浅析道路工程路基路面规划设计的研究
2015-10-21钟娟
钟娟
【摘要】随着社会主义市场经济的不断发展,我国道路工程事业也得到了極大的发展。作为人类生产和生活、出行重要方式,公路工程大范围地兴建,不仅可以为人们的出行提供方便,还可以促进国民经济的快速增长。公路路基路面设计是否具有良好效果对国民经济的增长、社会的安定具有重要意义。本文主要对道路工程路基路面规划设计的意义及应用进行了分析与探究。
【关键词】道路工程;路基;路面;意义;应用
一、道路工程路基路面规划设计的意义
随着国民经济发展速度的不断加快及科学技术的不断进步,我国城市化建设也愈加完善,这都为道路建设规模的扩大提供了可靠地依据。在社会主义市场经济高速发展的今天,市场竞争压力越来越重,更对道路工程质量提出了更高地要求。在公路工程建设中,施工企业之间的竞争逐渐向跨区域的模式不断发展,为了促进企业的发展越来越多的企业选择了这种发展模式,这种情况下极大地扩大公路工程建设的影响范围,为公路事业地健康发展提供了强有力地保障。
在工程建设中设计其实施的灵魂与依据,设计的优劣直接影响着工程建设的整体质量。在道路工程建设中,路基路面裸露在大气中,当地自然条件很大程度上都影响着路基路面的稳定性,同时还受人为因素的严重制约。在道路工程使用过程中,往往会出现路面还在规定年限内就出现了损坏的情况,如路基沉陷、边坡滑塌等,这些病害问题的大量出现将给交通运输造成极大的影响。基于此,必须重视路基路面的设计工作,确保其设计的科学性,只有这样才能避免路基因设计不合理出现变形等现象。在道路工程施工中,路面作为整个工程的表面,将直接影响着车辆行驶的安全性、舒适度及速度,如路面设计不符合施工要求,将对行车的安全情况造成极大的影响。笔者结合自身多年的工作经验,对道路工程路基路面规划设计进行深入的分析与探究,以期为道路施工质量的提升提供一个可靠地保障。
二、道路工程路基设计的应用
作为公路工程的主要构造物,路基是路面施工的前提条件,是影响公路质量、稳定性及安全性的主要因素。确保公路路基的稳定性及坚固性是公路施工的重要任务。在路基设计过程中,应对原有地面的自然平衡状态进行深入勘察,选用科学有效的方式进行路基设计。路基不仅要对路面的行车载重进行承担,还要对路面及路基自身的重量进行承担,这种情况下将增加路基的压力。只有确保路基设计的合理性,才能提高路基的承载能力,增强路基的稳定性及提高公路施工的整体质量。并推动整个行业的快速发展。
1、路基的作用
作为一种线性构造物,公路必须对车辆行驶的重复荷载作用进行满足与承载,同时还要经受各种自然因素的长期影响。在地形、地质及经济条件的严重制约下,公路路基的质量也将受到不同程度的影响。路基(subgrade,substructure)是由填筑或开挖而形成的直接支承轨道的结构。也叫做线路下部结构。作为公路建设的重要组成部分,路基设计必须严格遵循路线位置及相关技术规定进行施工,路基主要对路面传来的荷载进行最大限度地承受,因此,必须确保路基具有较高的强度和耐久性。在公路工程整体设计中路基设计占有重要位置。通常情况下,设计路基前期,必须进行全面调查研究,对施工现场沿线地质、水文等情况进行充分了解及分析。在进行路基设计时,必须对排水设施及防护设计的设计加以重视。
2、路基设计
(1)路基的形式。通常情况下,路基主要包括3种形式,路堤、路堑及半填半挖。一般路堤路拱横坡度为1.5%,土路肩坡度为3%。将路侧取图坑设置在填土路堤上时,当路基边缘和取土坑之间的高度相差在6米以上时,应进行宽度2米护坡道的设置。当地面自然横坡度比1:5陡时,必须在路堤基底进行台阶开挖作业,当台阶宽度在1米以下时,必须将2%向内倾斜的纵坡设置在台阶底部。在进行台阶开挖作业前必须将表面杂物清理干净。在进行路基设计时,应先了解其结构,如图1所示。
(2)路基边坡。在路基稳定性中路基边坡坡度是否合理对其具有较大的影响作用,在路基设计中路基边坡坡度的确定是其设计过程中的重要任务。边坡土质、岩石性质及水文地质等因素将直接影响到路基边坡坡度的大小。通常情况下,可以遵循积累的实践经验及设计规范中的数值进行路基边坡坡度的确定。
路堤边坡,遵循填料种类及边坡高度进行路堤边坡坡度大小的确定,单独进行高路堤边坡坡度的设计,并选用砌石进行陡坡路基填方。路堑边坡,遵循边坡高度、土的密度、地下水、地面水及土的成分确定土质路堑边坡。通常情况下按照地质结构及岩石特点,并按照有关经验进行岩石路堑边坡坡度的确定。
(3)路基宽度。行车道宽度加上其两侧路肩宽度就是路基宽度。遵循《公路工程技术标准》(JTG B010—2003)中各级公路路基宽度的规定进行设计。在设计路基宽度时,必须将道路中间带、加(减)速车道、爬坡车道、紧急停车带及错车道等算入到路基宽度中。遵循交通能力与交通量的多少进行路面宽度的设计,如一般公路其路肩通常设为1到3米,并进行硬质路肩的铺筑,尽可能降低对路面行车的影响。
(4)路基高度。按照路线纵坡的要求、路基的稳定性及工程经济状况等因素的实际状况,经过综合分析在路线纵断面设计中确定路基的填挖高度。只有确保路基上部土层处于干燥状态及中湿状态,才能确保路基的强度及稳定性。在路基最小填土高度确定时,必须严格按照临界高度的要求及公路沿线的具体情况和排水情况进行最终确定。
三、道路工程路面设计的应用
随着社会经济的不断发展,公路工程已经成为我国基础建设中的一项重要建设项目,路面施工作为公路工程建设的重要组成部分,其设计是否合理将直接影响到公路工程的整体质量。在公路工程路面设计中必须严格按照每一道工序的规范要求,对设计中的各环节质量严格把关,以此确保整体工程施工质量达到合格水平,并努力实现创优目标。因此,我们必须加快研究,不断完善设计体系,提高工作效率,促使公路事业的快速发展,为国民经济的增长奉献一份力量。
1、面层的类型
在道路工程中路面將直接承受汽车的荷载作用,并对车轮的磨耗进行抵抗。在设计路面时,通过路面结构力学原理,对其进行分类。
(1)柔性路面。柔性路面主要特点有小刚度、通过车轮的碾压将产生较大的弯沉现象,这种路面其自身结构具有较小的抗弯强度,将荷载通过各种结构层向路基传送,进而增加了路基的承受荷载作用。
(2)刚性路面。通常情况下刚性路面是指水泥混凝土路面,这种路面具有较大的刚度及较高的抗弯拉强度。相比其他材料的路面,在行车荷载作用下,泥混凝土结构层处于板体工作状态,具有较小的竖向弯沉,路面结构中承受车辆荷载的主要力为水泥混凝土板的抗弯拉强度,在板体扩散分布作用下,相比柔性路面,向路基传递的单位压力较少。
(3)半刚性路面。半刚性路面是选用水泥、石灰等无机结合料处理过的土或碎石等工业废渣修筑的基层,使用早期具有柔性路面的力学特性,后期其强度和刚度将大大增加,相比水泥混凝土,强度和刚度又较小。
2、沥青路面设计
(1)结构层设计
路面结构层主要包括面层、基层、底基层及垫层等。对车轮荷载反复作用及各种因素进行直接承受的是路面的面层部分,基于此,在设计中必须确保面层表层功能性及结构性的的充分发挥。在实际设计中应根据具体施工要求进行面层层数的确定,一般分为3层。为确保行车的安全,必须确保表面层具有较高的密实度、稳定性及耐磨性能。作为主要承重层,路面基层必须具有较高的承载能力和稳定性,基层主要分为2层,在设计中必须对其物理力学性能指标进行充分考虑。在底基层和土基之间设置的结构层就是路面垫层部分,其作用主要是利于排水、隔水、防冻防污等,同时还可以将半刚性底基层拉应力进行有效降低,并对层间模量比进行有效减少。
3、路面材料及最小厚度的确定
如选用双层式面层,可选用细粒式沥青混凝土作为上面层材料,选用粗粒式沥青混凝土作为下面层材料。遵循就近取材原则,进行基层材料的选择,在设计路面基层时,必须先调查当地材料的实际情况,然后按照当地交通量等情况进行最佳材料的选取。通常情况下,可以采用无机结合料稳定集料类或沥青混合料等材料作为基层材料,选用无机结合料稳定细粒土类等作为底基层材料。
四、结束语
综上所述,在道路工程施工中,路基路面作为整个工程的重要组成部分,如路面设计不符合施工要求,将直接影响着车辆行驶的安全性、舒适度及速度,甚至出现大量安全事故。基于此,相关部门必须严格按照每一道工序的规范要求,对设计中的各环节质量严格把关,以此确保整体工程施工质量达到合格水平,并努力实现创优目标。
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