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因汽車工業的技術發展與進步使軸載不斷增大,而不應以大型車輛的誕生而扼殺運輸能力,更說明我國路面結構層的設計的確存在理論缺陷,包括對建筑材料的質量品質以及計算理論存在不切合實際的問題,合理的建筑材料及路面結構層厚度滿足路用功能是檢驗設計理論的標準?;鶎咏Y構組合問題:尤其高速公路路面結構比較厚,一般厚度在80cm左右,基于路面結構層的低溫抗裂性核高溫穩定性的使用功能,設計時應該盡量將半剛性基層用做底基層,基層采用柔性基層的設計。柔性基層一般采用乳化瀝青穩定大粒徑碎石混合料或設計為ATB25~30做基層更為理想。柔性基層的結構特性和強度機理分析;通常采用大瀝青碎石混合料做基層,使面層抵抗車轍、防止溫差變形有顯著作用,與傳統的瀝青混合料一樣,其組成結構為骨架空隙結構、懸浮密實結構及骨架密實結構。骨架空隙結構屬于開級配;骨架密實結構屬于密級配,一般采用骨架密實結構為多,主要考慮了抗裂性能及堅固抗車轍能力。該結構特點是粗骨料充分形成石子與石子接觸的骨架特征,剩余的空隙由少量的細集料、礦粉和瀝青填充,因此;具備了良好的骨架穩定度,骨架穩定度指壓實成型后的瀝青混合料粗集料的體積密度Pcm與松堆密度Pna之比即為骨架密實度S=Pcm/Pna,骨架特性具有較大的內摩阻力和嵌擠力、骨架穩定性及強度衰減慢等特點,很好的抗高溫變形能力,該結構更適用于高溫或溫差大以及重交通地區的基層。柔性基層的力學特點:因組成材料以粒料為主,具有較大的孔隙率,其主要特點不會因溫度、濕度的變化引起收縮裂縫,相鄰層次產生的裂縫也不會通過柔性基層反射到面層,具有良好的抗裂、防裂、和阻止裂縫擴展的能力。況且由于孔隙率大可及時、迅速的排除進入路面結構內的雨水,減輕瀝青面層的水害影響。柔性基層的剛度小于剛性和半剛性基層,一般瀝青穩定碎石的回彈模量約為1000Mpa,級配碎石的回彈模量約為500Mpa,因此,在瀝青路面結構中瀝青面層與柔性基層共同成為承重結構層。
結構層的路面設計原理與數學參數分析
瀝青路面結構層的厚度計算公式原理與步驟:根據汽車軸載、輪胎直徑與氣壓,采用雙層體系的當量圓計算模式圖1。按圖解法包括路基在內將路面結構的多層體系換算成為三層體系,采用雙層體系的當量圓計算模式,確定輪胎直徑與氣壓,此次分別推算結構層厚度。以雙輪組單軸載100KN為標準軸載,對不同車型軸載進行標準的軸載換算,N=∑.C1.C2.ni.(pi/p)4.35;累計當量軸次:Ne=[(1+γ)t-1×365].N.η/γ;軸載換算:N=∑.C1.C2.ni.(pi/p)8;設計彎沉值:Ld=600Ne-0.2.Ac.AS?Ab路面結構層的優化設計的宗旨是:實際彎沉值小于允許彎沉值Ls<Ld,實際彎拉應力小于允許彎拉應力σm<σR,實際剪應力小于允許剪應力τа<τR,合理造價小于最大值及大于最小值;hmin<h<hmax,路面總厚度大于冰凍厚度,H>Ht,根據不同地區氣候條件分別設計。高速公路瀝青混合料面層一般設計為三層結構,然而考慮到防水必須做封層,根據工程實踐,將封層設計在上面層和中面層之間更為合理,一般使用1.5L/m2的改性瀝青和鋪撒2~3m3/Km2的碎石,粒徑在5~10mm之間,通過腳輪壓路機穩定后防水效果更好。有關瀝青混合料的最大粒徑D同路面厚度h的關系,經過大量的工程實踐研究表明;隨著h/D的增大路面的疲勞耐久性提高,但車轍量增大;反之h/D的減小而車轍量也減小,但耐久性降低,特別是h/D<2時;疲勞耐久性急劇下降,因此;結構層厚度與礦料最大粒徑的比值應控制在h/D≥2為宜。<<公路瀝青路面施工技術規范>>(JTJF40-2004)規定,對熱拌熱鋪密級配瀝青混合料;一層壓實厚度不宜小于公稱最大粒徑的2.5倍,對于高速公路、一級公路不宜小于公稱最大粒徑的3倍,對于SMA和OGFC等瀝青混合料則不應小于公稱最大粒徑的2.5倍。同時礦料的最大粒徑宜從上而下逐漸增大,與結構層的設計厚度相匹配,以保證瀝青路面的壓實厚度、減少礦料離析。特別提倡瀝青混合料實驗采用的是GTM法成型試件;提倡同時以米歇爾理論加以驗證,最大限度的提高了很合理的密度及相對減少了瀝青含量,對路面低溫抗裂性核高溫穩定性有顯著技術改進。
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路基邊坡防護與加固應符合“因地制宜、就地取材、以防為主、防治結合、經久耐用、節省造價和造型美觀”的原則。路基邊坡防護與加固包括植物防護、工程防護、柔性支護與防護、綜合防護等幾種類型。
植物防護就是在邊坡上種植草或植樹,以減緩邊坡上的水流速度,利用植物根系固著邊坡表層土壤以減輕沖刷,從而達到保護邊坡的作用。植物防護不僅可以美化公路環境,調節邊坡的濕溫,起到固結和穩定邊坡的作用,而且又比較簡單、經濟。一般來說,防護工程應優先考慮植物防護,當然其土壤必須適宜于植物的生長,而且邊坡比較平緩,坡高不大。在高速公路上,常用的植物防護有植草、鋪草皮和植樹等。
工程防護主要是針對不適宜植物生長的土質填、挖方邊坡或風化嚴重、節理發育的巖石路基邊坡,以及碎(礫)石土的挖方邊坡等,采取工程防護措施即設置人工構造物防護。工程防護的類型有護面墻防護、干砌片石防護、漿砌片石防護、水泥混凝土預制塊防護、錨桿防護、擋土墻以及土工合成材料防護等。
柔性支護與防護主要包括三維植被網、鋼繩網主動防護等防護形式。
2邊坡變形與失穩治理措施
對于邊坡破壞較嚴重的情況,如出現塌方、滑坡以及可能出現失穩等,必須采取相應的措施來確保邊坡的穩定性(強度方面)和安全性(變形方面)。根據邊坡的不良工程地質特征和滑坡加固治理與防護工程特色,主要選取適用性強、易于操作、工程負效應小的措施,如抗滑樁、錨桿(索)、擋土墻、削坡和灌漿等,使其分別適用于不同塌方、滑坡的物理力學條件和地質條件。
3巖溶地區路基治理措施
對于巖溶地區路基的處治,首先要從地質條件上弄清巖溶的發展規律和分布規律,然后再慎重確定處治方案。在一般情況下,對局部嚴重的、大型的、不易搞清楚的巖溶地段,應盡量設法繞避;對不太嚴重的中、小型巖溶地段,選擇其最窄的、最易于采取措施的地段通過。
對巖溶水宜以疏導為主,采取因地制宜、因勢利導的方法,不宜堵塞,一般可采用排水溝、泄水洞等疏導巖溶水。路基上方的巖溶泉和冒水洞,宜采用排水溝將水截流至路基外。對于路基基底的巖溶泉和冒水洞,宜設置集水明溝或滲溝,將水排出路基。對于穩定路塹邊坡上的干溶洞,洞內宜采用干砌片石填塞。位于路基基底的開口干溶洞,當洞的體積不大、深度較淺時,宜予以回填夯實;當洞的體積較大或深度較深時,宜采用構造物跨越。
對于有頂板但頂板強度不足的干溶洞,可炸除頂板后進行回填,或設構造物跨越。通過溶洞圍巖分級或計算判斷下伏溶洞有坍塌可能時,應進行加固處理。對于洞徑大、洞內施工條件好的無充填溶洞,宜采用漿砌片石或鋼筋混凝土的支撐墻、支撐柱進行加固;深而小的溶洞不便于洞內加固時,宜采用石蓋板或鋼筋混凝土蓋板跨越可能的破壞區;對于頂板較薄的溶洞,當采用地表構造物跨越有困難或不經濟時,可炸除頂板,按明洞的方式進行處理;對于有充填物的溶洞,宜優先采用注漿法、旋噴法進行加固,不能滿足設計要求時宜采用構造物跨越;如需保持洞內流水通暢時,應設置排水通道。
對于路基范圍內的土洞應先判明土洞是否仍在發展。對于已停止發展的土洞可按一般地基進行評價,需加固時宜采用注漿、復合地基等方法進行處理;對于還在發展中的土洞,宜采用構造物跨越。
4采空區路基治理措施
由于開采時間與開采結束后上伏巖土體剩余沉陷變形時間都較長,以致于采空區對路基影響與危害持續時間也較長。對采空區路基的治理,首先應了解采空區的分布及發展情況,然后再慎重確定“技術上可行、經濟上合理”的治理方案。
開挖回填處理的淺采空區的治理范圍,其治理長度為公路軸向采空區實際分布長度,處治寬度為路基底面寬度或構造物的寬度,處治深度為底板風化巖位置。公路采空區路基的處治設計應根據采空區的形成時間、埋深、采空厚度、采煤方法、頂板巖性及其力學性質、水文地質、工程地質條件等選擇治理方案。采空區路基的處治應從路基處治、開采協調兩個方面來進行。
(1)從路基處治角度來說,主要有開挖回填、充填、橋跨和注漿等四種。
①開挖回填:對于路基挖方邊坡上的采空區宜采用開挖回填方案。
②充填:采空區充填能有效地減小地表沉陷破壞程度。有條件時采用水砂充填,能保證公路安全無損。采深不大時,可采用覆巖離層充填,加固采動覆巖破壞區,限制地表沉陷破壞。對于煤層開采后頂板尚未垮落的采空區,可采用非注漿充填方案,包括干砌片石、漿砌片石、井下回填、鉆孔干濕料回填等方案。干砌(漿砌)片石適用于采空區未完全塌落、空間較大、埋深小、通風良好,并具備人工作業和材料運輸條件的采空區治理。一般路段路基用抗壓強度不應低于10MPa干砌片石回填;對有構造物路段,應用抗壓強度不應低于15MPa漿砌片石回填。
③橋跨:煤層開采規模較小、開采深度小于100m的采空區,可采用橋跨方案。
④注漿:采空區上覆巖層在有條件時會出現離層,離層經歷產生、發展、達到最大高度及最終離層閉合的移動過程。在離層帶中注漿減緩地表沉降,控制地表總的下沉量,減緩地表動態變形值,達到保護公路的目的。對于煤層開采規模較大、開采深度(埋深)小于250m的采空區,宜采用全充填注漿方法。對于埋深大于250m的采空區,宜根據其開采特征、水文地質、工程地質條件及其對公路工程的危害程度等因素,確定是否采用全充填注漿方案。
(2)從開采協調的角度來說,主要有以下幾個方面:
①調整路面板接縫的寬度。混凝土路面由于溫度或濕度變化及硬化時收縮的原因,會出現脹、縮和翹曲。設置接縫可減少混凝土板變形受約束影響而產生的內應力,增加路面板抵抗各種變形的能力。
②設置“雙層連續配筋混凝土結構”。對于采深與采厚比較大且地表變形連續時,高等級道路可設置這種路面結構形式,以增強整個路面的抗變形能力。
③合理安排開采時間。使地表劇烈變形破壞期避開冬季低溫期,以使路面材料變形適應采動地表變形。(溫度的降低使路面材料的脆性加大,收縮系數增大,抗變形能力降低,路面易于開裂,路面承載能力降低。)
④限制一次開采高度,沿公路軸向大面積協調開采。這種方法已在鐵路下開采煤層有成功的經驗,一般可以將地表位移變形降低到50%以下。由于采空區的工程地質條件復雜,處治方案靈活多樣,應針對采空區的具體情況,將幾種方案聯合使用,達到經濟合理的最佳治理效果。
參考文獻
[1]方向池,柏松平等.高原山區高速公路邊坡防護[J].公路,2002,(7).
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3.邊坡的滑塌我國公路中最為常見的問題就是邊坡的滑塌。造成邊坡的滑塌主要是有以下原因:(1)路基的邊坡自身的土質存在問題;(2)長時間的雨水沖刷再加上滲水的作用,使得路基內部的沙土流失和土壤的結構變松散。(3)施工過程中的疏忽也導致邊坡不斷下滑,最終造成局部坍塌甚至是直接斷裂。邊坡的滑塌問題在長期遭到積水沖刷和雨水滲漏的區域最為嚴重,它對公路的損壞屬于蔓延式,會持續進行,如果不及時地進行修善和處理,就容易導致公路遭到持續的損壞最后達到無法使用的程度
。4.路面的早期破損路面的早期破損對混凝土路面的影響是比較低的,一般得到混凝土公路對于早期破損的預防能力比較高。由于混凝土公路是采用一體澆筑版塊進行拼接的。但是,路面的早期破損對瀝青公路的影響是比較大的。由于瀝青公路的瀝青干燥度比較高,使得瀝青表面容易出現細小的裂紋,因而在溫度和雨水的影響下,路面才剛投入使用就會有破損現象。
5.面層的不平整就公路這種交通基礎設施而言,其路面施工存在以下兩種形式:(1)第一種是傳統的瀝青路面,此種路面比較容易出現鋪設之后不平整的現象。一般施工的溫度太高、油石的混合搗碎不夠充分、施工鋪設時出現大塊土石的混入、材料的混合比例不正確等都會導致路面鼓起以及出現不規則的地坑和局部的尖銳物凸顯現象;(2)第二種是混凝土澆筑的路面,此類路面出現不平整的現象比較少,如果出現的話,就是澆筑不合格造成的。
二、路基路面的施工技術
路基不僅僅是交通基礎設施線形輪廓的主體,也是路面的基礎,因此,它的質量的好壞對路面的穩定性是有著極其重要的影響。掌握好路基的施工技術,有利于確保路面的基礎質量,路基路面的施工技術主要包括了以下幾個方面。
1.填筑路基在填筑之前一定要先做好場地的清理工作,進而加快施工的速度和提高施工的質量。同時,在填筑前要使用導排措施處理路基范圍內的地下水。分層填筑方案主要包括豎向填筑和水平填筑。豎向填筑指的是從中心向前進行填筑。在進行豎向填筑的施工中,一般使用夯擊機進行壓實填料,一般選取沉陷量小并且粒徑均勻的礫石填料,以確保填壓是密實的。豎向填筑不同于水平填筑,通常是采取混合的填筑方式,也就是上層為橫向而下層為豎向。以進一步確保填壓足夠密實,必要時也要采取地基加固等措施。水平填筑有利于壓實,但是這個環節和用土水平的分層是不相同的。為了防止水毀和保證填筑強度是均勻的,透水性比較差的用土要填鋪于底層,并且在表面構成雙向橫坡。在同一層用土卻不同的地方要采取斜坡的搭接方式進行連接。
2.開挖路塹(1)在正式進行施工前要做好準備工作,做好臨時的排水渠道修建工作,并且配備相關施工機械,同時落實相關環保措施;(2)在正式進行土方開挖工作時,要利用好適于種植草皮的表土,嚴禁使用掏洞方式獲取表土,除此之外,要充分利用有用的材料進行路基填筑;(3)要安排好邊溝的排水措施,重視并處理好所出現的地下水路塹;(4)要推廣使用人工壓實的方式處理路基,確保其足夠的穩定性和強度;(5)進行壓實工作的時候要控制好最佳汗水的比率和有效土層的厚度;(6)在含水量比較高的地層,要先用干粉等物質吸除過多的水分;(7)軟土地的壓實工作,需要按照實際情況進行;(8)淺層軟土地基,適合先在地表進行土工布的鋪筑,然后進行填筑路堤,確保達到排水和過濾的作用;(9)含水量比較低的地層,對相應的土質要事先浸潤。
3.基層和底基層的施工路橋基層和底基通常是由石灰和水泥的穩定結構來構成的,要提高材料質量并且保證強度達到要求,就需要控制好材料含水量以及其配合比??刂坪繒r,要確保壓實度并且避免出現干縮的裂縫,就要控制好混合料的壓實和拌合,使含水量趨向最佳,確保路面成型或者壓實的時候有足夠的含水量?;旌狭显诒话柚浦?,需要對各材料的含水量進行檢測,做好混合料原始的含水量的預測工作,便于在出現氣溫發生變化或者集料含水量發生改變的情況下及時做出反應,保證施工的時候混合料是處在最佳的狀態。拌料和壓實時,要對含水量進行跟蹤驗證,確保施工狀態是符合要求的。除此之外,在材料配合比的控制方面要做到進行拌制混合料工作之前,要先對混合料進行調試和拌和,以符合要求,從而保證機械處在完好的生產狀態。要準確地進行投料的拌合,實時進行施工配合比的檢驗,確保其符合目標配合比。
4.路基路面的排水技術(1)地下排水技術地下排水技術主要是依靠滲透,滲溝、盲溝以及滲井等實現的,水勢較猛的情況下,能夠采用滲水管滲溝排水的方法。(2)路面的排水技術路面排水的任務主要是快速排出路面區域的降水,從而防止水自路面滲透下去而導致路基邊坡受到沖刷。路面排水技術主要有以下兩種途徑:a.分散性排水,這種方法適合在地勢平緩或者路線縱坡低于0.3%的區域實行。具體可以通過硬化路肩和加固路基邊坡來實現;b.集中性排水,這種方法指的是在硬路的肩外側進行水泥的混凝土預制塊的設置或者澆筑瀝青混凝土攔水帶,與硬路肩路面形成三角形集水槽,在每隔20~50米的間距處設置泄水口使其與路堤的邊坡急流槽進行銜接,從而把雨水排放到坡腳的排水溝里。在降水量比較低的地區比如說我國西部地區主要采用的是在中央設置分隔帶的措施實現排水。(3)地面的排水技術地面的排水技術一般使用急流槽、排水管、邊溝和跌水等地面的排水設備。高速公路和一級公路的排水系統,一般使用的是鋪砌方法來防護的。高速公路和一級公路所經過的水網路基面已經改良了不少,路面的灌溉溝渠都被重新的建造了,因此不再從排灌的涵洞進行排水,這樣做就達到了提高路基施工質量的目的。
5.路基路面的各類防護工作由于施工導致了土質的平衡結構的破壞,再加上外界環境的不斷侵蝕,路基路面遭受到了不同程度和方面的威脅,因此做好其防護工作具有重要的意義。路基路面的防護工作從做好坡面防護工作開始。坡面和外部環境是直接接觸的,因此,最容易遭受路面巖性風化和地表水沖洗等自然災害。可以采用栽植耐蝕性植物防護帶以及使用凝聚脂材料做護面板的方法來防治水流沖洗,來提高坡面防護能力。除此之外,可以在路面的邊緣修筑一些砌石的擋土墻,進行地基擋護,減少自然災害對地基結構的侵蝕。
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(三)耐久性。公路工程建設項目中,其路基路面建設所占投資額相對較大,而且還必須經過設計、規劃、施工和驗收等多各環節,其中公路工程設計環節對路基路面耐久性能具有至關重要的作用。通常情況下,我國國內規定的公路工程使用年限為20年以上,其中還包括路基路面的車輛碾壓與承重部分。為使公路使用年限達到標準,必須對公路進行嚴格的耐久性進行檢查。
(四)承載能力。在公路建成通車后,行車帶來的荷載會透過車輛傳遞到路面與路基,進而導致公路內部結構發生了一些變化,影響著公路的質量與使用年限。因此,在進行設計與安全性檢查時,需要充分考慮公路整體的承載能力,是否符合實際情況的需要,避免以外部施壓過大破壞公路內部整體結構,進而使公路出現不同程度的裂縫或沉降,影響到公路的正常使用與行車的安全。
二、公路路基設計的安全檢查
(一)檢查路基強度。公路路基的穩定性、承載力、通車后公路的實際應用功能與行車安全,直接受到公路路基強度的影響。在對檢查路基路面強度時,如果檢測出路面承載強度不大于150kPa,設計與施工人員就必須采取相應措施提高公路路基的承載強度;如果檢測出原始地面存在軟基、巖溶等惡劣的地質條件,設計與施工建設人員就必須運用袋裝砂井、碎石樁柱、換填、灌漿等方法進行相應處理。此外,在公路路基施工時,還應對路基填充料進行質量與強度進行嚴格檢查,特別要重視對路基壓實度的檢查。
(二)檢查邊坡穩定。在對公路路基進行安全檢查時,必須對公路邊坡進行嚴格檢查,采用科學嚴格的方式對公路邊坡穩定性進行嚴格技術,需要注意的是應選擇較為合適的計算公公式與計算方法。因為有部分公路在設計時經過地質環境較為復雜的區域,可能會出現邊坡,難以滿足公路路基穩定性能的要求,因此必須采用一定的應對措施加強公路路基的穩定性能,通產采用的辦法是在邊坡路段添加高質量的加固與防護措施。在檢查公路邊坡穩定性時,部分邊坡有滑坡與塌方等安全隱患,公路建設設計人員就必須在設計中添加卸載、擋墻、抗滑樁以及綜合排水等措施,保證能夠將邊坡安全隱患一次處理到位,最大程度的降低事故發生的概率。
(三)檢查支擋結構。在公路建設時,對于部分地質環境較差的路段,必須設置相應的支擋結構物,提高路基的穩定性與安全性。因此設計與施工建設人員還需要支擋結構物及相關環節進行相應的安全檢查,其中包括地基承載力、抗傾覆能力、抗剪能力、抗滑移能力、擋墻本身強度等多項內容,而且在檢查時還需要從經濟、技術、安全等角度出發,制定科學合理的設計方案。通常,重力式擋墻的高度應小于12m,而加筋擋墻、錨桿式擋墻、板樁墻的高度則可以大于12m。
(四)檢查排水結構物。在對公路路基排水結構物進行安全檢查時,必須注意對排水系統進行詳細嚴格的檢查,其中主要檢查的內容有:排水渠道的防沖刷能力、暢通情況,排水溝、暗溝、邊溝、滲溝的位置與斷面尺寸等。此外,每段公路路基都需要進行嚴格的計算來設計排水結構物,嚴禁出現“生搬硬套”現象。
三、公路路面設計的安全檢查
(一)檢查結構與類型。當前,國內公路路面建設主要才采用的是瀝青或鋼筋混凝土結構,對于不同的結構與類型應采取不同的技術標準與技術工藝進行路面安全檢查。比如,在對瀝青路面進行安全檢查時,瀝青路面的各層級配有需要進行嚴格的實驗室檢查,其中在瀝青路面的中面層與表面層進行配比設計時,還需要進行車轍實驗,保障瀝青混凝土路面的穩定性。此外,在三層瀝青混泥土路面中,為保證公路路面的抗滲性,至少有一層的級配在I型以上。
(二)檢查排水系統。由于地質環境與氣候環境會影響到公路項目的建設,因此在對公路路面排水系統進行安全性檢查時,必須依據公路等級選擇合適的檢查方法。通常進行公路路面排水系統安全性檢查的要點主要有:第一,檢查各段排水系統的完善程度,以及路面積水與邊坡沖刷情況;第二,路面積水較多時,是否能力能夠將及時將行車疏導至毗鄰車道,并保證兩車道的行車通暢與安全。
(三)檢查抗滑能力。在設計高等公路路面時,必須選擇耐磨與抗滑性能較高的石料,并保證石料磨光值不小于42,這也是檢查路面抗滑性能的主要內容之一。通常情況下,對混凝土公路路面抗滑性能的安全檢查要點主要有:第一,對混凝土路面表層的構造深度進行嚴格檢查;第二,對使用的石料的磨耗損失、磨光值、壓碎值進行嚴格檢測,保證符合公路路面建設的質量要求。
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1.一級公路的定義與意義
一級公路,是指能適應按包括摩托車在內的各種汽車折合成小客車的年平均晝夜交通量為10000~25000輛,為連接重要政治、經濟中心,通往重點工礦區、港口、機場,專供汽車分道行駛并部分控制出入的公路。
根據中國現行的公路等級技術標準一級公路為供汽車分向、分車道行駛并可根據需要控制出入的多車道公路。四車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量15000-30000輛,六車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量35000-55000輛。
2.路面建設常出現的問題
在路面早期建設過程中會存在以下對幾種問題,在此對其進行簡要分析并提供針對性修復建議。
2.1路面不平
路基不平或現場施工控制不力可能導致路面不平。因此,施工時應從路基開始層層嚴格控制高度和平整度。任何一層路面的鋪設都要經過精確地測量和修正。
2.2路面出現斷板
對于一級公路路面,被視做斷板的板塊應做整體換極處理,以保證基層具有較好的板體性。不同部位的斷板和不同等級的公路對斷板的處理有不同的要求。對于外側行車道,由兩條或兩條以上的貫穿全板的輕度裂縫將板塊分成三塊以上,或者由一條貫穿全板的中等或嚴重裂縫將板塊分成兩塊或以上的板塊,此時就應視為公路斷板。
2.3罩面脫空
首先應判斷脫空情況,針對脫空情況,高等級路面,嚴重脫空的板應按斷板標準進行處理,一般脫空的板可采用灌漿處治;對于低等級路面,均可采用板底灌漿處治。
2.4路面松散
路面松散常在天氣干旱時發生。由于鋪筑路面時粘土料含量少,塑性指數低,加之材料拌和與分布不均勻,碾壓不實,容易造成路面松散。此外,超負荷車輛的過分碾壓,也容易造成路面松散。可見路面養護也是一項重要工作。
2.5錯臺
錯臺分為輕微錯臺和嚴重錯臺,臨板高差小于1cm的視為輕微錯臺;臨板高差大于1cm視為嚴重錯臺。對于輕微錯臺可以不作處理,對于橫縫嚴重錯臺可用以下三種處理方法:一是將高出部分進行銑削,錯臺高側形成一斜面,寬度約為40~50cm;二是提升頂板高度,使低側板頂提升至與高側持平,然后板底灌漿,進行嵌縫和填塞鉆孔;三是提升壓力:可采用灌漿法通過壓力使板提升,直至小于1cm。這三種方法不是絕對對立的,可以根據具體情況選擇,也可以組合使用。
2.6沉陷
沉陷是路基本身強度不足引起的。重載荷車輛在通過路面時,會給路面較大的壓力。如果路基強度不足,就會留下車轍,甚至深及路基。遇到這種情況,須進行局部或整段大修。
3.公路路面施工質量控制
由于我國一級公路現在普遍是瀝青路面(以前的水泥路面逐漸被瀝青路面代替)這里主要以瀝青碎石的路面施工質量控制來表示一級公路路面施工質量控制。
3.1選擇合適的拌制設備
瀝青混合料的拌和設備最好是是全自動控制,以實時分析數據,進行質量監控。自動化的生產設備可以彌補人工測量的不足,并且能更準確的混合各種原料,從而保障原料的科學混合比例。
3.2施工設備準備階段的質量控制
進廠施工前先進行上道工序的驗收,檢查下封層的完整性。清理基層表面污染、雜物、用水進行沖洗待干燥后再攤鋪,必要時補灑透層瀝青。
3.3確保原材料質量達標
材料的選擇無論何時都是工程修建的重要要求。除了保障各種原材料在采購時符合標準外,材料的堆放管理也要合理有序。比如說各種原材料要分類堆放,某些材料有防水等特殊要求。如果公路的工期很長,還要保障原材料不變質。
3.4混合物運輸過程的質量控制
運輸車輛要進行經常性檢測,尤其是車槽內部環境保持系統,對瀝青碎石混合物的影響非常大。車輛在運料前先清理車槽,并均勻涂抹1:3的油水混合液,車槽側面打溫度檢查孔,必要時用油氈布覆蓋。在瀝青碎石攤鋪時,運輸車輛要在離攤鋪機10m~30m處停車,空擋等候。
3.5現場攤鋪時的質量控制
這是瀝青路面施工質量控制的重要環節。本環節對于施工技術人員的專業素質要求較高,技術人員不僅要對路面質量進行實時控制,也要懂得鋪路機械的結構原理和相關運行參數,以便對其進行調整。鋪路過程中要注意控制兩個參數,即鋪路厚度(平整度)和鋪路速度。鋪路平整度由機械化設備自動找平,技術人員只要注意實時監測便可。攤鋪速度要控制在 2 m/min~ 6 m/min,如果攤鋪速度過快,則混合料疏度不均,預壓密度不一,表面出現拉溝,直接造成預壓效果差。最后一道工序是碾壓,常用的壓石機械有靜壓、輪胎、振動三種,要分初壓、復壓和終壓三個階段進行,初壓要求整平、穩定;復壓要求密實、成型;終壓則要求消除輪跡,要遵循先邊后中、先慢后快、先輕后重的原則。另外輪碾噴水時,要注意控制噴灑量以防降低混合料溫度,掌握好接縫的方法及施工組織管理方法。
4.道路檢測注意要素
4.1全線測定路面平整度、寬度、縱斷面高程、橫坡度等參數,提出竣工圖。
4.2為減少某些破壞性評估對道路的損壞,例如需要鉆,挖才能測得的數據,經主管部門同意后,可利用施工過程中測定的數據,當需要實測礦料級配和瀝青用量時,可將一個評定路段鉆孔放入混合料合為一個式樣抽提。
4.3車行道面層檢查的質量指標應符合規定。對厚度和壓實度還應按“瀝青表面層壓實度計算及標準密度的確定方法”計算每一個評定路段的平均值和代表值,并進行評定。
4.4人行道瀝青面層的質量檢查和路緣石的質量控制與驗收與車行道檢測相同。
4.5大、中型橋梁橋面瀝青鋪裝的檢查與驗收,相對較為嚴格,評定路段應該以100M為單位,測定相關參數。
5.道路驗收
相關部門在接到施工單位的驗收報告時,在確認施工資料齊全后,應立即對施工質量進行交工檢查與驗收。檢查驗收應按隨機抽樣的方法,選擇一定數量的評定路段進行實測檢查。道路接收單位檢查驗收要堅持獨立測樣,獨立評定的原則。隨機選取的檢測點,應盡量與原施工單位自檢選取點相區分。但是如果遇到檢測難點,或者目前的檢測會對路面造成破壞,可以使用原單位的生產資料數據。
6.總結
道路建設是國民經濟建設的基礎項目,道路建設具有大投資,長收益的特點。道路的建設特點要求我們在施工上不得有絲毫的馬虎,任何一項技術指標的不合格都會給投資方造成巨大的傷害并對公路的安全運營造成影響。論文介紹了修建合格一級公路的注意要素,并且對公路的質檢提出了自己的看法。
參考文獻:
篇6
半剛性基層瀝青路面是黑龍江省公路的主要路面結構形式,它具有與柔性路面完全不同的結構特征。因此,其病害成因和維修對策也與傳統的柔性路面有所不同,主要體現在:(1)半剛性基層有較高的剛度,其受力特性類似于“板體”,具有較強的荷載擴散能力。因此在整個施工和運營期間必須保持半剛性基層的整體性;(2)半剛性基層瀝青路面的結構承載能力主要由半剛性基層提供,瀝青面層主要起功能層作用。半剛性基層的彎拉疲勞損壞是這種路面結構的主要破壞形式;(3)采取防水下滲措施的重要性。規范規定,不管是二層式或三層式結構,其中至少必須有一層是型密級配瀝青混凝土混合料。當各層均采用瀝青碎石時,瀝青面層下必須做下封層。忽視這些區別,而仍舊采用傳統柔性路面的維修方法,是導致半剛性基層瀝青路面維修失敗的主要原因。近些年來,類似的工程教訓很多。根據半剛性基層瀝青路面的典型病害特征及產生原因,提出了路面養護維修的主要對策。內容包括:按結構性損壞與非結構性損壞進行分類和維修、半剛性基層的最小維修面積、維修施工的平面布置等。
2半剛性基層路面的典型病害特征
半剛性基層瀝青路面的典型病害可劃分為兩大類型:非結構性損壞和結構性損壞。前者指半剛性基層的板體性未受到破壞,而后者是指路面損壞位置下的半剛性基層受到損壞,板體強度減弱或完全喪失。
2.1非結構性損壞
該類病害主要有橋頭跳車、間距規則的橫向裂縫、路表局部網裂和正常車轍等,病害特征如下。
2.1.1橋頭跳車
橋頭跳車有兩種情況:(1)臺背填土壓實不足,導致填土在臺背后數十米范圍內下沉。其特征為:沉降在行車方向是漸變的,延續距離相對較長,路面的整體強度未受破壞,路表面也少有損壞,但行車時具有明顯的“波浪”感;(2)由于橋梁與臺背填土剛度的差異而產生的不均勻沉降,從而出現的跳臺。其特征為:延續距離短,只有幾米,路面少有損壞發生,行車時具有明顯的“瞬間跳車沖擊”感。
2.1.2間距規則的橫向裂縫
這種裂縫一般為半剛性基層的結構性收縮而導致的反射裂縫。它橫向貫穿公路全幅路面,深度方向貫通全部結構層,并且縫隙寬隨季節變化。一般認為這種裂縫不可避免,對路面的整體性沒有損害。
2.1.3縱向裂縫
這種裂縫的數量較少,大多發生在高路堤地段路基外側。成因是路堤中央與外側壓實不均勻、舊路幫寬或地基受外部水源的長期侵蝕,導致路基或地基的不均勻沉降。一般情況下裂縫較寬。
2.1.4路表局部網裂
路表局部網裂多發生在行車道輪跡下,成因為路面局部施工缺陷。如:材料不均勻、基層成型不好、瀝青面層與基層間有軟弱夾層等。它起始于輪跡處,而遠離輪跡處的路面施工缺陷由于受車輛荷載的影響較小,因此難以出現此類損壞。
2.1.5正常車轍
正常車轍是指施工質量正常的情況下所出現的車轍。它特征是:(1)由于半剛性基層的剛性較大,車轍主要是瀝青面層受交通荷載的二次壓密和蠕變作用而產生;(2)重載對車轍的影響十分明顯。
2.2結構性損壞
該類損壞主要有路面局部凹陷龜裂和結構性轍槽。
2.2.1路面局部凹陷龜裂
這種損壞是路面局部網裂的延續。因局部網裂沒有得到及時的維修封堵,雨水滲人到基層,而高速行駛車輛輪胎的強大“泵吸”作用使半剛性基層的膠結材料被吸出。長時間下去,導致基層材料散失,路面出現局部下陷和網裂,進而由局部網裂發展成為明顯的凹陷龜裂,對行車的平順性和安全性有很大影響。其特征為:起始于輪跡處,路面結構在該處完全破壞,在破壞過程中雨天有灰漿外瀉痕跡。
2.2.2結構性轍槽
結構性轍槽是由于路面承載能力不足,在車輛荷載和環境因素的綜合作用下而在輪跡處產生的路面變形。轍槽產生初期伴有微細裂縫,其發展規律類似于路面局部凹陷龜裂。
3路面維修對策
針對以病害,在制定路面維修方案時需考慮四方面影響因素:(1)病害的類型和平面位置。對行車的影響以及行車對病害發展的影響;(2)病害的嚴重程度;(3)經濟條件;(4)維修目標。主管工程師在綜合評估后必須作出明確回答。
3.1非結構性損壞的維修
維修的基本目的有兩個,一是恢復行車平順,二是封閉裂縫,以避免引發結構性損壞。
3.1.1恢復行車平順
主要是對橋頭跳車和車轍的處理。它們的平面分布截然不同,橋頭跳車是橫向的,車轍是縱向的。
對橋頭跳車應以整幅路作為維修寬度,維修長度應滿足三個要求:(1)從橋梁伸縮裝置起,伸人正常路段一定長度;(2)保證攤鋪機能正常施工;(3)拉坡平順。銑刨厚度以瀝青面層的一個結構層為單位,一般只銑刨表層。
對車轍的維修,在其橫向平面位置應作適當調整。我國車輛基本為左位駕駛,駕駛員駕駛車輛有明顯靠車道左側行駛的習慣,從而導致車轍在行車道上分布偏左,部分高速公路行車道左輪跡的車轍外輪廊還延伸到超車道。因此,維修寬度應滿足以下條件:(1)包括車轍的整個影響范圍;(2)與攤鋪機的攤鋪寬度及碾壓機的輪寬相適應;(3)縱向接縫距行車道輪跡外邊緣30cm以上。維修長度以車轍出現的長度作為基本長度,并伸人相鄰路段一定距離,或以結構物為界。在與相鄰路段的連續上要注意輪跡平過度,選擇合適的碾壓機械和碾壓方式,必要時輔以人工修整,避免在連接處形成新的行車沖擊點。如需銑刨,銑刨厚度以瀝青面層的一個結構層厚度為宜。
3.1.2封閉裂縫
對于單條橫縫和縱縫建議采用常規的灌縫措施。如果縫隙太寬灌縫難以實施,可沿裂縫兩側切割出10一15~寬的條形槽,深度為瀝青面層全厚。隨后清潔槽壁,人工填實至表層底部。最后,涂刷粘油層,用細粒式瀝青混合料填筑碾壓作為路面表層。這種處理方法屬柔性連接,由于膠結材料充足,可以適應縫寬的季節性變化,宜在春融或秋冬交替季節實施。
局部網裂發生于行車輪跡位置,對路面整體結構的危害最大。其維修原則是:(1)及時處置,以免損壞范圍和程度擴大;(2)維修范圍不宜定得太小,在橫向至少以一個單向車道為單位,在縱向以一輛重車長度的1.5倍為單位。同時,保證路面維修的橫、縱向平整,減小顛簸;(3)在平面上全部清除局部網裂的影響范圍;(4)與攤鋪機和碾壓設備相適應;(5)維修深度以瀝青面層的結構厚度為單位;(6)縱向接縫位置與車轍處理方案相同。
3.2結構性損壞的維修
3.2.1局部凹陷龜裂
雖然局部龜裂表現的是路面存在局部缺陷,但也可能是整個路段施工所存在的問題,只是該處路面裂縫出現得早、局部滲水嚴重而提前破壞。因此,局部凹陷龜裂分以下兩種情況進行維修。
(1)基層局部存在缺陷
有兩種備選方案:一是將損壞的基層挖出,用半剛性材料回填修補;二是將損壞的基層局部挖出,用瀝青混合料回填修補。
(2)整個路段基層均勻存在缺陷
有三種備選方案:①如果整個路段達到大修期限,則對存在缺陷的半剛性基層進行翻新重鋪,同時對局部凹陷龜裂一并處置;②雖然存在缺陷,但累計軸次遠未達到使用期限,則按3.2.1(1)方法進行處置;③如對有缺陷的路段實施整體補強措施,施工前將局部凹陷龜裂仍按3.2.1(1)的方案先行處置。
3.2.2結構性轍槽
這種轍槽的特點是路面承載力不足,基層損壞或板結完全喪失。它對路面結構和交通安全的威脅較大,需專門設計維修方案。
確定維修方案時要考慮以下因素:(1)轍槽雖然只在輪跡處發生,但它反映了整幅路面均有缺陷;(2)轍槽的產生表明了半剛性基層已受侵害或已破壞;(3)兩側車道未出現轍槽,表明兩側車道與行車道實際上成為擁有不同承載能力的“兩種路面”,此時行車道的結構承載力已達到極限,而兩側車道的結構承載力有較多富余,尚有較長的使用壽命。
因此,擬定兩種維修方案:(1)一次性整幅重鋪基層,徹底消除缺陷,使整個路段的路面完全恢復其正常的使用性能;(2)兩側車道與行車道分期維修,先維修行車道。根據兩側車道的承載能力,結合已有的交通資料分析確定其剩余使用壽命,以此作為行車道轍槽損壞維修方案的設計使用壽命。待兩側車道與行車道同時達到使用壽命末期時再一并整幅處置。
4結論與建議
將傳統的柔性基層瀝青路面養護維修經驗應用到高等級公路半剛性基層瀝青路面的養護維修上,導致路面維修失敗的原因主要是:
(1)忽視半剛性基層瀝青路面病害的成因。只考慮損壞的平面位置和尺寸,不考慮病害的成因、輪載分布和對路面病害的影響,從而造成維修范圍在短時期內再次破壞。
(2)對防水下滲的認識不足。自由水對半剛性基層的侵蝕破壞作用遠大于對柔性基層,因此,規范對瀝青面層的密級配結構組合非常重視。但在養護維修過程中往往忽略了這一點,過分強調維修路段的摩擦性能,如采用空隙率較大的n型級配,從而導致維修路段滲水量加大,基層很快受水侵蝕破壞。
(3)對半剛性基層板體結構的認識不足。由于加人了無機結合料,使半剛性基層形成板體結構,從而具有較大的剛度??蓽p薄瀝青面層的厚度。然而,由于對其形成機理認識不足,對半剛性基層小面積局部損壞采用半剛性材料作小面積局部開挖修補,并且在完工后立即開放交通。其結果導致維修路段在短時間內再次發生破壞,車輛荷載的作用使破壞范圍擴大。
根據以上分析,提出如下半剛性基層瀝青路面的養護維修對策要點。
4.1半剛性基層的維修
在對局部凹陷龜裂進行維修時,必須對半剛性基層進行處置。傳統的做法是采用同類的半剛性材料來維修半剛性基層,但在具體操作時應注意以下要點。
(1)保證基層開挖的面積或維修的面積足夠大,以使維修后的半剛性基層能夠真正形成板體。一般情況下,在橫向不應允許局部或一個單向車道的開挖,而建議橫向整幅開挖;縱向開挖的長度建議不小于重車長的1.5倍,至少大于6m;深度方向應將原基層整層挖除。只有這樣才能使維修后的半剛性基層整體受力。如果開挖面積太小,新的半剛性基層難以形成足夠大的板體,而是獨立受力的“塊”體,易破壞。
(2)基層修補完成后可立即鋪筑瀝青面層,但維修完成后不能立即開放交通,必須等半剛性基層強度達到了一定的程度后方可開放。其原因是:①維修是在短時間內完成的,半剛性材料的初期強度仍未形成,如果此時承受連續的車輛荷載將會破壞已經初步形成的半剛性材料凝膠結構,從而導致板體結構難以形成;②車輛荷載對維修位置所施加的沖擊力要大。
(3)另一方面,由于瀝青混合料模量與半剛性材料相近,而養護單位常備的路面維修材料和設備主要是針對瀝青面層的,因此,用瀝青混合料修補局部損壞的半剛性基層在受力和成本方面更具優勢。它不需要擴大基層的開挖,使得維修工程量和施工對交通的影響都較小,也是半剛性基層瀝青路面快速修補的好方法。
4.2采用密實防水的瀝青面層維修材料
對于局部損壞的維修,養護單位不可能按原有路面的結構和材料逐層恢復。中粒式型瀝青混合料可作為瀝青面層維修的典型材料,因為它既密實防水,又可保證維修路段瀝青表層的抗滑要求,其經濟性也相對較好。
4.3轍槽分期維修實施時舊路面結構層的處置
采用分期維修措施時,先維修行車道。此時,盡管整個行車道的結構承載能力不足,但半剛性基層結構仍然很密實,因此可以作為柔性基層或弱粘結穩定基層使用。在正常情況下,將舊路面瀝青表面的1--2個層次銑刨掉,然后噴灑粘層油,重新鋪筑新的瀝青面層與兩側車道路表面銜接,就足以實現分期維修的目的。如有必要,可在新面層下面設置一層玻璃格柵,以增強抗疲勞性能,延緩反射裂縫的出現。
4.4新鋪瀝青面層的平面布置
路面損壞與車輛荷載相伴而生,維修效果應考慮荷載影響。因此,新鋪瀝青面層的平面分布須注意以下要點:
篇7
路橋過渡段沉陷的根本原因是由于路基與橋臺的剛度差異懸殊,路基填料固結程度差,強度相對較低,要改善二者的剛度差,使橋臺-路基的剛度均勻漸變。首先需找出過渡段剛度不能均勻漸變的主要原因,再采取措施,才能使得行車平順。剛度不能均勻漸變的原因主要有以下幾點:
①路基填土因施工壓實困難度壓實度壓實達不到設計要求。
②填土選料不正確使填土難以壓實。
③橋頭路堤地基處理不徹底。
④橋梁通常作為控制工程優先施工,路基工程一般是橋梁建成后施工,路橋過渡段集中填筑,幾乎沒有靜置沉降和趨于穩定的時間,導致運行后的初期沉降變形較大。
⑤施工質量問題與施工管理問題也是造成過渡段沉降的常見原因。
二、路橋過渡段路基路面施工方法
2.1 正確把握搭板設置的方法
搭板與橋臺間的錨固有豎向和水平向兩種方法。考慮到搭板自由端在車輛荷載作用下必然發生豎向位移,而水平向的錨固更符合這一受力狀態,并有利于橋臺受力,因而搭板與橋臺間宜采用水平錨固。有關研究表明,設置1.5m寬路肩可以使搭板底部最大彎拉應力減少20%,因此,設置搭板時,應注意修筑好路肩,以改善搭板的受力狀況。
搭板的長度確定至關重要,其長度與路堤填高成正比,并與路基狀況有關。依據實際沉降差的大小來確定搭板的總長,是成功防止橋頭跳車的重要技術措施。一般地說,設置與否需論證確定,如設置,搭板長度可為5m。小橋涵搭板、中橋的搭板長為5~8m,大橋搭板長度為8~12m。
2.2嚴格掌握臺后填筑施工的工藝
橋梁兩端路堤沉降由地基、路基、路面三部分壓縮變形組成。其中,地基的壓縮變形由路基路面的恒載和車輛荷載引起,填料的壓縮、固結、次固結引起路基路面結構層因行車作用而被壓縮。對于面層,若搭板上和橋面上的面層結構和厚度相同,則不會產生沉降差,因此搭板上和橋面上應采用相同的面層結構和厚度。
車輛荷載的作用影響深度一般2m左右,因此一般搭板下的加強層不超過2m。但實踐證明,由于填料自身固結和施工要求不嚴,若不對整個臺背填方作加固處理,則不能徹底解決橋頭跳車問題,因此,對整個臺背填筑從地基開始應采取適當的加固措施,采用砂性土、砂礫、碎石土填筑,必要時用石灰或水泥進行穩定處理,也可采用半剛性材料填筑,以此減少路基工后沉降,同時相應提高壓實度要求。
土工合成材料加固臺背路基可以有效地控制填土荷載作用下的變形和自然沉降,尤其是不均勻沉降。這是由于土工合成材料可以增強土體本身顆粒間以及土顆粒與土工合成材料接觸面間的磨擦咬合作用,使土體部分應力得到擴散和轉移,從而使土體的垂直應力和水平拉應力明顯降低,土體剪應力明顯提高,土體承載能力和抗變形能力、抗裂能力因此而得到明顯的提高。但地基為軟基時,應先預以加固處理。
2.3 地基處理必須徹底
處理好橋背軟弱地基是控制橋頭跳車的重要措施。對軟基處理目前國內已有換土法、超載預壓法、減少附加應力法、排水固結法、深層攪拌法和高壓噴射注漿法、振動碎石樁法等處理方法,可以根據實際情況應用,以改善地基性能,提高承載力,減少沉降,縮小橋臺與路堤的沉降差,避免錯臺。
修建在軟土地基上的橋臺通常采用樁基礎。如果在相當厚的軟地層修筑高路堤,則軟土會因回填材料的質量而向側向擠動并對基樁施加很大的力。其后果是使橋臺產生水平位移或轉動。這將損壞支座、伸縮縫,有時還會損壞橋面和橋臺。為了避免不正常的位移的出現,必須減輕回填材料,或者增強地基土或用基樁,達到抵抗側向流動的強度。
2.4 做好臺背排水是維護日后沉降的關鍵
在路橋過渡段如果排水處理不當,會使水沿橋臺路基連接處下滲,降低路面結構層的穩定性,路基和地基的穩定性,加劇錯臺和跳車。因此應根據臺背填料類型、降雨資料及滲水量等選擇適宜的排水方式,以疏干臺后填料的水分。
臺背路基填筑前,在原地基土拱上亦設置泄水管或盲溝。在基底上,先作必要的處理。然后填筑橫坡為3~4%的夯實粘土形成土拱,再在土拱上挖成雙向坡的地溝。在臺背后全寬范圍內滿鋪一層隔水材料。在地溝內四周鋪設有小孔的硬塑料管。塑料泄水管的出口應伸出路基外或橋頭錐坡外。在硬塑料管四周填筑透水性好、粒徑較大的砂石材料。再分層填筑臺后透水性材料,直到路基頂面。
橫向盲溝的設置與上相同,取消泄水管,以滲透系數較大的透水性材料填筑地溝(加大粒徑碎石)。用土工布包裹盲溝出口處,并對其作必要的處理。有時視需要可在臺后填方中設排水墊層。
2.5 橋頭換填
在以往的橋頭回填施工中,因換填石灰土多處于素土包圍之中,施工場地狹窄只能用小型機具進行處理,而且由于與素土接頭處施工不便,往往出現問題,所以在公路施工中,應當把臺背處的路基全部挖開,統一填筑石灰土,不再保留周圍的素土。這樣重型壓路機就可以開進臺背處進行碾壓。雖然素土變更為石灰土提高了一部分造價,但這樣既保證了臺背回填質量,又減少了人工與小型機具費用,同時有利于縮短工期,平衡全線路基施工,總體看來,利大于弊。在臺背回填施工中我們統一規定臺背高于2m的,從原地面填起;不足2m的,從原地面下挖至距臺背頂2m處開始施工,保證臺背換填石灰土的高度。同時嚴格規定臺背回填的施工程序,首先按每層20cm計算出臺背回填的用土量與用灰量,現場撒灰、攪拌,至少要倒翻3次,石灰土拌和必須均勻,顏色一致,現場鋪平,壓路機跟蹤碾壓至密實。對于壓路機未能壓到的靠近結構物翼墻及側墻的邊角處,用氣錘、電夯等小型機具夯實。現場抽檢壓實度及石灰劑量合格后,方可進入下一層施工。每往上填筑一層加長至少10cm臺階,從而保證各層回填石灰土與路基連接密實、連續。
三、路橋過渡段不均勻沉降的防治措施
防治措施主要針對路基與橋臺剛度的差異,通過加強路基強度、剛度來減少路基沉降,進而達到路橋間平順的目的。具體處理方法如下:
①粗粒級配材料填筑法:這種方法是使用強度高、變形小的優質材料進行過渡段填筑。該方法設計意圖明確,材料的性質可靠、易控制,其剛度與變形能均勻過渡。
②“水撼砂”法:即選擇強度高、穩定性強、透水性好的低壓縮性材料-天然砂礫做為后臺填筑材料,分層填筑,分層注水,分層壓實。為保證“水撼砂”密實,須采用插式振搗器梅花式振搗,并設置水孔排除滲水。
③注漿法:注漿法是以滲透注漿為主,利用注漿泵將配置好的水泥漿液通過注漿管注入臺背填料,漿液在壓力作用下滲入填土孔隙,與土粒骨架產生固化反應,提高臺背填土密實度。此種方法通常在臺背填土和搭板完成一段時間后進行。注漿加固范圍一般為搭板長度加2m。
④加筋土法:在過渡段路堤填土中埋設一定數量的拉筋形成加筋土路基結構。加筋土既能增加路基強度,也能大幅度提高路基剛度,從而達到減小路基變形的目的。
⑤土工格柵法:即在臺背沿路基方向分層布設土工格柵,并錨固于臺背。格柵長度自下而上由短變長,間距由寬變窄。各層土工格柵間分層填土并夯實。
結束語:
隨著我國高速鐵路的發展,對路橋過渡段提出了更高的要求。需要控制更多的技術指標,所以公路建設參與人員都必須強化施工管理,完善施工工藝和施工方法,提高施工質量,才能從源頭上、根本上解決問題,社會效益和社會質量得到保證。
篇8
由于我省公路建設中砂礫材料相對較豐富,因此目前我省的上基層多采用技術成熟的水泥穩定砂礫,同時為提高上基層的強度及改善上基層級配,在砂礫中摻配30%~40%碎石。今后在經濟條件允許時,上基層還可以考慮進行瀝青穩定碎石(ATB-25或ATB-30)的試驗性鋪筑,瀝青穩定碎石最具有優勢的路用性能,就是抗疲勞性能好,可有效防止半剛性基層的反射裂縫;其次還有水穩性、高溫性能和低溫性能好,可有效提高抗水損害能力;另外還有一個重要的優勢,就是在高寒地區施工期較短的情況,其養生時間比水穩基層短很多,可較好地保證其施工質量。
3下基層選用
水泥穩定基層及初期強度高,能適應各種不同的氣候條件和氣文地貫條件,具有良好的整體性、足夠的力學強度、抗水性和耐凍性,主要在青海省的高等級公路的路面基層中被廣泛使用,效果良好,有著成熟的施工技術。故基層推薦采用水泥穩定砂礫。底基層選用級配砂礫底基層取材方面、造價低廉、施工易于控制,在青海省的路面結構中被廣泛使用,由于我省高寒地區路面大部分降雨較多,尤其是在青南地區,因此底基層采用級配砂礫,可有效防止路基水份的上升,保證路面結構層的防凍要求,所以級配砂礫或級配碎石底基層不可缺少。
4高寒地區路面瀝青材料要求
針對高寒牧業區常年低溫的情況,路面材料選擇時應注意材料的低溫指標控制,瀝青可考慮使用標號較高的瀝青種類,如省廳在下發的588號文中明確規定,在海拔3500m以上,應采用重交110號石油瀝青。
篇9
1.1重視基層平整,廠拌混合料攤鋪機鋪筑
二灰碎石半剛性基層的施工,過去習慣采用平地機作業,它的缺點是高程、厚度難以控制,且反復找平表面容易離析,同時混合料浪費也多。按照高速公路基層施工規范標準,采用混合料集中廠拌、進口攤鋪機來鋪筑,可以保證所鋪混合料均勻、表面平整,高程、縱橫坡、厚度等指標能滿足設計要求。
對設計厚度超過30cm者可分二層鋪筑,攤鋪寬度控制在6~8m時平整度效果較好。
1.2控制混合料的最大粒徑及含水量
為提高基層平整度及方便攤鋪機鋪筑,基層混合料集料最大粒徑宜適當減小。因為集料粒徑越大,混合料越易產生離析,且對攪拌、攤鋪設備的磨損也大。因此,適當減小集料最大粒徑,有利于攤鋪機作業和基層頂面平整度的提高。
另外,混合料施工含水量的控制亦十分重要,含水量過小影響結構的板體形成,含水量過大碾壓成型困難,且易形成路面大波浪,致使基層平整度降低,甚至導致結構層收縮開裂。
實踐表明,提高瀝青路面平整度必須從基層抓起,而提高基層施工質量的關鍵在于采用精良的施工機械,如好的穩定粒料廠拌設備與進口攤鋪機。
2.施工機械作業的影響
2.1攤鋪機
2.1.1基準鋼絲及裝置的準確程度
在施工中我們采用底面層“走鋼絲”、中、上面層“走雪撬”的基準控制方法,收到了較好的效果。
底面層施工前,先要張拉好用于承托儀表傳感器的基準線(2~3mm鋼絲繩),然后設好各樁(樁距10m),根據測量的掛線高確定各樁位鋼絲的高度。應精心測量、認真調整,并檢查鋼絲拉力不得小于784N。否則,由于測量不準、量線失誤或拉力不夠鋼絲下撓等都會通過架設在鋼絲上的儀表反映到攤鋪路段上,造成路面波浪狀起伏,影響平整度。
2.1.2攤鋪機儀表性能及微調器的正確使用
路面標高的控制是靠儀表來實現的。攤鋪機帶全自動調平裝置,能夠根據自動找平儀的指令達到設計高程,這樣鋪筑的路面平整度好。如儀表反映遲緩,加上微調器使用不當升降太快均會反映到新鋪路面上,影響平整度。
2.1.3 攤鋪機熨平板加熱及調整
在湖北隨岳南高速公路施工中,我們使用了德國產ABG422型、ABG311型、VOGELE2000型、VOGELE1800型攤鋪機。這四種攤鋪機的熨平板加熱裝置中ABG型屬于液化氣加熱,VOGELE型屬于電加熱。攤鋪前,如果熨平板加熱溫度不夠或加熱不均勻,攤鋪時會造成溫度較高的混合料與溫度較低的熨平板粘結,使得攤鋪層面出現拉毛、小坑洞、深槽等不規則的凹凸不平。因此,攤鋪前熨平板溫度必須加熱到85°C~90°C。
另外,攤鋪前一定要認真檢查熨平板的平直度,若有正拱或反拱現象,則必須調整撐拉熨平板的拉桿長度,使熨平板下表面同屬一坡度,以確保路面橫向平整度。
2.1.4攤鋪機振搗器、夯錘對路面平整度的影響
振搗器、夯錘的頻率與攤鋪速度、混合料級配、溫度和厚度等有很大的關系,應按使用說明書規定認真選定合適的頻率。如果攤鋪較薄的上面層,振搗器、夯錘頻率過大會造成熨平板共振,使攤鋪機找平裝置處于不穩定狀態而影響平整度。同時,應經常檢查振搗器、夯錘皮帶,皮帶過于松弛會使振搗頻率、夯實次數快慢不一,形成路面“搓板”。
2.1.5校正行駛方向引起路面不平整
攤鋪機行駛方向發生偏斜時,必須及時校正。此時,攤鋪機履帶一邊前進,另一邊緩慢前進,快的一邊熨平板前方會有一個向前抬高的小臺階,慢的一邊熨平板后端會有一個向后推擠的小臺階,影響路面平整度,應在碾壓時采取措施予以消除。
此類校正行駛方向出現的小臺階,在曲線半徑較小的路段容易產生。
2.2壓路機
路面平整度好壞的關鍵在攤鋪機,但與壓路機的碾壓有著不可分割的關系。合理的碾壓工藝與正確的碾壓操作是保證路面平整度的重要手段。
2.2.1碾壓方式及碾壓速度的控制
碾壓瀝青混合料應采用組合碾壓的方式,初壓時首先采用雙鋼輪壓路機,碾壓2遍,速度為1.5~2km/h;復壓緊接在初壓后進行,應采用重型輪胎壓路機,碾壓4~5遍,速度為3.5~4.5km/h;終壓采用雙鋼輪壓路機,碾壓2遍,速度為2.5~3.5km/h。碾壓時除按規范標準進行外,應注意碾壓路線和方向不得突然改變,以免使混合料產生推移或發裂。
2.2.2碾壓溫度的控制
瀝青混合料的溫度控制是瀝青路面施工過程中的關鍵,現場應有專人負責對來料車、攤鋪后、碾壓前、碾壓中及碾壓終了的溫度進行測試。碾壓應在混合料較高溫度下進行最為有利,一般初壓不低于120°C,復壓不低于90°C,終壓完成時不低于70°C。溫度越高越容易提高路面的平整度與壓實度,溫度偏低導致瀝青混合料顆粒間摩擦阻力加大,使瀝青面層壓實度不均勻,且容易形成局部松散和發裂,影響路面平整度。
2.2.3壓路機的正確使用
輪胎壓路機使用時,應注意檢查各個輪胎的新舊程度和輪胎壓力,必須做到新舊一致、壓力相等。否則輪胎軟硬不一,在碾壓過程
1.基層施工質量的影響
以往“基層不平面層調,下層不平上層找”的老方法,對平整度要求很高的高速公路來說是根本行不通的。如規范允許基層頂面偏差10mm,當用瀝青混合料將10mm低洼處填平時,盡管表面是鋪平了,但該處多出的10mm松厚經壓實后仍會出現低洼現象,其深度為10-(10/1.2)=1.7mm(1.2為瀝青混合料平均壓實系數)。如誤差大于10mm則不平整度將更大,由此可見基層頂面的平整度對瀝青面層的平整度影響可謂舉足輕重。
1.1重視基層平整,廠拌混合料攤鋪機鋪筑
二灰碎石半剛性基層的施工,過去習慣采用平地機作業,它的缺點是高程、厚度難以控制,且反復找平表面容易離析,同時混合料浪費也多。按照高速公路基層施工規范標準,采用混合料集中廠拌、進口攤鋪機來鋪筑,可以保證所鋪混合料均勻、表面平整,高程、縱橫坡、厚度等指標能滿足設計要求。
對設計厚度超過30cm者可分二層鋪筑,攤鋪寬度控制在6~8m時平整度效果較好。
1.2控制混合料的最大粒徑及含水量
為提高基層平整度及方便攤鋪機鋪筑,基層混合料集料最大粒徑宜適當減小。因為集料粒徑越大,混合料越易產生離析,且對攪拌、攤鋪設備的磨損也大。因此,適當減小集料最大粒徑,有利于攤鋪機作業和基層頂面平整度的提高。
另外,混合料施工含水量的控制亦十分重要,含水量過小影響結構的板體形成,含水量過大碾壓成型困難,且易形成路面大波浪,致使基層平整度降低,甚至導致結構層收縮開裂。
實踐表明,提高瀝青路面平整度必須從基層抓起,而提高基層施工質量的關鍵在于采用精良的施工機械,如好的穩定粒料廠拌設備與進口攤鋪機。
2.施工機械作業的影響
2.1攤鋪機
2.1.1基準鋼絲及裝置的準確程度
在施工中我們采用底面層“走鋼絲”、中、上面層“走雪撬”的基準控制方法,收到了較好的效果。
底面層施工前,先要張拉好用于承托儀表傳感器的基準線(2~3mm鋼絲繩),然后設好各樁(樁距10m),根據測量的掛線高確定各樁位鋼絲的高度。應精心測量、認真調整,并檢查鋼絲拉力不得小于784N。否則,由于測量不準、量線失誤或拉力不夠鋼絲下撓等都會通過架設在鋼絲上的儀表反映到攤鋪路段上,造成路面波浪狀起伏,影響平整度。
2.1.2攤鋪機儀表性能及微調器的正確使用
路面標高的控制是靠儀表來實現的。攤鋪機帶全自動調平裝置,能夠根據自動找平儀的指令達到設計高程,這樣鋪筑的路面平整度好。如儀表反映遲緩,加上微調器使用不當升降太快均會反映到新鋪路面上,影響平整度。
2.1.3 攤鋪機熨平板加熱及調整
在湖北隨岳南高速公路施工中,我們使用了德國產ABG422型、ABG311型、VOGELE2000型、VOGELE1800型攤鋪機。這四種攤鋪機的熨平板加熱裝置中ABG型屬于液化氣加熱,VOGELE型屬于電加熱。攤鋪前,如果熨平板加熱溫度不夠或加熱不均勻,攤鋪時會造成溫度較高的混合料與溫度較低的熨平板粘結,使得攤鋪層面出現拉毛、小坑洞、深槽等不規則的凹凸不平。因此,攤鋪前熨平板溫度必須加熱到85°C~90°C。
另外,攤鋪前一定要認真檢查熨平板的平直度,若有正拱或反拱現象,則必須調整撐拉熨平板的拉桿長度,使熨平板下表面同屬一坡度,以確保路面橫向平整度。
2.1.4攤鋪機振搗器、夯錘對路面平整度的影響
振搗器、夯錘的頻率與攤鋪速度、混合料級配、溫度和厚度等有很大的關系,應按使用說明書規定認真選定合適的頻率。如果攤鋪較薄的上面層,振搗器、夯錘頻率過大會造成熨平板共振,使攤鋪機找平裝置處于不穩定狀態而影響平整度。同時,應經常檢查振搗器、夯錘皮帶,皮帶過于松弛會使振搗頻率、夯實次數快慢不一,形成路面“搓板”。
2.1.5校正行駛方向引起路面不平整
攤鋪機行駛方向發生偏斜時,必須及時校正。此時,攤鋪機履帶一邊前進,另一邊緩慢前進,快的一邊熨平板前方會有一個向前抬高的小臺階,慢的一邊熨平板后端會有一個向后推擠的小臺階,影響路面平整度,應在碾壓時采取措施予以消除。
此類校正行駛方向出現的小臺階,在曲線半徑較小的路段容易產生。
2.2壓路機
路面平整度好壞的關鍵在攤鋪機,但與壓路機的碾壓有著不可分割的關系。合理的碾壓工藝與正確的碾壓操作是保證路面平整度的重要手段。
2.2.1碾壓方式及碾壓速度的控制
碾壓瀝青混合料應采用組合碾壓的方式,初壓時首先采用雙鋼輪壓路機,碾壓2遍,速度為1.5~2km/h;復壓緊接在初壓后進行,應采用重型輪胎壓路機,碾壓4~5遍,速度為3.5~4.5km/h;終壓采用雙鋼輪壓路機,碾壓2遍,速度為2.5~3.5km/h。碾壓時除按規范標準進行外,應注意碾壓路線和方向不得突然改變,以免使混合料產生推移或發裂。
2.2.2碾壓溫度的控制
瀝青混合料的溫度控制是瀝青路面施工過程中的關鍵,現場應有專人負責對來料車、攤鋪后、碾壓前、碾壓中及碾壓終了的溫度進行測試。碾壓應在混合料較高溫度下進行最為有利,一般初壓不低于120°C,復壓不低于90°C,終壓完成時不低于70°C。溫度越高越容易提高路面的平整度與壓實度,溫度偏低導致瀝青混合料顆粒間摩擦阻力加大,使瀝青面層壓實度不均勻,且容易形成局部松散和發裂,影響路面平整度。
2.2.3壓路機的正確使用
輪胎壓路機使用時,應注意檢查各個輪胎的新舊程度和輪胎壓力,必須做到新舊一致、壓力相等。否則輪胎軟硬不一,在碾壓過程中形成輪跡,使瀝青面層橫向平整度超標。鋼輪壓路機應裝霧狀噴水裝置以防混合料粘輪,輪胎壓路機應有專人負責用1∶3的油水混合液噴灑輪胎表面,防止碾壓時將瀝青混合料粘起形成路面不平整。
壓路機應停在冷卻后的瀝青路面上,否則極易形成小坑槽影響平整度。
3.施工過程中其它因素的影響
3.1瀝青拌和站的生產能力應與攤鋪能力相匹配
實踐證明,當瀝青拌和站的生產能力與攤鋪機的攤鋪能力相匹配時,攤鋪機能連續、均勻、不間斷作業,此時路面平整度就好。但在低溫季節施工,如供料不及時,攤鋪機待料時間過長,雖然ABG型攤鋪機裝有防爬鎖,但因混合料溫度下降會引起局部不平整,而且自動找平系統在每次啟動后,需行駛3~8m后才能恢復正常,因此切忌攤鋪機經常停機。只有加強拌和站管理,保證連續供料,運用中途不停機加油,操作手輪換休息等辦法,做到每天早晨開機,晚上收工關機,中途力爭不停機,以確保路面攤鋪作業連續不間斷。
3.2攤鋪作業速度的影響
瀝青路面施工技術規范要求:“攤鋪過程中不得隨意變換速度或中途停頓”。在施工過程中我們感到這是提高路面平整度的一個關鍵環節。
攤鋪速度過快,易造成攤鋪層表面的粗顆粒在熨平板下沿攤鋪方向滑動,使表面粗顆粒后方出現小坑小空洞,從而影響面層平整度和預壓密實度;但亦不能太慢,否則會影響生產效率。攤鋪速度經實踐比較后認為:上面層應控制在2~3.5m/min,中、下面層2~4m/min為好。
攤鋪過程中一般不宜隨便改變速度,因為速度變化必然導致攤鋪層面預壓密實度起變化,從而最終壓實度有差異,影響路面平整度。
3.3運料車輛與攤鋪機的配合
攤鋪作業時,常因運料車輛操作不熟練而與攤鋪機配合不協調,使混合料灑落在攤鋪機行走履帶前,如不及時清除會使攤鋪機左右晃動,造成自動調平系統工作仰角發生變化,影響路面平整度。因此,必須專人負責指揮倒車,嚴禁運料車撞擊攤鋪機。
3.4施工縫的處理
瀝青路面施工縫處理的好壞對平整度有一定的影響,往往連續攤鋪路段平整度較好,而接縫處的一個點數據較差。因此,接縫水平是制約平整度的重要因素之一。處理好接縫的關鍵是要舍得切除接頭,用3m直尺檢查端部平整度,以攤鋪層面直尺脫離點為界限,以切割機切縫挖除。新鋪接縫處采用斜向碾壓法,適當結合人工找平,可消除接縫處的不平整,使前后兩路段平順銜接。
3.5現場人工修補
施工過程中,不論何種原因,只要是混合料中混雜有少量的枯料、花料,攤鋪到路面后就必須徹底挖除,換上合格的混合料。人工填平混合料不可能達到攤鋪機鋪筑的水平,必然會影響路面平整度。
3.6橋頭與伸縮縫的處理
平整度好的路面,必須與減少和消除橋頭跳車相結合,才能解決好高速公路的行車舒適問題。湖北隨岳南高速公路高度重視橋頭跳車問題,如采取先填路堤后鉆樁,采用工程性質良好的材料填筑橋頭路堤,用手扶震動壓路機處理邊角以減少橋頭路堤日后的沉降,收到了很好的效果。由于車輛在高速公路上高速行駛時產生的沖擊力大,國產橡膠板式伸縮縫經受不了大交通量高速行車的沖擊。因此,湖北隨岳南高速公路對大、中橋橋面伸縮縫一律采用自德國進口和中德合資江蘇毛勒橋梁附件有限公司生產的毛勒伸縮縫,這種伸縮縫是當今國際上公認的性能可靠且又耐久的橋面伸縮裝置,安裝使用效果明顯,橋面行車平穩舒適,接縫處無跳車現象。
4.路面結構類型與平整度的關系
施工中發現,采用相同的攤鋪機和相同的碾壓工藝,攤鋪不同類型的路面結構層,其各自的平整度不同。相同的厚度,開級配料由于其混合料松鋪系數較密級配大,所以平整度不如密級配。在同一級配條件下,厚度小的結構層比厚度大的平整度好。瀝青路面平整度涉及的面很廣,影響因素很多,關系到路基、路面施工全過程,情況復雜,有的是機械性能引起,有的則是人為操作、安排失誤造成,我們只有在充分研究分析產生的原因后,才能對癥下藥抓好施工中的每一細小環節。瀝青路面平整度是施工機械、人員素質、操作水平的綜合反映,只有加強施工現場管理,精心組織施工,才能保證路面平整度,提高路面工程質量。
施工中發現,采用相同的攤鋪機和相同的碾壓工藝,攤鋪不同類型的路面結構層,其各自的平整度不同。相同的厚度,開級配料由于其混合料松鋪系數較密級配大,所以平整度不如密級配。在同一級配條件下,厚度小的結構層比厚度大的平整度好。
引言
國內自上世紀70年代引進旋噴樁技術以來在房屋基礎、鐵路基礎以及市政基礎中得到廣泛應用,其加固體強度高、加固體形狀可控等特點而被廣泛接受。該技術形成的固結體,其形狀與噴射流動方向有關,在旋噴時期噴嘴一邊噴射一邊旋轉和提升,固結體呈圓柱狀,其可提高地基的抗剪強度,改善土體的變形性質。
1.旋噴樁加固機理
旋噴樁是利用鉆機將帶有特殊噴嘴的注漿管鉆至土層的預定深度,之后用高壓脈沖泵將水泥漿液通過鉆桿下端的噴射裝置向四周以高速水平噴入土體,在噴射過程中通過3600旋轉并徐徐提升注漿管,鉆桿在以一定速度逐步向上提升和旋轉漿液形成高壓噴出后具有很大動能即產生高壓、高速噴射流,其高壓噴射流可置換大量軟弱層并擠密樁周土,并可讓沙礫石墊層或粘土與水泥漿充分混合、膠結、硬化,固結成為一個整體,最終可在樁周圍形成具有高強度的水泥土樁實現改良土壤、增加地基強度、減少土體壓縮變形、提高地基承載力。其加固過程可分為三個步驟:
破壞土體。在高壓噴射流沖擊土體時其能量高度集中于一個很小的區域,因此該區域內與周圍土和土結構間會產生很大的壓應力作用,當該應力超過土顆粒結構的破壞臨界值時則土體會受到破壞,且破壞力與流速的平方成正比,而要增加流速則應增加噴射壓力,使其具有足夠的能量沖擊并破壞土體,其壓力越高、流速越大、破壞力也越大。
旋噴成樁。高壓噴射流對土體的破壞作用導致土體由整體變為松散狀態,隨著噴射流的連續沖切和移動其對土體破壞的深度和范圍不斷擴大,被切削下來的部分細小土粒被漿液置換發生升揚置換作用,隨著液流以泥漿的形式被帶到地面,而其余的土顆粒在噴射動壓力、離心力和重力的共同作用下,在橫斷面上按照質量大小有規律的重新排列并與漿液攪拌混合形成新型的水泥-土網絡結構。
水泥與土的硬化。在噴射過程中土體被破壞粉碎成各種粒徑或大小不同的土團,其間隙被水泥漿所填滿,因此在水泥土內可形成一些水泥及細土顆粒較多的微區,而土團內則無水泥,水泥的水解水化作用及其與土顆粒間作用,并不斷在水泥和土顆粒周圍形成各種晶體,并不斷生成、延伸并交織在一起形成空間網絡結構,土團則被包圍在骨架中間,隨著土體被擠密,其內部水分也逐步消失,并形成特殊的水泥土骨架結構而增強了水泥土的強度。
2.施工工藝
2.1 灰漿制作
其應按照灰漿的配比要求,根據泥漿罐的容量提前制作灰漿,制作過程中應充分攪拌,其攪拌時間不少于15min,且超過初凝時間的漿液也不可使用,對攪拌成的灰漿應經過兩道過濾網過濾以防噴嘴堵塞。
2.2 泵壓設置
根據噴射機理在鉆桿下鉆時采用10Mpa的清水壓力進行噴射,其在防止堵塞噴嘴的同時并應在土體第一次噴射時使土體成為混合液減小噴漿時土體的阻力,從而保證漿液被充分攪拌、增加狀體強度。
2.3 設置提升速度
在整個樁長范圍內應設置兩種提升速度,其是為了增加樁的端承力而在樁底部脫檔旋噴30s,即使鉆桿原位不動而旋轉噴漿以增強該部位的攪拌效果并擴大狀體直徑,形成樁底盤,之后方可變速提鉆,正常成樁。
2.4 鉆孔
待鉆機穩固后應先測量機臺的水平度方可開鉆,且在鉆進過程中應隨時檢測鉆桿的垂直情況,當鉆孔達到設計深度后方可停鉆。
2.5 旋噴施工
當旋噴管達到預定深度后應立即攪拌漿液,并開始自下而上進行旋噴作業,過程中應根據冒漿情況嚴格控制旋轉和提升速度,在拆卸旋噴管時應快速進行,并保持節間不少于0.2m的搭接長度,并應隨時檢查漿液的初凝時間、注漿流量、風量以及壓力旋轉提升速度等,在旋噴過程中應保證注漿壓力不小于2Mpa,提升速度應控制在20-25cm/min,旋轉速度為20-25r/m等參數。
2.6 送漿
過程中司泵人員應根據泵壓情況隨時調整異常情況,并應迅速切換送水與送灰漿以保證連續送液,司鉆人員則應隨時檢查鉆進時的冒漿情況。
2.7 沖洗
待噴射完成后應及時將注漿管等設備沖洗干凈,保證管內、機內不得殘存水泥漿,一般采取將漿液換為水在地面上噴射的方法將泥漿泵、注漿管及軟管內漿液排除干凈。
2.8 樁頭處理
當噴射注漿達到設計頂面標高后應繼續用注漿泵注漿,當水泥漿從孔口返出后方可停止注漿,噴射作業完成后由于注漿的離析作用而會發生不同程度的收縮,最終在固體頂部出現凹穴,該種情況應采用水灰比為0.5的水泥漿進行補灌,同時應防止其他鉆孔排出的泥土等雜物進入。
3.質量控制要點
鉆孔和注漿管插入深度。在鉆孔過程中應及時記錄鉆孔深度,并應核對注漿管深度和鉆孔深度是否相符,并應保證鉆孔垂直度不超過設計要求。
冒漿處理。冒漿是指施工過程中部分土體隨漿液冒出,并伴隨周圍地面隆起現象,其最遠可發生在離樁體幾十米范圍內。首先應及時外排冒出漿液,并將其加以回收再灌入,并可通過冒漿時間、冒漿中含土的種類和數量以及水泥的含量和冒漿的多少等來了解高壓噴射的注漿質量,并應根據檢測結果放慢施工速度,并待水泥土初凝后方可進行臨樁施工以免孔隙內水壓疊加,并可采取跳樁施工的方法,即在一個地方施工完成一個樁后將機子挪到另外一個地方,并保證兩根樁相隔一定距離,并遵循先施工外測樁后施工內測樁的原則,便于外測樁施工完成后其強度可起到阻擋作用。
壓力、流量控制。施工過程中若出現壓力下降并低于設計值或壓力驟增而超過設計值時均說明注漿管內發生異常現象,一般是有漏獎或接頭松動甚至脫落,也有時是發生堵管現象,發生該類現象應立即停機進行檢修,施工完成后應及時繼續施工噴完該孔。
樁位、樁徑、樁長控制。對樁位的允許偏差為±5cm,樁徑和樁長以及垂直度偏差應不大于1.5%,噴射孔與高壓注漿泵的距離不應大于50m,對采用水泥漿應嚴格過濾以防堵塞噴嘴,旋噴過程中應隨制隨用以防止水泥漿沉淀,并應對漿液進行不間斷攪拌以防漿液離析而降低其濃度。
垂直度控制。噴漿開始前應將機子調整水平以確保鉆桿垂直,對噴漿過程中冒出的漿液、泥巴等應及時清理,避免其堆積過高將機子頂起來,或導致機子傾斜最終造成樁體傾斜,導致在取芯檢測時取不到完整的芯樣。
4.結語
在高速鐵路軟土地基施工中高壓旋噴樁工藝因設備簡單、施工靈活、快速、投資少、效果好,并可減少不均勻沉降等優點而被廣泛利用,但在施工中應根據不同的地質情況合理選擇設計、施工參數等以確保施工質量。
參考文獻:
【1】徐至鈞,全科政.高壓噴射注漿法處理地基[M].北京:機械工業出版社,2004.
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2.1下基層的準備
公路工程受不同地段不同地質條件的影響,導致路面基層需要根據不同路段來適當調整其厚度,同時相關的標準又對路面基層的厚度范圍進行了規定。因此,施工之前需要根據已經確定的基層厚度,來對基層的單層鋪筑厚度與鋪筑層數進行明確。目前很多公路的路面是在原公路路面上進行鋪筑的,有些基層的損壞程度不大,在進行挖補后,無法采用機械來進行鋪筑,這會給工程施工帶來一定的影響。因此,在路面基層施工時,為了保證施工質量、提高施工效率,通常需要將原來的路面挖除后,來確定其基層是否可以被繼續利用。在基層施工前,還需要對底基層進行全面的檢測,其中包括對平面位置、調和、橫坡度以及表面清潔度等情況的檢查,如果存在質量問題,必須及時進行處理,在保證所有項目符合要求標準后,方可繼續施工。需要注意的是,如果底基層存在松散或起皮等問題,需要馬上處理或清除,避免存在任何軟弱夾層?;鶎邮┕ぶ靶枰獙Φ谆鶎舆M行灑水濕潤,但要控制好灑水量,表面不能存在明水。
2.2混合料的拌和與運輸
在公路路面基層施工時,混合料所使用的主要原材料有粗骨料、細骨料、水泥和粉煤灰等。由于混合料本身的含水量比較低,所以可采用連續式攪拌機進行攪拌;路面基層施工要求結構層厚且施工快速,因此,對混合料的用量要求也較大,必須保證混合料的拌和生產效率;在運輸過程中,為了避免混合料在運輸時出現水分蒸發或流失的問題,可采用大噸位的自卸車進行運輸,同時考慮采取一定的防護措施。為了避免混合料的性能發生變化,應盡量控制好混合料的拌和及運輸時間,保證混合料能夠在拌和后2h內完成攤鋪和壓實。
2.3攤鋪
在混合料運至路基上后,便需要對混合料進行攤鋪。攤鋪是路面基層施工的重要工序,攤鋪質量的好壞,將直接影響到以后的施工質量。在混合料攤鋪時,首先需要控制好其含水量,通常情況下,為補償攤鋪與碾壓過程中的水分損失問題,混合料的含水量應該控制在高于設計值0.5%~1.0%之間;混合料攤鋪可采用帶有高強度熨平裝置的攤鋪機,這樣不僅可以保證壓實度,也可提升路面的平整度;在攤鋪過程中,如果基層的橫坡相同,可以一次性的進行整幅路面的攤鋪。如果橫坡與路面的角寬存在變化,則需要進行分幅攤鋪。為了提升攤鋪的施工速度,可同時采用兩臺攤鋪機以梯隊的形式進行攤鋪。兩臺攤鋪機前后作業時,其間隔的時間應控制在合理范圍內;此外,必須強調的是,為了保證攤鋪質量,攤鋪前應根據規定的壓實厚度來對松鋪厚度進行試驗,以選擇最為科學的松鋪厚度。由于采用分層攤鋪的方法,有可能會導致層間的結合不良,因此,當路面基層設計厚度在30cm內時,可盡量選擇全鋪全厚的攤鋪方法。但是如果基層厚度超過了30cm,就必須根據要求進行分層攤鋪。采用分層攤鋪時,為了保證層間的結合緊密,攤鋪新層時需要保持下層的表面濕潤與干凈。
2.4碾壓
在路面基層施工過程中,碾壓的施工工序也同樣重要?;旌狭蠑備佂瓿珊?,由于水分不斷損失,其稠度也會逐漸增加,容易對碾壓質量造成影響。因此,碾壓工作必須在攤鋪工作完成后及時進行。另外,隨著攤鋪層厚度的增加,攤鋪層下部受到的碾壓力就會減少。此時就需要在壓實遍數和壓實時間上加以保證。但是,如果壓實遍數和壓實時間過量,就容易使基層表面產生波浪或裂紋,因此,控制合理的碾壓遍數和碾壓時間非常重要。為了有效解決上述問題,在施工時,可采用大噸位的壓路機,以初壓、復壓及終壓的方法來進行碾壓。首先使用振動壓路機對基層進行靜壓,然后進行振動碾壓,最后再采用光輪壓路機和輪胎壓路機進行靜壓。需要注意的是,振動碾壓必須在靜壓一遍后進行,在振動碾壓時,如果壓路機前進時應為振動方式,如果后退則應該采用靜壓的方式。且壓路機前進與后退的距離要重合一半以上的輪跡寬度。另外,為了保證基層混合料的溫度,在碾壓過程中,應及時向穩定的路面基層表面灑水。在碾壓完成后對路面基層的橫坡和縱斷高程等指標進行測量,在各項指標都符合要求后,方可進行下道工序。
2.5接縫
在路面基層施工過程中形成的施工縫,有干接縫和濕接縫兩種情況。濕接縫就是指新料與老料之間的接縫。為了保證新料與老料之間結合緊密,施工時可在前端預留出30cm~50cm寬度不碾壓區域,在新料攤鋪以后與新料一起碾壓;對于干接縫,施工時可采用導木法進行處理。當干接縫被作為脹縫時,可先在接縫內放置好脹縫板,然后再攤鋪新料,將其作為脹縫的方法來進行施工處理。干接縫的位置必須垂直于中線,且表面干凈密實,在新料攤鋪之前同樣需要進行灑水濕潤;基層混凝土在固結硬化初期如果受到振動或擾動,就會影響到其結構強度。因此,在進行施工縫處理時,應該避免擾動到已經鋪好的基層混合料。此外,每天停工時,也嚴禁將機械設備停滯在已經鋪好的基層上。
2.6養生
由于路面基層混合料的含水量較少,如果水分損失過快,不僅容易導致基層強度降低,甚至會產生大量的干縮裂縫。因此,在路面基層施工完成后,需要進行必要的濕潤養護,養護的時間可在7d左右。養護時,不能直接將水灑在基層表面,需要在基層表面覆蓋一層土工布,然后再在上面進行灑水。
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1.2水穩定性
工程項目沿線年降雨量約為1500mm左右,屬于年降雨量>1000mm的潮濕區。通過對湖南地區整體高速公路使用情況的分析,可看出部分路段的早期水損害問題仍然比較嚴重。因而,在進行路面結構優化設計時,必須充分考慮到混合料設計、原材料指標控制等對水穩定性方面問題。
1.3低溫抗裂性
常安高速公路工程項目所處地區的年極端最低氣溫低于-10.0℃,屬于冬冷區。因此,進行優化設計時,既要保證路面擁有足夠高溫穩定性,又要確保其具備一定的低溫抗裂性能。
1.4抗疲勞性
高速公路的交通量大,且重載車較多,極易造成瀝青路面結構層疲勞破壞現象的形成,因此,需在優化方案中采取相應的措施提高其抗疲勞性能。總之,在常安高速公路路面結構優化設計方案中,需要以解決重載交通下車轍病害問題和早期水損害的問題為主要方向。通過優化路面結構、合理設計混合料、嚴格控制施工質量,并對特殊路段特殊處理,達到減少早期病害、提高路面耐久性、降低全壽命周期成本的目的。
2瀝青結構層的優化分析
在原設計中,瀝青路面結構層為:上面層為4cm改性瀝青SMA-13;中面層為6cm改性瀝青AC-20C;下面層為8cm普通瀝青AC-25C。進行優化設計時,結合路面結構層的厚度及路用性能,對瀝青路面結構層進行如下優化。
2.1瀝青上面層優化
根據常安高速公路通車后的交通量預測,在初期沒有太大交通量的情況下,路面荷載的影響深度主要在于中面層,因此從功能性和經濟性這兩方面考慮,在優化中,在上面層采用4cm厚AC-13C,瀝青采用SBS改性瀝青,在有效降低工程造價成本的同時,也能充分滿足其功能要求。AC-13C采用石質較堅硬、耐磨耗的集料,如玄武巖和輝綠巖等,以確保抗滑磨耗表層的功能(如表1)。在此基礎上,將地產的輝綠巖材料用于上面層,相比于SMA-13所需要的外購的玄武巖便宜,造價有所降低。并且,考慮到工程項目所在地為高溫多雨潮濕區,在上面層采用AC-13C型瀝青混凝土。
2.2瀝青中、下面層優化
原施工圖設計方案的中、下面層結構為:中面層6cm的AC-20C、下面層8cm的AC-25C,瀝青的中面層所在層處于整個路面結構的高剪應力受力區域,在高溫地區重載交通條件下,中面層應具有較好的高溫穩定性,因此,中面層需要采用高溫穩定性較好的瀝青混合料,瀝青膠結料采用SBS改性瀝青。瀝青的下面層主要起承重層及粘結層的作用,同時還必須具有較好的抗疲勞性能和抗水損害性能,因此需要采用50#A級道路石油瀝青。在優化設計中,將原方案中面層6cm的AC-20C調整為6.0cm的Sup-20,膠結料采用改性瀝青,并要求達到PG70-22級性能標準;下面層8cm的AC-25C調整為8cm的Sup-25,采用50#道路石油瀝青,要求達到PG64-16級性能標準。
2.3水穩基層優化
在原路面結構設計中,由于水泥劑量用量較高,水穩易產生裂縫,1cm的石油瀝青表處不能起到抗反射裂縫的作用。因此,在優化設計中,水穩基層通過降低水泥劑量的方式來控制水穩裂縫的產生,同時采取有效的工程措施來延緩瀝青路面的反射裂縫。在水穩基層和瀝青面層之間設置防水粘接層,以便瀝青面層的應力和應變因離開應力集中的接縫或者裂縫端部而得到降低。同時,加強加鋪層結構的抗拉能力與抗剪能力。其中,在防水粘接層類型的選擇方面,結合高性能聚酯玻纖布、稀漿封層、橡膠瀝青應力吸收層(SA-MI)等三類防水粘接層的特點分析,優先選用1cm橡膠瀝青應力吸收層來延緩瀝青路面的反射裂縫。
3常安高速公路路面優化設計的對比分析
3.1技術分析
傳統的AC型瀝青混合料采用懸浮密實型連續級配,高溫穩定性較差,即使對其級配進行調整,也難以避免傳統設計方法的缺陷。而傳統的馬歇爾設計方法采用擊實成型試件,不能準確模擬路面壓路機實際碾壓的揉搓效果,因此導致試件油石比往往較實際路面大0.3%至0.5%。而在優化設計方案中,引入Superpave技術從施工檢測及工程應用效果來看,Superpave設計的瀝青混合料表面均勻、密實,高溫性能有較大程度的提高,抗水損害性能良好,其各方面性能均優于傳統的懸浮密實型AC混合料,能提高整體的路面性能,特別是高溫抗車轍性能。
3.2路面基本建設費用分析
優化方案較原設計方案將有效提高路面性能和延長路面使用壽命。并且,通過清單報價計算,優化后的主線路面結構比原設計路面結構可節約基本建設費用2219萬元。
3.3使用效果分析
目前,我國高速公路瀝青路面的研究和發展方向是,延長瀝青路面的使用壽命,減少早期損害,更好的體現全壽命周期成本設計理念。通過上述分析所得,常安高速公路路面結構優化將在解決原工程項目中的特點及難點問題,在保證路面優質服務功能的基礎上,實現路面“耐久、節約、環保”的目標。
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隨著國民經濟的快速發展,近年來高等級公路開始在我省大量修建。高等級公路選用瀝青砼路面還是水泥砼路面,一直是困擾設計者和決策者的一個問題。
對于高等級公路選用何種類型的路面存在著許多不容忽視的因素,水泥砼路面雖然具有剛度大、擴散荷載能力強、穩定性好、抗疲勞特性好、使用年限長、養護費用少、施工取材方便等優點,但是水泥砼這種水硬性材料對設計強度不足、超載很敏感,或者由于施工方面的原因而達不到設計的要求,一旦出現上述情況,破壞就會迅速發展,難以維護。并且破壞后修復困難,費用也高。同時由于水泥砼路面接縫、施工等方面的原因造成的不平整度問題對高等級公路來說就顯得更加突出。瀝青砼路面具有可以分期修建、平整度易于得到保證、行車舒適、易于修復、噪音小等優點,目前在高等級公路上得到廣泛應用。但瀝青砼路面的抗災性、對水和溫度的敏感性等方面明顯弱于水泥砼路面,又由于瀝青與各種集料的結合性能不同,在水文、氣候條件差及缺乏堿性集料的地區,很容易造成瀝青的剝落、分離,從而加速路面破壞。
路面鋪筑技術、施工裝備和人員素質直接影響著路面的質量。總體來說,瀝青砼路面的鋪筑設備、技術水平較水泥砼路面要先進。我省目前在高等級公路水泥砼施工方面所采用的拌和設備和攤鋪設備還屬于小型施工機具范疇,并沒有形成象瀝青砼路面那樣從拌和到攤鋪全過程的機械化施工設備系列。
綜上所述,瀝青砼路面和水泥砼路面各有其優缺點,高等級公路采用何種類型路面不是一個能簡單回答的問題,有必要對兩種路面的施工水平、使用現狀、破壞現狀、養護狀況、養護費用進行全面調查,綜合考慮當地氣候條件、土基狀況、交通量大小、施工技術水平等因素,對兩種路面結構進行經濟、技術、社會影響等方面的綜合比較,通過對現狀的客觀分析,以可靠的數據與科學的分析方法說明高等級公路在目前條件下應采用何種類型的路面。
2兩類路面現狀調查
路面長期的使用性能及建養投資是高等級公路路面選型的決定因素。路面現狀調查主要包括瀝青砼路面、水泥砼路面兩種類型路面的破壞、路面平整度、強度、施工技術、施工工藝以及工程投資和養護維修費用等幾個方面。
(1)路面破損調查采用目測調查法,以1000~2000m為一個調查段落。主要內容為瀝青砼路面的裂縫、車轍、坑槽、沉陷擁包等,水泥路面的斷裂、唧泥、錯臺、和接縫破壞等。
(2)路面彎沉調查以貝克曼梁為主要調查工具,少數路段采用落錘式彎沉儀FWD測試。
(3)路面平整度調查采用顛簸累積(BI)儀進行調查,每100m為一個統計路段。
(4)路面類型對環境的適應性主要調查受水侵害嚴重的低路堤路段對兩類路面的適應性。
(5)路面建設費用、養護費用及路況的歷史資料,主要通過查閱有關文檔資料獲得。
(6)調查路段的確定,主要考慮公路等級、路面類型、所屬地區、使用年限上具有的代表性,選擇了全省有代表性的高等級公路路面段共7條21段約266km,范圍涉及全省11個地市。
3兩類路面綜合經濟技術比較
3.1路面結構的經濟評價
路面設計方案的經濟評價是路面設計的一項必不可少的內容,也是進行路面結構比選的重要依據。路面結構的經濟評價主要考慮的因素有路面結構的壽命周期總費用現值、建筑及養護費用,還要考慮采用的方案對當地經濟的影響,如使用當地材料、勞動力資源的利用等。
壽命周期總費用現值法,就是把各方案在不同時間投入的費用支出,按國家規定的社會折現率,折算為現值進行比較,現值小的經濟上占優。在分析期n年內,路面結構的壽命周期總費用現值公式為:
根據調查的材料單價、路面養護費用,對兩類路面的初期投資及費用現值進行了計算,可以得到:兩類路面的初期投資已非常接近,水泥砼路面的初期投資僅比瀝青砼路面高4%~10%,而水泥砼路面的費用現值要比瀝青砼路面費用現值低2%~10%。由此可見,僅從經濟的角度出發,水泥砼路面和瀝青砼路面具有相同的競爭力。
3.2兩類路面的技術適應性
水泥砼路面的最顯著特點是它具有很大的剛度以及良好的抗疲勞特性。由于砼板的彈性模量比基層材料高的多,因而水泥砼路面的承載力大部分是從板本身得到的,而瀝青砼路面面層與基層的模量相差不大,由荷載產生的應力有很大一部分要依靠路面基層來承擔。對于土基,水泥砼路面對土基條件不太敏感,而瀝青砼路面的整體強度很大程度上取決于土基強度。
對于路面所使用的集料,水泥砼路面是有水泥這種水硬性結合料膠結而成,它可以容納各種類型的集料和砂,只要這些材料滿足一定的標準(如級配、砂率、潔凈等)。而瀝青砼路面對集料的要求較高,除應滿足規范規定的強度、耐磨耗(磨耗率、壓碎值)及粗糙度(磨光值)指標要求,還應考慮瀝青與石料的粘結力。
氣候條件對路面結構的影響主要表現為當地氣溫、降水以及地下水位對路面的影響。水泥砼路面對溫度的敏感性較小,在炎熱的夏季,水泥砼路面不會出現象瀝青砼路面因溫度而產生的車轍、推移、泛油等病害。水對任何一種路面均會產生破壞,水不僅對路面結構本身有影響,它對土基的影響尤甚,由于路基和基層受水侵害而造成路面破壞的例子很多。瀝青砼路面的水穩性相對較差。從分期修建方面來看,瀝青砼路面具有可以分期修建的優點,以適應交通量增長的需求,同時又可恢復瀝青面層的使用性能和減緩老化。一般而言,水泥砼路面是不適宜分期修建的。
3.3兩類路面能耗比較
國內外的大多數有關文獻認為鋪筑路面的能耗由原材料的生產、運輸、混合料加工和攤鋪能耗組成,從大的方面來說,路面能耗應包括初期修建能耗、大修罩面能耗、日常養護能耗以及汽車行駛能耗。根據計算,當不計瀝青本身能量時,水泥砼路面的能耗比瀝青砼路面的能耗高25%左右,當計入瀝青本身能量時,瀝青砼路面的能耗則比水泥砼路面高20%左右。
我們不主張計入瀝青本身的能量,瀝青是從原油中提煉出來的,能作為能量的很多分包含成在瀝青中,但瀝青在傳統上是作為土建材料使用的,瀝青具有能量,但如果燃燒完了,它的價值也就消失了,作為土建材料的價值也就沒有了。這樣看來,修建瀝青砼路面的能耗要比水泥砼路面少,對節約能源有利。
3.4兩類路面使用性能比較
路面的平整度對路面的使用性能影響最大。路面平整度一直作為路面使用性能很重要的評價指標之一,尤其是高等級公路,由于行車速度快,為了保證路面具有良好的舒適性,延長路面的使用壽命,平整度要求則更高。一般而言,瀝青砼路面的平整度易于得到保證,而且路面損壞后也容易恢復,但水泥砼路面的平整度較難保證,即使是新修建的水泥砼路面,其平整度合格率只能達到85%。與行車安全有關的指標主要是路面的抗滑能力。瀝青砼路面主要采取的措施有加鋪耐磨的開級配封層、磨耗層等來提高路面的抗滑能力;而水泥砼路面的防滑主要通過刻槽的方法獲得。
3.5兩類路面的環境評價
公路交通引起的噪聲過大會危害身體健康,影響人的生理與心理狀況,路面噪音對沿線居民已構成一種不斷發展的公害。有關研究認為:光滑的瀝青砼路面噪音最小,橫槽水泥砼路面產生的噪音最大。從降低噪音的角度出發,應選用瀝青砼路面。
4高等級公路路面類型選用策略
影響高等級公路路面類型選用的因素很多,路面類型的選擇,并不是由單一或幾個因素決定的,而應綜合考慮使用要求、交通量大小及組成、當地氣候、路基支承條件、材料供應、施工及養護水平、資金籌措、節約能源、環境保護等因素。在上述各因素中,有些因素是可以進行定量分析,而有些因素只能進行定性評價。對路面選型這樣一個既含有定量因素,又包含定性因素的評價問題,運用傳統數學方法建立起同標準的、切實可行的綜合評價模型,使定性評價數量化是比較困難的。然而,利用模糊數學中的多層次綜合評判原理,就能建立起相對科學、切實可行的路面類型選擇的綜合評判數學模型。
4.1數學模型的建立
根據多層次綜合評判原理,可以對m個評判對象進行評判,最后得出各個對象的綜合評判值向量:
然后根據最大隸屬度原則,給出模糊綜合評判結果。
為了更進一步評價方案的優劣,我們對各個評語的得分進行加權平均,得到總分進行比較。設對每個評語Vj打分為Cj,則綜合評判的總得分為:
這樣,可以根據S的大小來進行最后的比較。
4.2影響路面選型因素的層次分析
要進行模糊評判,首先要確定因素樹結構,即要分清因素間的并列關系與從屬關系。影響路面選型的因素很多,通過分析彼此間的關系,確定路面選型因素層次。
4.3權重分配
由于影響路面選型的各因素的地位不等,權重分配便成了一個重要問題。權重分配的確定可以由決策者根據經驗選用,也可以用統計或專家評分法。本研究中采用了專家咨詢調查法確定各因素的權重。
4.4單因素評價
對于路面類型影響因素中難以用數量來定量表示的單因素評價,可通過專家評定的方法得到。在因素樹中還有一部分因素為數量指標,它們均屬于“越小越優”型。
4.5數據處理及分析
根據專家咨詢結果,對各因素的權值進行了計算,從計算結果看:在第一層次的因素中,“行使質量”的權值最大,說明人們對高等級公路行車快速和舒適的要求越來越高,其次為“技術可行性”、“經濟合理性”。在第二層次的子因素中,“初期投資”、“施工技術水平”、“舒適性”、“施工人員素質”等因素的權值相對較大。
根據數學模型,編制了計算機程序來進行路面選型多層次模糊綜合評判的分析計算,從兩類路面的得分看,瀝青砼路面的優勢較為明顯,瀝青砼路面的得分要比水泥砼路面的得分高出20%以上,說明在目前的條件下,高等級公路應選用瀝青砼路面。
5主要研究結論
在對我省高等級公路瀝青砼路面和水泥砼路面全面調查和綜合分析的基礎上,通過對我省高等級公路瀝青砼路面和水泥砼路面綜合經濟比較、技術比較、能耗比較,以及通過專家調查、數學模型的建立,繼而經過模糊數學多層次綜合評判得到如下結論:
(1)在我省現有的施工技術水平下,高等級公路尤其是高速公路應優先選用瀝青砼路面。水泥砼路面若采用先進施工設備,能確保路面質量及車輛行駛質量的前提下,在高等級公路中修建部分水泥砼路面也是可行的。
(2)在高等級公路路面選型中,行駛質量已成優先考慮的因素。瀝青砼路面在行駛質量方面明顯優于水泥砼路面,水泥砼路面在我省現有施工裝備、技術水平下,難以獲得較好的平整度。
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一般來說,現階段瀝青路面壓實施工主要包括三種,即輪胎壓路機、鋼輪壓路機以及振動壓路機。其中,在瀝青混合料收光處理中經常使用雙軸兩輪壓路機,此種壓路機能夠根據公路路面的實際情況,有效的調節滾輪之間的重力,能夠提高公路路面的平整度。振動壓路機具體的工作原理為:通過機械高頻率的震動,帶動瀝青混合料的震動,減少瀝青混合料顆粒之間的摩擦力,有助于提升路面壓實的效果。采用振動式壓路機,與鋼輪壓路機具有一定的差別,一般在初級階段瀝青路面壓實施工中使用,根據瀝青路面的實際情況,有效的調整振動頻率與振幅,保證路面壓實的效果。
3公路瀝青混合料碾壓組合方式
為了保證路面壓實的最佳效果,現階段往往采用碾壓組合的方式進行瀝青混合料路面壓實,而碾壓組合方式的選擇還需要根據壓路機具體的種類、工程實際情況等進行。壓路機具有多種形式,根據壓路機行走方式,可以將壓路機分為自行式以及拖式兩種,現在很多瀝青路面工程施工中都采用自行式壓路機,這種壓路機具有占地面積小、靈活性強、操作方便等優勢,能夠保證路面壓實的質量。如果根據滾輪材料對壓路機進行劃分,可以分為輪胎式壓路機以及鐵輪壓路機,鐵輪壓路機指的是鋼制的輪胎,在操作上十分靈活,設備成本也相對較低;輪胎式壓路機材料特殊,具有很強的壓實效果,但缺點是成本較高。按照壓路機壓實原理進行劃分,能夠將壓路機分為動碾式壓路機以及靜碾壓式壓路機,靜碾壓式壓路機主要采用滾壓方式,而動碾壓式壓路機一般采用夯實或液壓方式。在瀝青混合料路面壓實施工過程中,需要根據公路具體的情況選擇合理的碾壓組合方式,如動碾壓壓路機與鋼制光輪壓路機組合、靜碾壓式壓路機與自行式輪胎壓路機組合。同時,碾壓組合中的壓路機數量,需要根據具體的生產率,整個瀝青混合料壓實施工分為三道工序,即初壓、復壓以及終壓。初壓指的是將瀝青混合料進行穩定與平整,為復壓提供有力的基礎,通常情況下瀝青路面初壓采用6~10噸的振動壓路機或雙輪壓路機進行一到兩遍的碾壓,初壓過程中需要保持高溫,保證初壓不發生推移。復壓應該在初壓完成后立即進行,主要目的在于是瀝青混合料穩定、密實,是路面主要的壓實階段。在具體的復壓過程中采用重型壓路機反復碾壓,如果采用輪胎壓路機,壓路機總質量應該在25噸以上。如果采用振動式壓路機,應該將振動頻率控制在35~50hz。同時振動式壓路機在倒車過程中,需要先將振動運行停止,然后向另一個方面進行振動,能夠防止鼓包形成。具體的碾壓過程中,應該保持路中心線,同時從路邊緣向中間進行。雙輪壓路機則每次重疊30厘米,對于采取輪胎式壓路機同樣需要重疊碾壓,輪胎式壓路機能有效地調整輪胎內壓和得到所需的接觸地面壓力有效地促進集料之間的互相擠合,從而獲得均一的密實度。工程實踐表明其可有效地提高密實度2%~3%。
4公路瀝青混合料路面壓實質量檢測技術
瀝青路面壓實施工過程中需要做好壓實質量檢測工作,在具體的檢測過程中需要根據有關的合同文件、施工規范進行,對公路瀝青路面壓實度、平整度、厚度等進行檢測,保證路面均勻、密實。如果在檢測過程中發現路面存在質量問題,包括平整度不足、厚度不夠、路面松散、泛油等問題,必須立即停工,即使是公路瀝青混合料成型后如果發現質量問題也必須進行返工。對于瀝青混合料壓實度、厚度等的檢測,需要通過鉆孔取芯的方式,通過有效的檢測儀器進行現場檢測,利用室內當天馬歇爾密度作為瀝青模式度控制標準,將現場孔隙率控制在3~7%之間。
5施工溫度的控制
在瀝青路面施工中,溫度是影響施工質量的最關鍵因素之一。在混合料施工過程中的每一步。每一環節都應當嚴格的控制溫度,若一道工序中混合料的溫度不滿足要求,都應報廢重新進行。對于改性瀝青路面的施工,與普通的熱拌瀝青混合料(HMA)路面除了在施工溫度上應該根據改性瀝青的粘度適當提高之外,基本上沒有什么區別。至于溫度提高多少,要根據改性劑的品種和劑量確定,在《公路瀝青路面施工技術規范》(JTGF40-2004)中作出了明確的規定。一般情況下,可在普通瀝青混合料施工溫度的基礎上提高10~20℃。如為SMA混合料,由于需要加入較多數量的冷礦粉,則拌合溫度需要更高一些。