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黑龙江交通职业技术学院毕业论文2009级道路桥梁工程技术专业

整无损坏,泄水孔无堵塞,伸缩缝(沉降缝)功能完好,能够自由伸缩和沉降。 (三)路基养护与研究

路基是一种土工构筑物,既要承受荷载,又要受各种自然条件的严重影响,因此路基的养护也是相当复杂的。对路基病害应尽量防患于未然,以“预防为主、治养并重、排水防水、安全第一”为出发点,治早治小,多做预防性工程;对一些较大的路基病害,如崩塌、滑坡、软土路基下沉、基床病害、较大的冻害等的整治,通常需要进行细致的勘探试验,单独的特殊设计和工程措施,如抗滑桩、排水盲沟、砂井、砂垫层和土工织物等。

路基绝大部分病害和水的作用有关,所以路基病害的预防和整治都强调要搞好排水、防水和治水的工作。每年雨季前,路基养护人员要进行一次全面防洪检查,及时发现和处理隐患,并要清通所有天沟、侧沟(边沟)等排水设备、注意河流凹岸护坡的补修、沿河路基冲刷防护、坡面防护、陡坡的堤堑交界处的排水防水工作。大风暴雨期间要加强巡道,还要采用各种仪器进行降水量、水位的观测、数据记录等项工作。加强沿路两侧地带的绿化,可保持水土,对路基有很大的防护效能。如在山区路旁种植根系发达的乔木、灌木或草本植物,具有很强的稳定边坡、抵抗冲蚀的作用;在沙漠地区铁路、公路两侧种植抗旱性强的灌木或草本植物,可起到固沙、防沙作用(如包兰铁路中卫段自黄河引水造林植草,固沙效果很好);在风雪、冻害地区植树造林对路基也能起到良好的保护效果。 产生路基病害的原因往往是多方面的。因此,整治路基病害需要综合运用多种整治措施。中国在整治路基病害中的某些方面取得了较好的效果。例如,用“草方格半蔽沙障”防沙效果很好,起到既能固沙又能阻沙的双重作用;用抗滑桩整治滑坡,具有抗滑力大,施工简单,速度快,在施工过程中对滑坡体的稳定性影响较小,并可和其他整治措施配合使用等优点;整治基床的翻浆冒泥用砂垫层、封闭层、更换土质、横向盲沟等措施也取得了一定效果;近几年来,在道床下铺设土工织物整治基床翻浆冒泥已初见成效,但在机理及使用条件方面尚需进一步观测研究。

三、评价指标选取的原则

评价指标的选择要能充分的反映路基的特性,能从养护基本要求和养护评价的角度上代表路基,反映路基的主客观信息和养护质量性能。评价指标的选择要充分考虑到高等级公路路基和水文地质的特点,要结合标准方法和前人的研究成果。由于本项目自身的特点,评价指标的选取还要遵循一下原则:客观性。选取的指标应能够反映路基构造物的特性,能代表影响路基构造物的主要因素,指标的名称和含义应符合现行的专业技术术语和概念。可操作性。选取的指标应能够通过直接或间接的方法测量或估测;选取的指标必须简单、明了,易于操作。逻辑性。选取的指标必须具有较强的逻辑性,指标与指标之间不可冲突,不可重叠,要有较强的关联性。

四、路基的评价指标体系

(一)概念

等级公路路基养护评价指标体系是一套用来评价等级公路路基养护质量及其使用性能的指标体系,用于对公路路基的整体性能做初步诊断和评价,为进一步养护管理提供依据,指导养护管理工作者的工作。采用层次分析法建立指标体系,首先需要确立出准则层-路基养护的评价对象,然后分析各研究对象的养护的主要特点,依据评价指标的选取原则找出高等级公路路基养护的评价指标,从而获得指标层,并建立高等级公路路基养护评价指标体系。 (二)评价对象

评价对象的确立也就是体系中准则层的确立,反映的是路基养护评价所包含的主要内容。结合路基养护的基本要求,确定路基养护评价的研究对象为路肩、边坡、排水设施和挡土墙以下四个部分: 1.路肩

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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。其主要功能是侧向支撑路面的基层和垫层,稳定路面各层次的结构,排出路面积水,使路面免受雨水侵蚀。路肩分为硬路肩和土路肩两大类。 2.边坡

边坡防护的主要功能是保护路基边坡表面免受雨水冲刷,防治路基病害、保证路基稳定,改善环境景观,保护生态平衡。边坡防护主要包括植物防护和工程防护。 3.排水设施

排水设施的主要功能是排除路基、路面范围内的地表水和地下水,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,保证路基和路面的稳定,防止路面积水影响行车安全。排水设施包括边沟、泄水槽、截水沟、排水沟、跌水、急流槽、拦水带等。 4.挡土墙

挡土墙是为防止路基填土或山坡岩土坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物,用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保证土体的稳定。挡土墙包括重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶臂式挡土墙、柱板式挡土墙、锚杆式挡土墙、加筋土挡土墙等不同结构形式。 (三)评价指标

对于路肩,三个标准(《公路养护质量检查评定标准》、《高速公路养护质量检评方法》和《高速公路养护管理手册》)都提到了不整洁、不平整或者是路肩损坏;对于边坡,都认为边坡坍塌很重要,包括冲沟和裂缝等;对于排水设施,虽然评价对象范围不太一样,但都对于排水淤塞很重视;而对于挡土墙来说,三个标准检测的重点都是挡强损坏。虽然在细节上略有不同,但在检测的重点上却非常一致。

路肩、边坡、排水设施和挡土墙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从路肩、边坡、排水设施和挡土墙四个部分分别展开。根据路基的功能性分析,路基的使用性能具有功能和结构两个方面。因此,指标的选取从评价对象的缺损状况和功能性状况展开。

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的作用下急剧演化成严重破损。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。路肩不清洁或者有杂物会使路面产生积水,无法保证临时停车,还有可能在自然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,路肩的破损和清洁状况反映了路肩整体性能的好坏。故采用缺损度和清洁性作为路肩的评价指标。

边坡的功能是保护路基边坡表面免受雨水冲刷,防治路基病害、保证路基稳定。当边坡出现冲沟、缺口等轻微破损时,会使雨水进入边坡土层从而加剧了边坡的破损。当边坡破损较严重时,边坡的稳定性受到了影响,并且雨水会直接进入路基土层从而降低了路基土的强度和回弹模量,影响了路基的稳定性。因此,边坡的缺损状况反映了边坡使用性能的好坏。故采用缺损度作为路肩的评价指标。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。如果排水设施排水不顺畅或者被堵塞,那么道路用地范围的水将无法完全被排除,进而使路基路面产生病害而影响了路基路面的强度和稳定性。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。所以说,排水设施的排水顺畅程度和破损程度反映了排水设施的整体性能。故采用排水性能和缺损度作为排水设施的评价指标挡土墙的主要作用是支撑天然边坡或人工填土边坡以保证土体的稳定。当挡土墙出现严重破损时,会产生挡土墙倾斜、坍塌进而失

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稳,从而影响了道路使用者的行车安全性。因此,挡土墙的破损状况反映了挡土墙整体性能的好坏。

(四)病害出现原因分析 1.沥青质量问题

由于近几年交通作为国家基础设施重点投资,全国各地二级路、一级路、高速公路、城市道路,开工项目很多而建设资金又有限,因此,在道路结构层的厚度设计、材料的采用本着经济适应的原则,而对交通量的变化,使用年限并没有重点研究,象高等级沥青路面,许多省市采用的是上面层使用进口沥青,而中面层、底面层则采用国产沥青,就国产沥青而言能达到规范要求的厂家并不多,而且数量十分有限,不可能满足国内建设规模的需要。作为建设单位,设计单位十分清楚这一情况,但从节省资金的角度来看只能勉强采取这一方法。

2.设计规范存在一定的问题

目前,柔性路面国家设计规范仍然采用弯沉值控制,并以黄河JN-150为标准荷载,作为设计参数,使用年限采用累计折合成标准荷载次数作为控制指标,而对重型车,特别是超重型车辆对路面结构强度的影响却没有过多过细的理论保证,规范中的折算系数并没有考虑路面承载极限能力,虽然现在国内许多路面方面的专家也在探讨这一问题,并有专家写文章进行论述。但国家规范并没有修改,设计时仍然要使用目前颁布的规范,在这一问题讨论上我们可以用一个简单的例子加以说明,比如一个正常的劳动力他能挑起75kg的东西,那么在甲乙两地一天能来回走8趟,如果这个人每次挑50~75kg,那么,他每天完成8趟不会有问题,但是突然有一天,一趟让他挑150kg上路那么恐怕会将身体损坏,身体一旦严重损坏,那么肯定他连30kg的担子也挑不起来,对于道路而言也应该是同样的道理,一旦超出极限荷载的行驶将导致路面结构严重损伤。促使路面开裂、推拥,甚至局部下陷,导致路面破坏。而目前高等级路面上,超重型车辆,特重型车辆随处可见。因此对国家设计规范进行修改很有必要。 3.层油、粘层油对路面的影响

为了使沥青路面与路面基层以及沥青砼本身层与层之间具有良好的结合性,洒一定数

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量的透层油和粘层油是十分必要的,然而,在施工当中透层油一般按1.2kg/m,由于目前等级道路大部分采用二灰碎石或水泥稳定级配碎石,渗透性能均比较差,加上局部挤压平整度稍差,经常有透层油窝积现象。此外,粘层油设计一般要求0.8kg/m2,而施工单位也好、监理工程师也好,并没有考虑粘层油对沥青砼油石比的影响,现在我们不妨简单的计算一下:

粘层油按乳化沥青考虑,沥青与乳化剂及水的比例取50:50,按0.8kg/m2用量。 沥青含量则为0.4kg/m2。沥青面层按4cm,容重按2.42kg/m3则每平方米沥青的重量为4×10000×2.42kg/m3=96800kg。油石比增加量则为:400÷96800=0.4%

沥青面层油石比按5.1%考虑,则沥青用量增加了7.8%。 以上两个方面说明了有些等级公路局部路段油石比显然大,导致路面发软,出现扭曲、推拥的原因之一。 4.气候的影响

近年来,由于温室效应影响全球,在我国也不例外气温普遍提高气候反常,北方气候发生显著变化,冬季气候变暖夏天持续高温时间增长,特别是今年夏天在华北地区气温在32℃以上持续了40多天是多年来十分罕见的,这种气候条件是否持续下去有待时间的检验,由于气温的提高,而导致华北地区沥青软化点的不适宜是否应降低标号,值得考虑。 5.施工过程中的路面污染

当前许多公路投标项目划分太细,路基挢涵、路面、交通工程都产生波浪,严重影响平整度分别招标,在同一路段上施工单位较多,加上工期较紧,平行作业,相互影响,如在沥青砼摊铺底面层中面层时,路基施工单位要刷边坡,挖边沟,其他路段的车辆也通行,导致路面污染严重,从而使路面上层铺设,层与层之间的粘结受到影响,特别是当沥青面

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层较薄时,在车辆高速行驶荷载作用下,沥青路面产生脱落,推拥、扭曲裂缝,我们经常见的桥面铺装被拉开、拉裂就是这方面原因所致。此外,路面铺设完后其他作业工序的机械,包括交通工程,中央分隔带,路基填土,有些机械在上面停留漏柴油使路面污染,严重的地方,造成路面局部松散、剥落。

五、路面病害的根治

沥青路面常见病害的根治应从设计和施工两方面着手,只解决一个方面的问题是不够的。

(一)设计规范的修改

从目前的设计规范来看,在车辆荷载等级换算方面可能有较大的偏差,特别是应考虑特大车辆荷载对路基路面所产生的影响,其换算关系不是简单的倍数关系,在这方面要应引进部分省市科研机构的科研成果或引进国外科研机构提供的一些参数进行修定。等级公路在选材方面应有严格的标准要求,路面结构层承载能力应适应当前和在设计年限内交通发展的需要,不能片面追求路面的里程量,而降低路面标准,在这方面应进行科学的比较,有的公路通车不到一年,大面积返工,许多公路都出现了这种情况,原因何在,一方面是为了省钱用国产沥青替代进口沥青,另一方面结构层的设计偏薄,路面基层底基层满足不了行车荷载的作用,因此,在这方面应计算一下是一次到位好,还是为了节省点钱多修几公里路好,从综合效益来看,由于节省资金造成的路面破坏远比多修几公里路所产生的经济效益大得多。此外,在设计方面也应作一些大胆的探讨,如减薄沥青面层,增厚基层或底基层,比如采用4~6cm沥青面层,20~25cm水泥砼或者是15~20cm沥青稳定碎石基层的结构形式,其造价比现在普通采用的15cm沥青砼面层,15~20cm水泥稳定碎石半刚性基础基本相当,这就解决了基层是主要承载层的问题,适应当前交通流量大超重车行驶的交通状况,同时4~6cm厚沥青面层可以做成开级配的中粒式沥青砼,这种设计形式有几个方面的好处:一是优质沥青用量减少,仅仅是面层用4~6cm沥青混凝土,缓解了国内优质沥青供不应求的矛盾;二是由于基层采用的水泥砼或沥青稳定碎石是水稳材料不怕雨水浸入,因此,即使在雨天不致于下雨路面过多积水影响行车(排水分成路面纵横坡排水,面层渗水);三是消除了沥青泛油,车辙等一系列病害;四是由于开级配中沥青砼具有良好的抗滑性。

(二)施工质量控制

优秀的设计,合理的工期是修筑高质量的基础,而科学施工则是高质量的保证。 材料的选配,特别是集料场应固定,选择1~2家能保证施工进度的厂家供料,使材料级配始终处于受控状态,不能偏离级配中线太远。

沥青的选用十分关键,要挑选符合规范各项要求的沥青,特别是沥青针入度,延度指标必须严格把关,在北方施工由于近些年的气候偏暖,因此,沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青,此外,透层油,粘层油沥青应采用与沥青砼用同一种沥青,特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时对其影响。

在沥青混合料配合比设计上要特别重视。除了常规的几组马歇尔试验外,还应增加抗车辙的动稳定度试验,并衡量是否满足规范要求的一个条件,由于我国目前也引进这一指标值,虽然国内有关科研院校在搞这方面的研究,并出了一些成果,而作为施工企业现在采用并不普及,因此,作为交通行业标准,从立法角度来讲,应尽快推广执行。

沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行,合理安排工期,避开不利天气施工。

从施工机具来讲,拌合能力,摊铺机碾压机具必须配套,摊铺机应选择两台前后错开同时施工,而少采用全断面摊铺机,注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺。

沥青砼施工期间,交通管制必须有专人负责禁止非施工车辆上路,防止上路机械漏油保持路面干净整洁。

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