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摘要:本文作者围绕着城市道路改扩建中路面结构设计问题,首先介绍了新建城市道路的路面结构设计概况,其次具体分析了改、 扩建城市道路的路面结构设计问题,最后就道路拓宽后,新老路面的处理进行了探讨。
关键词:城市道路;改扩建;路面;结构设计
Pick to: in this paper, the author around the city road in the heartland pavement structure design problem, firstly introduces new city road pavement structure design situation, followed by the specific analysis of the change and expansion of the urban road pavement structure design, the road widening, the processing new approach are discussed in this paper.
Keywords: urban road; The reconstruction; Pavement; Structure design
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
引言
近年来随着我国改革开放的深入发展, 交通运输业增长迅速。在城区内行人、自行车、汽车交织在一起, 特别是出租车迅速发展, 堵车现象较为严重,加之一些道路的老化和承载力下降。为保证交通运输的通畅, 缩短运行时间, 对城市道路进行改扩建就显得尤为重要。本文作者就对城市道路改扩建中路面结构设计相关问题进行了探讨。
1 新建城市道路的路面结构设计
在新建道路的路面设计时,多数采用混凝土面层及基层的路面结构型式。新建道路多处在城市的新城区,多为农田地,土基湿度大,地面控制物少,道路中心高程易控制,因此,路面结构层相对厚些。在早期路面结构设计中,基层多数为15cm厚12%的石灰稳定土基层或二灰碎石。近来基本采用15cm厚含水泥5%的水泥稳定碎石和30cm厚12%的石灰稳定土的复合基层。从以上两种材料修筑的道路使用情况来看,都能满足强度设计要求,而采用水泥稳定碎石的基层则明显优于单一的石灰土基层,这是由于水泥稳定碎石在荷载重复作用下,累计变形(即塑性变形)小,而单一的石灰土基层因其受水浸泡后易液化、变软,因此,无机结合料稳定类基层是混凝土路面最理想的基层类型。新建道路在使用过程中均无混凝土路面病害的发生,状况良好。
2 改、 扩建城市道路的路面结构设计
随着城市规模的扩大,原有道路已不能满足城市交通的需要,对原有道路的改、扩建工作比新建道路的数量要多。在原有路面、路基上扩建道路,改扩建道路的路面结构对道路质量和寿命都至关重要,而影响路面结构选择的因素是多种多样的、复杂的,如原路面结构型式、路面损坏程度、道路两侧建筑物地坪高等。
2.1 原道路为柔性路面
若原路面为沥青路面,且路面损坏不严重,且道路两侧街坊的高度受限制时, 可只对原路面凹凸的部分,用C15细石混凝土或水泥稳定砂砾找平后,直接加铺混凝土面层。若原路面为沥青路面,且路面损坏严重,在满足两侧街坊地坪高度时,可在原路上采用水泥稳定砾石为基层,压实后,加铺混凝土面层。如果道路中心高受两侧街坊的地坪高度的限制,则应挖除原路面,重新做基层,后再铺混凝土路面。采用这种方式改扩建的道路在我市道路改建中占有不小的比例,且使用状况良好,无明显的病害发生。
2.2 原道路为混凝土路面
旧混凝土路面上加铺新路面,根据新老路面结合方式可分为粘结、直接分离3种形式。粘结要对原路面进行凿毛、清洗、洒刷水泥浆等处理措施,新路面必须与老路面的接缝在位置上准确对齐,并应采用相同的接缝构造形式,费用较高,但二者之间组合作用明显。
直接在原混凝土路面上铺新路面,俗称 “盖被子”,只要将原路面洗净即可,新老混凝土形成部分粘合形式,新路面的接缝与老路面板接缝相重合,使上下层路面保持伸缩一致。这种方式也是我市在道路改扩建工程中常用的方法。分离是在老路面与新路面间加铺一定厚度的隔离层,然后在隔离层上加铺新路面。新路面的接缝位置与接缝构造,不受老路面的影响,可重新按设计设置。以这种形式修筑的道路是比较理想的,但这种形式在城市道路的改扩建中,往往受到道路两侧街坊地坪高的限制而不采用。
3 道路拓宽后,新老路面的处理
在城市道路改、扩建中,由于原道路的车行道偏窄,在规划红线宽度不变的情况下,拓宽车行道是常用的方法。车行道的拓宽一般为对称拓宽,即路中线不变,向道路两侧展宽。因老的车行道经常行车,沉降量很小,而新拓宽的部分为新的路基,它的沉降与老路是不同的,若不对展宽部分的新路基进行处理,不同的沉降会使新路面板块产生纵向裂缝,使展宽部分的板块产生沉降而使纵缝加大,且缝隙随时间增长而不断加大,雨水下渗,对路面产生损坏。软土地基上新旧路基结合部的处治涉及到地基处理、路基施工等多方面因素,因此要从多方入手,采取综合的处治方法。
3.1 土工合成材料的应用
在旧路加宽工程中,常用的土工合成材料就是土工格栅。土工格栅对土的加固机理在于格栅与土之间的相互作用。在新旧路基结合部采用土工格栅可以有效的预防差异沉降的产生,这是因为:第一,由于土工格栅与土接触面的摩擦作用,降低了加宽处土的垂直应力,使土体承载能力得以提高,减少了不均匀沉降;第二,土工格栅对土体具有锁定作用,使土体抗剪强度得到充分的发挥,约束了土体的侧向变形;第三,由于水平铺设的土工格栅具有弹性,在反复荷载的作用下,不会产生变形的积累;第四,土工格栅具有一定的张力和延展性,能使路基与土工格栅形成一个连续柔性整体结构。
通常将原有路基边坡挖成一定宽度的内倾台阶后,沿道路纵向铺筑一定幅宽的土工格栅,使得土工格栅一半位于原有路基上,另一半位于新填路基上。软基段填方路基,在重点解决软基处理方案后,可按一般路基段的拼接方法实施,同时为了减少新旧路基间的差异沉降,可采用轻质填料、加大格栅用量,采用刚度较大的土工格栅,必要时还可采取向旧路基中植入筋带的方法加强新旧路基问的连接。
3.2 地基处理措施
在软土地基上的新旧路基结合部,结合路基的拼接措施,还应对结合部下的软土地基进行重点处理。可以采用超载预压、加密加长粉喷桩、旋喷桩、预应力或现浇薄壁管桩和隔离墙(定喷桩)等方法,通过间距和打设深度的分级过渡处理,沿路基横向形成渐变段,能较理想地解决新旧路堤沉降差问题。
3.3施工措施
(1)边坡削坡:路基填土往往位于旧路基边坡上,因而必须对旧路基边坡按一定坡度削坡,削坡的方式有自下而上和自上而下两种,但削坡必须满足施工期间的路基稳定要求。由于削坡坡度较陡,为了确保旧路基安全,旧路基边坡可以分2次开挖,第一次比第二次坡度稍大,并边开挖边做好防护工作。每次开挖完毕后,平整压实,进行复合地基处理施工。
(2)台阶开挖:按照要求开挖内倾台阶,台阶数量尽可能多,为新旧路基的衔接提供更多接触面,更利于新旧路基的结合。在部分填方较高的路段采取逐步开挖的方式施工,同时做好排水与安全防护工作。(3)防水措施:开挖旧路基边坡以后要截断路面水,特别是超高路段,防止雨水直接冲刷边坡,在开挖边坡上铺一层防水胶纸或塑料布,以防止雨水渗入。迅速排除施工场地积水,断绝外来水,软基施工期间硬路肩禁止行车,以确保旧路基安全。
(4)土工格栅的铺设:土工格栅的铺设采用横向铺设,关键是保证其连续性,不出现断裂、弯扭折皱、松弛,但又要避免过量拉伸。材料应堆放在阴凉处,严禁暴晒和雨淋,以免其性能老化。软基处理段与未处理段的交接处设置过渡衔接,并保证必要的搭接长度。在路槽纵向铺设跨施工缝的土工格栅,加强新旧路基的横向联系,减少裂缝反射。
(5)路基填筑:根据区域的料源情况合理选择填料,填料的物理力学特性要与旧路基填料相近,严格控制新旧路基结合带的压实。对新旧路基结合带(大型压路机的压实施工死角)用打夯机分薄层填筑压实。国外针对软土路基上加宽路基填筑施工提出了间隙法(Gap-method),这是一种二步填筑法,先在距离旧路基一定距离外填筑部分新路基,新旧路基之间留有一定间隙(Gap),然后再填筑新旧路基之间的间隙。由于在第一阶段新路基填土自重作用下的固结会使新舊路基间隙下的软土强度和水平应力提高,因而可以有效减小第二阶段填土对旧路基产生的附加变形,而且这种分步填筑法要比一次性整体填筑对旧路基产生的变形要小。
参考文献
[1] 张卉. 城市道路拓宽改造研究[J].中国新技术新产品,2011(10).
[2] 陈启新. 城市道路拓宽改造施工探析[J]. 科技资讯,2010(26).
[3] 苏阳. 广佛高速公路扩建工程软基路段施工简介[J].水运工程,2001.
关键词:城市道路;改扩建;路面;结构设计
Pick to: in this paper, the author around the city road in the heartland pavement structure design problem, firstly introduces new city road pavement structure design situation, followed by the specific analysis of the change and expansion of the urban road pavement structure design, the road widening, the processing new approach are discussed in this paper.
Keywords: urban road; The reconstruction; Pavement; Structure design
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
引言
近年来随着我国改革开放的深入发展, 交通运输业增长迅速。在城区内行人、自行车、汽车交织在一起, 特别是出租车迅速发展, 堵车现象较为严重,加之一些道路的老化和承载力下降。为保证交通运输的通畅, 缩短运行时间, 对城市道路进行改扩建就显得尤为重要。本文作者就对城市道路改扩建中路面结构设计相关问题进行了探讨。
1 新建城市道路的路面结构设计
在新建道路的路面设计时,多数采用混凝土面层及基层的路面结构型式。新建道路多处在城市的新城区,多为农田地,土基湿度大,地面控制物少,道路中心高程易控制,因此,路面结构层相对厚些。在早期路面结构设计中,基层多数为15cm厚12%的石灰稳定土基层或二灰碎石。近来基本采用15cm厚含水泥5%的水泥稳定碎石和30cm厚12%的石灰稳定土的复合基层。从以上两种材料修筑的道路使用情况来看,都能满足强度设计要求,而采用水泥稳定碎石的基层则明显优于单一的石灰土基层,这是由于水泥稳定碎石在荷载重复作用下,累计变形(即塑性变形)小,而单一的石灰土基层因其受水浸泡后易液化、变软,因此,无机结合料稳定类基层是混凝土路面最理想的基层类型。新建道路在使用过程中均无混凝土路面病害的发生,状况良好。
2 改、 扩建城市道路的路面结构设计
随着城市规模的扩大,原有道路已不能满足城市交通的需要,对原有道路的改、扩建工作比新建道路的数量要多。在原有路面、路基上扩建道路,改扩建道路的路面结构对道路质量和寿命都至关重要,而影响路面结构选择的因素是多种多样的、复杂的,如原路面结构型式、路面损坏程度、道路两侧建筑物地坪高等。
2.1 原道路为柔性路面
若原路面为沥青路面,且路面损坏不严重,且道路两侧街坊的高度受限制时, 可只对原路面凹凸的部分,用C15细石混凝土或水泥稳定砂砾找平后,直接加铺混凝土面层。若原路面为沥青路面,且路面损坏严重,在满足两侧街坊地坪高度时,可在原路上采用水泥稳定砾石为基层,压实后,加铺混凝土面层。如果道路中心高受两侧街坊的地坪高度的限制,则应挖除原路面,重新做基层,后再铺混凝土路面。采用这种方式改扩建的道路在我市道路改建中占有不小的比例,且使用状况良好,无明显的病害发生。
2.2 原道路为混凝土路面
旧混凝土路面上加铺新路面,根据新老路面结合方式可分为粘结、直接分离3种形式。粘结要对原路面进行凿毛、清洗、洒刷水泥浆等处理措施,新路面必须与老路面的接缝在位置上准确对齐,并应采用相同的接缝构造形式,费用较高,但二者之间组合作用明显。
直接在原混凝土路面上铺新路面,俗称 “盖被子”,只要将原路面洗净即可,新老混凝土形成部分粘合形式,新路面的接缝与老路面板接缝相重合,使上下层路面保持伸缩一致。这种方式也是我市在道路改扩建工程中常用的方法。分离是在老路面与新路面间加铺一定厚度的隔离层,然后在隔离层上加铺新路面。新路面的接缝位置与接缝构造,不受老路面的影响,可重新按设计设置。以这种形式修筑的道路是比较理想的,但这种形式在城市道路的改扩建中,往往受到道路两侧街坊地坪高的限制而不采用。
3 道路拓宽后,新老路面的处理
在城市道路改、扩建中,由于原道路的车行道偏窄,在规划红线宽度不变的情况下,拓宽车行道是常用的方法。车行道的拓宽一般为对称拓宽,即路中线不变,向道路两侧展宽。因老的车行道经常行车,沉降量很小,而新拓宽的部分为新的路基,它的沉降与老路是不同的,若不对展宽部分的新路基进行处理,不同的沉降会使新路面板块产生纵向裂缝,使展宽部分的板块产生沉降而使纵缝加大,且缝隙随时间增长而不断加大,雨水下渗,对路面产生损坏。软土地基上新旧路基结合部的处治涉及到地基处理、路基施工等多方面因素,因此要从多方入手,采取综合的处治方法。
3.1 土工合成材料的应用
在旧路加宽工程中,常用的土工合成材料就是土工格栅。土工格栅对土的加固机理在于格栅与土之间的相互作用。在新旧路基结合部采用土工格栅可以有效的预防差异沉降的产生,这是因为:第一,由于土工格栅与土接触面的摩擦作用,降低了加宽处土的垂直应力,使土体承载能力得以提高,减少了不均匀沉降;第二,土工格栅对土体具有锁定作用,使土体抗剪强度得到充分的发挥,约束了土体的侧向变形;第三,由于水平铺设的土工格栅具有弹性,在反复荷载的作用下,不会产生变形的积累;第四,土工格栅具有一定的张力和延展性,能使路基与土工格栅形成一个连续柔性整体结构。
通常将原有路基边坡挖成一定宽度的内倾台阶后,沿道路纵向铺筑一定幅宽的土工格栅,使得土工格栅一半位于原有路基上,另一半位于新填路基上。软基段填方路基,在重点解决软基处理方案后,可按一般路基段的拼接方法实施,同时为了减少新旧路基间的差异沉降,可采用轻质填料、加大格栅用量,采用刚度较大的土工格栅,必要时还可采取向旧路基中植入筋带的方法加强新旧路基问的连接。
3.2 地基处理措施
在软土地基上的新旧路基结合部,结合路基的拼接措施,还应对结合部下的软土地基进行重点处理。可以采用超载预压、加密加长粉喷桩、旋喷桩、预应力或现浇薄壁管桩和隔离墙(定喷桩)等方法,通过间距和打设深度的分级过渡处理,沿路基横向形成渐变段,能较理想地解决新旧路堤沉降差问题。
3.3施工措施
(1)边坡削坡:路基填土往往位于旧路基边坡上,因而必须对旧路基边坡按一定坡度削坡,削坡的方式有自下而上和自上而下两种,但削坡必须满足施工期间的路基稳定要求。由于削坡坡度较陡,为了确保旧路基安全,旧路基边坡可以分2次开挖,第一次比第二次坡度稍大,并边开挖边做好防护工作。每次开挖完毕后,平整压实,进行复合地基处理施工。
(2)台阶开挖:按照要求开挖内倾台阶,台阶数量尽可能多,为新旧路基的衔接提供更多接触面,更利于新旧路基的结合。在部分填方较高的路段采取逐步开挖的方式施工,同时做好排水与安全防护工作。(3)防水措施:开挖旧路基边坡以后要截断路面水,特别是超高路段,防止雨水直接冲刷边坡,在开挖边坡上铺一层防水胶纸或塑料布,以防止雨水渗入。迅速排除施工场地积水,断绝外来水,软基施工期间硬路肩禁止行车,以确保旧路基安全。
(4)土工格栅的铺设:土工格栅的铺设采用横向铺设,关键是保证其连续性,不出现断裂、弯扭折皱、松弛,但又要避免过量拉伸。材料应堆放在阴凉处,严禁暴晒和雨淋,以免其性能老化。软基处理段与未处理段的交接处设置过渡衔接,并保证必要的搭接长度。在路槽纵向铺设跨施工缝的土工格栅,加强新旧路基的横向联系,减少裂缝反射。
(5)路基填筑:根据区域的料源情况合理选择填料,填料的物理力学特性要与旧路基填料相近,严格控制新旧路基结合带的压实。对新旧路基结合带(大型压路机的压实施工死角)用打夯机分薄层填筑压实。国外针对软土路基上加宽路基填筑施工提出了间隙法(Gap-method),这是一种二步填筑法,先在距离旧路基一定距离外填筑部分新路基,新旧路基之间留有一定间隙(Gap),然后再填筑新旧路基之间的间隙。由于在第一阶段新路基填土自重作用下的固结会使新舊路基间隙下的软土强度和水平应力提高,因而可以有效减小第二阶段填土对旧路基产生的附加变形,而且这种分步填筑法要比一次性整体填筑对旧路基产生的变形要小。
参考文献
[1] 张卉. 城市道路拓宽改造研究[J].中国新技术新产品,2011(10).
[2] 陈启新. 城市道路拓宽改造施工探析[J]. 科技资讯,2010(26).
[3] 苏阳. 广佛高速公路扩建工程软基路段施工简介[J].水运工程,2001.