高速公路路面分期修建方案与结构技术设计.doc

1 高速公路路面分期修建方案与结构技术设计摘要: 高速公路路面分期修建技术则是解决的软土地基或不良地基一个有效设计与施工途径。本文即针对软土地基或其它不良地基,以现行路面设计规范方法为基础,提出了路面分期修建的一些关键技术问题及其措施, 以及分期修建沥青路面和水泥混凝土路面的结构设计和基本方法。关键词:高速公路;路面;分期修建;结构;技术 1 影响高速公路路面分期修建方案的关键因素路面分期修建是相对于一次性修建而言的。分期修建路面结构各层次( 包括面层、基层、底基层) 的材料和厚度与一次性修建方案原则上应基本相同, 只是将路面上面层或中面层以上部分作为二期工程,在过渡期后铺筑。 影响一期路面结构的主要因素一期工程的路面面层应较薄, 也称”过渡期路面”。在确定一期路面结构时,应考虑以下因素: 2 (1) 地基沉降量。过渡期内沉降量的大小是决定过渡期路面结构的根本因素。若沉降量较小, 可以选用接近使用年限的路面结构; 相反, 选用满足过渡期内累计当量轴次的路面结构即可。(2) 近期累计交通量。近期累计交通量是指过渡期年限内路面将要承受的标准轴载累计作用次数。一期路面结构应按近期累计交通量进行设计和验算。过渡期的时间范围选择 3~7 年较为合适,小于 3 年就没有实际意义了, 大于 7 年则可能导致一期路面投资过大。(3) 路面结构层的最小厚度。路面结构层的最小厚度是指各结构层的设计最小厚度和施工厚度。二期修建时, 在不挖除原有路面结构厚度或仅挖除过渡路面面层的情况下, 各结构层的厚度应满足其最小厚度的要求。 二期路面铺筑时间的确定路面分期修建方案中,二期路面铺筑时间的确定是一个技术经济问题, 不仅要考虑路面结构的寿命、路面的使用性能、地基沉降等因素,同时也应考虑经济效益。具体方法如下:(1) 确定一期实施的路面结构,计算使用年限(用 I 表示) 。根据设计预测交通量和一期实施的路面结构, 确定一期实施的路面结构或原设计路面结构的中下面层的最大使用年限, 此理论计算使用年限可作为二期路面实施的最终期限, 即二期路面的实施必须在一期实施的 3 路面结构最大使用年限之前完成。(2) 根据实际运营交通量确定二期路面需要实施的时间。一期工程竣工通车后,根据交通量观测结果,计算出通车年限内的累计交通量 N,自运营第二年起,将实际运营交通量 N 与设计预测交通量 Ni (第 Ii 年末) 进行比较,若N Ni, 则不需计算;若N Ni, 则应计算累计当量轴次, 并根据一期实施的路面结构, 计算实际路面结构参数, 确定是否实施二期工程, 若满足路面设计指标要求,可继续使用,否则应立即实施二期工程。(3) 按地基等载预压固结理论计算沉降时间 Ij 。一般 Ij 应小于 Ii 与I 的较小值。否则, 在工程实施时, 应考虑地基加固处理。二期工程实施的最佳时间 It 为: Ij It min ( Ii,I) 若 Ij min ( Ii,I), 则应根据固结理论计算沉降时间, 反算一期实施的路面厚度, 确保在路基固结完成前, 路面具有足够的强度和良好的服务性能。 2 高速公路路面分期修建关键技术与措施 分期修建方案的路面设计标高问题分期修建方案要求桥梁、涵洞等主线构造物按第一期路面竣工时的标高控制。二期路面修建时, 通过局部的纵坡调整, 使二期主线路面标高与主线桥梁标高连接平顺。跨主 4 线的天桥、分离式立交等则必须按二期路面竣工时的标高进行控制。过渡期内地基发生固结沉降, 可通过调平层进行调平,以保证二期面层竣工时能够达到设计标高。 路面层间处理一期和二期路面层间的结合问题是保证二期工程实施效果的关键, 处理的好坏直接关系到二期工程的成败, 处理措施如下: (1 )原路面面层设计厚度在 15cm 以上时,在保证抗滑表层厚度的前提下, 一期实施的面层厚度建议控制在 10c m 以上, 以满足现行规范要求的高速公路沥青混凝土路面面层最小厚度要求。(2) 保证中面层的平整度至关重要。当沥青混凝土路面为三层时,基层的平整度对面层影响相对较小, 但分期实施时基层的平整度对面层平整度指标的影响相对较大。因此,采用分期实施时必须加强包括路基、底基层、基层等在内的各结构层的平整度、压实度指标控制, 以确保一期工程具有良好的服务性能。(3) 二期路面面层与一期路面的层间结合的处理极为重要。设计时需根据一期路面病害情况及其原因进行相应进行如下处理措施: ①标线清除:原路面标线如采用热熔型反光标线,应采用小型标线铣刨机对原标线进行彻底的清理; ②路面污染的处理:在二期工程施工前,应对原路面 5 进行彻底的清扫和冲刷, 施工前再用大型吹风机械清理路面缝隙中的杂物; ③压浆孔的处理:在过渡期或二期工程水泥灌浆施工中,对灌浆孔要单独处理,以保证路面