路床与路基图解,公路路基路面设计标准(<一>一般路基施工标准化指南)
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1、路床与路基图解:高速公路施工全流程管理(一)一般路基施工标准化指南
挖方路基
1、土质路堑开挖
1)施工工序
图1 土质路堑开挖施工工序
本篇选自《路桥工程》专栏,第12节“标准化实施手册”专题,永久更新!
2)施工要点
(1) 应先完成临时排水设施,确保施工作业面不积水;截水沟应与排水系统连接顺畅,确保水流通畅。
(2) 可作为路基填料的土方,应分类开挖、分类使用。非适用材料应按设计要求或作为弃方按相关的规定处理。
(3) 土方开挖应自上而下进行,不得乱挖、超挖,严禁掏底开挖。路堑开挖应严格按设计图进行,坡面一次性成形,且应开挖一级、防护一级。
(4) 在开挖过程中,应采取技术措施保证边坡稳定。在开挖至边坡线前,应预留一定宽度,预留的宽度应保证刷坡过程中设计边坡线外的土层不受到扰动。同时,应采用测量仪器对已开挖的坡面进行复核,以确保开挖坡面不欠挖、不超挖。
(5) 进行路基开挖时,基于实际情况,如需修改设计边坡坡度、截水沟和边沟的位置时,应及时按规定报批。边坡上稳定的孤石应保留。
(6) 开挖至零填、路堑路床部分后,应尽快进行路床施工;如不能及时进行,应在设计路床顶高程以上预留至少30cm厚的保护层。
(7) 挖方路基路床顶面终止高程,应预留因路床基底压实而产生的下沉量,其值通过试验确定。
(8) 路床施工前,应先开挖排水边沟,防止边坡雨水危害路床部分;路床需要换填时,应按设计要求进行,其压实度应满足《公路路基施工技术规范》(JTG F10—2006)的指标要求。
(9) 当路床土含水率高或为含水层时,应采取设置盲沟、换填、改良土质、土工织物等处理措施,路床填料除应满足规范要求外,还应具有良好的透水性能。
(10) 路床表层以下为非适用土、含水层、不满足CBR值材料或整理完成的路槽测试弯沉值不合格时,应换填符合路基强度的填料。换填深度应满足设计要求,一般为80~100cm,并应分层回填压实,且压实度应满足规范要求。
(11) 填挖交界处应挖台阶与填方路堤相衔接,台阶宽度不宜小于压路机碾压宽度,路床顶面衔接长度不宜小于5m。
(12) 弃方运至弃土场并按规定处理。
(13) 土方路堑开挖应根据地面坡度、开挖断面、纵向长度及出土方向,结合土方调配距离,选用安全、经济的开挖方案。
(14) 雨季施工地段,应做好防洪、防水、排水工作。对土质渗水路堑、截水沟、排水沟应及时铺砌或采取其他防洪措施,保证边坡稳定,起到排水防洪的作用;对施工人员应配备雨季作业劳动保护用品,并对职工进行雨季施工和防洪抢险教育。
(15) 冬季施工,应制订冬季施工计划,严格按冬季施工要求执行,并配备相应的施工设备,组织员工接受教育培训,确保冬季施工质量和安全;路堑开挖至路床面1m时,应停止开挖,做好临时排水沟,在表面铺松土保温,待正常施工时,挖去其余部分。
3)质量控制
工程质量应满足相关规范规定和设计要求,实测项目质量,应执行规范《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1—2004)规定的要求。
2、 石质路堑开挖
1)施工工序
图2 石质路堑开挖施工工序
2) 施工要点
(1) 石方开挖应根据岩石的类别、风化程度、节理发育程度、岩层产状和施工环境等确定开挖方案。石方爆破开挖路基应以光面爆破、预裂爆破技术为主,禁止采用大爆破施工;软弱松散岩质路堑,宜采用分层开挖、分层防护及坡脚预加固技术。
(2) 采用爆破法开挖石方,应先查明空中缆线、地下管线的位置,开挖边界线外可能受爆破影响的建筑物结构类型、居民居住情况等,然后制订详细的爆破技术安全方案。
(3) 收集现场数据加以分析,制订最优爆破方案。
(4) 严格检查爆破所需的各种器材。各器材应有出厂合格证书,方可使用。
(5) 所有爆破技术人员和现场操作人员,必须进行上岗培训,并取得资格证书,方可进行爆破作业。
(6) 对起爆顺序和起爆方式要进行分析和比较,以达到最佳效果。现场施工时,起爆网络连接要严格按要求和规范执行。在使用电雷管和导爆索之前要进行检测,确保设备无质量问题。
(7) 应加强装药过程的控制,严格按设计控制药量,不能少装或多装;间隔段填筑物要均匀;按岩石粉的自然密度装药,严禁捣实,堵塞的长度按要求安装。
(8) 爆破前,必须检查起爆网络,确保爆破顺序。
(9) 爆破施工宜按以下程序进行:测量标定炮孔位置、钻孔、炮孔检查、爆破器材准备、装药、连接爆破网络、布设安全岗哨、炮孔堵塞、爆破覆盖、起爆信号、起爆、消除瞎炮、处理危石、解除警戒、石方清运、爆破效果分析及资料记录。
(10) 挖方边坡应从开挖线往下分级清刷边坡,每下挖2~3m,应对新开挖边坡进行刷坡。对于软质岩石边坡可用人工或机械清刷;对于坚硬和次坚硬岩石边坡,可使用炮眼法、裸露药包法爆破清刷边坡,同时应清除危石、松石。清刷后的石质路堑边坡,坡率不应陡于设计规定。
(11) 每次爆破完毕后,应及时清运爆破石方;整理完毕应测量路床高程,高出设计高程的要进行铲除,直到符合设计要求为止;低于设计高程的要采用无机结合料稳定碎石、级配碎石填平、碾压密实。边坡的修整,即边坡表面的破碎岩石要全部清除掉,按设计要求进行刷坡。
(12) 石质路床底面有地下水时,可设置渗沟进行排导。渗沟宽度应满足设计要求,并不宜小于30cm,横坡度不宜小于6%。
3) 质量控制
工程质量应满足相关规范规定和设计要求,实测项目质量,应满足规范《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1—2004)的规定。
填方路基
填土路基
1. 试验路段
a) 在填方路基开工之前,应进行路堤的试验段施工。
b) 基底经检验合格后,根据自卸车容量计算堆土间距;填筑施工路段时,应打网格,均匀卸土,用推土机按设计松铺厚度在整个路基宽度内进行摊铺;土方摊铺后应用平地机整平,形成路拱,经测定厚度后,在最佳含水率时进行碾压。
c) 碾压时,采用振动压路机进行施工。在碾压过程中,测定并记录不同阶段路堤土方密实度及碾压后土层厚度,压实度应满足规范规定的密实度要求。
d) 试验路段完成后,应对试验路段施工进行总结,以确定适宜的施工工艺参数:
2. 施工工序
路基填筑施工工序
图3路基填筑施工工序
3. 施工要点
a) 土方路堤应分层填筑压实。用透水性不良的土质填筑路堤时,其含水率应控制在最佳压实含水率±2%之内。
b) 土方路堤,必须根据设计断面分层填筑、分层压实。分层最大松铺厚度应根据试验确定,且原则上不超过30cm;若工程实际填筑厚度需要超过30cm时,应根据试验确定,并上报监理工程师批准。路床顶面最后一层填筑,最小压实厚度不应小于10cm。
c) 路堤填土宽度每侧应宽于填层设计宽度50cm。压实宽度不得小于设计宽度,以确保路基修整边坡后路基边缘压实度满足规范和设计要求。
路基填筑示意图
d) 填筑路堤宜采用水平分层填筑法施工,即按横断面全宽分成水平层,逐层向上填筑;如原地面不平,应由最低处分层填起。每填筑一层,经过压实并符合规定要求后,再填上一层。
e) 横坡陡峻地段的半填半挖路基,必须在山坡上从填方坡脚向上按设计要求挖台阶,台阶宽度应满足设计及规范要求。
f) 不同性质的土应分层、分段填筑。同一水平层路基的全宽应采用同一种填料,不得混填。同种填料层累计总厚不应小于0.5m。
g) 土方路基压实度由灌砂法测定,并按试验路段测定的工艺施工。零填路基上下路床0~80cm范围内的压实度不应小于96%。如不符合要求,应翻松后再压实,使其压实度达到规定要求。
h) 随着填方高度的增加,路基顶应设置截水埂。截水埂应开口设置临时排水沟,其间隔不得大于50m,临时排水沟采用机砖砌筑,以免冲刷边坡。
i) 路面底面以下30cm必须选用透水性良好的砂性土进行填筑。
j) 高填方路堤需依据规范进行专项沉降和位移观测,观测方法按设计有关内容处理。
k) 填方路基必须按路面平行面分层控制填土高程,分层填筑的各层间应平整,符合平纵坡要求,不得出现积水,以免影响填筑及碾压质量。严格实行“划格上土,挂线施工,平地机整平”。运输车按要求卸料后,先用推土机粗平,后用平地机精平,依照测量人员埋置的桩位,准确铺出设计要求的横、纵坡,并形成路拱。
l) 半填半挖路基,应按设计要求开挖台阶。当挖方区为土质时,应对挖方区路床80cm范围土质进行超挖,再以透水性材料回填碾压,并按照设计要求铺设土工格栅及设置盲沟;当挖方区为坚硬岩石时,宜采用填石路基。
m) 当填方路堤分几个作业段施工时,两段交界处如在不同时间填筑,则先填段应按1:1坡度分层填筑。每层碾压至边缘,逐层收坡,待后填段填筑到位时,再把交界面挖成2m宽的台阶,分层填筑碾压;当两段同时施工时,应交替搭接,搭接长度不得小于2m。
n) 碾压前,对填土层的松铺厚度、平整度应进行检查,符合要求后,方可进行碾压。先静压,后振动碾压,碾压时直线段路基采用从两边向中间碾压的方法施工。压路机的碾压行驶速度不得超过4km/h,碾压应达到无漏压、无死角,确保碾压均匀。碾压达到试验段获取的遍数后,用灌砂法检验压实度,经监理工程师抽检验合格后,方可转入下道工序时。对不合格路段,进行补压后再做检验,直到合格为止。
4. 质量控制
工程质量应满足相关规范规定和设计要求,实测项目质量要求须满足规范《公路路基施工技术规范》(JTG F10—2006)的规定。
填石路堤
1)一般要求
a) 填料粒径不应大于50cm,并不宜超过层厚的2/3,不均匀系数宜为15~20。路床底面以下40cm范围内,填料粒径应小于15cm。
b) 填石路基需配备大功率重型压实机具(冲击夯)进行冲击补强。
c) 路堤施工前,应先修筑试验路段,确定满足表3-2中对孔隙率标准的松铺厚度、压实机械型号及组合、压实速度及压实遍数、沉降差等参数的要求。
2) 施工工序
填石路基施工工序见路基填筑施工工序
3) 施工要点
a) 填石路基宜用自卸汽车从一头上料向前推进。大型推土机按试验路确定的松铺厚度摊铺;边上料、边推铺,既能控制松铺厚度,又能使大小石料找到最佳位置,达到粗细颗粒分布均匀的效果,且又易于剔除超粒径石料,避免出现粗细颗粒离析的现象。
b) 采用中硬、坚硬石料填筑的路堤,应进行边坡码砌。边坡码砌石料强度、尺寸及码砌厚度应符合设计要求,边坡码砌与路基填筑应基本同步进行。
c) 填石路基应分层填筑、分层压实,分层摊铺厚度及最大粒径应满足相关规范和设计的要求。最后一层碎石料粒径应小于15cm,其中小于0.05mm的细粒含量不应小于30%。当上层为细粒土时,应设置土工布作为隔离层。
d) 如填石路堤的填料岩性相差较大,特别是岩石强度相差较大时,应将不同岩性的填料分层或分段填筑,不得混填。
e) 填石路堤逐层填筑时,应安排好石料运输路线。填筑时,由专人指挥、水平分层、先低后高、先两侧后中央上料,并用大功率推土机摊平。个别不平处应配合细石块、石屑找平。
f) 当石块级配较差、料径较大、填层较厚、石块间空隙较大时,应在每层表面的空隙里扫入石渣、石屑或中粗砂,使空隙填满。
g) 人工铺填石料时,应先铺填大块石料,大面向下,小面向上,摆平放稳。再用小石块找平,用石屑塞缝,最后压实。
h) 填石路堤碾压时,应先两侧(靠路肩部分)后中间,压实路线对于轮碾应纵向互相平行,反复碾压。
4) 质量控制
工程质量应满足相关规范规定和设计要求,填石路堤的质量检测,应采用施工参数与弯沉值联合控制。实测项目质量应足规范《公路路基施工技术规范》(JTG F10—2006)的要求。
3、 填挖交界处理
1)半填半挖地段填方,应按设计要求分层填筑,避免因填筑不当,而出现路基纵向裂缝。
2)要认真清理半填断面的原地面,将原地面设置成向内倾的台阶,度宜为2%-4%,再进行分层填筑。台阶宽度不得小于2m,在挖方一侧,台阶应与每行车道宽度一致,位置重合。
3) 填筑时,必须从低处向高处分层摊铺碾压。特别要注意填、挖交界处的拼接,碾压时要做到密实、无拼痕。
4)半填半挖路段的开挖,必须待下半填断面原地面处理好,经监理工程师检验合格后,方可开挖上挖方断面。对挖方中非适用材料必须废弃,严禁填在半填断面内。
路基填挖交界处理
4、 涵、台背回填
1)要点
a) 桥涵填土的范围必须严格按照设计文件执行。做好过渡段,过渡段路堤压实度应不小于96%,同时,纵向和横向防排水系统应连接通畅。
b) 结构物的填土应分层填筑,严禁向坑内倾倒,每层最大松铺厚度不得大于20cm。与路堤交界处应挖台阶,台阶宽度不应小于1m。
c) 台背填土的顺序应符合设计要求。梁式桥的轻型桥台台背填土,宜在梁体安装完成后进行;柱、肋式桥台台背填土,宜在台帽施工前,柱、肋侧对称、平衡地进行。桥台背和锥坡的回填施工宜同步进行,一次填足,并保证压实整修后能达到设计宽度。台背回填部分的路床宜与路堤路床同步填筑。
d) 涵洞应在盖板安装或浇筑后,在洞身两侧对称分层回填压实。顶面填土压实厚度大于50cm时,方可通过重型机械和汽车。
e) 结构物回填前,应在台背用油漆画好每一层的松铺厚度标志线,并分层回填压实。
f) 涵洞缺口填土,应在两侧对称均匀分层回填压实。如使用机械回填,则涵、台胸腔部分及检查井周围应先用小型压实机械压实后,方可用机械进行大面积回填。
g) 在填土过程中,应防止水的浸害。回填结束后,顶部应及时封闭。
h) 在涵洞两侧缺口填土未完成前,不得进行涵顶高程以上的填方施工。
2)质量控制
1) 涵、台背回填分层填筑,各分层松铺厚度不得大于20cm,压实度不得小于96%。
2) 桥涵台背、挡土墙墙背宜选用透水性良好的砂类土,其物理力学指标应满足相关规范和设计的要求。
5、冲击增强补压
1、一般要求
a) 大于8m的高填方路基,必须采用冲击式压路机进行冲击补强。
b) 填土平面长或宽大于等于80m,且冲击碾压深度2m内无涵洞或其他构造物时,路基每填高2m应冲碾一次。填石路基每填高3m应冲碾一次,砂性土及含水率高的黏性土不适宜冲击增强碾压。
c) 在山坳地段较多的山区和冲碾设备无法进入的施工地段,可采用80t的强振动压路机进行碾压补强。
d) 常规压实应已完成并通过检测,并统计每段路的填筑高度、层数。
e) 测点布置:按每20m设一个横断面,每一横断面布置3个测点,分别是在路基中线和距离左、右外侧边线(含加宽部分)lm处,并测出所布每个测点的高程。测点布置图如图 6.2.2所示。
f) 冲碾试验段工作已完成,试验段成果已得到批准认可,方可进行后续填筑施工。
2. 施工工序(图 6.2.3)
3. 施工要点
a) 冲击碾压不得代替常规压实,路基冲击碾压前必须经检验(“五度”检测)合格,并进行高程检测。
b) 原则上,路基每填高2m冲击碾压一次,每次为20遍,并应通过试验确定,路面底面(挖方段为石方的路段除外)顶面倒数第二层全线冲击碾压一次。
c) 对填土路基,冲碾后应对表层30cm厚范围内进行重新整平碾压,压实度应符合规范要求。
d) 冲击式压路机最大瞬间冲击功率不得小于25kJ,轮重为16t,动力不应小于294.2kW(400马力),行走速度不得小于l0km/h。
e) 冲碾时,应注意避免对涵洞或其他构造物造成损坏。
冲击式压路机施工工序
3、路基排水
边沟、排水沟、截水沟
1、施工工序:施工准备——基坑开挖一沟体砌筑——养护——伸缩缝处理
2、施工要点
1. 排水沟、边沟、截水沟的测量放样应适当加密,确保沟体线形美观,达到线形顺直、圆滑,并按设计要求设置沉降缝。
2. 路基排水应按设计及规范要求施工,并依照实际地形选择合适的位置将地面水和地下水排导出路基外,并与自然水系相衔接。
3. 在路基施工前应先施工截水沟。截水沟砌筑后,在坡体上方一侧的砌体与山坡土体连接处,坡面地表水容易产生渗漏,应严格进行夯实和防渗处理。特别是在地质不良、土质松软、透水性大或岩石裂隙较多的地段,截水沟应采取沟底、沟壁、出水口加固措施,以防止因顺山坡流下来的地表水渗入而影响坡体稳定。
4. 截水沟顶面应略低于自然坡面,若遇冲沟,应设缺口将水导入截水沟。
5. 截水沟的长度超过500m时,应设置出水口,并将水引入自然河沟或桥涵进水口。截水沟的出水口,宜设置排水沟、急流槽或跌水,与其他排水设施平顺衔接。
6. 截水沟出水口一般应设深度不小于1m的截水墙或消能设施,以免出水口在水流作用下被冲毁;排水系统应完善,不得随意排放或直接冲刷边坡。
7. 边沟、排水沟施工放样,一般以两个结构物之间的长度为一个单元,以确保边沟、排水沟与结构物的进出水口顺利连接。
8. 为防止边沟水流满溢或冲刷,应尽可能的利用当地的有利地形条件,采取相应措施,将边沟水流分段设置出水口排出路基外。三角形边沟每段长度不宜超过200m,多雨地区梯形边沟每段长度不宜超过300m。
9. 边沟纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接,不允许曲线内侧有积水或外溢现象。曲线外侧边沟深度应适当加深。
10. 边沟加固:土质地段边沟沟底坡度大于3%时,易被水流冲刷,应采取加固措施。采用干砌片石铺砌边沟时,应选用有平整面的片石,砌缝用小石子嵌紧;采用浆砌片石铺筑时,砌缝砂浆强度应符合设计要求,砂浆应饱满,沟身应不漏水;采用沟底抹面加固时,抹面应平整压光。
11. 排水沟长度不宜过长,以免流量过大造成漫溢,一般不宜超过500m。
12. 排水沟距路基坡脚不宜小于3m。排水沟的出水口应采用跌水和急流槽将水流引入路基以外或桥涵构造物。排水沟一般应采用加固措施,防止冲刷。
13. 边沟基坑开挖至设计高程时,应留出5-10cm的富余,由人工修整成型,确保边沟、排水沟的边坡平整、稳定,严禁贴坡。基坑开挖后,需进行沟底高程复测,确保沟底纵坡衔接平顺。
14. 施工期间,永久性排水应与临时排水相结合,防止雨水冲刷;如路堑边沟每隔50m应预留排水孔道;填方路堤每隔50m采用机砖砌筑宽0.7m的临时流水槽与路堤排水沟相连接。
3、质量控制
工程质量应满足相关规范规定和设计要求,实测项目质量应满足规范《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/l-2004)的规定。
跌水、急流槽
1、施工工序:测量放样——基坑开挖——墙体砌筑
2、施工要点
1. 跌水与急流槽宜用浆砌圬工结构;跌水的台阶高度应按设计或根据地形、地质等条件确定;多级台阶的各级高度可以不同,其高度与长度之比应与原地面坡度相适应,台阶高度应不大于0.6m,不同台阶坡面应上下对齐。
2. 跌水可用浆砌片石或水泥混凝土浇筑。沟槽、壁及消力池的边墙厚度:浆砌片石为0.25~0.4m,混凝土为0.2m,高度应高出计算水位至少0.2m,槽底厚度为0.25~0.4m,出口应设置隔水墙。
3. 跌水应按设计要求设施工消力槛。
4. 跌水槽一般筑成矩形,但跌水高度不宜过大,槽底纵坡应较缓,也可采用梯形断面。梯形跌水槽身应在台阶前0.5~1.0m和台阶后1.0~1.5m范围内加固。
5. 急流槽的纵坡,一般不宜超过1:1.5,可用浆砌片(块)石砌筑或混凝土浇筑。
6. 急流槽的基础应嵌入地面以下,其底部应按设计要求砌筑抗滑平台,并设置端护墙。
7. 进水槽和出水槽底部应采用片石铺砌。水泥浆勾缝长度一般不应小于10m;特殊情况下,应在下游铺设厚0.2~0.5m、长2.5m的防冲铺砌。
8. 长急流槽应分段砌筑。每段长宜控制在5~10m,接头处以防水材料填缝,应密实无空隙。
9. 急流槽宜砌成粗糙面,或嵌入约10cmxl0cm坚石块,以消能减小流速。
10. 对于汇水面积较大的路堑边坡急流槽,应考虑加大、加深急流槽尺寸,并在底部设消能设施后,导入路基排水系统。
3、质量控制
工程质量应满足相关规范规定和设计要求,实测项目质量应满足规范《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)规定的要求。
4、 雨季施工
1、雨季施工:应做好雨季施工项目安排。土方路堑作业一般应选择砂类土、碎砾石和弃方段施工,除施工车辆外,应严格控制其他车辆在施工场地通行。重黏土、膨胀土、盐渍土及利用方地段不宜在雨季施工。
2、为保证施工质量及施工安全,在路堑施工中,根据雨水情况,应合理安排工程项目和进度。对边沟、截水沟、排水沟及弃土堆的整理等,应在雨季前完成。应修建临时排水措施,保证雨季作业的场地不被洪水淹没,并能及时排除地面积水。
3、 雨季开挖土质路堑时,应分层开挖,开挖面应设置排水纵横坡,以便及时排除积水。
4、雨季开挖路堑,挖至设计高程以上30-50cm时,应停止开挖,并在两侧挖排水沟,待雨季过后,再挖到路床设计高程。
5、低洼地段和高填深挖地段的土质路基、工程地质不良路段以及排水困难路段,不宜安排在雨季施工。
6、雨季填筑路堤施工时,应注意填料的选择。宜选用透水性的碎、卵石、砂砾、石方碎渣和砂类土作填料。
7、雨季施工时,取土、运土、铺填、压实等各道工序应连续进行,雨前应及时完成已填筑完毕的土层,并做成2%~4%的横坡度,按要求设置挡水埂、排水沟,以便排除积水。
8、应每天了解当地的天气变化情况,合理组织土方施工。运料车卸料后,推土机应立即跟上,推平距离够平地机工作时,平地机应尽快展开;遇到阴雨天气时,应及时碾压封住路基顶面,待天晴后再行翻晒、碾压。#冬日生活打卡季#
2、路床与路基图解,公路路基路面设计标准
公路路基路面设计标准?一、路面的基本结构路基和路面是公路的主要工程结构物路基是在天然地表面按照路线的设计线性(位置)和设计横断面(几何尺寸)的要求开挖或填筑而成的岩土结构物,是路面的基础,承受由路面传来的行车荷载路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料分层铺筑的供车辆行驶的一种层状结构物,现在小编就来说说关于公路路基路面设计标准?下面内容希望能帮助到你,我们来一起看看吧!
公路路基路面设计标准
一、路面的基本结构
路基和路面是公路的主要工程结构物。路基是在天然地表面按照路线的设计线性(位置)和设计横断面(几何尺寸)的要求开挖或填筑而成的岩土结构物,是路面的基础,承受由路面传来的行车荷载。路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料分层铺筑的供车辆行驶的一种层状结构物。
路床:路面结构层底面以下0.8 m范围内的路基部分称为路床。路床分为上路床(0~0.3 m)和下路床(0.3~0.8 m)两层。
上路堤:路面结构层底面以下0.8~1.5 m的填方部分称为上路堤。
下路堤:上路堤以下的填方部分称为下路堤。
高速公路、一级公路的路基宽度一般是由车道、中间带和路肩组成的,如图1-1所示。
二、三、四级公路的路基宽度一般是由车道和路肩组成的,如图1-2所示。
【施工规范】
高速、一级公路石灰应不低于Ⅱ级,二级公路石灰应不低于Ⅲ级,二级以下公路宜不低于Ⅲ级。高速、一级公路的基层,宜采用磨细消石灰。二级以下公路使用等外石灰时,有效氧化钙含量应在20%以上,且混合料强度应满足要求。
1、具有足够的承载力
行驶在公路上的汽车,通过车轮把垂直力、水平力以及汽车产生的振动力和冲击力传给路面,使路面结构内部产生应力、应变和位移。如果路基和路面结构整体或某一组成部分的强度或抵抗变形的能力不足,路面就会出现断裂、沉陷、波浪或车辙等病害,影响路基、路面的正常使用。
【施工规范】
高速、一级公路极重、特重交通荷载等级基层的4.75 mm以上粗集料应采用单一粒径的规格料。
在路基和路面交工验收时,一般情况下,柔性材料(如级配碎石、沥青混凝土)用弯沉表示承载力,刚性材料(如水泥混凝土)、半刚性材料(如无机结合料稳定材料)用强度表示承载力。
【施工规范】
混合料摊铺应保证足够的厚度,碾压成型后每层摊铺厚度宜不小于160㎜,最大厚度宜不大于200㎜。
施工过程的压实度检测,应以每天现场取样的击实结果确定的最大干密度为标准,每天取样的击实试验应符合下列规定:
A击实试验应不少于3次平行试验,且相互之间的最大干密度差值应不大于0.02g/cm3;否则,应重新试验,并取平均值作为当天压实度的检测标准。
B该数值与设计阶段确定的最大干密度差值大于0.02g/cm3时,应分析原因,及时处理。
2、具有足够的稳定性
路面结构的稳定性是指路面结构在水和温度等自然因素的作用下,能较好地保持其工程设计要求的几何形态及物理、力学性能。路面结构的稳定性主要包括整体稳定性、水稳定性、温度稳定性(高温稳定性或低温稳定性)等。
气温的周期性变化对路面结构的稳定性有重要影响。高温季节沥青路面因软化,会在车轮荷载的作用下产生较大的变形。水泥混凝土路面面板在高温季节会翘曲变形,在车轮荷载的反复作用下,容易产生裂缝或造成断板。北方在低温冰冻季节,沥青路面、水泥混凝土路面、半刚性基层由于低温会产生大量收缩裂缝。
3、具有足够的表面平整度
路面表面平整度是影响行车安全、行车舒适性及运输效益的重要使用性能。不平整的路面表面会增大行车阻力,并使车辆产生附加的振动作用。这种振动会造成行车颠簸,影响行车的速度和安全、驾驶的平稳和乘客的舒适感。此外,不平整的路面还会积滞雨水,加速路面的破坏。
优良的路面平整度,要依靠优良的施工装备、精细的施工工艺、严格的施工质量控制以及经常和及时的养护来保证,路基交工验收要验收平整度,路面的所有结构层次均要验收平整度。
4、具有足够的表面抗滑性能
路面表面要求平整,但不能光滑。汽车在光滑的路面上行驶,车轮与路面之间缺乏足够的附着力(摩擦力),在雨天高速行车,当紧急制动或突然起动、爬坡或转弯时,车轮易产生空转或打滑,致使行车速度下降,油料消耗增加,甚至引发交通事故。
沥青路面表面的抗滑能力通常选用坚硬、耐磨、表面粗糙的粗集料来实现,而对水泥混凝土路面则会采取一些工艺性措施(如刻槽)来实现。
5、具有足够的耐久性
路面结构在行车荷载和冷热、干湿气候因素的多次重复作用下,路面材料会产生老化衰变,路面的使用性能将逐步降低,从而逐渐产生疲劳破坏和塑性形变累积,缩短路面的使用年限。因此,路面结构必须具备足够的抗疲劳强度及抗老化和抗累积形变的能力,以保持或延长路面的使用寿命。
为了提高路面的耐久性,除了精心设计、精选材料和精细施工外,经常和及时地养护、维修和恢复路用性能也是十分必要的。
6、具有尽可能低的扬尘性
车身后面所产生的真空吸力会将路表的细小颗粒吸出而造成尘土飞扬,导致路面出现松散、脱落和坑洞等破坏。路面扬尘会影响行车视距,降低行车速度,给沿线环境卫生带来不良影响。因此,要求路面在行车过程中应尽量减少扬尘。
二、路面结构层次
路面结构通常是分层铺筑的,即按照使用的要求、受力状况、土基支撑条件和自然因素影响程度的不同分成若干层次。
按照各个层位功能的不同,路面结构层一般可划分为面层、基层、底基层和垫层等多层,如图1-3所示。
1、面层
面层是直接承受车轮荷载的反复作用和自然因素影响的结构层,它承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用,同时还受到雨水侵蚀和气温变化的影响。因此,面层应具备较高的结构强度、抗变形能力、较好的水稳定性和温度稳定性,而且应当耐磨、不透水;其表面还应具有良好的抗滑性和平整度。
修筑面层所用的材料主要有水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎(砾)石、砂砾(碎石)掺土(或不掺土)的混合料及块料等。路面面层的材料类型及适用范围见表1-2。
2、基层与底基层
基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力,并将力扩散到下面的垫层和土基中。当基层太厚时,为保证工程质量,可将其分为两层或三层铺筑。当采用不同材料修筑基层时,下层为底基层。当底基层为双层时,可分别称为上底基层、下底基层。
修筑基层和底基层的材料主要有各种结合料(如石灰、水泥、沥青等)稳定土或稳定碎(砾)石、贫水泥混凝土、天然砂砾、碎石、砾石、片石、块石,各种工业废渣(如煤渣、粉煤灰、矿渣、石灰渣等)和土、砂、石所组成的混合料等。常用的基层和底基层类型见表1-3。
【施工规范】
用作基层时,高速公路和一级公路公称最大粒径应不大于26.5mm,二级及二级以下公路公称最大粒径应不大于31.5mm;用作底基层时,公称最大粒径应不大于37.5mm
基层在养生过程中出现裂缝,经过弯沉检测,结构层的承载能力满足设计要求时,可继续铺筑上面的沥青面层,也可采取下列措施处理裂缝:
1)在裂缝位置灌缝。
2)在裂缝位置铺设玻璃纤维格栅。
3) 洒铺热改性沥青。
灌缝时原则上不对裂缝扩缝。铺设玻璃纤维格栅与洒铺热改性沥青综合处治是当前处治裂缝向上反射最佳措施,适用于基层裂缝比较严重路段。
3、垫层
垫层是设置在基层(或底基层)和土基之间的结构层,它的主要作用体现在两个方面:一方面是改善土基的湿度和温度状况,以保证面层及基层的强度、刚度和稳定性不受土基水温状况变化的影响;另一方面是将基层传来的车辆荷载应力加以扩散,以减少土基产生的应力和变形,同时也能阻止路基土挤入基层中影响基层结构的性能。
垫层应具有排水、隔水、防冻、防污等功能,故对修筑垫层所用材料的强度要求并不是很高,但要求其水稳定性和隔温性能要好。垫层常用的材料有两类。
4、路拱及路拱横坡度
为了保证路面上的雨水能够被及时排出,减少雨水对路面的浸润和渗透,从而保证路面的结构强度,路面表面应做成中间高、两侧低的形状,称之为路拱,如图1-3所示。在横断面上,路拱常采用直线形(直线-直线)和直线抛物线组合线形(直线-抛物线-直线)两种形式。
5、路面排水结构
路面排水的目的是迅速排除路面表面的大气降水和渗入路面结构中的水,防止水对路面结构层造成损害(水损害),确保路面结构的强度和稳定性。
路面排水设计应根据公路等级、降水量、路线纵坡等因素,结合路基、桥涵结构物的排水设计,合理选择排水方案,布置排水设施,形成完整、畅通的排水体系,保证路基和路面的稳定。路面排水包括路面表面排水、中央分隔带排水及路面内部排水。
路面表面排水常采用分散排水和集中排水两种形式。分散排水由路面横坡、路肩和边坡防护组成,适用于路线纵坡平缓、汇水量较小、路堤高度较低的路段。集中排水由路面横坡、拦水缘石或矩形槽、泄水口和急流槽组成,适用于路堤高度较高或路堤边坡易受冲刷的粉性土、砂性土路段及凹形曲线的底部等。
对于新建高速公路超高段的集中排水,宜采用在左侧路缘带的左侧设置带有钢筋混凝土盖板的预制整体式U形混凝土沟或缝隙式排水沟,每25~50 m设一处集水井,并通过横向排水管引至边坡的急流槽或暗管中,如图1-7所示。
中央分隔带的排水设施由排水沟(明沟、暗沟)、渗沟、雨水井、集水井、横向排水管等组成。中央分隔带可采用凸式(见图1-8)、平式或凹式,一般不封闭,但也可封闭。
1)路面边缘排水系统由纵向排水管、横向出水管、集水沟和反滤织物(土工布)等组成,如图1-9所示。
2)排水基层。当路面内部可能出现自由水滞留时,可采用沥青碎石或骨架空隙型水泥稳定碎石或级配碎石做排水基层。
纵向集水沟可设在面层边缘外侧、路肩下或路肩边缘外侧,如图1-10所示。集水沟中的填料应采用与排水基层相同的透水性材料。水沟的下部设置带槽口或圆孔的纵向排水管,并间隔适当距离设置不带槽孔的横向出水管。
3)排水垫层。为拦截地下水、滞水或泉水进入路面结构,或排出因负温差作用而积聚在路基上层的自由水, 可直接在路基顶面设置透水性排水垫层,并适当配置纵向集水沟、排水管或出水管等,如图1-11所示。
三、路面的分级与分类
路面等级分为高级、次高级、中级和低级,不同路面等级的面层类型和所适用的公路等级见表1-5。
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