公路大修设计浅谈 浅谈公路设计与施工

来源:IT计算机 发布时间:2019-03-30 05:47:53 点击:

  摘要:本文论述了公路大修设计中常采用的一些方法,期望对从事此行业设计的人以借鉴。   关键词:路面 计算      随着我国经济的高速发展,交通事业突飞猛进,公路在默默的贡献着自己的力量,在偏远地区,更有。一桥飞架南北,天堑变通途”之美誉,连接着各大城市,小城市,小山村……,。为人们的生产生活提供了方便,快捷的服务,但随着时间的推移,岁月的变迁,交通设施亦达到其使用年限并开始老化,逐渐失去其作用,因此,对旧路面的大、中、小修日益提到日程上来。
  本人近几年来参与了北京为迎接第29届奥运会,对各区县公路的大、中、小修工程,总结出如下经验:
  路面经过若干年的使用后主要表现的病害有车辙、波浪、拥包、泛油、沉陷、坑槽、龟裂、网裂、不规则裂缝、纵裂、横裂、松散、麻面、啃边、搓板、脱皮等。
  分析其形成原因主要为:
  (1)由于受温度变化,夏季高温,冬季严寒,特别是在融雪期冻融交加,直接导致路面和基层出现裂缝。
  (2)在雨季降水的反复作用下,路面自由水通过沥青面层下渗到基层表面,致使基层含水量逐渐增多,逐步破坏沥青面层与结构层的粘结力,进而导致路面结构的强度降低,在行车作用下,面层出现网裂,并逐渐扩大为龟裂。
  (3)由于路面及基层水稳性差,沥青面层及面层与基层的交界面上滞留有自由水。当高速行驶的车辆(特别是重载、超载货车)通过时,会产生相当大的水压力和抽吸力。这两种力的反复作用会使沥青面层孔隙中的自由水往复运动,并促使沥青首先从较大颗粒上剥落,逐渐使沥青面层强度降低,直至发生路面松散。
  (4)路面及基层强度不足,或初期形成的板体基层破碎,路面产生裂缝、龟裂、松散等病害。养护不及时或养护不到位,病害在车轮荷载和水分的作用下继续发展扩大,最终造成路面混合料脱落而逐渐形成坑槽。
  (5)局部路面及基层含水量过大,冬季冻结,春季融化,导致路面及基层松软,结构被破坏,造成翻浆。
  (6)道路养护修补作业通常采用小型机械施工,难以与原路面形成统一的整体,造成路面承受车辆荷载的不均衡,进而导致修补过的路面再一次损坏。
  (7)路拱横坡不满足要求,导致雨季道路积水,经重车碾压,逐渐使沥青面层强度降低。
  (8)现有道路面层均已使用超限,老化现象十分严重。在车辆(特别是重载、超载货车)的反复作用下,结构整体强度下降,导致路面出现破损。
  (9)纵坡大,两侧过街行人较多,重车行驶过程中加速或减速频繁,沥青层被重车挤压变形。
  (10)旧路面较薄,耐久性差。
  (11)路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,尤其在融雪期间冻融交加,加剧了路面的破损。
  (12)路面基本没有半刚性基层,从根本上无法保证路基的强度。
  (13)道路排水系统不够完善,导致局部路面积水。
  针对以上病害可采取的相应措施有:
  1、对于沥青混凝土路面
  1)若只是旧路面面层老化或损坏,则可将旧路面层铣刨或拉毛处理,然后罩面沥青混凝土即可,具体厚度经过计算而定;
  2)若是旧路路面结构无法满足强度要求,则可将旧路豁松掺8%-12%灰,然后在其上加铺二灰碎石等半刚性基层或柔性基层材料(目前关于柔性基层路面的设计方法及施工工艺尚不完善),再在基层上加铺沥青混凝土面层,各层具体厚度经过计算而定;
  3)若是旧路路面结构无法满足强度要求,在技术条件允许的情况下,也可采取对旧路面进行冷再生处理后(这样可以减少基层厚度),再在其上进行加铺基层及面层;
  4)若是旧路路面结构破坏比较严重,已经无法使用,或受高程限制,则应将旧路结构挖除,新建路面结构,具体厚度经过计算而定;
  5)对旧路路面结构需处理的严重病害处,可采取挖除旧路结构以下50厘米,换填35厘米天然砂砾,其上铺设15厘米二灰碎石,再铺新的路面结构措施。
  2、对于水泥混凝土路面
  1)若是旧路路面结构,面层破坏较严重,但仍能满足强度要求时,则可将旧路面层清理后在其上加铺沥青混凝土面层,具体厚度经过计算而定;
  2)若是旧路路面结构面层只有个别微裂缝,则可用沥青油等材料进行灌缝封闭处理即可,从而阻止路面沿裂缝产生进一步破坏,
  3)若是旧路面层板损坏较严重,需要更换时,可将旧水泥混凝土板破除,同时挖除部分厚度基层,然后铺筑15-20厘米贫混凝土,再铺筑一定厚度的水泥混凝土板路面;
  4)若全线道路破坏均较严重,已经无法继续使用,则全线道路结构应重新设计。
  以北京市顺义区富密路大修工程为例,对路面进行详细的大修设计。
  1、交通量调查分析
  富密路(K0+000-K2+335)位于顺义区牛栏山镇,由于近几年交通量明显增大,重车比例提高,路面面层疲劳开裂比较严重,路面的抗滑能力及平整度大幅度下降,对道路的通行能力和交通安全造成了很大的影响。为改善富密路的行车安全性和舒适性,需对此路段进行大修设计。
  
  轴载换算及设计弯沉值计算(采用HPDS 2003A程序进行计算)设计年限8车道系数7交通量平均年增长率
  6%路面竣工后第一年日平均当量轴次:3754设计年限内一个车道上累计当量轴次:9493127公路等级系数1.1面层类型系数1基层类型系数1路面设计弯沉值:29(0.01ram)2、路面结构设计
  考虑本工程两侧建筑物的影响,路面高程无法抬高,故需将旧路结构挖除新建;根据路面设计弯沉值进行路面结构厚度的设计及计算,新建路面的层数:5标准轴载:BZZ-100路面设计弯沉值:29(0.01mm)路面设计层层位:4设计层最小厚度:15(cm)按设计弯沉值计算设计层厚度:LD=29(0.01mm)H(4)=15cm LS=30.7 0.01mm)H(4)=20cm LS=26.9(0.01mm)H(4)=17.2cm(仅考虑弯沉)按容许拉应力验算设计层厚度:H(4)=17.2cm(第1层底面拉应力验算满足要求)
  H(4)=17.2cm(第2层底面拉应力验算满足要求)
  H(4)=17.2cm(第3层底面拉应力验算满足要求)
  H(4)=17.2cm(第4层底面拉应力验算满足要求)
  路面设计层厚度:
  H(4)=17.2cm(仅考虑弯沉)
  H(4)=17.2cm(同时考虑弯沉和拉应力)
  通过对设计层厚度取整,最后得到路面结构设计结果如下:
  中粒式沥青混凝土
  4cm
  粗粒式沥青碎石
  6cm
  石灰粉煤灰碎石
  18cm
  石灰粉煤灰碎石
  18cm
  旧路粒料掺灰12%
  20cm
  土基处理40cm

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