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        高速公路改擴(kuò)建工程中的路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)

        2013-03-19 07:15:42
        城市道橋與防洪 2013年3期
        關(guān)鍵詞:舊路灰土結(jié)構(gòu)層

        申 嬋

        (天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院,天津市 300051)

        1 概述

        近年來,隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人口的增長,高速公路的交通流量隨之增長迅猛,我國先期建成的4車道高速公路已出現(xiàn)寬度不足、路面破壞、等級過低等狀況,急需拓寬改造。

        津?yàn)I高速公路的出行車輛以通勤、辦公為主,早、晚高峰潮汐現(xiàn)象明顯,目前高峰小時(shí)交通量基本達(dá)到飽和,速度也有明顯的下降,交通堵塞時(shí)有發(fā)生。再加上超重超載的車輛的增多,致使路面出現(xiàn)不同程度的破壞,影響了現(xiàn)有車輛的正常通行,因此要對其進(jìn)行加寬改造。

        2 工程現(xiàn)狀

        2.1 道路路面現(xiàn)狀

        津?yàn)I高速公路長約28 km,通過對47個(gè)孔鉆芯取樣,各孔按面層、水穩(wěn)層、二灰碎進(jìn)行分層統(tǒng)計(jì)分析,得出路面結(jié)構(gòu)層鉆芯結(jié)果。

        (1)瀝青混凝土面層:約25%的孔該層厚度略小于設(shè)計(jì)厚度。該層完整性好。

        (2)水泥穩(wěn)定級配碎石層:約51%的孔層厚大于設(shè)計(jì)厚度,僅13%的孔層厚度略小于設(shè)計(jì)厚度。該層總體完整性好。

        (3)石灰粉煤灰碎石層:該層約有34%的孔層厚略小于設(shè)計(jì)厚度。該層在K1~K12里程樁號范圍內(nèi)整體完整性較差,在K13~K27里程樁號范圍內(nèi)整體完整性尚可。

        圖1為第4號孔的鉆芯取樣。

        從圖1中可以看出石灰粉煤灰碎石層的強(qiáng)度較差。

        圖1 第4號孔鉆芯取樣圖

        2.2 路面彎沉資料

        由表1可以看出,有些段落彎沉值偏大,路面狀況不好,不考慮補(bǔ)強(qiáng),直接按新建路面施工;有的地段,彎沉值較小,可采用補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。

        2.3 舊路路面結(jié)構(gòu)

        原行車道及路緣帶路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)分為中濕和干燥兩種干濕類型,具體設(shè)計(jì)參數(shù)如表2所列。

        3 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        3.1 設(shè)計(jì)彎沉

        分析交通組成,運(yùn)用Hpds2006,計(jì)算出路面設(shè)計(jì)彎沉值為19.7(0.01mm),累計(jì)當(dāng)量軸次為2.61E+07。

        3.2 新建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        3.2.1 新建路面結(jié)構(gòu)

        新建路面結(jié)構(gòu)見圖2。

        3.2.2 計(jì)算結(jié)果

        公路等級:高速公路

        新建路面的層數(shù):6

        標(biāo)準(zhǔn)軸載:BZZ-100

        計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值:

        第 1層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=17.4(0.01mm)

        第 2層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=18.7(0.01mm)

        第 3層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=20.7(0.01mm)

        表1 路面彎沉資料

        表2 原路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)參數(shù)

        圖2 新建路面結(jié)構(gòu)

        第 4層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=25.6(0.01mm)

        第 5層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=48.3(0.01mm)

        第 6層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=125.6(0.01mm)

        路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS=221.8(0.01mm)

        3.3 舊路補(bǔ)強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        3.3.1 舊路補(bǔ)強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)

        我們認(rèn)為最底基層的石灰土是完好的,在石灰土上面施做補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu),見圖3。

        圖3 舊路補(bǔ)強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)

        3.3.2 計(jì)算結(jié)果

        要想計(jì)算出舊路補(bǔ)強(qiáng)后路面的計(jì)算彎沉值,我們必須知道原路面銑刨掉二灰碎以后,二灰土的頂面回彈模量。我們假設(shè)二灰土完好,根據(jù)原路面設(shè)計(jì)彎沉為24.4(0.01 mm),運(yùn)用軟件來演算二灰土的頂面回彈模量,演算得出二灰土頂面的回彈模量為68 MPa。進(jìn)而可以算出舊路補(bǔ)強(qiáng)后路面的計(jì)算彎沉值為19.5(0.01 mm)。

        公路等級:高速公路

        新建路面的層數(shù):5

        標(biāo)準(zhǔn)軸載:BZZ-100

        計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值:

        第 1層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=19.5(0.01mm)

        第 2層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=21.4(0.01mm)

        第 3層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=24.5(0.01mm)

        第 4層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=33.1(0.01mm)

        第 5層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=87.3(0.01mm)

        路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS=137(0.01mm)

        4 結(jié)論

        通過分析,我們找到了一種計(jì)算舊路補(bǔ)強(qiáng)時(shí)舊路路面計(jì)算彎沉值的方法,通過施工驗(yàn)證,可以運(yùn)用到以后的舊路補(bǔ)強(qiáng)工程中。

        但須要指明的是,當(dāng)舊路挖開以后,銑刨到二灰土,測二灰土頂面的回彈模量,如果達(dá)到了68MPa,說明二灰土完好,可以在上面進(jìn)行修補(bǔ),如果達(dá)不到,說明二灰土也已經(jīng)被破壞,需要修補(bǔ)。

        [1]王曉華,袁延浩,張永軍,等.加寬改建公路路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)[J].科技信息,2007(17):619-620.

        [2]桂炎德.高速公路拓寬設(shè)計(jì)方法初探[J].公路,2004(7):59-64.

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