HI,欢迎来到学术之家,期刊咨询:400-888-7501  订阅咨询:400-888-7502  股权代码  102064
0
首页 精品范文 公路排水设计规范

公路排水设计规范

时间:2023-06-06 09:30:16

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇公路排水设计规范,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

公路排水设计规范

第1篇

关键词:市政化改造 雨水计算 径流量

近年来,随着我国城市化进程的加快,城市范围不断向外扩大,使得所在区域内的道路断面形式需由原来的公路式向市政化转变,从而对道路排水设施提出了相应的改建要求。本文涉及的亭卫南路城市化改造便是基于此背景下,对原有道路采用的公路排水模式进行市政化排水设施改造。

1.项目概况

亭卫南路改建工程位于上海市金山区,路线总长2.629km,道路全线为公路式断面。由于430m下穿金山铁路支线段纳入金山铁路支线改建工程,故项目实际改建长度2.199km。

本项目除对现状路面结构进行改造外,同时两侧增设非机动车道及人行道,并在非机动车道下同步新增排水管线。改造后的道路性质仍为公路二级,但横断面形式及道路功能变为城市道路模式。

2.项目沿线排水现状2.1雨水排放现状

本项目路线所经区域东侧主要为耕地、鱼塘等,西侧则为在建中的住宅小区,现状雨水经边沟收集后自流排入相交规划保留河道。

2.2污水排放现状

本项目涉及范围内沿项目道路东侧农田及绿地下已建有Φ400、DN800污水片区收集主管各一根以及Φ1650污水排海总管一根。污水排海总管主要接收金山新城内各片区污水后,最终进入位于金山铁路支线南侧、本项目道路东侧的已建新江水质净化厂进行处理。

3.项目沿线排水规划3.1河道规划

本工程所在区域水面率达9~10%,湖泊、湿地面积率为2~3%,且分布较为均匀,河道间距控制在1000m以内。工程沿线涉及河道主要有三条,分别为老龙泉港、运石河及亭卫南路西河。

3.2雨水规划

区域内河道水位受闸控制,常水位为2.4m,最高水位受黄浦江潮位影响,除涝控制最高水位为3.9m,除涝预降水位为2.0m。金山新城区域内规划道路高程为4.5m~5.8m,现状实际地面标高为4.3~4.5m。因此本项目所属区域以城市圩区排水模式为主,兼顾泵排为辅。雨水经雨水管道收集后就近分别自流出浜至老龙泉港、运石河及亭卫南路西河。

3.3污水规划

本项目所属区域污水均通过项目道路东侧的Φ1650污水排海总管进入已建新江水质净化厂进行处理,处理达标后排入杭州湾。新江水质净化厂远期处理能力为15万m3/d。

3.4地块规划

根据金山新城地块性质规划,本项目道路沿线两侧均有60m宽控制绿带,西侧绿带外为亭卫南路西河。

4.设计方案的确定

由于道路两侧地块污水已由现状污水管道收集,且项目两侧规划绿带今后亦不产出污水,故本项目不新建污水管道。

因本项目道路西侧绿带外即为规划新建亭卫南路西河,且基本一直平行本次道路走向,而道路东侧绿带外地块雨水均通过东西走向道路向东排入规划保留河道,故本项目实际可仅考虑道路范围内雨水的排出,但考虑到道路外侧仍有各60m规划绿带,因此对于雨水方案的设计考虑采用两种不同的计算方法进行比较后最终确定。两种计算方法分别是:①根据《公路排水设计规范》,对道路雨水径流量进行计算,该种计算方法适用于公路中的边沟设计;②根据《室外排水设计规范(2011年版)》及《给水排水设计手册》第五册,对道路雨水径流量,该种计算方法适用于市政道路中的雨水管道设计,其中本方法又分为仅考虑道路范围汇水面积和同时考虑路外侧规划绿带的部分汇水面积两种。

5.采用公路两侧设置边沟时的水力参数计算

采用公路工程《公路排水设计规范》中公式计算雨水流量:Q=16.67ψqF (5.1)

式中:Q—— 设计径流量(m3/s);q—— 平均降雨强度(mm/min);F ——坡面汇流历时(min)。

(1)按《公路排水设计规范》表3.0.2中对重现期的进行选择。

8.运营情况

根据上述三种方法计算比较后可知,市政计算方法得到的雨水径流量略大于公路计算方法得出值,且当汇水面积包含两侧部分绿带面积后,虽雨水径流量均按照市政计算方法计算,但因采用不同的设计参数,因此导致实际计算得出的径流量将小于仅考虑全路面范围汇水面积的径流量值。综上,最终决定本次亭卫南路改建工程应采用道路下设置雨水管道且不考虑两侧绿带的方法进行雨水管径的设计,计算得出的新建管道管径可同时满足上述三种情况下的雨水流量收集及排放。

亭卫南路改建工程已于2012年5月通车,经过一年的使用,道路下雨水管道均能快速的将路面雨水收集并排放至附近河道,同时未出现道路积水等不良情况,各方面反映均较好。

参考文献:

[1]上海市建设和交通委员会.室外排水设计规范(GB50014-2006).中国计划出版社,2011.

[2]同济大学.公路排水设计规范(JTJ018-97).人民交通出版社,1998.

第2篇

    关键词 高速公路 排水设计

    1 概述

    高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显着的影响。高速公路排水设计应包含以下两个方面的内容:其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响,一般称之为第一类排水;其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外,最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响,减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害,这称为第二类排水。

    第一类排水设计通常采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟,排除施工期地表水并降低地下水,同时在路基底部掺加低剂量石灰处理,设置40cm厚的稳定层等。采用这一系列措施可起到事半功倍的效果。

    第二类排水设计一般包括:

    (1)通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等,将路表水迅速排出路基以外;

    (2)设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管,将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外;

    (3)设计泄水孔以迅速排除桥面水;

    (4)设计中采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。

    综上所述,笔者结合扬州西北绕城高速公路在设计以及施工中出现的问题谈一点自己的体会。

    2 边沟排水设计

    边沟设计在高速公路排水设计中占有很大的比重,设计人员都给予高度重视,但在设计过程中往往会忽视一些施工中的问题,如边沟的尺寸不考虑具体情况,死搬硬套有关规范、规定;又如施工单位大都未能按有关设计要求将原地表土、河塘清淤土等弃土运送至取土坑内用于复垦还田,而是弃放于路线两侧河塘中,造成部分河塘无法将路基水排入。另外由于沿线农田为分户承包,当地乡镇为了减少地方矛盾的产生,常常要求增加、改移和调整小型构造物设置位置。还有一点就是设计中没有充分考虑利用高速公路施工中超宽填土土方等。

    2.1 边沟尺寸选定

    边沟的排水能力主要取决于以下几个设计参数:边沟底流水坡度、边沟截面尺寸、形状、边沟的表面粗糙程度。

    依据江苏省高速公路设计及公路排水设计规范要求,高速公路的边沟一般采用边坡为1∶1的梯形明沟,因此,可采用《公路设计手册路基》中梯形断面沟渠的水力计算公式计算梯形排水边沟的排水能力:

    Q=WC

    式中:Q—流量;

    W—边沟断面面积;

    C—流速(谢才)系数;

    R—水力半径;

    i—边沟沟底纵坡。

    根据高速公路所处地理位置,采用扬州市历史最大小时降雨量,以流入边沟的水不溢出边沟为限,并假设扬州西北绕城高速公路的路基平均填土高度为3.5m,由此,汇水带宽约为23m,则可依据不同的边沟沟底坡度、不同的边沟底宽(或边沟截面积)的排水能力,计算出所能承受的路面排水最大长度。扬州西北绕城高速公路一般每公里设置三道涵洞,即300m左右有一道涵洞,也就是说路面排水长度一般在100m~200m之间。

    通过分析、计算确定,扬州西北绕城高速公路边沟采用50cm的梯形边沟即可满足路基排水需要。

    2.2 边沟设计的原则

    (1)一般路段的路基边沟设计原则:以填筑式边沟为主,尽量减少路基边沟积水现象的发生。这主要是吸取已建成的高速公路中的教训:1部分路段在汛期内路基水不能及时排除。2地方群众干扰路基水排入灌溉涵洞内。

    (2)路基边沟纵坡的要求:根据交通部部颁《公路路基排水设计规范》要求,采用浆砌片石修筑的边沟为满足排水需要,边沟纵坡应不小于0.12%,由于本项目位于丘陵岗区和冲积平原区,原地形既有较大起伏又有部分平坦地段,本着既要解决路基排水问题,又要经济合理的原则,确定路基排水边沟沟底纵坡一般情况下不小于0.15%。

    (3)对于边沟水进入涵洞及跨越通道等情况的处理:沿线设置的涵洞有排涵、灌涵和灌排两用涵。对于需排入排涵的边沟,其边沟底标高不低于涵洞中心的标高;需排入灌涵的边沟,其沟底标高不低于涵顶标高;而对于灌排两用的涵洞应按灌涵要求设置,特殊情况时可适当降低。为防止冲刷涵洞,原则上采用边沟急流槽连接边沟和涵洞洞口。一般情况下边沟尽量少穿越通道,当排水需通过通道排入涵洞时,应优先采用边沟盖板涵,特殊情况下可采用边沟倒虹吸穿越通道。

    (4)对边沟标高及纵坡方向的问题:根据路线纵断面和沿线自然地形情况综合确定,通常以沿线自然地形为主确定排水方向。边沟底标高控制应以该段路肩边缘最低点标高以下大于1.7m为宜,原因是考虑到路线中央分隔带横向排水管不能因边沟积水而引起倒灌。对于个别特殊路段不能满足1.7m要求的,可放宽至1.4~1.5m,若另一侧边沟较低时应优先采用单侧布设横向排水管。

    (5)对于挖方段边沟:考虑到中央分隔带横向排水管排水要求,边沟底标高不低于路肩标高1.2m,同时要求边沟纵坡不小于0.5%。施工期要求各施工单位必须首先在挖方段边坡顶开挖截水沟以防止路基外侧水进入路基,并且应做好挖方段本身临时排水沟的设置工作。

    3 中央分隔带排水设计

    高速公路中央分隔带排水设计主要为排除中央分隔带内积水,可分为施工期间和道路营运期下渗水的排除。

    施工期间排水量取决于最大瞬时降雨量及中央分隔带的汇水面积。一般情况下,由于高速公路中央分隔带内设置有通讯、监控用管线的人手孔,因此,中央分隔带排水长度应为两个人手孔之间的间距,一般路段的最大间距为180m。

    扬州市历年最大瞬时降雨量为28.8mm/10min,根据本次设计中央分隔带宽为2m,计算出中央分隔带施工期需要的最大排水能力为:

    Q=Aγ=2×180×0.0028.8=1.0368m3/S

    式中:A—中央分隔带汇水面积;

    γ—最大瞬时降雨量

    横向排水管的排水能力按长管自由出流的流量计算公式进行计算:

    式中:K—流量模数,与管道断面形状、尺寸和粗糙度有关;

    H—水头高度;

    L—横向排水管长度

    由以往高速公路设计经验可知,高速公路横向排水管长为15m左右,横向排水管坡度为2%,采用以上公式  计算出施工期最大瞬时降雨量时所需要的横向排水管管径为255mm。如果按有关排水设计规范要求50m设置一道横向排水管,即排水长度缩短为50m,则需要的横向排水管管径为75mm。

    但在实际施工过程中存在许多问题,如中央分隔带是在基层施工后进行开挖施工的,开挖的边沟表面粗糙,沥青不易粘结牢固,不能形成均匀、无破损的防渗层。土工布因有接缝,不能形成整体而达到完全不透水的程度。因此,当盲沟积水时侧面仍将无法阻止水渗入路基。

    由于施工质量不易控制,造成横向排水管标高误差或产生淤塞,从而使上游横向排水管排水不畅,大量的水流向最低处,而最低处的横向排水管由于设计时包裹无纺土工布或产生淤塞,使排水能力严重不足,从而导致下游中央分隔带积水严重,有的下雨后几天中央分隔带仍有积水,使路基长时间浸泡,影响了路基、路面的强度。

    由于通讯、监控管线人手孔的设(下转第9页)(上接第13页)置阻断了中央分隔带排水,造成中央分隔带积水或积水渗入人手孔。

    为了解决这些问题,采用以下办法处理:对于设计底坡小于0.3%的,采用锯齿形纵向矩形碎石盲沟,并于盲沟底部设置软式透水管和每隔30~50m设置集水槽汇集中央分隔带雨水或渗水;根据以上计算,中央分隔带每隔30~50m设置一道横向排水管,将盲沟中的水排出路基以外;在中央分隔带内设置2cm厚水泥砂浆层、沥青防渗层及土工布防渗层,防止中央分隔带中水从侧面向路基渗透。

    4 路面渗水的排水设计

    沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物(土工布)组成的路面边缘排水系统。

    通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限,考虑到排水路径的限制,因此,设计中采用每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。

    参考文献

第3篇

关键词:服务区;给排水;节能;中水;用水量

Abstract: the highway service area is the main highway affiliated facilities, its main functions for vehicles and personnel to provide catering, shopping, rest, entertainment, communication, refueling and maintenance services. In the national advocacy of energy conservation and emissions reduction, green buildings, under the trend of service as an important ancillary facilities of highways, due to numerous, use frequency is high, become an important object of energy conservation and emissions reduction. How to energy saving methods in service area design that will become the new subject for each major including water supply and drainage. In this paper, the related key points in the design of expressway service area water supply and drainage measures and energy saving design has carried on the detailed discussion.

Keywords: service area; Water supply and drainage; Energy saving; Water; Water consumption

中图分类号:U412.36+6文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

国家现行给排水节能设计相关规范

我国现行节能设计规范中,与高速公路服务区(以下简称服务区)给排水设计领域相关的规范并不多。主要规范如下:GB50189—2005《公共建筑节能设计标准》、GB50015—2003《建筑给水排水设计规范》(以下简称规范)、GB50242—2002《建筑给水排水与采暖工程施工质量验收规程》、GB50364—2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》、GB50335—2002《污水再生利用工程设计规范》、GB50336—2002 《建筑中水设计规范》、CJ164—2002《节水型生活用水器具》等。

当前高速公路给排水设计中存在的问题

(一)设计水量与实际情况偏差较大

由于服务区客运流量变化大,设计人员缺乏服务区的实际客流量和用水量的数据,或者定额选取不当,加上本身水量难以预测,经常造成设计水量大于实际水量。根据统计数据,个别服务区的污水处理设施的设计流量比实际流量大10倍甚至20倍以上。设计流量过大,在给水排水工程设施、能耗、管理等方面都会有很大浪费,建议设计人员应详尽调查、积累相关数据,在给水排水设计时充分考虑水量的波动,如合理设置水池、水箱、废水调节池等流量调节设施,供水设施、废水处理设施的设计尽量能保证宽范围、低能耗的经济运行等。

(二)废水回用设施缺乏,造成水资源浪费

一般服务区远离市政管网,不管是采用自备水源还是市政水源,用水成本都较高。而我国的服务区普遍缺乏废水回用的措施。

(三)服务区污水处理不达标

由于经济历史原因我国早期建设的公路附属设施大都采用化粪池作为处理方式,90年代后期才逐步安装了污水处理装置。目前我国一些老服务区的污水处理设施仍采用普通化粪池,出水水质一般达不到排放标准而对周围环境造成污染,尤其是在客运高峰时段。随着我国环保力度的加强,服务区的环保工作也应从管理、技术和经济投入上加大,以促进经济可持续发展。

高速公路服务区给排水设计中的要点

(一)水量计算

由于目前还没有明确的关于高速公路服务区给水排水设计的规范和方法,故在笔者的工程实例中,除公厕、餐厅用水量是根据使用人数来计算外,其余用水量依据城市、居住小区及建筑给水排水的有关设计原理来进行。

高速公路服务区用地规模主要依据其停车需求规模推导而来。根据停车位计算公式,一侧停车车位数=一侧设计交通量×停留率×高峰率/周转率,(一侧设计交通量=设计日交通量×假日服务系数×0.5),由服务区的大车、小车停车位数乘以每车人数乘以停车次数,估算出每日停留使用公厕人数,设最高日用水定额为每人每次4L,使用时数 16小时 ,小时变化系数为 1.5,由此计算出公厕最高日用水量。就餐人数少于如厕人数,在公厕使用人数的基础上乘以一定的系数估算出餐厅使用人数,每一顾客每次用水量20L,小时变化数1.5,每日使用时间为12小时,由此计算出餐厅最高日用水量。再将由此计算出的公厕用水量和餐厅用水量与其它用水量相加,得出总最高日用水量。

(二)排水设计

污水排放的水质指标需满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996),为达标排放,需设置污水处理设施,由于服务区水质与典型的生活污水接近,加上服务区内缺乏专业人员,在我国常采用便于管理的地埋式一体化处理设施,其主体工艺一般以生物接触氧化的形式居多,据统计占70%以上。

服务区的污水去向有以下两种方案可供选择:一是进行资源化利用;二是进行有效处理,待合格后排放水体。

1、资源化利用

生活污水资源化既可以节约水资源,又可为农作物生长提供丰富的有机养分,更有利于保护环境。但服务区粪便污水资源化利用也有麻烦:一是服务区建设方需与当地农业部门联系,并签订协议,确保有足够的消纳服务区生活污水的农田;二是需建一足够大的贮存池,此池既起杀灭传染病菌和寄生虫卵的作用,又可在用肥淡季起调节作用。

2、有效处理

对于分散型生活污水,传统处理设施一般为化粪池,后来部分地区推广使用无动力生活污水净化装置,也有采用动力一体化污水处理设备的,最近又出现微动力的污水处理设备。化粪池和无动力生活污水净化装置虽然对削减污染物有一定作用,但从实际使用情况来看,其出水水质还不能达到国家污水综合排放标准,而经动力一体化污水处理设备处理的出水水质可达到国家污水综合排放标准,但是该设备的一次性投资和运行费用较高,对运行管理的要求也较高。

高速公路服务区给排水节能设计的措施

(一)节水器具的选择

1、水泵的经济选型

变频调速水泵已广泛应用于生活供水泵选型中,它可自动调节水泵转数以适应水量变化,防止能源浪费,节电30%~50%。但不能因为选用变频调速水泵就偏离高效区,离心泵的高效区为(1-0.5)Q,高效区内的变频调速是节能的,如果参数不在高效区,虽然频繁变频,但水泵低效,仍然不符合节能设计要求。对于夜间没有太大用水量的服务区,还可考虑增加夜间稳压小泵,大小搭配,避免主泵的频繁启动,有效节约电能。若一条高速公路沿线各服务区、收费站都能实现水泵节能运行,将在日常管理中节省大量电费。

管材选用

随着新型管材的不断涌现,各种非金属管材或复合管材在设计中被大量采用。其中 PPR、HDPE、钢塑复合管等管材广泛应用于服务区给排水设计中。不同管材需要在水头损失计算时加以区分,合理选择管材压力等级。例如计算PPR管时需要PN10的管材,而实际使用了PN12.5的管材,这会增加水头损失27%~29%。再如,若计算管径DN≥70mm,宜采用衬塑钢管,这比PPR或PE减少30%的水头损失而且增加了管材的刚度。

3、选取经济管径

管径选取的核心在于设计秒流量的计算。服务区综合楼一般含有厨房、餐饮、住宿、公厕、超市等基本功能。在计算时不可将各种功能混为一谈来直接套用规范的平方根水量公式进行计算,这样算出的管径在公厕偏小而在其他功能区偏大。计算时需要把公厕单列,根据规范中的同时使用系数对公厕单独进行计算,该系数也可根据实际使用情况调整。其他功能区域可按照规范相应公式计算。

计算出设计秒流量后,要按照规范规定的流速范围选取管径。许多设计人员为了安全在选管径的时候喜欢放大,这里需要指出的是放大管径固然会降低水头损失,但违背了经济流速和经济管径匹配的原则,而且普遍地放大管径容易造成水泵扬程大于管网实际需求,造成浪费,所以要选择合适的管径而不是放大的管径。

(二)准确计算最高日用水量

建筑(群),包括服务区,水量的计算对于给排水设计都是最基本最首要的条件。只有正确合理的水量才能选出合适的水箱、水泵以及经济适用的室外管网。设备和管网在整个服务区给排水系统中投资最大,对于节能设计至关重要。但现行的国家规范中没有专门针对服务区制定的用水定额,这需要广大设计人员在实际工作中根据规范的要求并结合设计经验进行选取。

服务区功能多样,高峰用水时段一天内会出现多次,但每次持续时间短。计算最高日用水量时,除充分考虑工作人员的用水需求,更应准确把握服务区接待人次数,后者对于最高日用水量计算影响很大。服务区的设计人次是很难掌握的,并且会随着公路沿线经济发展发生变化。这里建议有条件的已竣工服务区定时采用水表计量,由专业人员绘制用水量曲线,若设计中能参考已运行服务区提供的第一手资料,就能相对较准确地修正最高日用水量数值,为后续设备选型的经济性打好基础。

(三)室外给水管网的优化布置

一个常见的服务区中一般含有综合楼、宿舍楼、汽修间、加油站等小型单体。主要用水量集中在综合楼和宿舍楼,选取泵房位置时尽量靠近主要用水单体,外线布置时先接入主要用水单体,这样可避免大管径长距离敷设,实现降低水头损失,降低水泵扬程,减少日后运行费用的目标。对于综合楼,最好采用两个给水入口接入,公厕单独一个,其他功能区一个。如果采用一个接口,干管管径普遍较大,其他功能区会因为公厕的突发大流量瞬间降低用水点的水压,造成使用不稳定,特别是综合楼具有住宿功能并设置集中淋浴的情况下更要分开。两个入口的另一好处就是接完公厕,给水外线的管径便可缩小不少,节省造价。

(四)服务区的中水回用

服务区大规模冲厕用水、场地浇灌及车辆冲洗是中水的理想服务对象。服务区的污废水都可作为中水原水,经过中水处理设备处理后进入中水管网,二次利用,长期运行可为国家节约大量的水资源。中水补水若水质条件允许可直接使用未经处理的深井水,不增加给水集中处理设备的负担。

结语

综上,随着人民生活水平的不断提高,消费者对于高速公路服务区的使用功能和舒适性也将提出更高要求。服务区的给排水设计将在大趋势下不断改进提高,贴近消费者的使用需求。广大设计人员必将在工作实践中不断推陈出新,摸索总结出更加卓有成效的节能设计新举措。

参考文献

[1]张智颖,刘晓峰.建筑给排水设计中的节水节能措施探讨[J].建筑设计管理,2011.11.

第4篇

关键词:高速公路排水设计路基

1高速公路排水设计概述

高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。高速公路排水设计应包含以下两个方面的内容:其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响,一般称之为第一类排水;其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外,最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响,减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害,这称为第二类排水。

第一类排水设计通常采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟,排除施工期地表水并降低地下水,同时在路基底部掺加低剂量石灰处理,设置40cm厚的稳定层等。采用这一系列措施可起到事半功倍的效果。

第二类排水设计一般包括:①通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等,将路表水迅速排出路基以外;②设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管,将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外;③设计泄水孔以迅速排除桥面水;④设计中采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。

综上所述,笔者结合高速公路在设计以及施工中出现的问题谈一点自己的体会。

2高速公路边沟排水设计

边沟设计在高速公路排水设计中占有很大的比重,设计人员都给予高度重视,但在设计过程中往往会忽视一些施工中的问题,如边沟的尺寸不考虑具体情况,死搬硬套有关规范、规定;又如施工单位大都未能按有关设计要求将原地表土、河塘清淤土等弃土运送至取土坑内用于复垦还田,而是弃放于路线两侧河塘中,造成部分河塘无法将路基水排入。另外由于沿线农田为分户承包,当地乡镇为了减少地方矛盾的产生,常常要求增加、改移和调整小型构造物设置位置。还有一点就是设计中没有充分考虑利用高速公路施工中超宽填土土方等。

2.1边沟尺寸选定边沟的排水能力主要取决于以下几个设计参数:边沟底流水坡度、边沟截面尺寸、形状、边沟的表面粗糙程度。

依据江苏省高速公路设计及公路排水设计规范要求,高速公路的边沟一般采用边坡为1:1的梯形明沟,因此,可采用《公路设计手册路基》中梯形断面沟渠的水力计算公式计算梯形排水边沟的排水能力:Q=WC

式中:Q——流量;W——边沟断面面积;C——流速(谢才)系数;R——水力半径;i——边沟沟底纵坡。

根据高速公路所处地理位置,采用当地历史最大小时降雨量,以流入边沟的水不溢出边沟为限,并假设高速公路的路基平均填土高度为3.5m,由此,汇水带宽约为23m,则可依据不同的边沟沟底坡度、不同的边沟底宽(或边沟截面积)的排水能力,计算出所能承受的路面排水最大长度。高速公路一般每公里设置三道涵洞,即300m左右有一道涵洞,也就是说路面排水长度一般在100m~200m之间。

通过分析、计算确定,高速公路边沟采用50cm的梯形边沟即可满足路基排水需要。

2.2边沟设计的原则①一般路段的路基边沟设计原则:以填筑式边沟为主,尽量减少路基边沟积水现象的发生。这主要是吸取已建成的高速公路中的教训:a部分路段在汛期内路基水不能及时排除。b地方群众干扰路基水排入灌溉涵洞内。②路基边沟纵坡的要求:根据交通部部颁《公路路基排水设计规范》要求,采用浆砌片石修筑的边沟为满足排水需要,边沟纵坡应不小于0.12%,由于本项目位于丘陵岗区和冲积平原区,原地形既有较大起伏又有部分平坦地段,本着既要解决路基排水问题,又要经济合理的原则,确定路基排水边沟沟底纵坡一般情况下不小于0.15%。③对于边沟水进入涵洞及跨越通道等情况的处理:沿线设置的涵洞有排涵、灌涵和灌排两用涵。对于需排入排涵的边沟,其边沟底标高不低于涵洞中心的标高;需排入灌涵的边沟,其沟底标高不低于涵顶标高;而对于灌排两用的涵洞应按灌涵要求设置,特殊情况时可适当降低。为防止冲刷涵洞,原则上采用边沟急流槽连接边沟和涵洞洞口。一般情况下边沟尽量少穿越通道,当排水需通过通道排入涵洞时,应优先采用边沟盖板涵,特殊情况下可采用边沟倒虹吸穿越通道。④对边沟标高及纵坡方向的问题:根据路线纵断面和沿线自然地形情况综合确

定,通常以沿线自然地形为主确定排水方向。边沟底标高控制应以该段路肩边缘最低点标高以下大于1.7m为宜,原因是考虑到路线中央分隔带横向排水管不能因边沟积水而引起倒灌。对于个别特殊路段不能满足1.7m要求的,可放宽至1.4~1.5m,若另一侧边沟较低时应优先采用单侧布设横向排水管。⑤对于挖方段边沟:考虑到中央分隔带横向排水管排水要求,边沟底标高不低于路肩标高1.2m,同时要求边沟纵坡不小于0.5%。施工期要求各施工单位必须首先在挖方段边坡顶开挖截水沟以防止路基外侧水进入路基,并且应做好挖方段本身临时排水沟的设置工作。

3高速公路中央分隔带排水设计

高速公路中央分隔带排水设计主要为排除中央分隔带内积水,可分为施工期间和道路营运期下渗水的排除。

施工期间排水量取决于最大瞬时降雨量及中央分隔带的汇水面积。一般情况下,由于高速公路中央分隔带内设置有通讯、监控用管线的人手孔,因此,中央分隔带排水长度应为两个人手孔之间的间距,一般路段的最大间距为180m。

假定当地历年最大瞬时降雨量为28.8mm/10min,根据本次设计中央分隔带宽为2m,计算出中央分隔带施工期需要的最大排水能力为:Q=Aγ=2×180×28.8

式中:A——中央分隔带汇水面积;γ——最大瞬时降雨量

横向排水管的排水能力按长管自由出流的流量计算公式进行计算:

式中:K——流量模数,与管道断面形状、尺寸和粗糙度有关;H——水头高度;L——横向排水管长度。

由以往高速公路设计经验可知,高速公路横向排水管长为15m左右,横向排水管坡度为2%,采用以上公式计算出施工期最大瞬时降雨量时所需要的横向排水管管径为255mm。如果按有关排水设计规范要求50m设置一道横向排水管,即排水长度缩短为50m,则需要的横向排水管管径为75mm。

但在实际施工过程中存在许多问题,如中央分隔带是在基层施工后进行开挖施工的,开挖的边沟表面粗糙,沥青不易粘结牢固,不能形成均匀、无破损的防渗层。土工布因有接缝,不能形成整体而达到完全不透水的程度。因此,当盲沟积水时侧面仍将无法阻止水渗入路基。

由于施工质量不易控制,造成横向排水管标高误差或产生淤塞,从而使上游横向排水管排水不畅,大量的水流向最低处,而最低处的横向排水管由于设计时包裹无纺土工布或产生淤塞,使排水能力严重不足,从而导致下游中央分隔带积水严重,有的下雨后几天中央分隔带仍有积水,使路基长时间浸泡,影响了路基、路面的强度。

由于通讯、监控管线人手孔的设(下转第9页)(上接第13页)置阻断了中央分隔带排水,造成中央分隔带积水或积水渗入人手孔。

为了解决这些问题,采用以下办法处理:对于设计底坡小于0.3%的,采用锯齿形纵向矩形碎石盲沟,并于盲沟底部设置软式透水管和每隔30~50m设置集水槽汇集中央分隔带雨水或渗水;根据以上计算,中央分隔带每隔30~50m设置一道横向排水管,将盲沟中的水排出路基以外;在中央分隔带内设置2cm厚水泥砂浆层、沥青防渗层及土工布防渗层,防止中央分隔带中水从侧面向路基渗透。

4高速公路路面渗水的排水设计

沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物(土工布)组成的路面边缘排水系统。

通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限,考虑到排水路径的限制,因此,设计中采用每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。

参考文献:

[1]杜云,夏丽燕,郭兆军.沈大高速公路路基路面排水设计浅析[J].辽宁交通科技.2004.(11).

[2]陈昕.高速公路排水设计浅谈[J].河南科技.2005.(02).

第5篇

关键词:山区、丘陵、城市道路、设计

中图分类号:U412.37 文献标识码: A 文章编号:

作者简介:范业宏(1972年-),男,辽宁省大连市,大连市市政设计研究院有限责任公司高级工程师,硕士,道路桥梁工程设计

山区丘陵城市道路的种类

城市道路有多种分类,设计规范中有详细描述,为便于总结设计特点,本文主要针对山区丘陵地区城市道路所处的总体环境及发挥的功能来分类,共分2类:

1.1城区道路

城区道路是指为城区配套道路交通功能的城市道路。随着我国经济建设的高速发展及城镇化进程的不断推进,城市有较大规模的新建开发用地,与之配套的城市道路建设也有较大的增长。城区道路的特点主要有:有完善的规划条件;总体地势条件较好,建设场地坡度相对较缓;通常形成道路网布局,各等级道路配合布置,交通布局较合理。

1.2区域间联系道路

区域间联系道路是指由于山区丘陵地区的地形特点,城区形成若干片区,各片区之间通常由山岭分隔,为便捷区域间交通而修建的联系道路。区域间联系道路的特点主要有:总体地势条件不好,建设场地坡度相对较陡;交通流集中,交通量较大,交通对其依赖性较强,可替代道路较少。

山区丘陵城市道路的设计特点

城市道路的相关设计规范也针对此有较全面的规定,总体上应该遵循现行的相关设计规范。本文是在遵循现行设计规范的基础上,总结了一些设计经验和心得与业者共同探讨研究,因此规范中已明确的内容本文不再一一赘述。以下就城区道路及区域间联系道路两种类型分别进行说明。

2.1城区道路的设计特点

2.1.1符合整体规划

符合整体规划是城市道路设计的总体前提。道路工程与周边地块在平面、竖向、横断上均应互相协调一致,不可发生矛盾。例如道路位置与周边规划建筑平面位置冲突,发生重叠,会在后期建设过程中造成很大困难和经济损失;道路设计标高与周边地块不协调,会造成周边地块交通出行衔接困难等问题。因此符合规划要求在城市道路网设计中非常重要。通常应该取得本区域的道路规划条件,然后再进行道路工程设计。在总体遵循规划的同时,设计者可从区域交通组织和道路网功能发挥的角度进行研究提出对总体规划的建议。另外当规划条件暂时缺乏或规划条件无法满足道路线形标准时,也应做出合理的道路设计方案。这些建议、方案等均应提供给规划部门审批通过,方可进行下一步设计工作。

2.1.2平面线形设计

满足城市道路线形标准要求:在符合规划条件的前提下,平面线形的调整余地相对较小。但线形设计仍应满足城市道路相关设计规范的要求,因此有可能会对规划线位进行微调优化,通常情况下中心线偏离的调整范围宜在0.5米范围内,尽量不应超过1.0米。如对规划线形微调后仍无法满足设计标准,可在规划线位的基础上做出满足标准的设计方案。另外规划线形往往不考虑设置缓和曲线,设计中应注意按规范设置。平面半径较小处应注意超高加宽设置。以上这些工作都有可能使道路红线偏离原规划红线,应报规划审批通过后再进行下一步设计工作。

2.1.3竖向纵断设计

满足城市道路线形标准要求:相对平原地区,山区丘陵地区的地形坡度较大,保证规范标准可能会造成较大的土方工作,在这种情况下也不能抱侥幸心理,不可违背规范的相关规定降低设计标准。规范对普通地区、高原城市及积雪寒冷地区都有明确的规定,工程实践证明突破规范指标容易形成安全隐患。由于山区道路坡差较大,为保证纵断视距和行车平顺性,在竖曲线设置上应采用较高标准,不宜过小。较大的道路纵坡易导致合成坡度超标,特别是在有超高位置路段处应注意控制。

道路网竖向设计方案应兼顾整体地块的土方平衡:山区丘陵地区的道路网竖向标高设计应采取随山就势的原则,同时应注意路网的标高往往决定了整个地块的标高,因此在设计过程中不仅要考虑道路本身的土方平衡因素,还应兼顾整体地块的土方平衡,才能得到更优的竖向设计方案。

2.1.4排水设计

城区道路排水设计应按城市排水规划进行,另外山区丘陵地区应有相应的防洪设计,对山区洪水专门处理,保证城区不发生洪水灾害。因此进行道路排水设计的时候应收集齐全以上资料,在此基础上才能保证道路排水设计与整体排水的协调统一。

另外需要注意的是,由于建设顺序不同步,有时候在整体排水和防洪设施尚未建成前,需要道路先行建设。在这种情况下,除在道路段预先修建前述相关的排水设施(如规划桥涵)外,还应针对现状地面的排水沟渠设置临时性的排水通道(如管涵等),以免对新建路基造成洪水灾害。

2.1.5平面交叉口设计

由于山区丘陵地区道路纵坡相对较大,相应的对平面交叉口设计造成一定困难,这主要体现在3个方面:

1交叉口范围内道路纵坡往往超出规范建议值(3%)。山区丘陵地区在保证安全的前提下,可以适当增加纵坡建议值,同时应做好交叉口竖向设计和设置减速标志标牌,保证行车安全。

2对进入交叉口之前的道路线形应加以注意,不出现视距受限的线形,保证通过交叉口的安全性。

3相交道路对主线道路的横断一致性产生的不利影响。本文建议在主干路交支路的情况下,可以采用保持主干路横断不变,支路顺接主干路边缘标高的设计方法。在顺接设计中应设置适当的竖曲线保证顺接平顺。除主干路交较支路的其它交叉,仍建议维持原纵断设计坡度,采用交叉口竖向设计处理。

2.2区域间联系道路的设计特点

2.2.1符合整体规划

区域间联系道路仍需符合整体规划。由于山区丘陵地区的区域间联系道路往往位于山岭重丘区,周边建设开发用地较少,因此具有相对较大的选线自由度。在实际设计中,参考规划路线的同时,可做多个路线方案,综合评比后选出最优路线,然后将此路线设计方案提供给规划部门审批,通过后可以作为最终设计路线。

2.2.2平面、纵断线形设计

由于与公路有着相似的周边环境条件,区域间联系道路的平面、纵断线形设计可参考公路线形设计方法。虽然地处山岭重丘区域,由于交通流较集中,交通干扰较少,实际运行车速通常较快,因此在线形指标、平纵配合等方面均应进行充分优化。建议选取较高的设计指标,尽量优于推荐指标,不宜采用最大限制值。

2.2.3横断面设计

应提供较强的交通功能:由于区域间联系道路通常有交通流集中、交通量较大、交通对其依赖性较强、可替代道路较少的特点,因此在横断设计中应注重提供较强的交通功能,在设计年限内提供较高的服务水平。除根据预测交通量来确定车道数以外,根据以往经验,区域间联系道路的车道数宜设置为双向6车道及以上,困难情况也应为双向4车道。

对于非机动车以及农业作业车辆较多时,可参考公路模式设置硬路肩供非机动车行驶,以减少对机动车通行能力的干扰。

横断面设计应综合考虑提供足够的市政配套管线空间:由于有着区域联系的特点,道路地下也成为铺设市政配套管网的较佳选择,横断面的确定应综合考虑提供足够的市政配套管线空间。为避免管线维修影响车行交通,一般推荐不在车行道范围布设地下市政管线,通常布设在2侧人行道及绿化带范围,因此人行道及绿化带宽度的设置应有足够的宽度容纳规划的市政地下管线。

应设置人行道:除城市快速路外,区域间联系道路应设置人行道。区域间联系道路位于市区山岭重丘区,尽管人行较少,也有一定的人行需求,而区域间联系道路中大量快速的车行交通对行人的安全威胁较大,因此应设置人行道,人行道宽度可选取较小值(如2.5米宽)。

2.2.4排水设计

由于区域间联系道路处于山岭重丘区,通常缺乏沿线的排水规划,因此其排水设计应参考公路的路基路面排水设计方法。以下对路面及路基排水分别探讨。

第6篇

关键词:公路;施工;排水;涵洞;测量

中图分类号:TU42 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2011)0020(C)-0222-01

一、公路工程中的排水系统

(一)勘察设计阶段综合排水系统设计

公路工程勘察设计阶段中公路综合排水系统的设计任务主要有两个方面。一是通过实地堪察、收集资料,做好公路沿线排水系统设计,以此合理解决沿线管网、渠道、构造物等与公路排水系统的关系,提高公路整体设防能力:二是通过实践分析,在施工组织众针对项目所处的地区不同,气候、地质、水文自然条件各异,结合工程特点,对工程实施过程中因水(患)可能影响工程安全、质量、进度、投资等方面,提出预防方案,提示参建人员做好预防措施,保证工程顺利进行。1、排水系统工程方案单一,无可比性,择优性。一般排水工程量多、零散、繁杂、技术性不强,许多勘测设计人员未能引起足够重视,不做方案比选,且贯彻就地取材的原则不强,导致工程实施困难,效果不佳。在实施阶段因无自采片石材料,同时考虑冻帐等因素,均将原设计的浆切片石排水沟、边沟等改用了砼预制块,几节约了造价,又提高了砼构造物抵御自然冻帐的能力。2、主体工程与排水系统互不顺接,导致排水系统设置困难。从已建成或在建的公路项目中可以看出,多数设计追求线形流畅,注重路线平、纵、横向的协调和均衡,忽视排水系统工程设计。许多排水问题是在建设过程中边认识边完善的,由此引起与地方政府、沿线群众、驻地单位等各种纠纷事件不断发生。3、施工组织计划设计过于简单,深度不够,不能很好地指导施工。科学的施工组织设计是确定实施方案、指导工程顺利建设的主要依据,而施工中如何防范水患更是一笔代过或避而不谈,导致水毁的经济、质量责任不清,工程变更过多,水毁损失过大,造成建设成本增加。

(二)施工过程的排水系统

1、路基工程施工排水。公路路基施工过程中的土石方多呈松挖、分层填筑,与之交织施工的桥涵、防护排水工程较多,受雨水影响时间较长,特别是对高寒多雨区,因有利施工期短暂,抓住重点工程、关键工序、精心施工、合理安排项目的重点工程是显得尤为重要。一般制约路基工程施工进度的重点工程是大型人工构筑物,影响因素之一是放排水。路基因排水不畅不及时或路基分层填(挖)不平等造成路基积水,施工场面混乱、泥泞、路基沉陷、翻浆、返工等屡见不鲜,如何处理好这一问题,首先应该提前做好各分项工程施工准备,结合项目本身排水系统,优先安排临时排水工程,及时舒畅路基范围内的排水系统,防止路基范围内积水或积水时间过长。其次对路基土石方工程,必须力争当天完成,对于当天任务不能及时完成的,采取整平和调大路拱横坡的措施避免积水,并及时将雨水排出,切忌粗放堆填,导致水浸路基。2、路面工程施工排水。随着高等级路面或黑色路面的数量增大,配合路面设置的护肩带、路缘石等也随之增加。这些项目工序要求,一般均在路面基层、面层铺筑前安装完毕,形成了一道自然的阻水带。时间证明,有些施工、监理单位意识到这个问题后提前预留出水口将雨水及时排出路面,但有些却认为后接工序繁杂而不留出水口,导致路面积水渗入路基造成翻浆,或因赶工期在雨雪水浸入路基、路面分层结构还末基本干燥时就铺筑路面,表观上路面干燥、平整,其实不然,在冻涨等自然条件和行车作用下,有可能造成路面过早裂缝、龟裂、翻浆等,因此,铺筑路面前应该保持各结构层处于干燥或中湿状态,确保路基、路面的水稳定性。

(三)养护工程施工排水

公路养护工程大都点多、线长、零散、分布不匀,同时兼顾到养护人员、机械、材料等集中利用率高、效益好,而对路面损失修补大部分采用全面开挖,导致修补不及时或暴露时间过长而积水,从而加大了路面损坏面积,反而影响了修补路面的质量和进度,增大了工程成本。因此养护工程应根据路段路面损坏情况,查找原因,备足材料,集中力量中逐段修补,作到治一块成一块,治一片成一段,切忌全面开花。

二、公路工程中的涵洞测量

涵洞是公路中的小型构造物,虽然造价仅占很小比例,但涵洞施工质量的好坏,直接影响到公路工程的整体质量及其使用性能,以及周围农田的灌溉排水等,因此,对涵洞施工同样不可忽视,应在施工前做好充分准备,周密按排施工过程中严格控制质量,确保其质量达到设计规范要求,因此要进行详细测量。

为了防止涵洞地基发生不均匀沉陷时基础,涵身产生裂缝而漏水,《公路砖石及砼桥涵设计规范》规定涵长每4―6cm设置沉降缝,缝内用沥青麻絮或其他具有弹性的不透水的材料填塞,这样可约束涵洞不均匀沉降缝处。沉降缝内填塞有沥青麻絮等具有弹性和不透水的材料,虽发生变形仍不漏水,因此要求沉降缝的作用,对于高路堤下的涵洞,在路基边缘下的涵身及基础与涵身应全断面贯通上下不得交错,否则就、就失去沉降缝的作用,对于高路堤下的涵洞在路基边缘下的涵身及基础,也应该设置沉降缝。

涵洞有填方路堤涵洞和挖方路基涵洞两种,涵洞两侧缺口回填土很重要,回填土土质不良压实度不足时,将严重影响行车舒适,其中挖方路基涵洞两侧回填土如有沉陷,影响更大。故须严格按本条执行,涵洞顶上通过筑路机械所需的最小填土厚度原规范规定为0.5m遇较重的筑路机械通过可能会影响涵洞安全,故条文修订为0.5―1m,按筑路机械重力大小掌握。

第7篇

作者:杨泉 单位:云南交通职业技术学院

1引言

水泥混凝土预制块路面是指用水泥混凝土预制块铺砌的,水泥混凝土预制块与水泥混凝土预制块之间用粘结材料结合成为整体的一种简易路面。水泥混凝土预制块路面施工简单、维护方便、造价低,是交通量小、经济条件差的农村解决路面硬化的一种有效的方法。也可在道路急弯、陡坡地段、新施工的公路或在旧路面上加铺。2路基路面状况沙朗乡农村公路路面改建工程起点位于普厂公路岔口沙朗派出所附近,止点位于现有乡村公路岔口处,路线前段主要途经沙朗派出所、沙朗乡政府、以及村庄、沙朗中学;后段主要是农田。从现场调查情况看,现有道路K0+220~K1+050除个别断面外,路面均能满足4.5m。该段农村公路曾经进行过沥青表面处治,但由于排水设施不完善,超重拉砂车辆对路面的破坏,缺乏必要的养护等多种因素,路面已退化为砂石路面。路线经过村庄地带,受排水设施的限制,原路面已基本被破坏,整条路线排水设施不完善,涵洞及边沟阻塞,不能正常排水。沿线边沟淤积严重,需要进行清理,增加部分排水设施,在经过村庄及路线纵坡较陡的地方,对边沟进行浆砌片石处理加固;部分路基宽不足地段,设置一定数量防护工程对原路基拓宽加固。

3路面设计概述

根据工程可行性研究报告交通调查资料,取定为2006年初期交通量为3050辆/日。交通量构成为:黄河JN150为120辆/日,东风EQ140为50辆/日,BJ130为180辆/日,交通量的增长率为7%,路面设计年限为8年。设计轴载BZZ-100,设计年限内一个车道上的累计当量轴次Ne=65.4万次。据此,K0+220~K1+050路段拟采用水泥混凝土预制块路面,路面结构层拟定为第一层10cm厚水泥混凝土预制块,第二层为级配碎石,其厚度计算确定。根据各结构层所使用的材料,综合考虑施工因素,按有关规范规定并经过论证,级配碎石抗压模量E=250MPa,水泥混凝土预制块抗压模量E=250MPa。路面结构层厚度根据《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97),进行计算。路面厚度按设计弯沉控制设计,采用计算机专用设计程序APDS2000系统进行辅助设计。

4设计计算结果

当用设计弯沉值ld作为设计指标进行厚度设计时,计算所得设计弯沉值为(公式略)按弯沉指标设计的级配碎石层的厚度为16.3cm,决定取18cm。当级配碎石厚度取18.0cm时,表面实际弯沉值为98.5mm,满足设计要求,结果(表略)

5结语

水泥混凝土预制块路面的建设成本低,大大低于沥青路面、水泥混凝土路面。水泥混凝土预制块路面的养护、维修工艺简单,主要是填补路面缝隙填料、坑塘修补及排水设施的保养,耗材少、用工省,是农村公路路面设计的应该考虑的选择。

第8篇

【关键词】高速公路排水设计路基路面

中图分类号:S276文献标识码: A

一.引言

高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性对路面的使用寿命有着显著的影响。其设计不当而造成的工程病害日益增多,直接造成经济损失因此,高速公路路基排水设计的重要性日益突出,对保证高速公路的使用性能和使用寿命都十分重要,高速公路路基、路面排水设计应统一规划、合理布局,结合当地排灌系统进行综合设计,使各种排水设施形成一个功能齐全、排水能力强的排水系统,并充分重视环境保护。

二.  高速公路排水设计概述。

 高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。高速公路排水设计应包含以下两个方面的内容:其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响,一般称之为第一类排水;其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外,最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响,减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害,这称为第二类排水。 

 第一类排水设计通常采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟,排除施工期地表水并降低地下水,同时在路基底部掺加低剂量石灰处理,设置40cm厚的稳定层等。采用这一系列措施可起到事半功倍的效果。  

  第二类排水设计一般包括:①通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等,将路表水迅速排出路基以外;②设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管,将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外;③设计泄水孔以迅速排除桥面水;④设计中采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。

三.路基路面排水的主要任务和原则。

地表排水设计的主要任务是把降落在路界范围内的表面水有效地汇集并迅速排出路界,同时把路界外可能流入的地表水拦截在路界范围外,以减少地表水对路基和路面的危害以及对行车安全的不利。排水主要遵循的原则有:

(1). 排水设施应因地制宜 全面规划 合理布局,并充分利用地形和自然水系,做到水流不过于集中排放,能及时疏散,就近分流。

(2). 排水系统应自成体系,注意与农田水利相配合,与灌溉沟渠互不干扰 防止冲毁农田或危害其他水利设施的同时,也要防范农业用水影响路基稳定。

(3). 设计前应进行调查,查明水源,考虑排水设施与桥涵布置的配合,地下排水与地面排水的配合。

(4). 在满足排水主功能的前提下,应节约用地,选择排水设施的形式应与周围自然景观相协调,营造道路与自然和谐的环境。

四. 高速公路边沟排水设计。

边沟设计在高速公路排水设计中占有很大的比重,设计人员都给予高度重视,但在设计过程中往往会忽视一些施工中的问题,如边沟的尺寸不考虑具体情况,死搬硬套有关规范、规定;又如施工单位大都未能按有关设计要求将原地表土、河塘清淤土等弃土运送至取土坑内用于复垦还田,而是弃放于路线两侧河塘中,造成部分河塘无法将路基水排入。另外由于沿线农田为分户承包,当地乡镇为了减少地方矛盾的产生,常常要求增加、改移和调整小型构造物设置位置。还有一点就是设计中没有充分考虑利用高速公路施工中超宽填土土方等。

边沟尺寸选定边沟的排水能力主要取决于以下几个设计参数:边沟底流水坡度、边沟截面尺寸、形状、边沟的表面粗糙程度。

依据江苏省高速公路设计及公路排水设计规范要求,高速公路的边沟一般采用边坡为1:1的梯形明沟,因此,可采用《公路设计手册路基》中梯形断面沟渠的水力计算公式计算梯形排水边沟的排水能力:Q=WC式中:Q——流量;W——边沟断面面积;C——流速(谢才)系数;R——水力半径;i——边沟沟底纵坡。

根据高速公路所处地理位置,采用当地历史最大小时降雨量,以流入边沟的水不溢出边沟为限,并假设高速公路的路基平均填土高度为3.5m,由此,汇水带宽约为23m,则可依据不同的边沟沟底坡度、不同的边沟底宽(或边沟截面积)的排水能力,计算出所能承受的路面排水最大长度。高速公路一般每公里设置三道涵洞,即300m左右有一道涵洞,也就是说路面排水长度一般在100m~200m之间。

通过分析、计算确定,高速公路边沟采用50cm的梯形边沟即可满足路基排水需要。

四. 高速公路路面渗水的排水设计.

沥青路面的水损坏问题,首先就要涉及到公路的排水系统。为保证公路路基的稳定、路面的良好使用性能以及行车的安全,公路都会设置完善的排水设施,以排除路界范围内的地表水和地下水。公路排水一般由路界地表排水、路面内部排水和地下排水三部分组成。路界地表排水包括路表排水、中央分隔带排水和坡面排水。路面内部排水包括多孔隙面层排水、路边缘排水及透水基层排水。

沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物(土工布)组成的路面边缘排水系统。

通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限,考虑到排水路径的限制,因此,设计中采用每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。

由以往高速公路设计经验可知,高速公路横向排水管长为15m左右,横向排水管坡度为2%,采用以上公式计算出施工期最大瞬时降雨量时所需要的横向排水管管径为255mm。如果按有关排水设计规范要求50m设置一道横向排水管,即排水长度缩短为50m,则需要的横向排水管管径为75mm。 

 但在实际施工过程中存在许多问题,如中央分隔带是在基层施工后进行开挖施工的,开挖的边沟表面粗糙,沥青不易粘结牢固,不能形成均匀、无破损的防渗层。土工布因有接缝,不能形成整体而达到完全不透水的程度。因此,当盲沟积水时侧面仍将无法阻止水渗入路基。

 由于施工质量不易控制,造成横向排水管标高误差或产生淤塞,从而使上游横向排水管排水不畅,大量的水流向最低处,而最低处的横向排水管由于设计时包裹无纺土工布或产生淤塞,使排水能力严重不足,从而导致下游中央分隔带积水严重,有的下雨后几天中央分隔带仍有积水,使路基长时间浸泡,影响了路基、路面的强度。

五.结束语

尽管随着新材料的应用和施工工艺的优化,沥青路面的质量不断提高,但仍有相当部分沥青混凝土路面在使用过程中发生一定程度的损坏现象,特别是由于各种综合因素引起的早期(使用3年左右)破坏,致使公路沥青路面的使用性能与寿命常达不到应有的设计水平,已严重影响了公路交通运输功能的正常发挥,造成巨大的经济损失,同时也在一定程度上制约了我国高速公路事业的发展。

参考文献:

[1] 王伟王涛  对公路路基路面排水设计的认识 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年14期

[2] 何向宁HE Xiang-ning   对公路路基路面排水设计的探讨 [期刊论文] 《山西建筑》 -2009年23期

[3] 孙宜君 谈对公路路基路面排水设计的认识 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年13期

[4] 吕开业    浅析公路路基路面排水设计[期刊论文] 《建筑与文化(学术版) 》 -2013年3期

[5] 杨允   对公路路基路面排水设计的探讨  [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年4期杨

第9篇

广西凭祥综合保税区一期友谊关口岸作业区场地硬化工程位于广西凭祥市友谊镇友谊关口岸附近,总硬化面积为20.74万平方米,其中:零公里区域(K0+000~K0+320.88)面积为2.92万平方米,卡口II区域9.23万平方米,仓储区区域7.99万平方米,其他(新修出区匝道、卡口I、卡口II)面积为0.60万平方米。

2 设计概述

2.1 设计依据

本设计主要依据如下:

(1)签订的本项目勘测设计合同;

(2)《工程建设标准强制性条文》(市政工程、公路工程部分);

(3)《城市道路设计规范》(CJJ 37-90);

(4)《公路路基设计规范》(JTG D30-2004);

(5)《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002);

(6)现行有关法律、法规和公路工程、市政工程技术标准、规范、规程等;

(7)项目业主提供的相关文件等。

2.2 设计范围

(1)铺面设计,即包含零公里区域、卡口II区域、仓储区区域的设计;

(2)本工程引起的给排水工程、交通安全工程、巡逻通道及围网及照明工程。

2.3 设计勘查经过

广西凭祥综合保税区一期友谊关口岸作业区场地设计是在场地平整工程设计的基础上,按照《关于广西凭祥综合保税区一期友谊关口岸作业区场地工程初步设计的批复》的方案及规模进行各分项施工图设计。

在熟悉初步设计文件的基础上,制定施工图设计所需外业资料、勘测手段及具体方案,设计院立即安排专人负责,并深入工地现场,进行地形测量、地质调查、雨水汇水面积及出水口的调查、污水排放路径及污水处理位置的调查、给水水源的调查。

2.4 地区特征

(1)地理位置

本项目位于凭祥市以南约10公里,南接越南边界(零公里),西靠南友高速公路,东侧为开挖边坡,北靠南宁、凭祥方向。

(2)水文地质条件

本项目水文地质条件相对简单,主要为山体地表径流,流量以雨水为主;地下水分布较少;卡口II区域和仓储区区域的雨水经汇聚后,由原高速公路预留出水口流出。零公里区域的雨水部分来自山体及场地本身,部分来源于场地以外的友谊关广场。

(3)不良地质现象

本项目主要分为三块,零公里区域设计包括场地平整和场地硬化设计,零公里区域存在堆填土,土质多为碎石土,其中含有部分粘土,土质极不均匀,堆填土厚度达20~30米;卡口II区域、仓储区区域是在场地平整的基础上设计的,无不良地质现象。

(4)气候条件

本项目地处广西凭祥市友谊镇友谊关口岸附近,处于北回归线以南的低纬度地区,地形起伏相当较大,主要气候特点是:长夏无冬,雨量较充沛,半年高温多雨,半年少雨温凉。

年平均气温20.7~21.9℃。1月是一年最冷的月份,极端最低温度为-1.2℃。7月最热,极端最高温度为38.7℃。

年平均降雨量1062~1772mm;历年最大年降雨量为1838mm、最小年降雨量为1056mm;历年最大一日降雨量为206.5mm。年无霜期344天,平均日照1614小时。平均蒸发量1352mm,最大蒸发量1450mm,最小为1033mm。

全年主导风向在夏季为东风和南风,在冬季以东北风为多,历年最大风速为20米/s,一般为5~17米/s。

3 主要工程设计

3.1场地工程设计

(1)平面设计

1.零公里区域:考虑到该区域左侧山体的特殊性,本区域在其原来专用通道平面设计的基础上增设一个交点,将原设计中线向右作了一定距离的平移,同时为保证场地功能的需要,将右侧填宽作为边检口岸的侯检区。

2. 卡口II区域:该区域右侧边界与专用通道的左侧边界衔接,左侧边界根据铁路安全距离、高填方收坡位置、南友高速公路综合确定。考虑到方便场地雨水排放,设置一条轴线,将场地一分为二。

3. 仓储区区域:该区域右侧边界与专用通道的左侧下边坡边界衔接,左侧边界根据高速公路安全距离规定确定。考虑到方便场地雨水排放,设置一条轴线,将场地一分为二。

4. 考虑渠化交通,在高速公路立交桥匝道的右侧增修一条12米宽出区匝道。

5. 本平面定线采用的是北京54坐标系。

(2)纵断面设计

1. 零公里区域:起点接南友高速公路,标高为304.15,止点于K0+320.88桥头,标高为307.32,考虑到卡口建筑的特殊要求(水平),对送审稿的纵坡作了局部调整。

2. 卡口II区域:起点左幅山桥头,标高为312.00,止点于K0+589.706,标高为324.21,考虑到卡口及查验建筑的特殊要求(水平),对送审稿的纵坡进行局部调整。

3. 仓储区区域:起点K0+589.706,标高为324.21,止点于K1+200,标高为338.70,纵坡为2.28%与南友高速公路同坡。

4. 新建出区匝道:纵断面设计起点K0+589.706,标高为324.21,止点于南友高速公路K0+840.32,标高为327.31,纵坡为1.24%。

5. 纵断面设计采用1956黄海高程系。

(3)横断面设计

本项目的横断面设计只设置一条中轴线,将场地一分为二;设置双向路拱,横坡为1%。

3.2 场地路基设计

(1)地基填料

根据现场情况,本场地的挖方多为砂性土,可利用挖方作填料,为确保地基填土质量,本工程地基须进行土工试验,地基填料在0~80cm范围内,其含泥量不得超过10%,且地基填料的强度必需满足表4-1的要求。

表4-1地基填料最小强度和最大粒径要求

填筑深度() 最小强度(CBR)(%) 最大粒径(cm)

0~30 8 10

30~80 5 10

80~150 4 15

150以下 3 15

说明:填筑深度指路床顶至原地面线的高度。

(2)填方地基

1. 零公里区域:将场地的外侧进行回填,回填时严格按照公路路基施工技术规范要求,在大面积填筑前,作实验路段,确定填土松铺厚度,最佳含水量,碾压遍数。

2. 卡口II区域、仓储区区域:未进行路槽整修或者零填、零挖路基处理。

(3)挖方地基

零公里区域挖方边坡一处,该边坡分级高度为8米,从下向上,第一级边坡坡比为1:0.5,以上各级边坡采取1:0.75。该边坡为土质边坡,边坡工程安全等级为二级,在开挖前,在距坡口一定距离处设置2-3个位移变形观测点,边坡采用自上而下逐级开挖,切禁从下淘洞式开挖,开挖一级,待支护稳定后,再开挖下一级。

由于该边坡为土质边坡,为避免边坡局部坍塌,该处边坡采用工程防护及植物防护两种方式,在边坡坡脚采用护面墙支护,以上两级边坡采用拱形骨架支护,骨架内种草,再以上的边坡采用三维网植草防护。

(4)堆填土地基

零公里区域存在一大块任意堆填区域,面积大5500平方米。堆填深度大约20~30米,堆填的土质为附近的挖方,土质类别多,有碎石土、粘土、砂性土等,为了保证填挖结合部不出现沉降不均,该堆填土地基采用对路床以下3米范围采用翻挖碾压方案,以加强路基荷载作用范围内土基强度,控制其沉降变形。

(5)地基压实

1. 压实标准

本场地的地基压实度参照《城市道路设计规范》(CJJ37-90)和《公路路基设计规范》(JTG D30―2004)关于压实度的要求执行,地基压实度采用重型击实标准,各部位压实要求如表4-2。

表4-2地基填料压实度标准

填挖类别 深度范围(cm) 压实度(%)

填方地基 0~80 95

>80 93

挖方地基 0~30 95

注:压实度采用重型击实标准控制,深度范围指路床顶至原始地面线的距离。

2. 填筑

地基填土不得使用腐殖土,生活垃圾土、淤泥,不得含杂草、树根等杂物,粒径超过10cm的土块应打碎。路床土质应均匀、密实、强度高。应选用级配较好的粗粒土为填料,且应优先选用砾类土、砂类土,且在最佳含水量时压实。地基填方若为土石混和料,且石料强度大于20MPa时,石块的最大粒径不得超过压实层厚2/3,当石料强度小于15MPa,石料最大粒径不得超过压实层厚。

排水设施等结构物的回填须施工强度达到设计强度的70%时才能进行,回填时须分层填筑,不可将细砂、粉砂、白垩土、肥粘土、盐碱土、腐植土、膨胀土、淤泥等作为填料。

排水管、渠及井等的回填土应在对称的两侧或四周同时均匀分层回填压(夯实),填土材料宜采用透水性好的砂土或砂砾材料(填料的最大粒径不得超过50 mm),不得采用含有泥草、腐殖物的土。

路床顶以下2.0m以内应采用砂土或砂砾等透水性材料,压实度不得低于填土规定的数值。

3.压实

地基填土高度小于80cm时,基底的压实度不宜小于路床的压实度标准,基底松散土层厚度大于30cm时,应翻挖后再回填分层压实。地基应采用重型振动压路机分层碾压,土方地基的最大松铺厚度不大于30cm,土石地基的最大松铺厚度不大于40cm,土、石路床必须用12-15t振动压路机碾压检验,其轮迹不得大于5mm,土质地基不得有翻浆、软弹、起皮、波浪、积水等现象。

(6)防护工程

设计内容为路肩墙、护脚墙、边坡防护等。

挖方边坡采用了浆砌片石、片石拱形骨架、三维网植草护坡;填方边坡采用浆砌片石拱形骨架植草护坡。

挡土墙高度:根据原地面横断面及设计标高,零公里左辅山桥头挡土墙高达14m,新修匝道墙高达4m。

(7)地基排水系统

1.设计原则

本场地排水按照实际的汇水面积及考虑到右侧部分山体表面径流,采用明沟渠加盖板的形式排水;

本场地的地面径流系数取0.85,暴雨径流公式及重现期参照总体规划。

2.设计内容

地基排水系统:通过场地纵、横坡排入地下周围沟渠系统;

第10篇

关键词:路基维护;设计方法;改善;指标

根据道路和维护工程的特点,可将路基维护工程设计分为:城市道路路基维护和高速公路路基的养护两种。

一,城市道路路基维护

(一)局部维护与加固设计。

城市道路路基的维护与加固设计是在调查、检测、查明构筑物病害的基础上,采取切实可行的维护设计方法。其具体的设计方法如下:

1,锚杆式挡墙、桩板挡墙、加筋土挡土墙、浸水挡土墙严重受损影响结构整体安全时,在对结构稳定性进行必要的工程检测和计算评估后进行加固设计。

2,重力式挡土墙发生倾斜、鼓肚、滑动或下沉影响结构安全和使用功能时,可选用下列维护设计措施进行加固:锚固设计、套墙加固设计、增建支撑墙加固设计,原挡墙损坏严重,采用以上维护设计方法不能达到设计强度要求时,则应考虑将损坏部分拆除后,按新建挡土墙设计。

3,新旧挡墙之间应设置沉降缝,并应注意新旧挡墙接头协调。锚杆式挡墙、桩板挡墙、加筋土挡土墙、浸水挡土墙严重受损影响结构整体安全时,应对结构稳定性进行必要的工程检测和计算评估后再进行加固设计。

4,挡土墙的泄水孔堵塞无法疏通时,宜另行选择适当位置增加泄水孔设计,或在墙背后沿挡土墙增做墙后排水设施设计。

(二)特殊路基设计。

1,一般规定。

本文研究的特殊路基包括特殊土(岩)路基、不良地质路基和特殊条件下路基。特殊路基调查设计注重路基现状质量评估,针对路基病害主要原因确定设计方法。通过综合技术经济比较,因地制宜,选择技术可行、经济合理、保障交通的设计方案。

2,滑坡地段路基。

城市道路路基的滑坡是山地城市常见的病害, 整治设计步骤及方法如下:

(1)滑坡地段路基设计时先进行的滑坡稳定性分析与计算。

(2)注重滑坡段路基的排水设计,具体的设计方法为:在滑坡防治总体方案基础上,制定路基排水和滑坡体排水综合设计方案;滑坡体后缘的稳定地层上应设置环形截水沟,滑坡范围较大时,应在滑坡体范围内设置树枝状排水沟。根据滑坡体滑动面状况、滑坡体所在山坡流域水文地质条件及地下水动态特征,可增设渗沟、仰斜式排水孔或者隧洞等排水措施。

(3)滑坡段路基处治加固设计措施:位于推移式滑坡或由错落转化的滑坡上的路基,宜采用滑坡后缘减重,前缘反压措施;路基位于滑坡体重心偏上位置时,路基维护可选用适当的设计手段加强路基稳定性;路基位于滑坡体重心偏下位置时,应采用抗滑支挡工程等措施对整个滑体进行处治。

3,崩塌地段路基。

崩塌地段路基的维护设计方法有:

(1)对边坡或自然坡面比较平整、岩石表面风化易形成小块岩石呈零星坠落的地段,维护设计应首选坡面防护防风化设计;

(2)对岩体严重破碎,经常发生落石路段,维护设计可采用柔性防护系统或拦石墙与落石槽等拦截构造物;

(3)对在边坡上局部悬空的岩石,岩体较完整但有可能成为危岩时,维护设计可采用钢筋混凝土立柱或浆砌片石支顶或柔性防护系统予以预防。对易引起崩坍的高边坡,维护设计宜采用边坡锚固法;

(5)对崩坍体较大、发生频繁、且距离道路路面较近而设拦截构造物有困难路基,维护设计可采用明洞、棚洞等遮挡构造物等防护手段。

(三)路基改善设计

1,拓宽改善。

当城市道路的服务功能不能满通需求时,进行拓宽改善是重要的设计手段之一。城市道路拓宽改善设计原则是根据原有道路沿线的地形、地质构造、地貌、水文地质、不良地质的发育情况,采取合理的工程措施,保证拓宽改善路基的强度和稳定性。道路路基拓宽改善设计前,应搜集原有道路路基勘察设计、竣工图和养护等方面的资料,调查拟拓宽改善道路目前路基的稳定情况,并对原有路基和拓宽场地进行工程地质和水文地质调查、勘探和测试,分析评价新拼接路基或增建路基对原有路基沉降变形和边坡稳定的影响程度。

道路路基改善设计的重点是确保拓宽路基与原有道路路基之间良好衔接,具体措施有:注意新老路基之间排水设计;拓宽原有路堤时,应在原有路基坡面开挖台阶,台阶宽度不应小于1.0m,当加宽拼接宽度小于0.75m时,可采取超宽填筑或翻挖原有路基等工程措施;加固利用既有路基构筑物,新、旧混凝土或砌体应紧密连接,形成整体,可采用锚杆加固、新加结构物与原有路基行车道的搭接处理,保证整体性。

2,纵坡改善。

当城市道路路基的纵坡不满足相关要求时, 应进行改善设计,纵坡改善设计应符合城市道路相关的技术标准。

3,急弯或视距不良路段改善改善急弯或视距不良路段,应根据道路等级、地形条件,经过技术经济比较,可分别采用增大平曲线半径和视距、改线以路堑或短隧道穿越。

二,高速公路路基的养护检测评价方法

(一)指标体系。

路基主要包括路肩、边坡、排水设施和挡土墙四个部分。此四部分的功能各不相同,但它们又互相联系共同为整个公路系统服务。因此路基的评价指标体系应从路肩、边坡、排水设施和挡土墙四个部分分别展开。

路肩:路肩是保证道路路基、路面整体稳定性和排除路面水的重要结构,同时也是为确保临时停车所需两侧余宽的重要组成部分。路肩养护的好坏直接关系到路基路面强度、稳定性和行车的安全畅通。当路肩出现轻微破损时,影响了路面的平整度和坚实性,并且会在车载及自然因素的作用下急剧演化成严重破损。

边坡:边坡严重破损的出现不仅是影响了路肩的使用性能,还会对路肩的稳定性构成威胁,从而对路面结构的强度和稳定性产生影响。此外路肩养护除了保证无缺损外,还要保证路肩清洁、无杂物。否则无法保证临时停车,还有可能在自然因素的作用下把杂物吹入路面而产生交通事故,影响行车安全。因此边坡的缺损状况反映了边坡使用性能的好坏。

排水设施:排水设施的主要作用是:将路基范围内的土基湿度降低到一定限度以内,保持路基常年处于干燥状态,确保路基路面具有足够的强度和稳定性。此外,当排水设施出现破损时,不但影响了排水设施的及时排水,而且会对路基边坡产生冲刷从而影响了路基边坡的稳定性,通过以上功能和破损分析并结合路基养护的基本要求,确立了路基的评价对象(路肩、边坡、排水设施和挡土墙)和各对象的评价指标,评价指标体系如

图一:

(二)路基的四个影响因素路基评价指标体系分为目标层、对象层和指标层三层。对象层的四个对象(路肩、边坡、排水设施和挡土墙)是目标层(路基)的四个影响因素。每个对象的影响因素是其所对应的指标层的评价指标,例如路肩的影响因素是缺损度和清洁度,边坡的影响因素是缺损度等。

道路的路基完善需要科学的设计方法和专业的维护队伍对其进行护理。文章探讨了路基局部维护与加固、特殊路基的处治、路基改善和沟槽开挖回填恢复等维护工程的设计方法,以期在以后的建设中有规可循,为进一步养护管理提供依据。木无本必枯,水无源必竭,所以路基的重要性是不言而喻的。

参考文献:

1,钟建安,《公路养护与管理大全》,中国环境科学出版社,2001。

2,《公路路基设计规范》。

3,《建筑边坡工程技术规范》。

第11篇

关键词 建设;市政;道路;设计;管理

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

前言:

改革开放以来,随着我国经济的迅猛发展,我国城市化建设不断深入,以市政道路为骨架的基础设施规模越来越大。由于沥青砼路面较水泥砼路面具有平整、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声低、施工期短、养护维修简便等众多优点,因此在讲究品质的现阶段,沥青砼路面日益成为城市市政道路路面结构的选择,在市政道路建设中得到大量应用。然而伴随着沥青路面的大量建设,由于技术、管理以及原材料选择等原因,市政道路沥青路面使用过程中出现的病害较高速公路要严重得多。要提升市政道路沥青路面建设质量水平,设计是源头、施工是基础、监管是保证,而且取决于建设各方主体自觉行为和当地资源的保障程度。

1 市政道路沥青路面设计常见的问题

由于市政道路沥青路面规范、标准滞后,各地在设计中一般依据《公路沥青设计规范》进行。市政道路沥青路面设计主要问题:

1)交通量确定环节淡化,设计基础不扎实;

2)路面结构组合设计不合理,面层采用结构形式空隙率偏大,基层设计材料没有针对性;

3)没有设计基础数据支撑确定路面结构层厚度,且不符合《规范》要求;

4)路面结构层层间连接设计严重缺失,影响路面结构整体性。这些问题的存在,对沥青路面建设质量及行业影响构成较大危害性。此外,路面荷载设计计算依据是按设计年限总交通量当量轴载次数,淡化了交通量计算,模糊了设计年限和使用年限概念。这样,一方面影响了路面建设经济性和适用性,另一方面交通量急剧增长缩短使用年限时,引起社会误解,给行业带来不好影响。

2 市政道路沥青路面设计要求

2.1 交通量确定是基础

设计者首先应根据规划要求对修建道路在所处路网中的作用进行定位,通过对设计路段交通量实测、分析与预测,确定设计交通量,然后换算成标准轴载车道累计当量轴次数据进行后续结构层厚度计算。

2.2 结构组合设计是前提

在路面结构设计之前必须进行地质、环境、气候和水文状况的调查,根据当地材料供应的特点,确定满足密实、抗滑、稳定、耐久的路面结构方案,满足路面使用的基本要求。设计人员必须对当地多年的路面使用实际进行了解,从中吸取有益的部分结合最新的设计方法和理论进行设计。

2.3 材料组成设计是关键

资料表明:沥青砼是最复杂的建筑材料之一,在正温度状态下,表现出一定的粘弹性;在负温度状态下,则具有一定的弹性。决定沥青砼性能的最关键因素是矿料质量和矿料级配。作为设计者应对当地材料详尽调查,提出材料的基本要求:级配大致范围、筛孔分级、加工方法及颗粒形状等。在此基础上,选择合理的级配设计结果,为道路施工提供基础数据。

2.4 结构厚度设计是基本

路面结构层厚度设计是在组合设计的基础上进行。路面结构设计采用双圆均布垂直荷载作用下的弹性层状连续体系理论进行,计算的厚度值应满足结构整体刚度(即承载力)与沥青层或半刚性基层、底基层疲劳开裂的要求。具体而言,轮隙中心处路表计算弯沉值ls 应小于或等于设计弯沉值ld,即ls ≤ld;轮隙中心或单圆荷载中心处的层底拉应力σm 应小于或等于容许拉应力σR,即σm ≤ σR。交通量和抗压参数作为厚度计算的两大要素,对厚度计算结果影响甚大。为了合理设计路面结构,抗压参数应通过试验确定。

2.5 排水设计是保障

水对沥青路面的巨大破坏性已成为共识,市政道路排水条件较公路更为严峻,因此对排水设计更应引起重视。合理的排水设计应综合考虑路表(人行道面)排水、中央分隔带排水、交叉路口排水、路面结构层排水;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,保证路基路面的稳定。

3 道路建设质量提高的措施

3.1 加强对工程要素的管理

从对人的管理方面讲,施工现场中人的控制应先将人员划分为各级管理人员和施工项目中的劳动力,据各自的责任目标对症下药,采取不同的措施,提高每个个体的素质,最终提高整个项目组织的素质。从对材料的管理讲,开工前,应有供应备料计划,施工中根据工程变更和进度,随时调整进货的数量和进场时间。从对机械的管理讲,建筑业机械化水平的不断提高,更多的机械运用到工程的施工建设上来,所以必须做到正确选用机械。根据工程特点选择适宜的主导施工机械,各种辅助机械应与直接配套的主导机械的生产能力协调一致,当然为减少施工的投资额,应尽量选用现有机械。

3.2 完善质量监理程序

监理工程师在开工以前,向承包人提出一套对所有工程项目进行质量控制的程序及说明,以供所有驻地监理人员、承包人的自检人员和施工工人共同遵循,使质量控制工作程序化。

3.3 做到分部分项工程管理

项目管理人员应能够熟练掌握份内的各项标准、规范,熟悉或了解份外的各项标准、规范,根据目标责任体系和质量管理体系选择适当的施工工艺,组织、管理、协调分部分项工程施工,做好事前在工程任务层次化分解的基础上,制定一个详细的合适的施工质量计划。

3.4 质量检测

在工程质量监理工作中,应遵循“一切用数据说话”的原则。监理试验、检测频率不少于规范规定的最小频率。

4 结论

要提升市政道路沥青路面建设质量,需要建设单位工作要深入有效、设计深度要确保、施工企业自控要到位、监理检查要把关、检测结果要客观、政府主管部门要确立沥青砼路面设计、施工标准体系,工程质量监督机构工作要有力,只有各方共同努力,方能取得预期效果。

参考文献

[1]JTGD50-2006 公路沥青路面设计规范[S].北京:人民交通出版社,2006.

[2]JTGF40-2004 公路沥青路面施工规范[S].北京:人民交通出版社,2004.

[3]林增忠.市政道路沥青路面建设质量若干问题与对策[J].福建建筑,2008,3

第12篇

关键词:公路工程;可行性;设计;思考

在城市基础设施建设的过程中,交通拥堵的状况一直是国家和社会及相关科研学者关注的焦点之一,至此,国家开始大量建设高速公路和城市立交桥,缓解拥堵的城市道路。公路工程可行性阶段设计工作是公路整体工程最关键的环节,国家相关部门应予以关注和重视,严格把控质量关,合理、有效利用国内现有的公路工程设计理念和模式,强化公路设计及使用功能,延长公路正常使用年限,提高国民日常行车安全。

1 公路工程可行性阶段设计意义

随着国内计算机信息技术的广泛应用和普及,在公路工程整体设计方面提供有力的技术支持,将传统的公路设计发展成具有集成化、智能化的计算机辅助设计,又从两维的平、纵、横剖面的经验化设计发展到三维关联优化设计。一般来说,公路工程的初期设计和施工图纸总设计,基本上都可以用计算机辅助设计来实现,但是利用计算机进行辅助设计只能对公路工程局部的优化。公路工程可行性研究阶段的主要任务是:工程项目的可行性,对公路工程建设的必要性、技术上的可行性、经济的合理性和实施的可能性进行综合性的分析、论证,并制定多种设计方案,进行比较和评价,提出公路工程最佳的设计方案。

2 公路工程可行性研究阶段设计方法

目前,国内在公路工程可行性研究阶段主要有平曲线设计方法。平面线形设计在一般情况下确保行驶安全、舒适,保持线形连续、均衡,使各构造物的选型与布置之间更加的合理、实用、经济、有效。平曲线由切线长T或外距E来控制。平曲线公路设计方法主要是采用基本型:直线回旋线圆曲线回旋线直线的顺序组合,如图1所示,回旋线圆曲线回旋线的长度比最好为1:1:1。

平面线形组合形式多为以基本型为主,主要是用曲线外距E来控制线形。将以外距E控制计算平面线形为主的计算方法变成程序,例如:

外距E=117.337;偏角J=48°04′08″

输入计算器求得:

曲线半径R=1139.665;回旋线Ls=478.065

在多为山岭重丘区,平面线形组合形式多以S型为主要表现,例如:

切线T=705.43;偏角J=26°56′39″

输入计算器求得:

曲线半径R=1971.445;回旋线Ls=463.548

回旋线应凑整数为5m,Ls=450,输入计算器后,求得曲线半径数据R=1999.604。

3 公路工程路线设计、布置注意事项

在公路工程路线选线的过程中,要使公路路线短捷顺直,但是要注意减少过长的直线设计,最好是在条件允许下,选择适当的转角以及半径较大的长缓的平曲线线形。确定路线的起、始点之间所经过的城镇、厂矿、农场及风景文物点作为大的控制点,选择好控制点后,通过实地勘察并根据工程所在位置的地形条件和水文条件进行选择性设立控制点(庞大的建筑群、水电设施、跨河桥位、洪水泛滥线以外的地方都可以作为中间控制点),没有充分的理由和条件支持时,中间控制点之间不会再设有转角点。

3.1 公路工程道路设计

(1)加强公路工程规划设计。在公路工程可行性研究阶段,要根据公路规划的情况,包括规划的位置、规划等级、规划横断面、竖向规划、地上、地下杆管线位置、主要交叉路口进行规划,从而加强公路工程可行性阶段的设计标准。

(2)严格遵守国家设计规范标准。在公路工程可行性研究阶段要严格遵守国家规范标准进行整体公路设计,目前国家设计规范标准主要有:《道路工程制图标准》GB50162-92、《公路路线设计规范》JTGD20-2006、《公路工程技术标准》JTGB01-2003、《公路路基设计规范》JTGD30-2004、《公路自然区划标准》JTJ003-86、《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006、《公路排水设计规范》JTJ018-97等。

(3)加强沿线各种交叉设置方式方案的必选,保证方案路口(平交、立交)交通流量、流向分析、交通组织及调通安全设施的设计原则的基本尺寸和主要设计参数的准确性,以此作为公路工程可行性研究阶段设计的主要设计基础。

(4)加强相关部门(公路规划、业主、管理单位、省、市、县、乡、村)的联系配合。

3.2 公路工程路线设计布置注意事项

3.2.1 注意公路路线与周边农田的正确处理

在修建公路时一般都会占用农田土地,因此,注意公路路线设计的布置,要与周边农田主进行有效沟通,从而解决好路线与农田规划、农业灌溉水利设施的关系。在布线阶段,尽量避免公路路线顺直的要求而占用大面积农田土地,同时也不能因不占用土地农田面积,而降低公路线形的标准,甚至恶化行车的条件。最好把公路路线设计在渠道的上方,而非灌溉区域内,做好公路与造田、护田的有效结合。对当地水文条件科学化研究和调查,在条件允许下,可将路线直穿,截弯取直、改移河道、缩短路线、改善线形。

3.2.2 注意路线设计中与桥梁的关系

在公路工程可行性阶段公路路线设计的过程中,既要充分考虑路线顺直、又要防止片面强调桥位,使路线过长,无法达到国家制定的《路线设计标准》中的要求,应在布置路线的总方向的基础上,将路桥进行综合考虑和分析,从而选择有利的桥位,设置路线。

3.2.3 注意公路工程设计路线与城镇居民的关系

针对平原地区来说,在公路工程路线设计方面,经常会发生路线的布设位置与城镇居民有所交集,因此,公路工程设计单位应根据公路路线布设的位置,加强与路线周围城镇居民的有效沟通,在国防公路与高等公路方面,必要时应采取绕避等方式,以此来远离城镇,避免对城镇居民造成干扰。在较高等级的公路路线设计方面,尽量避免直接横插城区交通区域、工矿区域和居民聚集区域,减少互相干扰。在较低等级的公路工程路线设计方面,要充分考虑并与县、区、村的相关管理部门及领导和居民进行有效沟通,取得同意后,方可穿越城镇,为了确保行人和行车的安全,要严格注意公路行驶视距以及其他交通基础设施的建设对行车过程中可能造成的干扰。

4 结束语

加强公路工程可行性阶段设计的研究,确定设计方案,对多种设计方案进行必选并对设计路线布置进行有效优化,是国家公路工程持续、稳定发展的有效途径。严格遵守国家规范标准进行公路工程设计,注意公路自然环境和公路周边农田占地情况以及加强与省、市、县、乡、村的协调配合,从而推动国家公路工程健康、稳定发展。

参考文献