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關(guān)鍵詞:法國(guó)規(guī)范;中國(guó)規(guī)范;城市快速路;平面設(shè)計(jì);縱斷面設(shè)計(jì);橫斷面設(shè)計(jì)
1研究背景
法國(guó)規(guī)范采用城市及郊區(qū)結(jié)構(gòu)性道路(VSA)定義代替?zhèn)鹘y(tǒng)的城市快速路(VRU)的定義,其類型主要包括具有高速公路特性的最高速度90km/h和110km/h的“城市及郊區(qū)結(jié)構(gòu)性道路(VSA)”,即VSA90-110和具有非高速公路特征的最高速度為70km/h的城市干線,即AU70。用城市及郊區(qū)結(jié)構(gòu)性道路定義代替城市快速公路定義主要體現(xiàn)該類道路的兩個(gè)特點(diǎn),即“結(jié)構(gòu)性”和“城市及郊區(qū)”。其中“結(jié)構(gòu)性”表述道路等級(jí)這一概念,表示這類道路對(duì)于地域網(wǎng)格劃分的重要性;“城市及郊區(qū)”一詞意味著這些道路位于整合了城市周邊地區(qū)的一個(gè)相當(dāng)廣闊的區(qū)域。法國(guó)規(guī)范認(rèn)為單一的“速度”概念已不再最適合定義這類道路服務(wù)水平,而“通達(dá)”這一概念更為復(fù)雜,具有多重標(biāo)準(zhǔn),更能表示道路設(shè)計(jì)的多功能性、地域間的通達(dá)性、減輕道路中斷的影響、提高城市質(zhì)量等。其中VSA90-110是具有高速公路特征的城市道路,其特點(diǎn)是快速通行,多采用立體交叉方式。AU70屬于城市周圍的干線道路,周圍城市化水平較高時(shí),這類道路后期可轉(zhuǎn)化為限速50km/h傳統(tǒng)城市道路,所以AU70的道路多采用平面交叉,以方便后期改造?!冻鞘锌焖俾吩O(shè)計(jì)規(guī)程》(CJJ129—2009)[1](以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》)定義的快速路為在城市內(nèi)修建的,中央分隔、全部控制出入、控制出入口間距及形式,具有單向雙車道以上的多車道,并具有配套的交通安全與管理設(shè)施的城市道路,其設(shè)計(jì)速度宜采用60、80和100km/h。對(duì)比發(fā)現(xiàn)法規(guī)AU70不符合中國(guó)規(guī)范關(guān)于快速路的定義,更多是中國(guó)規(guī)范的城市主干路的設(shè)計(jì)范疇,而VSA90-110與中國(guó)規(guī)范的城市快速路較相似。所以本文僅針對(duì)法規(guī)VSA90-110與中國(guó)快速路的平面、縱段和橫斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比研究。
2設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)比研究
2.1平面指標(biāo)
2.1.1直線《規(guī)程》規(guī)定了不同設(shè)計(jì)速度所對(duì)應(yīng)的直線最大長(zhǎng)度及最小長(zhǎng)度,其中最大長(zhǎng)度為20V(V為設(shè)計(jì)速度);同向曲線和反向曲線間的直線段最小長(zhǎng)度分別是6V和2V,其中速度以km/h計(jì),長(zhǎng)度以m計(jì)。該要求參考了公路設(shè)計(jì)的相關(guān)指標(biāo)。法規(guī)VSA90-110沒(méi)有規(guī)定直線的最大長(zhǎng)度,只規(guī)定了同向圓曲線間曲線的最小長(zhǎng)度,法規(guī)規(guī)定當(dāng)圓曲線半徑<1500m時(shí),同向曲線間直線段長(zhǎng)度應(yīng)滿足3s行程的要求,即VSA90的最小長(zhǎng)度為75m,VSA110的最小長(zhǎng)度為92m。2.1.2圓曲線《規(guī)程》規(guī)定不設(shè)超高的圓曲線最小長(zhǎng)度、不設(shè)緩和曲線的圓曲線最小長(zhǎng)度以及設(shè)超高推薦半徑和設(shè)超高最小半徑,其值見表1。法規(guī)VSA90-110只規(guī)定了極限最小半徑(Rm)和正常超高時(shí)的最小半徑(Rdn),其中VSA90和VSA110規(guī)定的超高d=7%時(shí)的最小半徑分別為240m、400m,2.5%正常超高時(shí)的半徑分別為370m、650m。此外法規(guī)要求當(dāng)有冬季冰雪道路可將超高限制為5%。在此情況下VSA90-110的最小半徑(Rm)分別為255m和420m。2.1.3緩和曲線《規(guī)程》規(guī)定了緩和曲線的最小長(zhǎng)度,即設(shè)計(jì)速度在100、80、60km/h時(shí)的緩和曲線的最小長(zhǎng)度分別為85、70、60m。此外,為確保視覺(jué)美觀、線型協(xié)調(diào),《規(guī)程》規(guī)定緩和曲線宜滿足下式要求:R/9≤Ls≤R,還應(yīng)滿足超高漸變段最小長(zhǎng)度的要求。法規(guī)還有如下規(guī)定:圓曲線至少在整個(gè)曲線中占1/5;當(dāng)回旋曲線相等時(shí),圓曲線至少等于緩和曲線長(zhǎng)度的一半;半徑≥1500m的圓曲線被視為直線段;半徑R≤1.5Rdn時(shí),當(dāng)前后曲線間直線段長(zhǎng)度<500m時(shí),前后曲線半徑比值應(yīng)≤1.5。2.1.4超高《規(guī)程》規(guī)定當(dāng)圓曲線半徑小于不設(shè)超高的最小半徑時(shí),應(yīng)在圓曲線上設(shè)置超高,《規(guī)程》規(guī)定的最大超高和最大合成坡度見表2?!兑?guī)程》還規(guī)定了不同設(shè)計(jì)速度的超高漸變率,即設(shè)計(jì)車速在100、80、60km/h時(shí)的最大超高橫坡度分別為1/225%、1/200%、1/175%。法規(guī)VSA90-110規(guī)定,當(dāng)半徑R<Rdn的圓曲線應(yīng)設(shè)置超高。曲線的超高根據(jù)1/R線性變化,其介于2.5%~7%。法規(guī)要求的Rdn和Rm之間的超高橫向坡度為:VSA90采用(3074/R)-5.8計(jì)算,VSA110采用(4680/R)-4.7計(jì)算。
2.2縱段指標(biāo)
2.2.1縱坡《規(guī)程》規(guī)定了不同設(shè)計(jì)速度對(duì)應(yīng)的最大縱坡推薦值和限制值,見表3。還規(guī)定了縱坡的最小值為0.5%,困難路段限制值為0.3%。法規(guī)VSA90-110規(guī)定的縱坡最大值均為6%,沒(méi)有規(guī)定最小縱坡。.2.2坡長(zhǎng)《規(guī)程》規(guī)定了縱坡的最小坡長(zhǎng)及針對(duì)不同縱坡的最大坡長(zhǎng),即設(shè)計(jì)速度在100、80、60km/h時(shí)的最小坡長(zhǎng)為250、200、150m。最大坡長(zhǎng)見表4。法規(guī)VSA90-110沒(méi)有規(guī)定坡長(zhǎng)的限制,但法規(guī)特別強(qiáng)調(diào)了陡坡路段的設(shè)計(jì),即當(dāng)高度差D>130m且平均坡度p超過(guò)3%的路段被視為“陡坡”。針對(duì)陡坡路段,法規(guī)有如下規(guī)定:禁止采用長(zhǎng)直線及大半徑曲線,最好使用與接近1.5Rdn的半徑相組合的短直線段;果斷引入一段陡坡,防止斜坡逐步增大;不要在兩陡坡之間設(shè)置緩和坡段;避免在陡坡上引入特殊點(diǎn)(立體交叉口、超高曲線等)。2.2.3豎曲線《規(guī)程》規(guī)定了豎曲線的最小半徑及最小長(zhǎng)度,見表5。設(shè)計(jì)中需采用≥一般最小半徑值,當(dāng)條件特別困難時(shí)應(yīng)≥極限最小半徑值。法規(guī)VSA90-110沒(méi)有規(guī)定一般最小半徑及最小長(zhǎng)度,但對(duì)豎曲線半徑限值有要求。VSA90和VSA110規(guī)定的凸曲線最小半徑分別為2700、6000m,凹曲線最小半徑分別為1300、1900m。
2.3橫斷面指標(biāo)
2.3.1行車道《規(guī)程》要求的行車道寬度分為主路行車道和輔路行車道,其寬度需按設(shè)計(jì)車型及設(shè)計(jì)車速劃分,具體寬度見表6。法規(guī)VSA90-110要求的行車道寬度為3~3.5m,其中右側(cè)車道的標(biāo)準(zhǔn)寬度為3.50m,其他車道的標(biāo)準(zhǔn)寬度為3.25m,在沒(méi)有載重車的情況下可以減少到3.00m。此外,VSA90和VSA110要求左側(cè)路緣帶以及左側(cè)車道組成的整個(gè)左側(cè)部分的最小寬度分別為3.75m和4m。2.3.2中間帶《規(guī)程》規(guī)定快速路的上下行快速機(jī)動(dòng)車道之間必須設(shè)置中間帶,中間帶由中央分隔帶和兩側(cè)路緣帶組成。中間帶的寬度宜為3m,即中央分隔帶2m,兩側(cè)路緣帶0.5m。當(dāng)受地形限制時(shí),中央分隔帶寬度可適當(dāng)縮窄,對(duì)向車流必須使用混凝土分隔墩或中央分隔護(hù)欄分隔,兩側(cè)應(yīng)有0.5m路緣帶。法規(guī)VSA90-110要求設(shè)置中央分隔帶及左側(cè)路緣帶,法規(guī)未規(guī)定中央分隔帶具體寬度,其寬度取決于上面所植入的構(gòu)件,主要是護(hù)欄和指示信號(hào)牌的安裝要求。法規(guī)對(duì)左側(cè)路緣帶的寬度有明確的要求,即標(biāo)準(zhǔn)寬度為1m,極限寬度為0.75m,左側(cè)路緣帶包括標(biāo)線的寬度。2.3.3路肩《規(guī)程》規(guī)定郊區(qū)型地面快速路斷面,宜在機(jī)動(dòng)車道外側(cè)設(shè)置硬路肩和土路肩,其中硬路肩寬度應(yīng)≥2.5m,土路肩寬度應(yīng)≥0.75m。法規(guī)VSA90-110要求必須設(shè)置緊急停車帶(硬路肩)或者右側(cè)路緣帶,其中緊急停車帶寬度一般為2.5m。當(dāng)重車的交通量超過(guò)2000輛/天(雙向合計(jì))時(shí),其寬度達(dá)到3.00m。當(dāng)穿越密集的城市時(shí),設(shè)置緊急停車帶(BAU)會(huì)產(chǎn)生過(guò)高的成本。在此情況下可考慮取消緊急停車帶,但是必須設(shè)置一條至少1m寬的右側(cè)路緣。2.3.4路拱《規(guī)程》規(guī)定了快速路主、輔路面橫坡均采用單面直線坡,路面橫坡度根據(jù)地形條件及路面類型可選用1.5%~2%。郊區(qū)型斷面土硬路肩斷面可比路面大1%,單位于路緣帶部分的硬路肩橫坡度應(yīng)與路面橫坡相同。法規(guī)VSA90-110要求行車道的橫向坡度為2.5%,朝向道路外側(cè)。左右側(cè)路緣帶的橫向坡度與相鄰行車道斜面的坡度一致,土路肩的橫向坡度為8%,朝向道路外側(cè)。
3結(jié)論
1)法規(guī)VSA90-110的最小半徑包括極限最小半徑(Rm)和正常超高時(shí)的最小半徑(Rdn),其中Rdn是指路拱橫坡超高值的半徑,該半徑基本對(duì)應(yīng)國(guó)內(nèi)規(guī)范的一般最小半徑值,即法規(guī)對(duì)超高設(shè)置較國(guó)內(nèi)寬松許多。2)法規(guī)特別重視平曲線的搭配,規(guī)定當(dāng)R<1.5Rdn時(shí),前后圓曲線半徑比值需<1.5,較中國(guó)規(guī)范嚴(yán)格。此外,法規(guī)嚴(yán)禁凸曲線,法規(guī)要求平曲線中圓曲線的比例至少占1/5的長(zhǎng)度,該值較國(guó)內(nèi)規(guī)范要求的圓曲線長(zhǎng)度小,國(guó)標(biāo)要求的最小值圓曲線長(zhǎng)度為平曲線長(zhǎng)度的1/2。3)法規(guī)縱坡設(shè)置較中國(guó)規(guī)范寬松,但法規(guī)特別重視陡坡路段的設(shè)計(jì),針對(duì)陡坡路段,法規(guī)要求果斷引入一段陡坡,以防止縱坡逐步增大;國(guó)內(nèi)規(guī)范只強(qiáng)調(diào)平均縱坡限制,而法規(guī)要求兩陡坡之間盡量避免設(shè)置緩坡。4)VSA90-110要求的行車道寬度較中國(guó)規(guī)范小,但要求的左側(cè)路緣帶寬度較中國(guó)規(guī)范大,此外法規(guī)規(guī)定當(dāng)穿越城市密集區(qū)時(shí),可采用右側(cè)路緣帶代替緊急停車帶,充分體現(xiàn)了法規(guī)節(jié)約土地的理念。
4結(jié)束語(yǔ)
本文主要對(duì)比了法規(guī)VSA90-110和中國(guó)城市快速路平縱橫的主要設(shè)計(jì)指標(biāo),為設(shè)計(jì)提供直接的參考,所得結(jié)論可為相關(guān)人員提供參考。
參考文獻(xiàn):
中心詞匯:路基、石灰動(dòng)搖、碎磚土
我國(guó)城市樹立正在一日千里地向前邁進(jìn),在城市擴(kuò)建和改建進(jìn)程中,路途的樹立是必不可少的環(huán)節(jié),而具有一定強(qiáng)度和動(dòng)搖性的路基又是路面結(jié)構(gòu)全體強(qiáng)度和運(yùn)用壽命的基本保證。在城市路途的新建和改建中普遍碰到舊房拆遷地段,如何有效應(yīng)用這些碎磚斷瓦在原有空中上修建契合要求的路基,是城市路途樹立中急待處置的一個(gè)課題,有著重要的理想意義。
1設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范
1.1壓實(shí)度依據(jù)城市的總體規(guī)劃,以城市交通主干道為例。依照該地域地基的特點(diǎn)和國(guó)度規(guī)范《城市路途工程施工及驗(yàn)收規(guī)程(DBJ08-225-97)》中對(duì)路基上的壓實(shí)采用輕型擊實(shí)規(guī)范控制,關(guān)于主干道,填上高度小于80cm及不填不挖路段,原空中以下0-30cm范圍內(nèi),路基壓實(shí)度不應(yīng)小于95%,思考到該路段的重要性,設(shè)計(jì)中將30cm的范圍內(nèi)壓實(shí)度規(guī)范確定為98%[1]。
1.2路基回彈模量路基回彈模量Eo是反映路基全體強(qiáng)度的重要目的,其值的大小對(duì)路面耐久性有較大影響,《城市路途設(shè)計(jì)規(guī)范(CJJ37-90)》規(guī)則路槽底面土基設(shè)計(jì)回彈模量值宜大于或等于20Mpa,在不能滿足上述要求時(shí),應(yīng)采取措施提高土基強(qiáng)度;而《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ014-97)》要求高速公路和一級(jí)公路的路基回彈模量應(yīng)大于25Mpa。故該路段路基回彈模量的設(shè)計(jì)要求定為不小于25MPa。
1.3路基頂面彎沉值路基回彈模量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定需求用大型承載板法停止,方法比擬復(fù)雜,而彎沉測(cè)定就比擬簡(jiǎn)便、快捷。因此可以經(jīng)過(guò)測(cè)定彎沉來(lái)評(píng)價(jià)路基強(qiáng)度,計(jì)算路基回彈模量[2]。
《公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTJ033-95)》明白規(guī)則對(duì)土質(zhì)路床頂面壓實(shí)完成后應(yīng)停止彎沉檢驗(yàn),路床頂面的檢測(cè)彎沉值應(yīng)不大于設(shè)計(jì)要求。該路段路床頂面的彎沉設(shè)計(jì)值為6.2mm。
1.4填料最小強(qiáng)度(CBR)CBR是權(quán)衡路基填料自身強(qiáng)度的一個(gè)重要目的,《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ013-95)》和《公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTJ033-95)》初次明白提出了高速公路、一級(jí)公路路基填料最小強(qiáng)度和填料最大粒徑的要求,見表1。
路基填料最小強(qiáng)度和最大粒徑要求表1
城市路途的交通主干道,路面為瀝青混凝土,路面底面下30cm的設(shè)計(jì)最小CBR值為8%,30cm石灰動(dòng)搖碎磚土按二層施工,每層壓實(shí)厚度15cm,填料最大粒徑取8cm。
2室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研討
2.1實(shí)驗(yàn)用原資料實(shí)驗(yàn)用碎磚土取自施工現(xiàn)場(chǎng),具代表性。去除鋼筋及大于8cm碎磚等雜物后,經(jīng)篩分小于5mm的土的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88%,0.5-8.0cm的碎磚等瓦礫所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%,其中主要為碎磚。經(jīng)實(shí)驗(yàn),土的液限為36%,塑限為23%,塑性指數(shù)Ip=13%。碎磚的視密度2.463g.cm-3,毛體積密度1.693g.cm-3,吸水率(質(zhì)量分?jǐn)?shù))18.4%;實(shí)驗(yàn)用石灰采用袋裝磨細(xì)生石灰,經(jīng)檢測(cè)其細(xì)度在0.5mm以下,有效鈣鎂所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80.4%。
2.2摻灰量確實(shí)定為了確定磨細(xì)生石灰的摻加比例,采用,石灰:土區(qū)分為4:96、6:94和8:92的三組比例停止擊實(shí)實(shí)驗(yàn)確定各組的最大干密度和最佳含水量,然后每組用最佳含水量各成型6只試件,測(cè)定其無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度,養(yǎng)生齡期7d,最后一天將試件浸在水中24h。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)匯總于表2。
個(gè)最佳劑量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))約為6%-7%,本研討的實(shí)驗(yàn)也說(shuō)明了這一點(diǎn),因此決議采用6%的摻灰劑量[3]。
2.3不同碎磚含量的石灰動(dòng)搖土的擊實(shí)實(shí)驗(yàn)和CBR值為了了解不同碎磚含量動(dòng)搖土的功用,在研討中采用,碎磚:石灰土區(qū)分為10:90、15:85、20:80和30:70的四組級(jí)配,用輕型擊實(shí)規(guī)范經(jīng)過(guò)擊實(shí)實(shí)驗(yàn)區(qū)分失掉各組的最大干密度和最佳含水量。然后每組各按最佳含水量成型CBR試件3個(gè),4組共12個(gè),測(cè)定其CBR值,CBR實(shí)驗(yàn)按《柔性路而設(shè)計(jì)參數(shù)測(cè)定方法規(guī)范(CJJ/T59-94)》停止,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。
各種石灰動(dòng)搖碎磚土的最大干密度和CBR值匯總表3
從表3中實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可分析得:
①石灰動(dòng)搖碎磚上隨著碎磚含量的添加,其最大干密度的數(shù)值也隨之添加,這是由于碎磚的毛體積密度(1.693g.cm-3)略大于6%石灰上的最大干密度(1.55g.cm-3),但增幅有限,從碎磚:石灰土為10:90的1.56g.cm-3添加到30:70時(shí)的1.59g.cm-3,增幅僅1.9%[4]。
②四組不同碎磚含量的石灰動(dòng)搖碎磚上實(shí)測(cè)CBR值均大于規(guī)范對(duì)填上資料的最小CBR值8%的要求,而且隨碎磚含量的增大而增大,以上說(shuō)明石灰動(dòng)搖碎磚土完全可以用于路基的填筑,且在10%-30%的碎磚質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍內(nèi),碎磚質(zhì)量分?jǐn)?shù)高,其路用功用越好。
③依據(jù)以上室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及分析可得出,在碎磚所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-30%的范圍內(nèi)石灰動(dòng)搖碎磚土的CBR都大于8%,完全可以用于路基的修筑,其中石灰與土的級(jí)配可用石灰:土為6:94的比例摻配。
3結(jié)語(yǔ)
3.1經(jīng)過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研討證實(shí)石灰動(dòng)搖碎磚土是良好的城市路途路基修建資料,其CBR值為35%左右,完全滿足規(guī)范對(duì)路基填料大于8%的要求。
3.2石灰動(dòng)搖碎磚上的級(jí)配組成中,石灰所摻質(zhì)量分?jǐn)?shù)可在土的4%-6%之間,本研討效果不只適用于質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為10%碎磚斷瓦的碎磚土,而且也可用于10%-30%范圍內(nèi)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的碎磚土,因此具有推行價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】市政道路;路基填筑;施工技術(shù)
0.引言
作為市政道路施工的重點(diǎn),路基的填筑施工必須嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行,以保證路基施工的質(zhì)量,從而加快城市化的進(jìn)展。因此,路基的填筑施工技術(shù)具有很重要的意義。下面,將結(jié)合路基填筑的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及某市政道路路基填筑工程,介紹路基填筑施工中的技術(shù)要點(diǎn)以及遇到問(wèn)題時(shí)的解決方法。
1.工程概況
本工程所在路段是某市市政道路的重要路段。該路段道路等級(jí)為城市一級(jí),雙向八車道,路線長(zhǎng)為12.35km,設(shè)計(jì)車速為62km/h。道路路基為整體式,路幅寬度為46.2m,道路紅線寬度為46.2M,并在兩側(cè)設(shè)置人行道。該市的平均氣溫為17.2℃,年均降水量達(dá)到1345.2mm。
2.路基填筑施工準(zhǔn)備
在路基填筑施工之前要進(jìn)行如下的施工準(zhǔn)備:
(1)在進(jìn)行施工之前,首先要對(duì)市政道路施工路段進(jìn)行清理,將阻礙施工進(jìn)程的東西清除到場(chǎng)地之外,比如一些垃圾、渣土、樹木等。
(2)對(duì)道路施工路段進(jìn)行測(cè)量定位。首先要對(duì)此路段進(jìn)行復(fù)測(cè),標(biāo)明高程控制點(diǎn),并測(cè)量個(gè)點(diǎn)水準(zhǔn)高程。然后根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行施工放樣。
(3)填料的選擇以及壓實(shí)。填料的選擇以及壓實(shí)根據(jù)土工試驗(yàn)來(lái)決定的。首先在路基填筑施工之前,對(duì)工程沿線以及填料來(lái)源土場(chǎng)的土填料取樣檢測(cè),根據(jù)檢測(cè)結(jié)果可以確定該路段路基填筑所需材料的一些參數(shù)。然后根據(jù)這些參數(shù)選擇合適的填料。選擇的填料必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)并符合填料要求后才能進(jìn)場(chǎng)使用。另外,通過(guò)重型擊實(shí)法來(lái)確定土的最大干密度以及最佳含水量。填料的壓實(shí)必須滿足路基使用要求的強(qiáng)度以及穩(wěn)定性,在路面荷載作用下有一定的抗變形能力。
(4)對(duì)基底進(jìn)行處理。在路基填筑之前,先要將其表土清理,并將距土表30cm內(nèi)的植被鏟除。如果基底是松土,那么應(yīng)將松土進(jìn)行夯實(shí)?;浊謇硗瓿刹⒔?jīng)監(jiān)理檢查合格后方可進(jìn)行碾壓。
(5)棄土場(chǎng)的布置。由于該路基填筑施工的土方工程是以挖做填,所以會(huì)有一部分的土方會(huì)被棄置。但這些棄置的土石方不得隨意隨處亂棄,要與有關(guān)部門協(xié)商解決棄置地點(diǎn)。所選棄土地點(diǎn)周圍要用圍墻防護(hù)。
以上工作對(duì)于路基填筑的質(zhì)量起著重要的作用,在路基填筑施工前要重視并做好這些工作。
3.路基填筑施工技術(shù)
3.1路基填筑施工要點(diǎn)
市政道路工程中的路基填筑施工有如下兩個(gè)方面的施工要點(diǎn):
(1)在進(jìn)行路基填筑之前,要按要求對(duì)地基全方位的檢查,并對(duì)填料進(jìn)行試驗(yàn),以確定路基填筑施工的個(gè)項(xiàng)關(guān)鍵施工參數(shù),這將有利于施工,加快施工進(jìn)度,確保施工質(zhì)量。
(2)在進(jìn)行市政道路路基填筑施工時(shí),要安照設(shè)計(jì)規(guī)范確定施工的工序,并由監(jiān)理部定期的進(jìn)行抽檢。
3.2路基的填筑施工
路基的填筑施工是路基施工的重要環(huán)節(jié),其施工質(zhì)量的優(yōu)劣將直接影響市政道路的使用穩(wěn)定性以及安全性,因此路基填筑施工要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行,并在具體施工之前制定具體完善的施工流程,以提高施工效率以及節(jié)約成本。市政道路填筑施工的具體施工流程如下:
(1)分層水平填筑。此方法主要研制橫斷面方向填筑,并在填筑的過(guò)程中進(jìn)行壓實(shí)。至于分層厚度則由標(biāo)高來(lái)決定。在分層填筑之前,要每隔一段固定距離設(shè)置標(biāo)高點(diǎn)。在對(duì)路基的兩側(cè)進(jìn)行填筑時(shí),可以合理的增加填筑寬度,這樣可以提高壓實(shí)的質(zhì)量。
(2)分層攤鋪并整平。攤鋪是在分層填筑完成之后進(jìn)行。在進(jìn)行攤鋪施工時(shí),可以先用推土機(jī)推平,然后用平地機(jī)精平,從而保證各個(gè)層面的平整。如果是對(duì)滲水填料的攤鋪,則應(yīng)讓平整面帶有一定的坡度,在兩側(cè)能夠進(jìn)行橫向排水,這樣方便排出路基積水。另外,攤鋪過(guò)程中,壓路機(jī)的壓輪要與填料盡可能的充分接觸,以提高壓實(shí)效果。如果需要鋪設(shè)土工格柵,則應(yīng)先檢查上層填土的壓實(shí)程度。只有檢測(cè)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求后,方可進(jìn)行土工格柵的鋪設(shè)。在土工格柵鋪設(shè)完成但其上未覆填土,要禁止機(jī)械設(shè)備在其上行駛。
(3)灑水以及晾曬。要嚴(yán)格控制路基填土填料的含水量,要確保其在最佳含水量?jī)?nèi)。如果路基填土填料的含水量相對(duì)較高,會(huì)影響材料的使用,造成浪費(fèi)。此時(shí)可以在路基上進(jìn)行攤鋪,并松土晾曬,從而降低填料的含水量。如果填料的含水量較低時(shí),會(huì)降低壓實(shí)效果,此時(shí)應(yīng)灑水以提高含水量。在灑水時(shí)可以用提前灑水悶濕和路基上灑水?dāng)嚢杞Y(jié)合的方法。
(4)分層碾壓。在分層填料之后就是機(jī)械碾壓。在進(jìn)行分層碾壓之前,要檢測(cè)填筑層的平整度,在檢測(cè)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行分層碾壓。若不符合要求,還要用平地機(jī)重新進(jìn)行整平,直至符合設(shè)計(jì)要求。分層碾壓一般采用重型振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)。在碾壓過(guò)程中,要先用壓路機(jī)進(jìn)行初平,然后用平地機(jī)刮平,最后用重型振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)。一般都是從低處向高處碾壓,或者從邊緣地帶向中央地帶碾壓。
(5)分層檢驗(yàn)試驗(yàn)。在分層碾壓之后還要分層檢驗(yàn)。分層檢驗(yàn)主要是壓實(shí)度進(jìn)行檢驗(yàn),一般采用核子密度濕度儀。在進(jìn)行檢驗(yàn)前,一般會(huì)用灌砂法用來(lái)做對(duì)比。當(dāng)然,不同的土質(zhì)采用的檢驗(yàn)方法也會(huì)不同。如果是對(duì)細(xì)粒土檢驗(yàn),那么除了要進(jìn)行壓實(shí)度試驗(yàn)外,還應(yīng)做K30檢驗(yàn)。如果是對(duì)粗粒土進(jìn)行檢驗(yàn),那么只要做K30試驗(yàn)。分層檢驗(yàn)試驗(yàn)還有分層填料的壓實(shí)度試驗(yàn)等,只有在這些試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求后方可進(jìn)行后續(xù)施工。
(6)路基整修。在完成路基填筑施工后,還要對(duì)路基進(jìn)行整修。整修后的路基要與設(shè)計(jì)圖紙一致并符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。路基的整修工作一般由人工配合機(jī)械一起進(jìn)行。將路基填筑施工后多余的材料以及一些廢棄料清理出施工路段,然后對(duì)此路段的路基進(jìn)行相應(yīng)的綠化施工。
3.3市政道路路基填筑質(zhì)量控制技術(shù)措施
在路基分層填筑壓實(shí)過(guò)程中,每一層完成后都要立刻進(jìn)行檢查。一般都采用灌砂法進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)內(nèi)容一般包括壓實(shí)厚度、以及路基寬度和高程。經(jīng)過(guò)檢查并經(jīng)監(jiān)理工程師同意后,方可對(duì)上層路基填筑。另外,要對(duì)高程測(cè)量進(jìn)行檢查,以確保路基面的平整度、高程等符合設(shè)計(jì)要求。如果路基表面需要補(bǔ)填,則應(yīng)翻挖一定厚度的壓實(shí)層,然后再補(bǔ)充填料進(jìn)行壓實(shí)。如果邊坡寬度超出設(shè)計(jì)規(guī)范要求,要切除超出的部分,并重新進(jìn)行夯實(shí)。
4.結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)結(jié)合某市公路施工路段的實(shí)際施工情況,大致介紹了市政道路路基填筑施工的各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)以及相應(yīng)的施工技術(shù)。市政道路的路基填筑施工前,要有完備的施工方案以及施工準(zhǔn)備工作,嚴(yán)格按照土工試驗(yàn)確定的試驗(yàn)結(jié)果選擇符合設(shè)計(jì)要求的填筑材料,不得偷工減料或偷換材料,并要嚴(yán)格控制施工工序,這些都是保證路基填筑施工質(zhì)量的基本要求。另外,在路基填筑施工過(guò)程中,要嚴(yán)格遵循規(guī)范的施工原則。在施工過(guò)程中遇到問(wèn)題時(shí),要積極分析問(wèn)題緣由,并提出正確的解決方法,只有這樣,才能不斷的完善路基填筑施工技術(shù)規(guī)范,從而為將來(lái)的施工提供參照。
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【關(guān)鍵詞】城市道路設(shè)計(jì);人行道;車道
【 abstract 】 the author combined with years practical engineering experience, from the urban road design, planning Angle, summarized and analyzed the current urban road the problems existing in the design. According to the design of city road pavement and lane width, roadbed, line index, and design of the existing problems in such aspects as put forward the corresponding countermeasures, so as to improve science city road design.
【 key words 】 city road design; Sidewalk; lanes
中圖分類號(hào):S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言:城市各個(gè)地區(qū)之間的溝通聯(lián)系離不開合理的城市道路規(guī)劃,城市道路供城市內(nèi)行人使用及交通運(yùn)輸,便于居民文化娛樂(lè)活動(dòng),工作及生活,城市的對(duì)外交通也通過(guò)城市道路與市外道路的連接實(shí)現(xiàn)。近年來(lái)隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快,城市道路建設(shè)的發(fā)展更是日新月異,許多優(yōu)秀的道路設(shè)計(jì)作品也由此產(chǎn)生,但這一過(guò)程同樣不可避免地暴露出當(dāng)前城市道路設(shè)計(jì)方面存在的諸多問(wèn)題,這些問(wèn)題包括路線設(shè)計(jì)方面,路基路面設(shè)計(jì)方面以及設(shè)計(jì)使用年限方面等三方面的問(wèn)題。本文對(duì)這三方面存在的問(wèn)題進(jìn)行了探討,在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的對(duì)策。
一、 城市道路路線設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及對(duì)策
城市道路路線設(shè)計(jì)方面存在的問(wèn)題主要有以下幾種:首先是同向圓曲線間的直線段長(zhǎng)度問(wèn)題,在老路改造工程中,對(duì)6v最小直線長(zhǎng)度的過(guò)分強(qiáng)調(diào)會(huì)導(dǎo)致大段老路的浪費(fèi),使拆遷量增加,從而大幅提高工程造價(jià)。其次是平曲線半徑的選取應(yīng)重點(diǎn)考慮曲線前后銜接的指標(biāo)以及曲線附近的運(yùn)行速度的連續(xù)性和均衡性,并不是越大越好。再者就是超高問(wèn)題,尤其是對(duì)于混合交通路段來(lái)說(shuō),超高設(shè)置過(guò)大容易導(dǎo)致低速行駛的車輛發(fā)生傾倒事故。還有就是城市道路的縱斷面設(shè)計(jì)問(wèn)題,城市的排水系統(tǒng)主要受到來(lái)自暴雨的考驗(yàn),近期全國(guó)出現(xiàn)強(qiáng)降雨,某些城市的排水系統(tǒng)發(fā)揮不了應(yīng)有的作用,導(dǎo)致道路積水情況及其嚴(yán)重,最主要的原因就是道路縱斷面設(shè)計(jì)只考慮造價(jià)造成的。最后就是老路改造中平縱組合問(wèn)題,在老路改造中不應(yīng)片面強(qiáng)調(diào)“平包縱”。
對(duì)上述問(wèn)題的處理對(duì)策如下。同向圓曲線間直線段長(zhǎng)度的取值建議為把不設(shè)超高的緩和曲線作為直線段處理,或者直接降低6v要求,經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn),最小可為3v。對(duì)于平曲線半徑的選取問(wèn)題,建議將平曲線長(zhǎng)度控制在1~3km,即可避免駕駛員產(chǎn)生疲勞感和單調(diào)感。對(duì)于超高問(wèn)題,由于城市里行駛的車輛其速度通常低于道路的設(shè)計(jì)速度,因此當(dāng)不得不設(shè)置超高時(shí),可設(shè)置橫向力系數(shù)低于0.15即可。對(duì)于城市道路的縱斷面設(shè)計(jì)問(wèn)題,應(yīng)該從其自身固有的特殊性出發(fā),不能只考慮造價(jià)問(wèn)題而降低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),而應(yīng)更多得考慮當(dāng)?shù)氐呐潘篮榈葘?shí)際情況。對(duì)于老路改造問(wèn)題,應(yīng)該盡量以擬合老路為原則,必要時(shí)可放棄“平包縱”。
二、 城市道路路基路面設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及對(duì)策
城市道路路基路面設(shè)計(jì)主要在以下幾個(gè)方面存在問(wèn)題。首先是水泥穩(wěn)定碎石層設(shè)計(jì)方面,路面基層一般是水泥穩(wěn)定碎石,開裂是水泥穩(wěn)定碎石基層比較容易出現(xiàn)的問(wèn)題,瀝青路面面層經(jīng)常會(huì)受到這種開裂的反射,如果不及時(shí)對(duì)這些裂縫進(jìn)行有效處理將導(dǎo)致路面遭受破壞。其次是路基拼接方面。鋪設(shè)土工格柵,提高新填土壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn),挖臺(tái)階是當(dāng)前保證新老路面拼接質(zhì)量的主要措施,但對(duì)于軟土地基路段來(lái)說(shuō),若不能合理設(shè)計(jì)處理不均勻沉降的話,會(huì)導(dǎo)致縱向裂縫的產(chǎn)生。最后是橋頭跳車問(wèn)題。橋頭跳車是路基路面設(shè)計(jì)方面普遍存在的問(wèn)題,影響因素很多,形成原因很復(fù)雜,但路堤與橋臺(tái)的沉降差異是導(dǎo)致橋頭跳車的直接原因。設(shè)置過(guò)度路面結(jié)構(gòu),設(shè)置大尺寸搭板,提高壓實(shí)度,加強(qiáng)地基處理等是處理橋頭跳車的常用方法,筆者建議可以在設(shè)計(jì)時(shí)加強(qiáng)路基頂層和搭板處路面結(jié)構(gòu)的處理。
路基路面設(shè)計(jì)問(wèn)題的對(duì)策如下。對(duì)水泥穩(wěn)定碎石層設(shè)計(jì)問(wèn)題,考慮到水泥穩(wěn)定混合料的強(qiáng)度要求大大高于《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中對(duì)石料的強(qiáng)度要求,要滿足強(qiáng)度要求必須采用高水泥劑量,導(dǎo)致的結(jié)果就是基層開裂幾率大大上升。如果能提高石料品質(zhì),減少細(xì)集料中的含泥量,降低粗集料中的壓碎值和針片狀含量,采用股價(jià)密實(shí)型進(jìn)行極配宜,提高砂當(dāng)量,就可以不降低強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)該謹(jǐn)慎選取水泥穩(wěn)定碎石的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度,過(guò)低的話容易在行車的作用下導(dǎo)致松散,過(guò)高則容易造成基層開裂。對(duì)于路基拼接問(wèn)題,當(dāng)存在路基拼寬情況時(shí),應(yīng)采取以下對(duì)策:(1)在路基拼接中應(yīng)用土工格柵時(shí),格柵一般鋪設(shè)路基頂面20cm以下處,為了能更好地保護(hù)格柵,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注重制定合理施工注意事項(xiàng),路拌機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拌和不能在壓實(shí)路基時(shí)進(jìn)行,應(yīng)該另找場(chǎng)地完成拌和后再進(jìn)行攤鋪壓實(shí)。另外,應(yīng)該嚴(yán)格落實(shí)土工格柵在鋪設(shè)時(shí)的綁扎和張緊要求。(2)采用間接拼接方式,縱斷面分離而新老路基平面不分離,放寬拼寬路基沉降標(biāo)準(zhǔn),按照新建路基處理。既能減少新征用地,又能降低填土高度。(3)根據(jù)近幾年道路使用情況和理論計(jì)算分析,控制新老路基兩側(cè)的沉降差異是解決道路拼接問(wèn)題的有效途徑,筆者建議拓寬路基和原有路基的路拱橫坡度增加值應(yīng)該小于0.5%。
三、 城市道路設(shè)計(jì)使用年限存在的問(wèn)題及對(duì)策
城市道路設(shè)計(jì)使用年限存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在兩大方面。首先是設(shè)計(jì)參數(shù)的取值問(wèn)題,依照城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范,水泥混凝土路面的使用壽命為20至30年,瀝青混凝土路面的使用壽命為15年[1]。但實(shí)際情況是,目前很多道路路面出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞的時(shí)間不到10年,其原因是多方面的,既和施工質(zhì)量有關(guān),又有人為原因和汽車超載原因等。實(shí)際上,造成路面提前破損主要因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)規(guī)范技術(shù)參數(shù)時(shí)受經(jīng)濟(jì)性的影響,其取值普遍偏低。評(píng)判設(shè)計(jì)合理性的準(zhǔn)則實(shí)際上是規(guī)范中所提的保證安全的最低要求,這明顯不妥當(dāng)。目前很多城市道路在沒(méi)有預(yù)留擴(kuò)展用地的情況下盲目對(duì)城市道路進(jìn)行擴(kuò)建改造,擴(kuò)建改造的費(fèi)用巨大,這是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)能科學(xué)合理地預(yù)估道路交通量。其次是近遠(yuǎn)期規(guī)劃問(wèn)題,現(xiàn)在某些城市在設(shè)計(jì)道路橫斷面時(shí)缺乏近遠(yuǎn)期考慮,如,某些城市設(shè)計(jì)支路時(shí)采用混非機(jī)行車道,將道路斷面總寬度設(shè)計(jì)為12m,當(dāng)改造成雙向4車道時(shí),由于車道的拓寬寬度偏窄,兩側(cè)拓寬設(shè)計(jì)極為不便。
解決這個(gè)問(wèn)題的對(duì)策為:根據(jù)當(dāng)前道路的實(shí)際情況具體分析進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)取值,當(dāng)重型車輛較多時(shí)要對(duì)重型車輛對(duì)道路的影響加以充分考慮,嚴(yán)格做好交通量轉(zhuǎn)換工作。應(yīng)該兼顧遠(yuǎn)期的規(guī)劃斷面對(duì)道路的總寬度進(jìn)行近期設(shè)計(jì),各城市都應(yīng)該結(jié)合自身的實(shí)際情況,科學(xué)的預(yù)測(cè)非機(jī)動(dòng)車的出行比例,相應(yīng)道路的機(jī)動(dòng)車發(fā)展水平,制定的戰(zhàn)略目標(biāo)要適合本城市交通發(fā)展,在此基礎(chǔ)上制定的道路橫斷面方案才有可能適合近遠(yuǎn)期過(guò)度。
四、 結(jié)論
城市道路設(shè)計(jì)時(shí)城市建設(shè)成敗的關(guān)鍵所在,是交通道路建設(shè)的重要內(nèi)容。本文以城市道路設(shè)計(jì)角度為出發(fā)點(diǎn),指出了城市道路設(shè)計(jì)中存在的若干問(wèn)題并對(duì)其進(jìn)行了客觀分析,突出了一系列切實(shí)可行的對(duì)策,以期能有改進(jìn)不足,拋磚引玉,揚(yáng)長(zhǎng)避短。城市道路工程設(shè)計(jì)時(shí)一項(xiàng)復(fù)雜而又系統(tǒng)的國(guó)祚,綜合性很強(qiáng),它需要設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)豐富,眼界開闊的同時(shí)具有前瞻性,能夠不斷地學(xué)習(xí),結(jié)合工程實(shí)踐努力提高審美水平和專業(yè)水平,才能創(chuàng)造出更多的精品工程。
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關(guān)鍵詞:軟基處理;淤泥固化土
中圖分類號(hào):TU471.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1.淤泥固化善軟土原理
1.1淤泥的特點(diǎn)
淤泥是指在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積,經(jīng)物理、化學(xué)和生物化學(xué)作用形成的飽和細(xì)粒土。其天然含水量大于液限,天然孔隙比>1.5;當(dāng)1.0<天然孔隙比<1.5,稱淤泥質(zhì)土。淤泥大多具有含水率高、孔隙比大、壓縮性高滲透性低、強(qiáng)度低、靈敏度高等特點(diǎn),并表現(xiàn)出明顯的觸變性和流變性。淤泥的承載力較低,屬于典型的軟土,因?yàn)樗鼤?huì)產(chǎn)生不均勻沉降,使構(gòu)筑物、建筑物等產(chǎn)生裂縫、傾斜等病害,影響正常使用。
1.2淤泥固化原理
淤泥固化技術(shù),即在淤泥中添加固化劑,并進(jìn)行攪拌混合,制成淤泥固化土。摻入的固化劑與淤泥之間發(fā)生一系列物理、化學(xué)作用,產(chǎn)生的膠凝性水化物使松散的土顆粒膠結(jié)為一體,并不斷凝結(jié)固化,從而使淤泥分散的單元結(jié)構(gòu)漸變?yōu)榫哂幸欢ㄕw強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)[3]。經(jīng)該技術(shù)處理后的淤泥固化土孔隙比減小,含水率降低,壓縮性減小,其強(qiáng)度和穩(wěn)定性較之淤泥有極大幅度的提高;同時(shí)固化土的透水系數(shù)很小,使得有害物質(zhì)難以溶出而造成污染。
2.淤泥固化前后物理力學(xué)性質(zhì)變化
對(duì)所取土樣進(jìn)行土工試驗(yàn),將測(cè)得結(jié)果取平均值,其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1
表1淤泥的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)
在淤泥中加入固化劑,固化劑的成分及所占質(zhì)量比例:水泥15%~25%;礦粉40%~50%;粉煤灰15%~20%;石10%~17%;石膏2.5%~5.0%;木質(zhì)素0.1%~0.3%;激發(fā)劑0.5%~1.0%。這種復(fù)合型固化劑的成分配比是針對(duì)淤泥天然含水量高、孔隙比大和觸變性等特征所配制。
用上述固化劑對(duì)淤泥進(jìn)行技術(shù)處理后,對(duì)淤泥固化土進(jìn)行土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,得到固化土的各項(xiàng)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)(見表2)。
表2淤泥固化土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)
由表1、表2可知,淤泥經(jīng)固化后,土體性能和各項(xiàng)參數(shù)都有明顯變化:含水率大幅降低,孔隙比減小,飽和度也相應(yīng)降低;液性指數(shù)和壓縮系數(shù)顯著降低,使淤泥土由流塑變?yōu)榭伤芑驁?jiān)硬狀態(tài),壓縮性大大減小;黏聚力增強(qiáng)、內(nèi)摩擦角增大,從而其抗剪強(qiáng)度得以提高。固化材料的加入,使土體顆粒間排列形式發(fā)生變化,淤泥結(jié)構(gòu)得以重組,固化后的土體具有強(qiáng)度高、壓縮性低的特性,滿足作為地基材料的功能要求。
3淤泥固化土處理路基后各項(xiàng)指標(biāo)分析
道路工程設(shè)計(jì)中,路基應(yīng)滿足下列基本要求:具有足夠的強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性。 路表彎沉值和層底彎拉應(yīng)力直接反映路面結(jié)構(gòu)的整體變形和強(qiáng)度。現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范以路表彎沉作為主要設(shè)計(jì)指標(biāo),以瀝青面層底面和半剛性基層底面的彎拉應(yīng)力作為設(shè)計(jì)的驗(yàn)算指標(biāo)。
城市道路的路基填筑高度較低,路基邊坡土體失穩(wěn)坍塌的情況極少,一般情況下,路基結(jié)構(gòu)按規(guī)范要求確定,無(wú)須進(jìn)行穩(wěn)定性設(shè)計(jì)。然而軟土路基則需要通過(guò)穩(wěn)定性分析與驗(yàn)算,以做出合理的路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其中對(duì)路基邊坡穩(wěn)定性的分析與驗(yàn)算是極其重要的。
另外,在軟土地基上修建道路工程,必然導(dǎo)致路基的沉降,沉降過(guò)大則影響道路和地下管線的正常使用,因而有必要對(duì)路基沉降進(jìn)行計(jì)算[4]。
3.1竣工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算
CJJ37—2012《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》第12.2.2條規(guī)定土基回彈模量值不應(yīng)<20MPa,不能滿足此要求時(shí)應(yīng)采取措施提高回彈模量。連云港市的土基屬于典型的軟土,土基回彈模量?jī)H為5MPa左右,明顯滿足不了彈性理論計(jì)算條件。對(duì)此我們經(jīng)過(guò)多次反復(fù)實(shí)踐驗(yàn)證,采取了如下處理辦法:將換填的碎石土或固化土中的50cm綜合在土基內(nèi),即該50cm用于改善土基,土基回彈模量值提高到20MPa,其余厚度碎石土或固化土作為結(jié)構(gòu)層墊層材料來(lái)計(jì)算,這樣就滿足了彈性理論計(jì)算條件,可以用相應(yīng)的公式進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)計(jì)算。
以某城市次干道為例,將該方法即淤泥固化土處理地基與傳統(tǒng)方法(采用山場(chǎng)碎石土換填淺層軟土地基)所得結(jié)果對(duì)比,探討道路達(dá)到相近的路表彎沉指標(biāo)時(shí)不同的結(jié)構(gòu)方案,并對(duì)不同的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。
城市次干道道路結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)方案和利用固化土處理地基的方案見圖1。
圖1城市道路結(jié)構(gòu)
從以上分析可看出:在達(dá)到相近的路表彎沉指標(biāo)下,基層、面層厚度不變則可適當(dāng)減薄換填土層的厚度,同時(shí),設(shè)置足夠厚度的固化土層也可減薄水泥穩(wěn)定碎石基層的厚度;且采用固化土作為處理地基的2個(gè)方案明顯低優(yōu)于采用山場(chǎng)碎石土處理地基的傳統(tǒng)方案。
3.2邊坡穩(wěn)定性分析
由本文可知,淤泥和淤泥質(zhì)土的含水量w高、液性指數(shù)IL大,土體呈流動(dòng)或流塑狀態(tài),且其黏聚力c和內(nèi)摩擦角Φ均較小。通過(guò)對(duì)淤泥固化土進(jìn)行土工試驗(yàn),經(jīng)固化處理后的淤泥固化土,其液性指數(shù)IL有明顯的降低,使土體由流塑狀態(tài)變?yōu)橛菜芑驁?jiān)硬狀態(tài);同時(shí)其黏聚力c和內(nèi)摩擦角Φ都有顯著的提高。這樣就大大提高了路基的穩(wěn)定性。
JTGD30—2004《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定,路堤邊坡高度≤20m時(shí),土質(zhì)邊坡坡度不宜陡于1:1.5(細(xì)、中粒土)和1:1.3(巨粒土)。分別取路堤邊坡坡率為1:1.5和1∶1,對(duì)路基斷面進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析和驗(yàn)算,得知2種情況下最不利滑動(dòng)面的安全系數(shù)K分別為2.261(坡率為1∶1.5)、2.230(坡率為1∶1),均大于[K]=1.2~1.4,因而路堤邊坡穩(wěn)定性較好。另固化土表面不易泥化,邊坡具有一定的抵抗雨水沖刷能力。
3.3路基沉降計(jì)算
導(dǎo)致路基沉降因素是多方面的,如路堤荷載、施工機(jī)械、汽車荷載的影響等。以下主要考慮恒載和汽車荷載對(duì)路基的影響,分別對(duì)淤泥固化土及山場(chǎng)碎石土處理軟土地基的路基沉降進(jìn)行計(jì)算與比較。
1)相同彎沉指標(biāo)下不同結(jié)構(gòu)的路基沉降計(jì)算。由上文分析可知,若達(dá)到相同的路表彎沉,采用碎石土和固化土處理路基需設(shè)計(jì)不同的結(jié)構(gòu)方案。下面對(duì)采用圖1所示的3種結(jié)構(gòu)時(shí)路基的沉降量分別進(jìn)行計(jì)算,道路填筑寬度b取15m,路基土的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)參照地質(zhì)勘察報(bào)告取值。荷載效應(yīng)采用永久作用效應(yīng)組合,固化土的重度取16.5kN/m3,壓實(shí)后碎石土的重度按經(jīng)驗(yàn)取22kN/m3,汽車荷載則根據(jù)JTGD60—2004《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》中車輛荷載的規(guī)定取值。路基沉降量根據(jù)GB50007—2002《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》,采用分層總和法計(jì)算并進(jìn)行修正,得到的路基最終沉降量如下。
方案1即碎石土方案:s=ψss'=1.1×252.36=277.6mm。
方案2即固化土方案1:s=ψss'=1.1×160.37=176.4mm。
方案3即固化土方案2:s=ψss'=1.1×178.76=196.6mm。
式中:s為地基最終變形量;ψs為沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù);s'為按分層總和法計(jì)算出的地基變形量。
2)相同厚度墊層的路基沉降計(jì)算。根據(jù)圖2所示的路基斷面,道路填筑寬度b為15m,固化土與山場(chǎng)碎石土厚度均取2.0m對(duì)路基沉降進(jìn)行計(jì)算,路基土的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)參照地質(zhì)勘察報(bào)告取值。采用分層總和法計(jì)算并進(jìn)行修正,得到的路基最終沉降量如下。
碎石土方案:s=ψss'=1.16×303.45=352.0mm。
固化土方案:s=ψss'=1.1×215.26=236.8mm。
通過(guò)以上計(jì)算分析可看出,利用淤泥固化土處理軟基的路基沉降量均小于山場(chǎng)碎石土處理軟基的路基沉降量。
4.結(jié)語(yǔ)
綜上所述利用固化土來(lái)處理軟土地基在道路結(jié)構(gòu)的方案是可行的,不僅節(jié)約了成本也帶了很好的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn):
[1]龔曉南.復(fù)合地基理論及工程應(yīng)用[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002.
北京地鐵一期工程始建于20世紀(jì)60年代,由北京站經(jīng)宣武門站和復(fù)興門站至蘋果園站,共計(jì)17座地下車站,一座古城車輛段,線路長(zhǎng)度為23.6km.北京地鐵二期工程始建于20世紀(jì)70年代,線路呈馬蹄形,由復(fù)興門站經(jīng)西直門站和東直門站至建國(guó)門站,共計(jì)12座地下車站,一座太平湖車輛段,線路長(zhǎng)度為17.2km.北京地鐵1、2號(hào)線改造工程主要包含
一、二期工程,投資總額為37.5億元。北京地鐵
一、二期工程建設(shè)初期的指導(dǎo)思想是,以戰(zhàn)備疏散為主,兼顧城市交通。基于國(guó)內(nèi)沒(méi)有地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),工程建設(shè)參照了國(guó)外地鐵的設(shè)計(jì)資料和規(guī)范,尤其是前蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)規(guī)范。局限于當(dāng)時(shí)的建設(shè)條件和國(guó)內(nèi)的技術(shù)水平、生產(chǎn)工藝水平,采用了大量的非標(biāo)產(chǎn)品和特殊設(shè)備。經(jīng)過(guò)二三十年的運(yùn)營(yíng),北京地鐵1、2號(hào)線車輛、設(shè)備老化,大都進(jìn)入設(shè)備報(bào)廢期,系統(tǒng)技術(shù)性能下降,存在很大的地鐵運(yùn)營(yíng)安全隱患。
本次改造涉及線路、車輛、供電、通信、信號(hào)、通風(fēng)空調(diào)、給排水及消防、動(dòng)力照明、火災(zāi)報(bào)警、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控、車輛段等多專業(yè)的全面改造、更新和升級(jí),根據(jù)工程籌劃的要求,涉及行車安全、運(yùn)營(yíng)安全和消防安全等方面的改造內(nèi)容必須在2008年前完成。在相對(duì)集中的時(shí)間段內(nèi)完成多專業(yè)、多系統(tǒng)的改造,面臨技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)和資金風(fēng)險(xiǎn)等困難,技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)又是工程風(fēng)險(xiǎn)控制中首先要解決的問(wèn)題。本文就改造中的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析。
2、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的誘發(fā)因素
北京地鐵1、2號(hào)線改造工程是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)改造工程,涉及全部設(shè)備專業(yè)、線路專業(yè)及土建專業(yè),從某種意義上講,相當(dāng)于新建線路的設(shè)備安裝階段,但又不能等同于新建線路。本次改造工程是在不停運(yùn)的前提下進(jìn)行的,又受土建結(jié)構(gòu)、人防設(shè)施不改變的制約,所以,誘發(fā)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的因素很多,主要包括以下幾類。
2.1改造方案與規(guī)范的差距《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50157—2003)主要用于新建線路的指導(dǎo),未涉及改造工程內(nèi)容及要求。在車站安全出入口設(shè)置、消火栓設(shè)置、車站外部消防水源引入、區(qū)間火災(zāi)報(bào)警、區(qū)間風(fēng)速等方面,改造方案與規(guī)范有一定的差距。
2.2土建結(jié)構(gòu)與人防設(shè)施不改變本次改造是在不停運(yùn)的前提下進(jìn)行的,不具備土建結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的條件,且運(yùn)營(yíng)線路又兼顧戰(zhàn)備人防的需要,要求人防等級(jí)不降低。在變電所有限的空間內(nèi),標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品與設(shè)備安全操作距離出現(xiàn)不匹配的現(xiàn)象;車站及區(qū)間主風(fēng)機(jī)難于達(dá)到區(qū)間風(fēng)速要求,需要重新制定新的通風(fēng)排煙系統(tǒng)運(yùn)行模式。
2.3過(guò)渡方案新舊系統(tǒng)倒接,必然涉及過(guò)渡設(shè)備和改造期間的車站運(yùn)營(yíng)模式和設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行模式。過(guò)渡方案的制定與現(xiàn)狀設(shè)備安全性、可靠性以及系統(tǒng)有密切的聯(lián)系。
過(guò)渡方案的合理、可靠、安全與否將直接影響到改造工程的成敗。
2.4概算因素根據(jù)北京市有關(guān)規(guī)定,初步設(shè)計(jì)概算額不能超過(guò)可行性研究報(bào)告投資估算值的3%,否則重新立項(xiàng)。此項(xiàng)規(guī)定在新建項(xiàng)目執(zhí)行中難度較小,但對(duì)于城市軌道交通系統(tǒng)改造而言,屬于嶄新領(lǐng)域,執(zhí)行過(guò)程復(fù)雜。由于國(guó)內(nèi)沒(méi)有改造經(jīng)驗(yàn),可能會(huì)出現(xiàn)漏項(xiàng)問(wèn)題,可行性研究報(bào)告投資估算值與初步設(shè)計(jì)概算額有較大出入。
正在運(yùn)營(yíng)的線路已經(jīng)暴露出嚴(yán)重危及運(yùn)營(yíng)安全的隱患,改造工程刻不容緩。如果概算額超標(biāo)(大于3%),進(jìn)行重新立項(xiàng)的話,時(shí)間耽誤不起。因此,按照現(xiàn)有規(guī)定不重新立項(xiàng),需要根據(jù)不超標(biāo)的初步設(shè)計(jì)概算額反過(guò)來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)方案。
2.5現(xiàn)狀變化與原始設(shè)計(jì)的出入北京地鐵1、2號(hào)線已經(jīng)運(yùn)營(yíng)30多年,路基、土建與建設(shè)初期比可能發(fā)生了變化,如路基沉降;建筑平面功能調(diào)整;設(shè)備及車輛處于老化期,大部分設(shè)備已到報(bào)廢期,系統(tǒng)性能下降;由于基礎(chǔ)資料的不齊整,使各類管線的現(xiàn)狀敷設(shè)情況不很明朗等。
上述因素,將直接導(dǎo)致技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)然,設(shè)計(jì)邊界條件也是影響設(shè)計(jì)質(zhì)量的因素之一。
3、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的分類
3.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)目前,國(guó)內(nèi)沒(méi)有相關(guān)的城市軌道交通系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。
《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》第1.0.2條規(guī)定:“改建、擴(kuò)建和最高運(yùn)行速度超過(guò)100km/h的地鐵工程、以及其他類型的城市軌道交通相似的工程設(shè)計(jì),可參照?qǐng)?zhí)行。”
衡量改造工程是否達(dá)到要求、是否貼近國(guó)家相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)目前可參考的設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn),制定改造工程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是必要的。對(duì)于不同的現(xiàn)狀和條件,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也不同。制定標(biāo)準(zhǔn)的宗旨是盡量靠近現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),滿足改造目標(biāo)。
3.2現(xiàn)狀設(shè)備系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)狀系統(tǒng)及其設(shè)備的安全評(píng)價(jià)是改造工程的重要環(huán)節(jié),是制定改造范圍、內(nèi)容及用戶需求的依據(jù),將直接影響到改造技術(shù)方案的合理性和可操作性。
在行車安全、消防安全及運(yùn)營(yíng)安全等方面,應(yīng)分析哪些系統(tǒng)及設(shè)備存在安全隱患、哪些系統(tǒng)及設(shè)備制約著運(yùn)輸能力的提供和服務(wù)水平的提升、哪些因素制約著改造的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),從而為編制改造范圍、內(nèi)容、原則及用戶需求提供依據(jù)。否則,可能會(huì)出現(xiàn)危及安全的遺漏項(xiàng)目或出現(xiàn)不應(yīng)有的項(xiàng)目占用有限資金的現(xiàn)象。
3.3改造技術(shù)方案改造技術(shù)方案是改造工程的核心內(nèi)容,建立在現(xiàn)狀系統(tǒng)及設(shè)備、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上。高質(zhì)量的改造技術(shù)方案應(yīng)最大限度地消除安全隱患、提高運(yùn)輸能力和服務(wù)水平、在改造期間對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響程度降到最低,而且通過(guò)工程籌劃、設(shè)備招投標(biāo)及施工管理,節(jié)約投資。
在不突破投資概算、不改變土建結(jié)構(gòu)、改造期間降低對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響等一系列的制約條件下,照搬新建線路的技術(shù)方案往往行不通,需要有新的思維方式,因地制宜,因事制宜。改造技術(shù)方案應(yīng)有針對(duì)性,充分利用現(xiàn)有條件和資源。還要突破條條框框的束縛,有大膽的設(shè)想。
3.4技術(shù)協(xié)調(diào)改造工程的技術(shù)協(xié)調(diào)工作與新建線路基本相同,這里不再贅述。
關(guān)鍵詞:寒冷地區(qū);路基凍脹;低溫開裂;措施
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.092
1 項(xiàng)目概況
環(huán)保大街位于吉林省松原市,主城區(qū)西側(cè),第二松花江以南。工程南起郭爾羅斯大路,北至沿江路,沿途經(jīng)過(guò)湛江路、松原大路、鏡湖北路、鏡湖南路,道路全長(zhǎng)約2.3公里,規(guī)劃紅線寬度60米。在城市總體規(guī)劃路網(wǎng)布局中,環(huán)保大街近期為城市主干路,遠(yuǎn)期會(huì)提升為城市快速路。
2 氣候及地質(zhì)條件
2.1 氣候條件
松原市的氣候?qū)贇W亞大陸東部中溫帶半濕潤(rùn)~半干旱季風(fēng)性氣候,季節(jié)變化明顯,四季分明。春季少雨,大風(fēng)較多;夏季炎熱,降水集中;秋季涼爽,溫差較大;冬季漫長(zhǎng),寒冷干燥。 年平均氣溫4.5℃,最低氣溫零下36.1℃,最高氣溫為36.9℃。 松原市多年平均降水量400~500mm之間,降水量不穩(wěn)定,季節(jié)性變化大,年內(nèi)降水量分配不均,汛期(6~9月份)降水量一般占全年降水量的75%。 松原市冬季盛行西北風(fēng),夏季盛行東南風(fēng),春季盛行西南風(fēng),風(fēng)速季節(jié)變化明顯,春季平均風(fēng)速4.1m/s,最大風(fēng)速35m/s。
2.2 水文地質(zhì)條件
本工程勘察深度范圍內(nèi),場(chǎng)區(qū)地下水屬于潛水類型,主要貯存于粉質(zhì)粘土層及以下砂層中。穩(wěn)定水位1.70-2.20m。場(chǎng)區(qū)內(nèi)地下水主要靠大氣降水及松花江水系側(cè)向徑流補(bǔ)給。地下水補(bǔ)給條件較好,屬于強(qiáng)透水性。地下水位隨季節(jié)變化幅度較大,6-9月份為豐水期,水位年變化幅度在1.50―2.50米左右。場(chǎng)地的標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.80m。凍結(jié)期間地下水位距凍結(jié)面的最小距離小于2.00m,第①層雜填土以粉土為主,建議按凍脹土考慮,凍脹等級(jí)Ⅲ級(jí)。第②層粉質(zhì)粘土層ω=29.4,ωP =21.5,ωP+5≤ω≤ωP+9,屬?gòu)?qiáng)凍脹土,凍脹等級(jí)Ⅳ級(jí)。
因此,本工程范圍內(nèi)路基需考慮適宜的防凍脹措施。
3 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 環(huán)保大街橫斷面的確定
鑒于環(huán)保大街紅線寬度及道路等級(jí),既保證滿足道路交通性主干道的需求,又考慮周邊居民出行需求,確定環(huán)保大街設(shè)計(jì)斷面為四塊板道路,車行道為主輔路分隔,主線為雙向6車道,輔道為雙向4車道,路側(cè)帶內(nèi)為人非共板,紅線寬度60m,橫斷面布置為:2.5m(人行道)+2m(非機(jī)動(dòng)車道)+2m(綠化帶)+7.5m(輔道)+2m(側(cè)分帶)+12m(機(jī)動(dòng)車道)+4m(中央分隔帶)+12m(機(jī)動(dòng)車道)+2m(側(cè)分帶)+7.5m(輔道)+2m(綠化帶)+2m(非機(jī)動(dòng)車道)+2.5m(人行道)。
3.2 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
松原市位于吉林省西部,年平均氣溫較低,且溫差大,為避免車行道瀝青路面的低溫開裂,采取多種措施避免因溫度驟降引起的溫縮裂縫、溫度疲勞裂縫及溫縮性反射裂縫。
(1)采用改性瀝青并添加增強(qiáng)纖維。在普通瀝青中摻加聚合物改性劑及纖維穩(wěn)定劑,能大大提高瀝青面層的低溫抗裂性能、高溫穩(wěn)定性能、抗車轍性能、水穩(wěn)定性等,提高路面使用壽命。(2)設(shè)置應(yīng)力吸收層。在面層與基層間設(shè)置橡膠瀝青應(yīng)力吸收層,吸收反射應(yīng)力,可有效減少半剛性基層的反射裂縫,抗疲勞破壞,防止低溫變形。(3)加強(qiáng)層間粘結(jié)。瀝青面層間采用新型粘層--高粘結(jié)力環(huán)氧乳化瀝青粘層,利用水性h氧樹脂對(duì)瀝青的改性作用,乳化基質(zhì)瀝青,比普通粘層層間粘結(jié)更牢固。
根據(jù)《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ169-2012附錄A,判斷本工程瀝青路面使用性能氣候分區(qū)為Ⅱ2區(qū)。
基于以上幾點(diǎn)進(jìn)行主線及輔道車行道路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
主線車行道:4cm 細(xì)粒式瀝青混凝土(AC-13C,5%SBS改性,0.3%的路用增強(qiáng)纖維)+粘層油(PC-3)+6cm中粒式瀝青混凝土(AC-20C,5%SBS改性,0.3%的路用增強(qiáng)纖維)+粘層油(PC-3)+8cm粗粒式瀝青混凝土(AC-25C)+1cm橡膠瀝青應(yīng)力吸收層+透層油(PC-2)+18cm水泥穩(wěn)定碎石(5%)+18cm水泥穩(wěn)定碎石(5%)+20cm石灰土(12%),總厚75cm。
輔道:4cm 細(xì)粒式瀝青混凝土(AC-13C,5%SBS改性,0.3%的路用增強(qiáng)纖維)+粘層油(PC-3)+5cm中粒式瀝青混凝土(AC-16C)+1cm橡膠瀝青應(yīng)力吸收層+透層油(PC-2)+15cm水泥穩(wěn)定碎石(5%)+15cm水泥穩(wěn)定碎石(5%)+20cm石灰土(12%),總厚60cm。
按《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范》表3.2.6-2查得瀝青路面最小防凍厚度為45~55cm,車行道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最小厚度為環(huán)保大街輔道結(jié)構(gòu)60cm,滿足要求。
4 路基處理措施
道路凍脹,主要是寒冷地區(qū)冬季在路基土中沿著溫度的降低方向生成了冰晶體形狀的霜柱,使路面產(chǎn)生隆起的一種現(xiàn)象。在春融期,由于路基土中冰晶體的融解,又成為土基或墊層承載力降低的原因,在荷載的作用下產(chǎn)生的翻漿現(xiàn)象,將會(huì)使道路出現(xiàn)嚴(yán)重病害。
為了防止上述的凍脹現(xiàn)象所引起的道路破壞,了解凍脹發(fā)生的機(jī)理,對(duì)土質(zhì)、氣溫、土中水等進(jìn)行詳盡調(diào)查,特別是對(duì)防止道路產(chǎn)生凍脹作用采用的措施研究中,應(yīng)注意易引起地基凍脹的土是否發(fā)生了凍結(jié),因而確定土的凍結(jié)深度是非常必要的。依據(jù)道路地質(zhì)水文勘探,場(chǎng)地的標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.80m。
凍脹現(xiàn)象的產(chǎn)生需同時(shí)具備土質(zhì)、溫度、地下水三個(gè)因素,消除其中一個(gè),就能防治凍脹,同時(shí)要求強(qiáng)凍脹土路基距離地下水或地表常年積水的高度不應(yīng)小于凍土路基的臨界高度(凍土路基臨界高度=道路最大凍深+凍結(jié)水上升高度),否則應(yīng)采用降排水、換填、設(shè)置保溫層或隔斷層等措施。
目前最常用的有兩種方法:置換法和藥劑法。
方案一(置換法):根據(jù)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn),置換深度達(dá)到最大凍深的70%即可防治凍脹,本工程置換深度為1.8m*0.7=1.26m,車行道結(jié)構(gòu)層厚度在60~75cm,置換深度為65~50厘米,規(guī)范中列出的抗凍性良好的材料有干燥的天然砂礫或碎石。
方案二(藥劑法):復(fù)合固結(jié)土加固路床。采用松原市交通局研制的土壤固化劑,同時(shí)加入少量石灰,形成石灰固化劑土(石灰固化劑土 石灰:土+固化劑=(8:92+0.02%),能增加土體密實(shí)性,減小土壤含水量,起到增加路基強(qiáng)度、提高水穩(wěn)定性和抗凍性的作用。方案采用三步20cm復(fù)合固結(jié)良路基。
采用天然砂礫或碎石置換,工程投資較采用藥劑法加固路床較高,本著節(jié)省工程投資的目的,本工程采用方案二。
5 結(jié)語(yǔ)
道路凍脹對(duì)我國(guó)北方的公路已經(jīng)造成了一定的影響。因此,我們應(yīng)該對(duì)道路凍脹進(jìn)行深入的研究,提高其抗凍脹性能,延長(zhǎng)公路的使用壽命和年限。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快,提升寒冷地區(qū)城市道路建設(shè)水平及質(zhì)量,本文通過(guò)對(duì)松原地區(qū)環(huán)保大街建設(shè)實(shí)例,總結(jié)了寒冷地區(qū)路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),希望對(duì)以后工程建設(shè)能有借鑒意義。
參考文獻(xiàn):
[1]蘇群.東北地區(qū)路基土凍脹機(jī)理與防治對(duì)策[J].黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào),1008-7230(2001)01-0002-03
【關(guān)鍵詞】市政道路;道路設(shè)計(jì);路基設(shè)計(jì);路面設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):TU99 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1.工程概況
因?yàn)槭姓缆饭こ淘O(shè)計(jì)的項(xiàng)目較多,所以每項(xiàng)工程都需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙來(lái)。本項(xiàng)目工程內(nèi)容包括路線、路基、路面及雨水工程、交通標(biāo)志標(biāo)線工程、照明工程、電力通訊管線工程等。道路等級(jí)這城市道路次干道二級(jí),路線全長(zhǎng)515.359米。該道路設(shè)計(jì)計(jì)算行車速度30km/h,交叉口范圍內(nèi)直徑行車方向計(jì)算行車速度降為20km/h,最大縱坡2.29%,最小縱坡0.03%,最小凸形豎曲線半徑3500m,最小凹形豎曲線半徑800m,最短豎曲線長(zhǎng)度43.024m。設(shè)計(jì)橫斷面具體設(shè)置為:3.5m(人行道)+4m(機(jī)動(dòng)車道)+4m(機(jī)動(dòng)車道)+3.5m(人行道)路面采用雙面坡,行車道路拱坡坡度為1.5%,人行道路拱坡度為1.0%;均采用直線型路拱曲線。
2.路基及路面設(shè)計(jì)
2.1 路基設(shè)計(jì)
公路路基設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)采取因地制宜、就地取材的原則,充分利用機(jī)械化施工方法、應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝。根據(jù)沿線地形地貌、地質(zhì)、氣象、地震等資料,結(jié)合環(huán)境景觀選擇適當(dāng)?shù)穆坊鶛M斷面形成,進(jìn)行路基排水、防護(hù)、棄土等的綜合設(shè)計(jì),加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)及水土保持工作。
為了有效地確保路基壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)及壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求,根據(jù)設(shè)計(jì)要求本路段路堤采土質(zhì)或土石混合填料,按《路基設(shè)計(jì)規(guī)范》土質(zhì)路堤或土石路堤的填筑要求執(zhí)行。路堤分層填筑、采用機(jī)械分層壓實(shí)。土質(zhì)路堤最大松鋪厚度不超過(guò)30cm,土石路堤最大松鋪厚度不超過(guò)40cm。
2.2 路面設(shè)計(jì)
路面設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)根據(jù)公路使用要求及沿線氣候、水文、地質(zhì)等自然條件、施工條件、材料來(lái)源,密切結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行路面技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合設(shè)計(jì)。本著技術(shù)先進(jìn)、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行路面方案的比較論證。同時(shí)對(duì)于路面設(shè)計(jì)采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論,以設(shè)計(jì)彎沉值為路面整體剛度設(shè)計(jì)指標(biāo),計(jì)算路面結(jié)構(gòu)厚度,并對(duì)面層、基層、底基層進(jìn)行拉應(yīng)力驗(yàn)算。路面設(shè)計(jì)采用以雙輪組單軸軸載100kn為標(biāo)準(zhǔn)軸載,路面設(shè)計(jì)使用年限15年。
施工圖設(shè)計(jì)階段,對(duì)初步設(shè)計(jì)推薦的路面結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了優(yōu)化,考慮交通量、交通組成、交通增長(zhǎng)率、前后路面結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)一致等因素,經(jīng)計(jì)算確定路面結(jié)構(gòu)及厚度。本道路在設(shè)計(jì)標(biāo)高為路中線路面標(biāo)高。本工程采用瀝青砼路面,設(shè)計(jì)軸載:BZZ-100,設(shè)計(jì)年限為15年,交通等級(jí)為中等交通。設(shè)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)采用如下:上面層采用4cm厚SMA-13瀝青瑪蹄脂;上面層采用6cm厚AC-20C瀝青混凝土;上面層采用7cm厚AC-25C瀝青混凝土;基層采用30cm厚5%水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石;底基層:20cm厚4%水泥穩(wěn)定石屑;基層與底層的7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度要求分別不小于3.5Mpa和2.0Mpa。
基層材料采用水泥穩(wěn)定碎石的集料最大粒徑不宜超過(guò)31.5mm。小于0.075mm的細(xì)粒含量不得大于5%,小于4.75mm的顆粒含量不宜大于50%,細(xì)粒土的液限應(yīng)小于28%,塑性指數(shù)應(yīng)小于9%。
2.3 路基、路面排水系統(tǒng)及防護(hù)工程設(shè)計(jì)
本道路路基排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則經(jīng)濟(jì)實(shí)用,除必要路段外,其余路段采用自然漫流,路基排水系統(tǒng)即能滿足本身要求,又考慮與市政排水系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)。鑒于考慮到路基防護(hù)工程是為了有效地保證路基穩(wěn)定,改善環(huán)境景觀,保護(hù)生態(tài)平衡的重要措施。本項(xiàng)目所選用的防護(hù)類型是針對(duì)當(dāng)?shù)貧夂?、水文、地形、地質(zhì)條件和筑路材料的分布情
況確定,并盡量與周圍景觀保持協(xié)調(diào)。
本合同工程的防護(hù)主要針對(duì)部分高填方路基邊坡設(shè)置防護(hù)和深挖方段路塹邊坡設(shè)置護(hù)坡,填方路基填高小于5m時(shí),坡面采用植草;大于5m,采用拱形護(hù)坡及滿鋪草皮;挖方路基挖方高度小于5m時(shí),坡面采用植草;大于5m時(shí)。采用拱形護(hù)坡及滿鋪草皮,大于10m時(shí),分級(jí)采拱形護(hù)坡,具體措施詳見設(shè)計(jì)圖紙。
3.道路相關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)踐
(1)混凝土板塊設(shè)計(jì)。為了有效地控制路面混凝土板開裂,縮縫間距取決于痕量級(jí)凝土的收縮性質(zhì)、墊層或路基的磨阻特性、板厚和填料性質(zhì)??v縫與路中線平行,間距按車道寬度選用,將混合車道混凝土板的長(zhǎng)寬比控制在1:1.25以內(nèi)。彎道和平面交叉處的不規(guī)則板塊尺寸不宜過(guò)大,并設(shè)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)加以處理。路面的接縫設(shè)計(jì)有橫向縮縫、橫向施工縫、橫向脹縫和縱縫四種??v縫沿路中布設(shè),其間距以與車道同寬為準(zhǔn),采用平縫加傳桿型。橫向縮縫及施工縫垂直于路中線布設(shè),縮縫一般采用機(jī)械切割的假縫形式,在脹縫左右的三條縮縫采用平縫加拉桿型。脹縫垂直于路中線布設(shè),除交叉口設(shè)脹縫外,一般路段平均每隔200米左右設(shè)一道。脹縫采用帶傳力桿型。
(2)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋設(shè)計(jì)。預(yù)計(jì)土基有可能產(chǎn)生不均勻沉降或路面下埋設(shè)有雨水橫管、涵洞和管線通道時(shí),為防止混凝土路面開裂,板內(nèi)配置網(wǎng)狀補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)。
(3)路緣石及緣石坡道。路緣石采用C25素混凝土預(yù)制塊。按照《方便殘疾人使用的城市道路和建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ50-88,縱一、縱二、縱三及橫三路設(shè)置盲道和緣石坡道,緣石坡道為盲道和緣石坡道為三面坡形式,表面應(yīng)平整、粗糙。
(4)路面防滑措施。路面應(yīng)具有良好的抗滑性能,水泥混凝土的骨料應(yīng)采用抗滑性能好、耐磨性能好的骨料。在路面成活時(shí),應(yīng)及時(shí)將表面拉毛,表面構(gòu)造深度控制在50-90cm,形成糙面,并應(yīng)將表面多余的水泥漿去掉。選擇不同磨耗性能的粗、細(xì)骨料配制混凝土,使路面經(jīng)行車碾壓后,產(chǎn)生不同程度的磨耗,可以保持很好的自然糙面。
(5)附屬構(gòu)筑物設(shè)計(jì)??紤]到將來(lái)有管線或其他市政設(shè)施橫穿街道,為避免重復(fù)建設(shè),在交叉口附近預(yù)留管線過(guò)街通道,本項(xiàng)目共設(shè)置48處管線通道,采用鋼筋砼箱形結(jié)構(gòu),進(jìn)出口設(shè)檢查井,設(shè)計(jì)考慮了抗震設(shè)防要求。
4.結(jié)論
文章結(jié)合某市政道路工程設(shè)計(jì)實(shí)例,闡述了該市政道路路基、路面以及道路防護(hù)工程設(shè)計(jì)方案,同時(shí)提出公路路基設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)采取因地制宜、就地取材的原則,充分利用機(jī)械化施工方法、應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝;而對(duì)于路面設(shè)計(jì)則應(yīng)采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論,以設(shè)計(jì)彎沉值為路面整體剛度設(shè)計(jì)指標(biāo),計(jì)算路面結(jié)構(gòu)厚度。
參考文獻(xiàn)
[1] 黃愛(ài)朋,彭俊杰.廣州國(guó)際生物島市政道路設(shè)計(jì)[J].山西建筑,2007,28(05):118~119.
關(guān)鍵詞:市政道路;施工;質(zhì)量控制
Abstract: the urban road engineering quality and the people's life, good city road can not only meet the needs of urban transportation and amenity environment, to give people a good travel environment. The engineering quality is in the process of the formation of engineering project, any links in the omissions may cause quality hidden trouble. Based on the author's practical experience, the municipal road is the construction quality control thoroughly discussed, to have the certain reference value.
Keywords: municipal road; The construction; Quality control
中圖分類號(hào):O213.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1. 前言
隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,城市道路的交通流量越來(lái)越大,建設(shè)單位對(duì)道路施工質(zhì)量的要求也就越來(lái)越高。同時(shí),市政道路工程質(zhì)量與市民的生活息息相關(guān),好的城市道路既能滿足城市交通運(yùn)輸?shù)男枰?,又能美化市容環(huán)境,給市民一個(gè)良好的出行環(huán)境。由于市政道路易受行政干擾和地質(zhì)情況及人氣等因素影響,施工場(chǎng)地狹窄、戰(zhàn)線長(zhǎng),地下管線交錯(cuò)復(fù)雜,而工期要求緊,此外還要綜合考慮城市供熱、給水、雨水、污水、燃?xì)?、電力、通訊、綠化等因索影響,施工難度大,質(zhì)量難以控制。工程質(zhì)量是在工程實(shí)施過(guò)程中形成的,任何環(huán)節(jié)的疏漏都有可能造成質(zhì)量隱患,因此,必須在施工中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),做好質(zhì)量控制。
2. 制定合理的施工方案和選用合適的工藝
(1)施工方案
市政道路的施工現(xiàn)場(chǎng)往往受到多種因素影響,因此制定合理的施工方案和選用切實(shí)可行的施工工藝,對(duì)于保障市政道路工程的質(zhì)量和工程進(jìn)度至關(guān)重要。施工方案必須實(shí)行分級(jí)審批制度,反復(fù)對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行修改,直至達(dá)到國(guó)家規(guī)范和設(shè)計(jì)要求方可執(zhí)行。在實(shí)施過(guò)程中,現(xiàn)場(chǎng)人員要進(jìn)行監(jiān)控,并做好實(shí)施記錄。針對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的新問(wèn)題或新情況,施工單位要及時(shí)對(duì)施工方案進(jìn)行修改,制定程序化的制度文件,使施工方案的實(shí)施始終處于受控狀態(tài)。
(2)施工工藝
①路基施工質(zhì)量控制。填方路基在開工前必須進(jìn)行填方試驗(yàn),得出技術(shù)參數(shù)作為該種填料施工的依據(jù)。施工方在填方路基前需先將地面上的雜物清除干凈,用平地機(jī)整平,再用壓路機(jī)進(jìn)行填前壓實(shí),嚴(yán)格控制松鋪厚度。路堤分層填筑的質(zhì)量是保證整個(gè)路基質(zhì)量的重點(diǎn),每層填實(shí)的松鋪厚度都必須嚴(yán)格按國(guó)家規(guī)范實(shí)施,每層碾壓完成后要經(jīng)檢查合格后方可進(jìn)行下一步工序。挖方路基應(yīng)按設(shè)計(jì)的橫斷面及邊坡坡度要求自上而下逐層開挖。邊坡開挖后及時(shí)做好排水工作,防止雨水沖刷邊坡。②混凝土路面施工質(zhì)量控制。為保證水泥混凝土在混合料配合比設(shè)計(jì)中,單位水泥用量不應(yīng)小于300kg;施工中對(duì)混凝土的坍落度及水灰比根據(jù)施工條件的不同進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié);按骨料種類、最大粒徑、級(jí)配和摻用外加劑等試驗(yàn),確定混凝土的單位用水量;嚴(yán)格掌握混凝土路面的切割時(shí)間,一般在抗壓強(qiáng)度達(dá)到10MPa左右方可切割,混凝土路面澆筑完成后,及時(shí)用潮濕材料覆蓋,澆水養(yǎng)護(hù)。
3. 加強(qiáng)瀝青混凝土面層施工質(zhì)量控制,確保施工質(zhì)量。
在鋪筑前應(yīng)提前一天噴灑透層油,確保透層油滲入基層5mm以上,未按規(guī)定噴灑透層油、粘層油、鋪筑下封層時(shí),不得鋪筑瀝青面層?,F(xiàn)場(chǎng)攤鋪時(shí)重點(diǎn)控制溫度、厚度、碾壓過(guò)程,做好測(cè)溫記錄。如出現(xiàn)粗集料離析現(xiàn)象,局部粗集料集中的位置須鏟除,并用新拌混合料填補(bǔ)。正常施工時(shí),熱拌瀝青混合料攤鋪溫度不低于135℃且不超過(guò)160℃,碾壓溫度不低于130℃,碾壓終了溫度不低于80℃,混合料表面溫度低于50℃后方可開放交通。低溫施工時(shí),應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)和規(guī)范要求采取相應(yīng)措施。氣溫低于10℃及雨天、基層潮濕時(shí),嚴(yán)禁施工。最后一層碾壓完成后噴灑封層油。同時(shí),要注意加強(qiáng)細(xì)部瀝青混凝土壓實(shí)度的控制,減少?gòu)募?xì)部開始水損害的可能性。檢查井、雨水口、路緣石周邊填料與道路結(jié)構(gòu)層同步填筑,并必須以小型壓實(shí)設(shè)備同步碾壓,路面與井框必須齊平。道路試驗(yàn)取樣范圍應(yīng)包括檢查井、雨水口、路緣石周邊填料,壓實(shí)度不小于結(jié)構(gòu)層壓實(shí)度要求。
4. 抓好設(shè)計(jì)和工程施工管理及實(shí)行監(jiān)理制
(1)認(rèn)真做好市政道路工程設(shè)計(jì)及預(yù)算和前期準(zhǔn)備工作,市政道路作為城市交通紐帶,所建道路必須按照道路設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)城市總體規(guī)劃確定的道路類別、級(jí)別和紅線寬度,橫斷面類型,地面控制標(biāo)高,地上桿線與地下管線布置,以及交通量大小,交通特性,主要構(gòu)筑物的技術(shù)要求等進(jìn)行道路設(shè)計(jì)。 作為設(shè)計(jì)單位要認(rèn)真執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)范,搞好設(shè)計(jì)。任何人不得擅自更改設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。如有設(shè)計(jì)變更,降低標(biāo)準(zhǔn),必須經(jīng)設(shè)計(jì)者同意在不違背規(guī)范的情況下,通過(guò)市政工程指揮部論證決定,進(jìn)行變更。要按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)真執(zhí)行國(guó)家預(yù)算定額,做好市政道路工程預(yù)決算。
(2)確定監(jiān)理程序,規(guī)范施工過(guò)程。一項(xiàng)工程通過(guò)第一次工程會(huì)議進(jìn)行監(jiān)理交底,明確監(jiān)理程序,規(guī)范施工的各項(xiàng)環(huán)節(jié)。要求施工單位在開工前做到“四報(bào)審”即:報(bào)審現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理體系,施工方案,施工進(jìn)度計(jì)劃,開工申請(qǐng);施工過(guò)程中“五報(bào)驗(yàn)”即:報(bào)驗(yàn)原材料構(gòu)配件,隱蔽工程,工序施工質(zhì)量,分部分項(xiàng)工程,施工以外情況處理;以規(guī)范原材料控制,工藝流程控制,施工操作控制,工序交接檢驗(yàn)和專業(yè)工種中間驗(yàn)收各環(huán)節(jié),堅(jiān)持“四不準(zhǔn)”即:未經(jīng)監(jiān)理單位(施工管理人員)簽字,原材料不準(zhǔn)使用,工程不準(zhǔn)進(jìn)入下道工序,不準(zhǔn)進(jìn)行竣工驗(yàn)收,政府不準(zhǔn)撥付工程款。
(3)做好質(zhì)量監(jiān)控,準(zhǔn)確確定質(zhì)量控制點(diǎn)。由于市政道路工程施工時(shí)所受到影響質(zhì)量因素較多,出現(xiàn)問(wèn)題的頻率也較大,針對(duì)工程可能出現(xiàn)的各種質(zhì)量問(wèn)題要制定好預(yù)控辦法,使之消除于萌芽狀態(tài)。市政道路工程常見的質(zhì)量控制要點(diǎn)有:軟路基處理,多合土含水泥量,路床及路基壓實(shí)度,路基彎沉值,路面砼強(qiáng)度,地下預(yù)埋管線;雨污水管線基礎(chǔ),高程,抹帶質(zhì)量,各種檢查井砌筑及回填料壓實(shí)度。
(4)做好工程施工的質(zhì)量監(jiān)理。監(jiān)理人員(施工管理人員)的跟蹤和巡視是工程質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)控制的重要環(huán)節(jié)。在工程施工管理中,要按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)真監(jiān)督好工程的施工過(guò)程,要做到“多檢查,查細(xì)部,抓關(guān)鍵,盯重點(diǎn),多動(dòng)手”及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題,避免出現(xiàn)工程質(zhì)量問(wèn)題,確保市政道路的質(zhì)量。
5. 加強(qiáng)路基施工技術(shù)
路基是市政道路工程的重要組成部分,應(yīng)具有足夠的整體穩(wěn)定性和耐久性,保持足夠的水溫;要滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度;應(yīng)能承受行車的反復(fù)荷載作用和抗御各種自然因素的影響;應(yīng)推行機(jī)械化施工;只有在條件極其困難的三、四級(jí)公路,方可采用人工施工,但路基壓實(shí)必須采用碾壓機(jī)械外,其他等級(jí)公路施工應(yīng)在符合工藝要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的前提下,積極采用甲級(jí)鑒定過(guò)的新材料、新技術(shù)、新機(jī)具和新的檢驗(yàn)方法;路基每一壓實(shí)層均應(yīng)檢驗(yàn)壓實(shí)度,合格后方可填筑其上一層;路基壓實(shí)后,應(yīng)對(duì)填石及土石路堤按設(shè)計(jì)規(guī)定在路床頂面進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn),對(duì)土質(zhì)路床頂面按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行壓實(shí)度和彎沉值檢驗(yàn)等。
路基填筑應(yīng)滿足規(guī)范要求,采用透水性比較好的填筑材料,合理利用當(dāng)?shù)夭牧虾凸I(yè)廢料;路基填筑要考慮路基的整體壓實(shí)及路基排水構(gòu)造物的施工質(zhì)量;應(yīng)分層填筑,每填一層,經(jīng)過(guò)壓實(shí)符合規(guī)定要求之后,再填上一層。不同性質(zhì)的土應(yīng)分別填筑,不得混填;每種填料層累計(jì)總厚不宜小于0.5m,路床頂最后一層壓實(shí)厚度應(yīng)不小于100mm。
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