題而導致的道路早期損壞外,最大一個貫穿整個路橋建設并促使其產生質量安全問題的原因是施工材料不符合標準,施工完畢后沒有做好相應的維護工作。筆者根據自身多年經驗提出以下幾點措施:①公路路基的建筑材料選擇(進行土質勘測時,祛除不良土質,對自然土進行取樣檢測,采取國家規定的檢測方法檢驗該土質是否符合路基填筑標準,確認完畢后,選擇符合質量的材料嚴格按照施工圖紙與施工工序進行施工);②對公路路基防護措施(針對路基處容易出現問題的邊坡防護與沖刷防護進行重點處理,一般情況下,橋路施工完畢后,路基的溫度會很高,路面材料會產生不正常融化,工作人員必須立即進行散熱處理,使用灑水的形式對路基進行降溫,然后通過相關路面平整規定,組建路面管理小組,實行路面的憑證處理,處理原則是保持填土的壓實度與厚度,以免發生路面不平或表面平整內部密度不一致的情況發生,解決車輛側翻事故問題。
3結語
篇9
關鍵詞:公路工程;全過程;工程造價
中圖分類號:X734 文獻標識碼:A 文章編號:
近年來,隨著我國交通事業的穩步發展,公路工程項目不斷加大建設力度,其投資越來越大,但決算超預算、預算超概算、概算超估算的“三超”現象卻常有發生,為了充分利用好項目建設資金,這就要求我們在其造價控制上下工夫,如何在不影響項目本身質量的情況下成本達到最低,是每個公路項目中我們追求的最終目標。一般來說,公路工程的建設都具有周期長、生產要素價格變化頻繁、產品單件性、固定性等特征,使得建設工程的造價復雜多變,因此,工程項目的造價控制應具有全過程性。
一、決策階段的造價控制
(1)做好項目建議書階段投資決策的基礎資料收集工作和投資預測,需要很多的資料,如工程所在地的水電狀況、地質情況、主要材料設備的價格資料、材料的采購地點以及現有已建類似工程資料。對于做經濟評價的項目還要收集更多資料。
(2)根據市場需求及發展前景,合理確定建設規模及公路標準,并對擬建工程項目在技術上是否可靠,在經濟上是否有利,環境上是否允許等方面進行全面系統的分析認證、有必要在滿足功能的前提下做多個方案和效益評價,選用技術先進、經濟合理的設計方案。
(3)科學進行工程項目的效益分析、編制工程投資估算。投資估算編制要有依據,要盡量細致,并力求投資估算盡可能全面,從現實出發,充分考慮到施工過程中可能出現的各種情況及不利因素對工程造價的影響,考慮市場情況及建設期間預留價格浮動系數,使投資基本上符合實際并留有余地。使投資估算真正起到控制項目總投資的作用。
二、設計階段的造價控制
(一)優選設計單位及設計方案
優選設計單位或設計方案可以采用工程設計招標或設計方案競選,通過競爭,選擇最優的設計和設計方案。工程設計招標或設計方案競選有利于設計方案的選擇和競爭,有利于縮短設計周期、降低設計費,有利于降低工程造價,控制建設項目投資,提高投資效益。在工程設計招標文件或設計方案競選的文件中,除應重視技術是否先進,功能是否符合要求外,還應重視對造價的要求。
(二)在設計中進行設計方案優化
路線設計、結構設計、施工方案及施工組織設計是公路工程設計的三個主要內容。在設計中應該認真從技術經濟方面進行研究比較。在技術上可行的前提下,選擇造價最低的方案。
(1)路線設計:路線設計中路線的走向決定了土石方數量的大小,構造物的多少。路線的縱坡、線位的高低也決定了土石方數量和構造物工程量的大小。同時,路線的平、縱設計,在一定程度上影響了構造物的選型。所以,路線設計對公路工程造價的高低起著決定性的作用,在結構設計之前首先應做好路線設計,優化路線平縱方案。
(2)結構設計:結構設計的重點是結構類型的選擇。如路面設計中路面結構的類型,不同的結構影響到材料的選擇和用量,因而控制了材料費的高低,對整個造價的高低也會產生影響。橋梁設計中,對于一座大橋或特大橋,應當分成幾孔,各孔的跨徑應當多大,這不僅影響到使用效果、施工難易等,而且最為重要的是在很大程度上關系到橋梁的總造價。就經濟要求而言,跨徑越大,孔數越少,上部結構的造價越高,墩臺的造價減少,反之,則上部結構的造價降低,而墩臺的造價將提高。如何選擇合理的橋梁分孔方案,確定經濟跨徑,使橋梁上、下結構的總造價趨于最低,具有重要意義。
(三)推行限額設計
限額設計是指按照設計任務書批準的投資估算額進行初步設計,再按照初步設計的概算造價進行施工圖設計,然后按照施工圖預算對施工圖設計的各個專業設計文件作出決策。當然,限額設計也應遵循科學、實際,注重優化設計、兼顧功能提高,而不能一味地追求節約投資。推行限額設計是控制投資規模的有效措施之一。
三、招投標階段的造價控制
首先要堅持和完善公路工程招投標制度,遵循公開、公正、公平和誠實信用的原則。編制好招標文件,對影響工程造價的各種因素要進行認真分析,如招標文件應對工程造價的計價方式、定額及費用的取定、增加工程的結算方式等有明確規定,使招標既達到客觀、合理,又能實現有效控制工程造價的目的;要嚴格審查施工單位資質,確保投標單位資質的準確性,要采取措施防止中標后賣標、轉包、分包等現象;為了減少后面的“扯皮”,對招標文件和合同條款的擬訂,一定要在嚴格性、邏輯性、操作性等方面多下工夫,文字準確,意思明晰,措辭嚴謹,盡量或不要有“隱患”;澄清工程量清單的報價,建立澄清工程量清單報價制度,真正選擇科學的、工藝先進的、報價合理的施工單位或材料、設備供應商,為工程造價控制創造條件。對招標的公路工程項目,要實行合理低價與有序競爭,不能將價格的高低作為評標的唯一條件,應綜合考慮各投標人完成該項目任務的技術、經濟、管理等綜合能力。規范公路市場工程造價,要規定以政府指導價下的合理低價為中標價。
四、施工階段的造價控制
(一)優化施工組織設計
工程造價的高低除了與工程實體有關外,很大程度上取決于施工組織設計的先進與否。不同的施工組織設計,會有不同的工程造價,而且差別較大,所以說施工組織設計不僅是指導施工的綱領文件,也是確定工程造價的重要經濟性文件。不同的施工方案反映的工程造價是不一樣的,根據合理的施工方案,充分利用“四新”技術(新技術、新工藝、新材料、新設備)及合理化建議,優化施工過程中的每一個環節、每一道工序,降低工程施工成本和措施費用,達到節約工程成本的目的。反過來,通過經濟比較,才能夠主動地影響施工組織設計方案,從而達到技術先進可行,經濟合理的最佳效果。
(二)嚴格控制工程變更
(1)根據實際情況需要變更設計時,應由業主、設計、施工單位、監理或上級單位現場會審并同意。說明工程變更項目、部位、變更理由、依據,變更設計的初步評估,并與原設計的技術經濟論證比較。
(2)嚴格執行報批程序,未按報批手續上報或未按批準權限批準的變更設計,擅自開工的工程,不得驗收結算。工程設計變更按交通部《公路工程設計變更管理辦法》分為一般設計變更、較大設計變更和重大設計變更。項目法人對一般設計變更進行審查,較大設計變更由省級交通主管部門審批,重大設計變更由交通部審批。
(3)重點控制好施工單位提出的設計變更。設計變更的提出單位有設計單位、監理單位、施工單位、業主、上級主管部門。施工單位根據工程實際情況提出的變更,由施工單位約請監理、設計代表、業主進行現場調查,以現場會議紀要的形式確定書面意見。
五、竣工驗收階段的造價控制
(1)工程竣工決算時,審核人員應堅持按合同辦事,對工程預算外的費用嚴格控制,對于未按圖紙要求完成的工作量及未按規定執行的施工簽證一律核減費用;凡合同條款明確包含的費用,屬于風險費包含的費用,未按合同條款履行的違約等—律減費用,嚴格把好審核關。
(2)對工程量的審核應根據施工承包合同要求,對施工過程中出現的設計變更、現場簽證等進行審核,不能多算或不按規則計算。計量審核必須做到客觀、公正、合理。
(3)科學準確地計算工程量。根據竣工圖做到圖紙尺寸看準,計算公式、單位要用準,計算手冊要造準,材料類型要套準。在嚴格執行國家園林工程造價的有關定額、價格、費用標準的同時,換算好定額,控制好造價。
(4)規范施工單位隊伍,建立施工報表制。反復核對、仔細分析報表中設計變更、工程追加、修改以及隱蔽工程的驗收、簽證、材料代換更。
(5)進行工程結算與概、預算的對比分析,做出建設各項經濟指標,考核建設成本,及時總結造價管理經驗教訓,積累技術經濟資料。
總之,公路工程造價的控制是一項系統工程,要想有效地控制工程造價,使工程造價有效大幅度的降低,只有進行全過程、全方位的控制和管理,才能取得成效,實現工程項目的總目標。
參考文獻:
篇10
論文關鍵詞: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。
2.3 溫度和水的影響
瀝青對溫度的敏感度很高,所以溫度對層間材料的影響很大,在夏季高溫時期,瀝青路面的溫度可以高達60攝氏度,在60度高溫下進行剪切試驗可以發現層間材料此時的抗剪強度已經很小了,所以在夏季高溫情況下,層間材料在重力的作用下就容易發生損壞,因此在路面層間結構的設計中要注意溫度對層間材料的影響。另外,水的影響也不能夠被忽視,半剛性基層具有不透水的特點,水分在基層上方無法擴散而只能滯留聚積,而瀝青表面層下面往往設置的是空隙率較大的瀝青混合料,其空隙間充滿了水分,在車輛行駛荷載的反復重壓之下,水動壓力會讓基層沖刷破壞而軟化,瀝青層與基層之間會從連續狀態轉變成半滑動或滑動狀態。
3 瀝青路面層間處理技術探討
3.1 粘結層材料功能分析
基層與面層之間的粘結層材料受力情況比較復雜,主要包括壓應力、拉應力和剪應力三類受力,另外,由于道路處于自然環境中,不可避免的受到日照、溫度、水等因素的影響,所以粘結層材料應該具有以下兩個重要功能:(1)抗拔能力,由于汽車輪胎在行駛過程中與路面的摩擦會影響層間的粘結效果,另外啟程行駛中的后輪產生的真空泵吸作用也會造成層間粘結的減弱,所以在粘結層材料選擇時要注意材料的抗拔能力,否則很容易產生層間分離現象;(2)抗剪能力,如果抗剪能力不足,基層和面層之間往往會出現推移、擁包、兩層皮等病害,輕者會影響路面的使用性能,嚴重的話會威脅到路面使用者的行車安全,所以粘結層材料還要具有較高的抗剪能力。
3.2 透層油的作用機理
透油層主要起到過渡偶合作用,當透油層撒布到基層之后,會在基層上形成一定深度的滲透,這種滲透填充了半剛性基層的表面空隙,形成了一個特殊的結構層,即偶合層,偶合層本身屬于基層的一部分,降低了基層材料的模量,從而解決了有機結合料到無機結合料之間的粘結問題。透油層的作用主要體現在以下幾個方面:首先提高了路面結構設計的連續性,從多層組合體系轉變成連續組合體系;其次,透油層的作用相當于增加了柔性材料結構層的厚度,從而提高了路面結構的抗變形能力;第三,透油層滲入基層后閉合了基層混合料的開口孔隙,增強了基層抵御水破壞的能力;最后,透油層可以避免基層內部水分的蒸發,省去了灑水養護的成本。
3.3 下封層材料的要求