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1.1测量人员素质较差且人员较少部分公路施工企业没有专职的施工测量人员,在施工过程中基本上都是由其他技术员(施工员)兼职。这些缺乏专门训练的业余人员,对常规测量仪器的性能、操作及测设方法都一知半解,根本不能胜任施工测量工作,也就无法保证施工测量的质量。
1.2测量仪器设备落后且数量不足有相当一部分施工企业没有足够的测量仪器,甚至不少施工企业没有测量仪器。在施工时由于测量仪器落后,严重影响了测量的精度。而且由于仪器不够,也影响了施工的进度。
1.3测量仪器的操作不当且保修不到位一般来说,测量所用的仪器都属于精密仪器,在使用过程中,由于测量人员的水平有限,没有严格按照正确的使用方法操作,导致测量仪器的灵敏度降低。另外在使用后,由于没有将仪器及时入箱保护,使仪器出现了不应有的损坏。
1.4测量的质量控制不到位对公路工程质量的监控,现有的体制是政府监理和社会监理共同参与,有条件的建设单位,还有自己的工程监督部门,可谓三管齐下。但是,在实际的工程质量监控和工程竣工验收时,都只注重其他施工质量的检查与控制,而忽视施工测量质量的检验。许多工程验收监督部门到现场看看,走走过场,没有做到亲自用仪器进行实测。少数工程验收也仅停留在复核一下公路中线标高,不能从根本上对施工测量质量进行监控。这种现象误导了公路施工企业的管理者,认为公路施工测量不重要,不利于公路施工测量水平的提高。
2针对以上公路施工测量存在的问题,可采用以下措施解决
2.1转变观念,充分认识公路施工测量在现代公路施工中的作用落后的思想观念是任何事业改革发展的最大障碍。公路施工测量工作者要彻底抛弃低品位质量观,树立“百年大计、质量第一”的思想:应以发展的眼光充分认识公路施工测量在公路施工中的重要作用;要有改变公路施工测量现状、提高公路施工测量水平的危机感和紧迫感;转变观念,切实加强公路施工测量工作的领导、监督、组织管理及投入,以充分发挥公路施工测量在现代公路施工中的作用。
2.2加大测量仪器的投入力度,为提高施工测量奠定物质基础当前公路工程规模日益扩大,施工技术精度要求越来越高。因而在公路工程的施工测量中,采用原有的测量方法和手段受到巨大冲击,有些必将被淘汰。公路企业的管理者要有发展的眼光,结合自身发展需要,尽早引进实用的新仪器,以提高公路施工测量质量,适应现代公路工程快速、高效、优质的施工需要。
2.3增强公路施工队伍建设,确保施工测量人员素质随着公路规模的日益扩大、工程质量要求的不断提高以及新测量技术和仪器的发展与应用,必须采取有效措施加强公路施工队伍建设,提高施工测量人员素质。公路企业管理者要树立“以人为本”的观念,发挥“人是生产中最活跃的因素”作用。公路施工测量人员要通过自学、参加培训等形式,努力提高自身业务素质:主要应掌握常规测量仪器和工具的性能、操作、维护和保养;掌握施工测量常用的测设方法和技能;掌握测量新技术发展与应用动态,并开展创造性实践。此外,施工测量人员必须具有高度的责任心,吃苦耐劳、精益求精的工作作风。在任何艰苦复杂的条件下,都必须保证测量成果的质量。否则,稍有差错,就会给国家和人民造成重大损失。
2.4强化工程建设监理的控制,促进施工测量水平的提高工程建设监理在履行建筑工程施工质量监控过程中,要切实把建筑施工测量成果的检查与验收纳入日常的监理工作。在对施工测量质量监控中,一定要坚持“事前控制”的原则,加强对施工测量的监控。对主要的施工测量放样,一定要复测,最好采用各种不同的方法加强校核工作。测量成果合格方可进行下一道工序。另外,施工测量成果经监理测量检测后,经双方测量人员签字,可作为工程竣工验收、工程质量等级评定的技术资料。
加强对公路施工测量的监控,可有效地杜绝工程质量事故,既有利于促进公路企业测量管理人员素质的提高,也有利于监理测量水平的提高。
随着科学技术、经济的高速发展,公路理论和公路技术也日益完善。公路的风格、形式、空间、功能将发生深刻变化并不断延伸。
1.1承包商的经验不够
在很多的高速公路项目的招标中,中标者中又很多承包商是专门负责铁路施工的,他们对高速公路施工的次数很少,缺乏经验,有的甚至从来没有干过,这都导致了高速公路的施工质量比较差。其主要表现为以下两个方面:一是该承包商没有专门用于高速公路施工的设备;二是该承包商没有具有专业知识的管理人员,没有经验的人员来管理施工,其质量当然得不到保障。还有的承包商在施工前的准备工作做的不到位,人员、物资、技术都没有准备好,在施工的过程当中,随意地调整施工的进程,人员组织方式,使得施工的管理是处在一个混乱的状态,使施工的质量没有保证。
1.2为了赶工期,而忽视了施工的质量
在工程开工以前,设计者会对施工的周期进行严密的计算。其周期的安排一定是具有科学性的。对施工周期的安排,设计者通常采用的是网络计算的方法,根据工程的客观情况,合理地分配施工的资源,做到时间和空间上能够协调起来,从整体上来安排整个工程的施工周期。如果施工人员根据自己的情况,随意地调整施工的进度,将工期提前,这样就会使质量得不到保证,很容易就出现了质量问题。
1.3施工的材料和设备质量不过关
施工中,除了施工人员的技术水平会对施工质量产生影响以外,设备和材料的选择,也会对工程的质量造成影响。一个工程质量得到保障的前提就是材料要符合质量标准。现在在很多的施工当中,材料都是由承包商自己购买的,其不采用统购统配的方法。这就导致了承包商选择材料仅局限于当地的市场,范围被大大缩小了。此外,公路建设离不开机械。现在不需要大量的施工人员,而是仅凭几台机械和少数施工者,就可以完成整个工程。因此,施工机械的质量也必须要保障。
1.4管理水平不高
因为每个工程的所在地、自身的性质不一样,因此对工程的管理和资金的发放的管理模式也不一样。各个项目的管理方式、管理水平都不一样,有好有坏。有的项目是国家重点项目,或者是省级的项目,因此备受关注,对其管理和贷款的发放也更加规范化。而有的项目是一些比较小型的地方项目,对其管理就缺乏规范。
2施工质量的控制方法
2.1施工准备阶段的质量控制
(1)在开展一项工程之前,一定要进行周密的计划,组织学习设计图纸,对图纸中有争议的部分进行讨论,对工程的整体规模、每阶段的任务、施工工艺都要掌握;
(2)在施工开始前,一定要合理地分配人员。在公路路面施工过程中,每一个施工环节都是环环相扣的,所以在施工前,最重要的一点就是做好施工人员的配置。选用具有专业技术,并且水平较高,有责任心的人员来进行施工,来保证施工的质量。在对施工材料进行准备时,要保证施工材料的质量;
(3)工程开始前,一定要对机械进行挑选和配置。选好合理的机械组合的方式,做好各项机械的调试和安装工作,以保证机械可以正常的工作。
2.2完善质量监督体系,加强检查的力度
(1)在工程开始之前,根据有关文件的规定,来对水泥碎石、沥青混凝土路面以及二灰碎石路面的施工制定具体的计划,明确每个施工阶段应当干什么,每个施工步骤出现的误差应当在什么范围之内,检测的方案一定要系统、全面,对工程采取不定期地检查;
(2)在工程进行的时候,要制定一套完备的奖惩措施以及检测的办法。对于表现好的人员,应当进行奖励和表扬,使他们的工作热情更好;对于工作出现了错误的人员,应当根据错误的大小,采取相应的惩罚措施,做到赏罚分明;
(3)对原材料、机械地挑选和购买重视。在购买原材料的时候,尽可能地做到货比三家。不要一味地追求低价,而忽略了材料的质量。选择供货商的时候,要查看其是否具有经营资格证,产品是否具有合格证,确保各项手续都齐全的情况下,再购买。在机械设备方面,要有专业的资金用作对设备的日常维护,如果工程量好大,需要专门设立一个保养机械的队伍,根据机械的损耗程度,对其进行维修,必要的时候要从新添置;
(4)对施工的每一个阶段都要增加监管的力度,要有一套完整的检测流程。在检测过程中,一旦发现了问题,就要及时地解决。不能因为赶工期,而忽视了出现的问题。
2.3对沥青混合料运输的控制
(1)用来运输沥青混合料的车辆一定是大吨位的,这样选择的目的是为了保证沥青混合料的温度以及摊铺机作业可以达到设计的标准。但是,选用的车辆一
定不能出现超载、紧急刹车或者急转弯等情况,这样会对透层和封层带来损害;对于车辆能够承载的吨位也有规定,要尽量大于摊铺机的摊铺能力,在施工的现场,尽可能安排5量以上的车辆来卸载材料,这样可以保证摊铺机不间断地工作。运输车应当及时地清理,保证其底部以及两侧的干燥洁净。
(2)在运输的过程中,一定要重视对材料的保护。运输途中经常会遇到一些大风、大雨、暴雪的天气,这些天气都不利于材料的保存。所以,一旦遇到这些天气,一定要及时将材料覆盖严密,目的是使材料受到外界因素影响变小,温度不会出现骤降。在车辆到达了施工现场以后,一定要等到作业的时候,才可以揭开保温布。
3结束语
关键词:边坡;加固;防护
1、边坡破坏的主要形式与机理
边坡破坏与路基填料的性质、路基边坡高度、路基压实度有关系。一般地,砂性土边坡较粘性土边坡易于遭受冲刷而破坏、较高的路基边坡较较低的路基边坡更容易遭受坡面流水冲刷,压实度较好的边坡比压实度较低的边坡耐冲刷。本文把高速公路边坡破坏分为上边坡和下边坡两种形式,针对这两种边坡的形成机理,处理方法进行了详细介绍。
1.1公路下边坡
下边坡一般为填土路堤,边坡的破坏,主要表现为坡面及坡脚的冲刷。坡面冲刷主要来自大气降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷,冲刷使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟,冲沟不断发展导致路基发生破坏;沿河路堤及修筑在河滩上、滞洪区内的路堤,还要受到洪水的威胁,这种威胁表现为冲毁路堤坡脚导致边坡破坏。
1.2公路上边坡
上边坡是人工开挖的斜坡,其强度应满足边坡稳定的要求。在降雨、融雪、冻胀,及其它形式的作用下,边坡主要破坏形式为冲刷、崩坍等。
(一)边坡冲刷破坏
冲刷破坏一般发生于较缓的土质边坡,如砂性土、亚粘土、黄土等,在大气降水的作用下,沿坡面径流方向形成许多小冲沟,如不采取任何防护措施,有逐年扩大的趋势;在边坡坡脚,冬季往往发生积雪,造成坡脚湿软,强度降低,上部土体失去支撑,发生破坏;同时,高速行驶的汽车溅起的雨雪水,也易冲刷坡脚。总之,土质边坡的坡脚部位,是边坡的最薄弱环节。
(二)边坡崩塌破坏
边坡崩坍,一般分为三类:落石型、滑坡型、流动型,有时在一次崩坍中会同时具有这三种形式。
落石型一般指较陡的岩石边坡,被大小不一的裂面分割成软弱的断块,这些裂面宽而平滑,裂隙张开的程度用肉眼不一定就能识别,但能渗水,在降雨作用下,产生侧向静水压力作用,造成崩坍。此类破坏型式必须严格控制,崩坍滚落的岩石极易对行车构成威胁。
滑坡型崩坍指岩层在外力作用下剪断,沿层间软岩发生顺层滑动,多发生于倾向于路基、层间有软弱夹层的岩体中。另外,当基岩上伏岩屑层、岩堆等松散的堆积物时,堆积物也易沿岩层的层理面、节理面或断层面发生崩坍。
大雨时的崩坍多属于流动型,砂、岩屑、页岩风化土等松散沉积土,多会受水的影响而产生流动型崩坍,流动型崩坍没有明显的剪切滑动面。
边坡高度大时,以上边坡破坏的类型都较低边坡容易发生。
2、边坡防护施工方法
2.1影响边坡稳定的因素
2.1.1自然因素
公路是特殊的带状构造物,每条公路都要穿越很多地区,由于受地质构造和地形条件等因素的影响,每一个区域都有不同的地质和气候条件。所以,影响边坡稳定的自然因素包括下列几方面,即:地质、地形、气候和水文条件等四个方面。
2.1.2人为因素
一条公路的建设和使用管理,都是由人去实现的,根据建设程序和内容,并结合已建公路的情况看,影响边坡稳定的人为因素可归集为下列三个方面,设计因素、施工因素和养护管理因素。
2.2边坡防护与加固类型
2.2.1防护类型
(一)生物防护
生物防护主要分为三大类:种草、铺草皮及植树,除植树(主要用于下边坡)属传统防护形式外,植草或铺草皮是近年来才在高等级公路上兴起的一种绿色防护形式。其优点是能在短期内恢复公路沿线的绿色景观和防止边坡冲刷,但养护费用高,要随时保持绿色有一定困难。
(二)圬工防护
(1)片(块)石护坡和护面墙
片(块)石护坡分为浆砌和干砌两种,护面墙比护坡厚,有一定的抗推力作用。其优点是能就地取材、工艺简单,但自重大,不宜在高边坡上使用。
(2)菱形网格护坡
菱形网格护坡,可预制安装也可用水泥混凝土现浇和石砌。工艺简单,网格内可植草,但只适用于填方边坡和土质挖方边坡。
(3)六角空心砖护坡
六角空心砖护坡是近几年来才发展起来的,是一种用水泥混凝土预制安装的边坡防护形式,似蜂巢状。施工工艺简单,空洞内可填土绿化,有一定观赏价值,但自重大,费用高,还会阻碍边坡水的排出,对边坡稳定不利,要慎重选用。
(4)窗孔肋式护坡
窗孔肋式护坡一般用浆砌片石或片石混凝土做肋,用水泥预制混凝土块做成拱形窗台,坡面水从肋上排出,窗内可植草,目前是一种较为理想的防护形式,但肋厚容易被偷工减料,应加强施工管理和质量监理。
(5)喷射混凝土护坡
对一些较高的风化岩石边坡,采用喷射混凝土作护坡可阻止风化,且重量轻,施工所需设备简单,但费用较高,厚度难以控制,对景观有一定影响,应尽量少采用。
2.2.2加固类型
(1)护脚墙与抗滑墙
护脚墙与抗滑墙本质上没有多大区别,只是断面大小和埋深不同(有时也加点锚杆或锚索)。护脚墙起到保护坡脚不受冲刷和破坏的作用,不能抵抗推力;抗滑墙除有护脚墙的作用外,还具有抗推力作用,根据具体情况选用。
(2)抗滑桩
抗滑桩是一种用于处理滑坡或防止边坡下滑的钢筋水泥混凝土结构,是一种较理想的抗滑设施,但投资较大。
(3)预应力锚索
用预应力锚索处理单斜构造岩石边坡,对保证该类边坡的稳定有较好的效果,但难以准确计算被锚固体的下滑力和张拉控制应力。
(4)排水固结
排水固结主要用于表层地下水较多处的边坡加固,有树枝状盲沟、塑料排水管等方式。工艺简单、耗用材料少,但遇到有滑层的地方,需配设支挡构造物才能达到满意的效果。
2.3边坡防护与加固措施
2.3.1防护措施
防护是在边坡自身稳定的基础上进行的,以往的边坡防护主要考虑冲刷和防风作用影响,现在的边坡防护还要考虑美观和环保问题。根据以上的要求,对边坡防护提出下列具体建议:
(一)下边坡
下边坡采用菱形网格加植草防护并加密排水沟(填石路堤除外)。
(二)上边坡
上边坡第一台,根据不同地质情况采用护面墙、浆砌片(块)石、窗孔肋式、六角空心砖等护坡形式;以上其余各台,仍根据不同地质情况,采用菱形网格、窗孔肋式、喷射混凝土等防护形式。
防护形式除护面墙、浆砌片(块)石和喷射混凝土外,其它都可在其上加植草防护,恢复自然环境和美化公路。
另外,稳定性较好的岩石边坡不必再进行圬工防护,只需在一些低凹处放置一点耕植土,种植耐旱性较好的爬藤植物即可起到防护、美化和绿化的作用。
2.3.2加固措施
边坡加固的方法很多,较有效的有:抗滑墙、抗滑桩、预应力锚索、压浆锚柱等等。这里值得一提的是“边坡防排水”也应作为间接加固边坡的一种方法给予重视,因为边坡坍塌几乎都是在雨季出现,所以其作用是显而易见的。
对防排水系统设置的建议为:坡顶截水沟按常规方式设置,坡面碎落台截水沟不必每台都设置,而在第一台上设置一道水泥混凝土截水沟即可,其他各台浇筑坡度2%、厚度10厘米的水泥混凝土封闭,边缘设置拦水带,每20米左右设一道竖向排水沟,将水排入第一台截水沟就能达到理想的排水效果。
另外,在土质或强风化岩石上边坡的坡脚也就是路基侧沟边缘,应设置抗滑墙或抗滑桩,以避免牵引式滑坍(坡)的产生。
3、几点建议
(一)高等级公路作用大,社会效益好,影响也大,因此,要重视边坡的防护和加固工作;
(二)设计单位要重视前期勘察工作,尽量将地质、气候、水文等情况掌握详细些,为搞好设计提供准确的第一手资料;
(三)尽量减少高填深挖,而用桥梁和隧道代替,这样既可以减少对自然环境的破坏,也可消除或减轻为搞好边坡防护与加固带来的问题,从而减少高等级公路的隐患。
关键词:公路;路基;施工;养护
1施工前的准备
1.1施工准备
(1)路基开工前,施工单位应在全面熟悉设计文件和设计交底的基础上,进行现场核对和施工调查,发现问题应及时根据有关程序提出修改意见报请变更设计。
(2)根据现场收集到的情况、核实的工程数量,按工期要求、施工难易程度和人员、设备、材料准备情况,编制实施性的施工组织设计,报现场监理工程师或业主批准并及时提出开工报告。重要项目,应编路基施工网络计划。
(3)修建生活和工程用房,解决好通讯、电力和水的供应,修建供工程使用的临时便道、便桥,确保施工设备、材料、生活用品的供应;设立必要的安全标志。
1.2施工测量
(1)路基开工前应做好施工测量工作,其内容包括导线、中线、水准点复测,横断面检查与补测,增设水准点等。施工测量的精度应符合交通部颁布实施的《公路路线勘测规程》的要求。
(2)导线复测.导线复测应采用红外线测距仪或其它满足测量精度的仪器。仪器使用前应进行检验、校正。原有导线点不能满足施工要求时,应进行加密,保证在道路施工的全过程中,相邻导线点间能互相通视。
(3)中线复测.路基开工前应全面恢复中线并固定路线主要控制桩,如交点、转点、圆曲线和缓和曲线的起讫点等。对于高速公路、一级公路应采用坐标法恢复主要控制桩。恢复中线时应注意与结构物中心、相邻施工段的中线闭合,发现问题应及时查明原因,并报现场监理工程师或业主。如发现原设计中线长度丈量错误或需局部改线时,应作断链处理,相应调整纵坡,并在设计图表的相应部位注明断链距离和桩号。
(4)校对及增设水准基点.水准点间距不宜大于1km,在人工结构物附近、高填深挖地段、工程量集中及地形复杂地段宜增设临时水准点。临时水准点必须符合精度要求,并与相邻路段水准点闭合。
(5)路基施工前,应详细检查、核对纵横断面图,发现问题时应进行复测。若设计单位未提供横断面图,应全部补测。
(6)路基放样。路基施工前,应根据恢复的路线中桩、设计图表、施工工艺和有关规定钉出路基用地界桩和路堤坡脚、路堑堑顶、边沟、取土坑、护坡道、弃土堆等的具置桩。在距路中心一定安全距离处设立控制桩,其间隔不宜大于50m。桩上标明极号与路中心填挖高,用(+)表示填方,用(-)表示挖方。
2施工阶段
路基施工阶段是路基施工全面展开、生产出成品的阶段,是按照已制定的施工计划和施工方案进行组织落实阶段,是施工过程中遇见实际问题的阶段,也是对施工计划、施工方案调整、完善的阶段和保证落实工程质量、工期的阶段,要抓好下面几个关键环节。
(1)路基施工试验段。在对路基施工全面展开以前,首先要分别对一般路基基底、坑塘路段、软土路基、路基回填层按照制定的施工方案进行试验段施工,通过试验段的施工检验施工方案是否可行、有效,通过试验来确定不同机具压实不同土质的最佳含水量、适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数、最佳的机械配套和施工组织,作业段的流程时间是否满足工期要求,工程质量是否满足技术要求,施工方法是否经济,通过对试验段的总结、研究,选择出切实可行的施工方案、人机组合,进行下一步的施工,经过工程质量、经济、工期的验证施工方案可行,然后全面进行施工作业,不可盲目不分情况展开大面积作业。
(2)路基填料对路基填料的最小强度和最大粒径给了量化的尺度,采用CBR值表征路基土的强度,引入了路床的看法。对上路床的的填料提出了限定的条件,高速公路和一级公路路面底以下0-30cm的路床填料CBR值应大于8,下路床及其下面的填土,也都给出相应的划定值。当路基填料达不到划定的最小强度时,应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳固质料处置惩罚,并不划定对别的等级公路铺筑高级路面时,也要采用高速公路和一级公路的划定值。
(3)质量控制。路基填筑之前的质量控制包括两个方面:一是对原地面的质量检验,检查是否已经清淤、清场,清淤是否彻底,有无软土地基,二是对下层路基的质量检查。
(4)加强碾压质量控制。碾压质量控制包括选取合适的压路机吨位、型号、压实遍数、压实方法及压实的均匀性等。城市道路采用重型击实标准和要求较高的压实度,这就要求大吨位的压路机与之相配套。不同种类的压路机对不同土质的压实有不同效果。振动碾压砂砾土能得到良好的压实效果,而振动碾压粘性土能的到最佳压实效果。同一种型号的压路机对不同土质的压实效果也不一样。这就决定对不同土质,同一压路机碾压采用不同的压实遍数。压实方法对压实效果也有影响,压实均匀性要求控制被碾压路段的压实度一致,不致于出现一部分超密,而另一部分欠密的不均匀现象。填土表面平整性也是影响压实均匀性的因素之一,因此,严格控制路基碾压前的填土表面平整性也是很有必要的。
(5)工地例会。工地例会是对前一施工时间段的总结,也是对工程质量与进度的总结,对前一段工程质量与进度是否满足合同要求,还存在什么问题,如何去解决,如何去调整,都要制定出相应方案,并组织落实。施工过程也是逐步完善、逐步调整的过程,施工中出现的质量与进度问题要及时解决,并要通过工地例会进行解决。同时工地例会也是集思广益、充分调动广大施工管理人员积极性、制定切实可行方案的会议,工地例会的经常召开更有利于工程质量与进度的保证。
3公路路基的施工注意事项
(1)路基施工排水先行。水是形成路基病害的主要因素之一,路基强度和稳定性同水有密切关系。地基浸水降低承载力,填土料过湿,含水量高于最佳含水量时,压实困难。对于影响路基稳定的地下水,即使设计未做出具体方案,承包人也要提出疏导、堵截、隔离等降低地下水位或引导到路基范围之外的工程措施,呈报监理工程师审批,并按监理工程师的指示实施。对于地面水、路基施工前首先做好截水沟、排水沟、盲沟。截断和疏干路基施工范围内的地面水。路堤填筑过程中每个填层都要设排水路拱,及时排除地面雨水。较高填方要做临时排水急流槽,防止雨水冲刷路堤边坡。施工期间的临时排水要与运营阶段的永久排水相结合,与路基同步施工。其要点为路基要稳定,排水应先行,消除水浸害,质量有保证。
(2)重视路基填前清表碾压。地面表层的种植土含有草根和有机杂质,时间长容易腐烂,引起路基沉陷,所以对填方路段和利用挖方段的原地面要清除表土。高速公路、一级公路路基范围内的树根要全部挖掉,坑穴填平夯实,在清理地表后要整平压实。路堤基底原状土的压实度不应小于90%,路堤填土高度小于路床厚度(80cm)时,基底压实度不宜小于95%。路堤基底原状土不符合《公路路基施工技术规范》要求时,要进行换土,且换填深度不小于30cm,或根据地下水、地质等情况确定深度,换填水稳性好的材料,换填土按路堤压实标准压实。其要点为路堤施工先放界,清除表土至边线,填穴整平再压实,路堤稳定不沉陷。
参考文献
通过工程实践分析,高速公路的工程质量存在诸多质量通病,当然有施工方面的原因,主要存在于设计方面的以下问题:路基土的回弹模量的计算问题:因为对土质的物理指标(含水量、密度、干密度、饱和度、饱和密度、空隙比、孔隙率、)等缺乏实地勘测试验,多以经验加估算设计,极易产生沿线路基的非均匀性沉降及其整体的CBR值准确,从而造成路面结构层的计算不符合行车轴载的实际情况。所以路基的弯沉值计算应该根据路基的干湿类型或80cm深度相对含水量确定路基的回弹模量,再以汽车荷载(附加应力)、路面结构层的恒载(自重应力)计算容许弯沉值是比较合理的,即路基允许弯沉值Lr=k9038E-0.938。式中意义:Lr——设计允许弯沉值(10-2mm);E——路基土的回弹模量(MPa);k——不利季节的影响路基压实度与弯沉值的控制设计问题:传统的理论认为路基分为上路基和下路基两个部分,80cm深度内的上路基属于上路基,是承受汽车轴载与路面恒载的主要受力结构层,以传统JN--150后轴重100KN为参数,按照附加应力的扩展深度80cm计算的,尚未考虑运输超载的个别因素,现在的车轮轴载已经超过该标准很多,一汽重卡或斯太尔车型一般到装载90~100t,斯太尔(191型;后三轴12轮)半挂车,普通载重100~120t,单轴重达到20t,在很多干线公路上超载一倍的车轮都在一半以上,汽车轮胎的标准气压应该是0.7MPa,但实际上已经增大到1.0MPa,以上,经过计算轴载的附加应力、路面结构层恒载的自重应力及不可避免的超载因素已经达到100cm之多,确切地说,路基压实度与弯沉值是因果关系,压实度不足会影响到弯沉值指标不满足路面结构层的承载力需要。因此;为结构层路面设计提供的技术参数偏低而且理论深度不尽全面,缺乏现场勘查理论数据的分析与计算,由于路基的整体强度薄弱也是造成路面结构层早期疲劳破坏的主要原因。对于不同干湿类型的路基,应采用不同的路基回弹模量,根据不同的路基回弹模量计算不同的路面设计弯沉值,不能狭义的以一张图纸设计代表几十公里路基设计的理论用于施工,国外的设计方法见下表1:根据计算得出的不同设计路基弯沉值,可通过路基补强或增加基层厚度取得一致的路基设计弯沉值,在此基础上通过路面结构的双层体系计算相同的路面结构层厚度。
结构层路面设计理念的改进问题
因汽车工业的技术发展与进步使轴载不断增大,而不应以大型车辆的诞生而扼杀运输能力,更说明我国路面结构层的设计的确存在理论缺陷,包括对建筑材料的质量品质以及计算理论存在不切合实际的问题,合理的建筑材料及路面结构层厚度满足路用功能是检验设计理论的标准。基层结构组合问题:尤其高速公路路面结构比较厚,一般厚度在80cm左右,基于路面结构层的低温抗裂性核高温稳定性的使用功能,设计时应该尽量将半刚性基层用做底基层,基层采用柔性基层的设计。柔性基层一般采用乳化沥青稳定大粒径碎石混合料或设计为ATB25~30做基层更为理想。柔性基层的结构特性和强度机理分析;通常采用大沥青碎石混合料做基层,使面层抵抗车辙、防止温差变形有显著作用,与传统的沥青混合料一样,其组成结构为骨架空隙结构、悬浮密实结构及骨架密实结构。骨架空隙结构属于开级配;骨架密实结构属于密级配,一般采用骨架密实结构为多,主要考虑了抗裂性能及坚固抗车辙能力。该结构特点是粗骨料充分形成石子与石子接触的骨架特征,剩余的空隙由少量的细集料、矿粉和沥青填充,因此;具备了良好的骨架稳定度,骨架稳定度指压实成型后的沥青混合料粗集料的体积密度Pcm与松堆密度Pna之比即为骨架密实度S=Pcm/Pna,骨架特性具有较大的内摩阻力和嵌挤力、骨架稳定性及强度衰减慢等特点,很好的抗高温变形能力,该结构更适用于高温或温差大以及重交通地区的基层。柔性基层的力学特点:因组成材料以粒料为主,具有较大的孔隙率,其主要特点不会因温度、湿度的变化引起收缩裂缝,相邻层次产生的裂缝也不会通过柔性基层反射到面层,具有良好的抗裂、防裂、和阻止裂缝扩展的能力。况且由于孔隙率大可及时、迅速的排除进入路面结构内的雨水,减轻沥青面层的水害影响。柔性基层的刚度小于刚性和半刚性基层,一般沥青稳定碎石的回弹模量约为1000Mpa,级配碎石的回弹模量约为500Mpa,因此,在沥青路面结构中沥青面层与柔性基层共同成为承重结构层。
结构层的路面设计原理与数学参数分析
沥青路面结构层的厚度计算公式原理与步骤:根据汽车轴载、轮胎直径与气压,采用双层体系的当量圆计算模式图1。按图解法包括路基在内将路面结构的多层体系换算成为三层体系,采用双层体系的当量圆计算模式,确定轮胎直径与气压,此次分别推算结构层厚度。以双轮组单轴载100KN为标准轴载,对不同车型轴载进行标准的轴载换算,N=∑.C1.C2.ni.(pi/p)4.35;累计当量轴次:Ne=[(1+γ)t-1×365].N.η/γ;轴载换算:N=∑.C1.C2.ni.(pi/p)8;设计弯沉值:Ld=600Ne-0.2.Ac.AS?Ab路面结构层的优化设计的宗旨是:实际弯沉值小于允许弯沉值Ls<Ld,实际弯拉应力小于允许弯拉应力σm<σR,实际剪应力小于允许剪应力τа<τR,合理造价小于最大值及大于最小值;hmin<h<hmax,路面总厚度大于冰冻厚度,H>Ht,根据不同地区气候条件分别设计。高速公路沥青混合料面层一般设计为三层结构,然而考虑到防水必须做封层,根据工程实践,将封层设计在上面层和中面层之间更为合理,一般使用1.5L/m2的改性沥青和铺撒2~3m3/Km2的碎石,粒径在5~10mm之间,通过脚轮压路机稳定后防水效果更好。有关沥青混合料的最大粒径D同路面厚度h的关系,经过大量的工程实践研究表明;随着h/D的增大路面的疲劳耐久性提高,但车辙量增大;反之h/D的减小而车辙量也减小,但耐久性降低,特别是h/D<2时;疲劳耐久性急剧下降,因此;结构层厚度与矿料最大粒径的比值应控制在h/D≥2为宜。<<公路沥青路面施工技术规范>>(JTJF40-2004)规定,对热拌热铺密级配沥青混合料;一层压实厚度不宜小于公称最大粒径的2.5倍,对于高速公路、一级公路不宜小于公称最大粒径的3倍,对于SMA和OGFC等沥青混合料则不应小于公称最大粒径的2.5倍。同时矿料的最大粒径宜从上而下逐渐增大,与结构层的设计厚度相匹配,以保证沥青路面的压实厚度、减少矿料离析。特别提倡沥青混合料实验采用的是GTM法成型试件;提倡同时以米歇尔理论加以验证,最大限度的提高了很合理的密度及相对减少了沥青含量,对路面低温抗裂性核高温稳定性有显著技术改进。
半刚性材料基层7d无侧限强度的设计理论问题