高速公路加宽工程路面设计探讨

廖勇刚

摘 要:结合某高速公路加宽改造的路面设计,对路面设计的重点、难点与特色进行了剖析,对路面改建利用等几方面进行了探讨研究,以积累高速公路加宽改造设计经验。

关键词:高速公路,加宽,路面设计

中图分类号:U416.02文献标识码:A

随着我国国民经济快速增长,城市与城市的沟通发展日趋繁

荣、城市与乡镇的协作发展逐渐紧密,致使交通量与日俱增,以往

的干线、国道、高速公路已不满足经济快速、可持续发展的需要,

迫切需要构建 以高速公路为主、新干线为辅的新型公路网。当

前,高速公路扩建工程的研究主要集中在软基处理方面,根据不

同地质条件选择合适的处治方案,而综合考虑旧路与拓宽车道路

基的差异、旧路修复等因素,对拓宽车道路面结构组合的研究涉

及较少。并且,目前国内高速公路的改扩建实例为数不多,尚无

成熟的技术与经验,扩建设计中存在不少的难题有待进一步的共

同探讨研究。

1 项目概况

广清高速公路位于珠三角冲积平原,地形平坦,偶尔有溶蚀

残丘分布。项目按汽车专用一级公路标准修建,是国道107的组

成部分。现有车道数为四车道,路基宽23m,包括分隔带

1.0m,两侧左路缘带各0.5m,两侧行车道各2!3.75m,两侧硬

路肩各2.25m以及土路肩0.75m,详见图1。

广清高速公路广花段分两期进行施工。分别于1992年

11月和1994年年底建成通车。由于广花高速公路沿线地质复杂

多变,为了适应软土施工后沉降量大、沉降时间长的特点,部分路

段采用了沥青路面,主要为水泥混凝土路面,其结构设计情况见表1。

表1 水泥混凝土路面结构设计情况一览表

结构名称

技术指标/MPa

抗压强度抗疲劳强度抗折强度

水泥混凝土面板35 1.75 4.5

6%水泥稳定石屑基层根据路基的填土高度及路基的干、湿状况,沿线筑路材料来源情况选定4%水泥稳定石屑底基层厚度与路面基层厚度相同

接缝情况

胀缝只在临近桥涵或其他构造物处、与柔性路面相接处、交叉路口处及纵坡变化处设置;在临近胀缝或路面自由端部的三条缩缝采用假缝加传力杆型,其余路段采用假缝型

配筋情况

拉杆采用螺纹钢筋 16,间距80cm,长90cm,传力杆为圆钢筋 25,长50cm,间距30cm。对桥头搭板采用间距为20cm的螺纹钢筋 12单层钢筋网,对桥头搭板板角为锐角处采用每根长115cm的 5,

间距为10!10的双层钢筋网补强

2 路面综合评价

广花高速公路水泥路面行驶质量一般,路面平整度合格率较低(养护标准),其右幅主车道合格率为73.2%,左幅仅为40.3%;水泥路面的主要病害包括断板、裂缝、错台、沉陷等,其中最严重的病害是裂缝板、断板,并存在不同程度的脱空现象,板间传荷能力差。

综合分析,其主要原因如下:1)交通量大。2)路基路面排水系统不完善。3)水泥混凝土面板接缝填料损失严重。4)基层和底基层整体承载力不足。

3 路面设计

3.1 设计计算

1)标准轴载临界荷位处(板纵向边缘中部)产生的荷载疲劳应力计算:

pr a=k r k f k c psa。

psa=(1-h a) ps。

其中, p ra, psa分别为沥青加铺层下混凝土板在临界荷位处的荷载疲劳应力和标准轴载应力,M Pa; ps为无沥青加铺层时混凝土板在临界荷位处的标准轴载应力,M Pa;h a为沥青加铺层厚度,m;为荷载应力折减系数。

2)温度疲劳应力计算:

tra=(1+∀h a) tr。

tr=k t tm。

其中, tr a为沥青加铺层下混凝土板在临界荷位处的温度疲劳应力,M Pa; tr, tm分别为无沥青加铺层时混凝土板在临界荷位处的温度疲劳应力和最大温度应力,M Pa;∀为温度应力折减系数。

3)设计标准检验。

旧混凝土面层的荷载疲劳应力和温度疲劳应力之和,应满足预定可靠度水平的极限状态表达式的要求:

r r( pra+ tra)#f r。

3.2 设计方案

1)本次项目路线设计起、终点考虑到广清的全线改造,只在旧路面上采取粗粒式沥青罩面,作为过渡路面。

2)对于加铺厚度不大于40cm路段,直接实施3层沥青面层,其下用AT B 25沥青碎石作为调平层。

3)对于加铺厚度40cm4)对于加铺厚度85cm5)对于加铺厚度大于145路段,在85cm新路面结构下直接填土。

博深高速公路挡土墙设计

李勇泉

摘 要:浅述了博(罗)深(圳)高速公路第二合同段施工图设计过程中几种特殊挡土墙类型及其特点,分析了挡土墙设置的原因,列出了施工过程中采取的有关措施,以便为其他山区高速公路的建设提供经验。

关键词:挡土墙,加筋土,轻质土,临时支护

中图分类号:T U476.4文献标识码:A

1 概述

挡土墙在路基设计中具有不可替代的作用。随着应用的越来越广泛,挡土墙结构形式也日新月异,包括重力式挡墙、衡重式挡墙、加筋土挡墙、悬臂式挡墙、扶臂式挡墙、锚杆挡墙、土钉墙、桩板墙、气泡轻质土路堤等。如何针对复杂的地形地质条件,选择合理有效的挡土墙形式地基和处理措施,做到安全、经济、有效、合理是设计中的重点和难点。本文以粤湘高速公路博罗%深圳段SJ 2合同段为例,详细介绍了在复杂的地形地质条件下,如何进行挡土墙类型的选择和优化设计。

该合同段路线全长34.3km,地形地质条件复杂,约有6km 路基位于斜陡坡地带,同时部分路段穿过城镇,为了节约修建桥梁带来的昂贵费用,沿线大量采用了挡土墙作为路基防护结构。挡土墙总长约3.1km,包括路肩墙、路堤墙与浆砌片石护脚等。

2 地质情况

沿线地层从石炭系到第四系均有广泛分布,岩层以灰岩、砂岩、泥岩等沉积岩组为主,第四系主要为沿现代河流谷地和湖泊分布的砂砾、砂、粉砂、黏土、淤泥、泥炭层以及沿坡地分布的残坡积粉砂、黏土等。路线地貌包括中低山、丘陵、山塘水库和河流谷

在进行加铺设计之前,须对旧路病害进行有效处治设计,避免对新路面造成影响。其处治措施主要按照有关旧路病害处治经验和养护规范执行。

3.3 技术标准及路面类型的确定

1)主要技术指标。

本路段所处自然区划为&7(华南沿海台风区)。

沥青混凝土路面的设计年限为15年,设计年限内一个车道上的累计标准轴载(100kN)作用次数N e= 3.911!107次,设计弯沉0.182mm。

水泥混凝土路面的设计年限为30年,水泥混凝土的设计强度以龄期28d的弯拉强度标准值(f r=5.0M Pa)为标准。

表2 沥青混凝土设计参数表M Pa

材料名称20∋抗压回

弹模量

15∋抗压回

弹模量

劈裂强度备注

改性沥青混凝土上面层14002000 1.4AC 13C 中粒式沥青混凝土中面层12001800 1.0AC 20C 粗粒式沥青混凝土下面层120014000.8AC 25C 沥青碎石上基层120014000.8ATB 25 4%~5%水泥稳定碎石下基层120012000.6

3%~4%水泥稳定碎石底基层8008000.4

级配碎石250250垫层土基40

2)路面结构设计及其参数。

根据交通量分析、定测批复意见及沿线筑路材料分布情况,经计算综合分析后确定路面结构方案。

路面上面层采用SBS改性沥青,中面层和下面层采用普通沥青。

根据交通部部颁规范规定,采用专用路面计算程序,沥青混凝土路面按设计弯沉和容许拉应力双指标控制,各结构层设计参数见表2。

表3 路面表层及各结构层表面竣工弯沉值0.01mm

结构层上面层中面层下面层上基层下基层底基层垫层土基顶面

弯沉值16.317.519.322.226.145.8123.1258.8

由于路面各结构层并不是以弯沉作为唯一控制指标,因此在施工中,应按照施工规范要求,分别进行质量检验和控制,见表3。

4 注意事项

旧路路面加宽改造是项复杂的工作,每个项目都有其特殊性,从设计到施工,都须根据项目的具体情况,如旧路使用年限、旧路现状、改造后达到要求等诸多方面考虑,还应避免对现状交通流量造成影响,注意新、旧路面的结合等,因此在旧路路面加宽改造中需要投入比新建项目更多的精力,达到项目的安全、经济和合理性。

参考文献:

[1] 广东省公路勘察规划设计院有限公司.广清扩建先行段(流

溪间大桥应急抢险段)施工图设计[Z].2008.

[2] 姚祖康.公路设计手册[M].北京:人民交通出版社,2006.

[3] JT G D50 2006,公路沥青路面设计规范[S].

[4] JT J073.2 2001,公路沥青路面养护技术规范[S].

O n exploration of pavement design for widening project on expressways

LIAO Yong gang

Abstract:By combining wit h the road pavement design of the widening reconstruction on some expressw ay,t he paper analy zes the difficult points,the main po ints and its features,and r esearches some aspects o f the road reconstruction,so as to accumulate t he widening reconstruc tion desig n ex perience o n expressways.

Key words:ex pressw ay,w idening,pavement design