公路涵洞破坏实例分析（共8篇）
公路涵洞破坏实例分析 篇1
1 橡胶支座的应用与发展
早在20世纪30年代,法国已将合成橡胶支座应用于小跨径桥梁,40年代起,许多国家陆续开始在桥梁中采用橡胶支座。50年代末,美国在位于林肯城的Pelham大桥,第一次使用了板式橡胶桥梁支座。苏联从1959年就开始在公路及铁路桥梁上使用板式橡胶支座。日本东北干线的鬼怒川铁路预应力混凝土连续梁桥于1961年应用了板式橡胶支座。我国在60年代初开始,对板式氯丁橡胶支座进行了研究和试验。1965年首先将氯丁橡胶支座应用于广东省肇庆公路桥梁上。1975年开始以天然橡胶为主体的耐低温板式橡胶支座应用于北方,从此板式橡胶支座在全国各地开始广泛应用于公路、铁路和市政桥梁工程。
2 公路板式橡胶支座早期破坏的分析与对策
2.1 橡胶支座质量因素的分析与对策
2.1.1 加劲钢板和胶层对橡胶支座质量的影响
普通板式橡胶支座至少由两层以上的加劲钢板,且钢板包括在橡胶弹性材料内形成支座。加劲钢板与其上下层橡胶经压硫化牢固地粘结成一体,嵌入橡胶层之间的加劲钢板能有效阻止橡胶层侧向膨胀,从而显著提高橡胶层的抗压强度和支座的抗压刚度。加劲钢板的层数、厚度、强度不符合要求而失去作用,将导致橡胶支座抗压强度降低,以致过载引起早期破坏。加劲钢板与橡胶离层或粘结强度不符合要求,将使橡胶支座形成夹层而降低抗剪强度,也是引起早期破坏的关键因素。支座胶层厚度和支座胶层不均匀分布,将会产生支座局部应力集中,局部胶层表面裂纹萌生概率大幅增加,导致支座提前损坏。
2.1.2 再生胶对支座质量的影响
1)再生胶对支座产品力学性能的影响。试验表明,掺入15%再生胶后,检测胶料物理机械性能(除硬度外)符合JTT 4-2004要求,常温状态下支座抗压弹性模量、抗剪弹性模量也符合标准要求,但经热空气70 ℃×72 h老化后检测,掺入再生胶的支座比未掺入再生胶支座的胶料硬度、抗压弹性模量、抗剪弹性模量大幅增加,不能满足标准要求。再生胶对支座老化后力学性能的不利影响是很明显的。
2)再生胶对支座使用寿命的影响。橡胶的老化直接影响支座的寿命,橡胶的老化是一种由多种因素参与的、复杂的、不可逆转的化学反应,再生胶本身已存在相当程度的老化,其分子链之间的交联已发生断裂,不同于生胶的线形大分子链结构,也不同于橡胶硫化后而构成的三维网状交联结构。
2.1.3 支座质量的检验与控制
橡胶支座主要检验外形尺寸、外观质量、内在质量、力学性能。通过解剖可检验加劲钢板的层数、厚度、强度,检验橡胶层厚及其均匀性,检验加劲钢板与橡胶层粘结力以及剥离胶层的性能等支座内在质量。JTT 4-2004要求,加劲钢板层数不少于两层,厚度不少于2 mm,强度不低于GB/T 912标准Q235C钢板性能要求。加劲钢板不应拼接,且同一支座中不允许厚度不同的钢板。加劲钢板平面尺寸偏差为±1 mm。要求橡胶层厚度均匀,误差符合要求。要求加劲钢板与橡胶粘结牢固、无离层现象,剥离强度大于10 kN/m。要求剥离胶层的抗拉强度的下降不应大于15%,扯断伸长率下降不应大于20%。
力学性能通常只检验抗压弹性模量、抗剪弹性模量、极限抗压强度三项指标。试验表明,橡胶料中掺入一定数量的再生橡胶,在常温条件下,其上述三项指标均能符合要求。但进行热空气老化后,力学性能显著降低。因而我国交通行业标准JTT 4-2004公路桥梁板式橡胶支座明确规定,不允许在支座胶料配方中使用任何再生胶或粉碎的硫化橡胶。并规定通过抗剪粘结性能与老化后抗剪的交叉试验来检测支座是否含有再生胶。抗剪粘结性试验要求,在两倍的剪力作用下,橡胶层未被剪坏,中间层钢板未断裂错位,卸载后支座变形恢复正常。抗剪老化试验要求,试样在(70±2)℃老化箱内老化72 h,老化后的抗剪弹性模量比规定值增加在15%以内。
2.2 设计因素分析与对策
1)“斜,坡,弯”桥梁结构,是一种空间体系,调整坡度主要靠支座来实现,如以上部桥面结构设计标高推算至4个支座,多数不在同一平面内,必然有1个支座脱空或受力不均衡。设计中应将4个支座标高调整在一个平面内。2)柔性墩上的多跨梁桥,在考虑支座的弹性嵌固后,支座反力发生变化。支座设置应有足够的厚度,以避免因支座弹性嵌固作用而引起支座反力变化甚至出现受拉。3)在斜交桥中,斜交板梁在预应力的作用下,短边(钝角)有向上翘曲的趋势,支座有脱空或受力不均衡的趋势。设计应从梁板交角、张拉力、加载龄期、梁板混凝土与桥面二次混凝土龄期差,限制挠曲的发展程度。4)现代高性能塑性混凝土梁体收缩、徐变大,而梁板吊装必须白天高温安装,安装季节也因工期和梁板与桥面系混凝土龄期差的双重控制不能选择季节,造成支座的位移增大。设计应分析计算和最不利组合验算。5)四氟板与不锈钢板之间摩擦系数随着正应力增大而减小,若采用比桥梁支点实际反力大得多的支座规格,摩擦系数会增大,对桥梁结构受力不利。四氟板式支座选择支座承载力时,要与桥梁实际支反力相吻合。6)慎用球冠支座。球冠支座在其顶部形成4 mm～10 mm高度不等的球面构造,意图是使梁底与支座形成平面与球面接触,并有地方企业标准,如上海市企业标准Q/SODC 05-2001桥梁球冠圆板式橡胶支座。但球冠支座受压时边缘必然脱空,当梁底和支承垫石表面有偏斜时,单边脱空更为明显。因而JTT 4-2004公路桥梁板式橡胶支座规定不宜使用带球冠的橡胶支座。
2.3 施工因素分析与对策
1)预应力梁板张拉后,梁体因中间起拱而支承于两端,因而特别要防止梁端台座的沉降。梁底调平楔形块模具角度要精确,并进行重点检查控制。梁体预制后,应及时安装、整体化和进行桥面铺装施工,以防因反拱形成支座脱空。2)对于弯、坡、斜桥要计算复核支座设计标高,使每片梁四块垫石标高控制点处于一个平面上。3)要严格控制盖梁及墩台帽施工质量。支座垫石应分两道工序精细施工,保证其标高、平整度和轴线。支座垫石表面清洁、干爽、无浮砂,标高应按JTT 4-2004控制,同一墩台支座垫石标高误差±1.5 mm,同一支承垫石平整度标高误差小于0.5 mm。4)支座安装要精心,保证位置准确。梁板吊装要就位准确,杜绝产生梁体倾斜、偏位现象,保证支座与上、下部结构之间紧密接触,不得出现空隙。5)对重要的桥梁结构,为了避免各种因素造成的支座受力不均匀而导致其过早破坏,在支座安装过程中,采用平板式压力传感器预先安装在支座位置,吊装梁板就位,测定支座顶面的压力情况,并用预先测得的压力—变形关系曲线反算应调整的间隙,再用合适的钢板垫片调整厚度,最终将各支座顶面的压力控制在一定的范围内,使其平衡受力。
3 结语
1)引起公路板式橡胶支座早期破坏的因素很多,但橡胶支座本身的产品质量是关键因素。严格控制所购橡胶支座的品质,充分考虑支座的剪切和转角变形,控制支座垫石的轴线、标高、平整度,防止支座脱空和受力不均匀,是防止公路板式橡胶支座早期破坏的重要措施。
2)橡胶支座胶料中掺入再生橡胶对橡胶支座的力学性能和老化均产生劣化影响,不仅拉伸强度下降,扯断伸长率、硬度、恒定压缩永久变形等力学性能和老化均有不同程度的劣化影响,热空气老化后变化更加明显。
3)我国交通行业标准JTT 4-2004公路桥梁板式橡胶支座中明确规定,不允许在支座胶料配方中使用任何再生胶或粉碎的硫化橡胶。并要通过抗剪粘结性能与老化后抗剪的交叉试验来检测支座是否含有再生胶;通过解剖来检验加劲钢板、橡胶层以及钢板与橡胶的粘结、剥离层橡胶性能等支座的内在质量。
4)设计据不同结构形式的桥梁,绘制计算简图对支座所承受的反力、位移和转角进行全面分析和计算。对支座的反力、位移和转角进行最不利组合,正确地选择和设计桥梁支座,防止支座脱空和受力不均匀。
5)球冠支座偏心受力,有易发生单边脱空现象,当梁底和支承垫石表面有偏斜时,单边脱空更为明显,因而不宜使用。
6)支座安装要逐个检查支座垫石的轴线、标高、平整度。安装时防止出现偏压或过大的初始剪切变形。保证支座与上、下部结构紧密接触,不出现脱空现象。
摘要：介绍了橡胶支座的应用与发展,从橡胶支座质量、设计、施工等方面分析了公路板式橡胶支座破坏的原因,提出了具体的对策,指出防止支座脱空和受力不均匀是防止公路板式橡胶支座早期破坏的重要措施。
关键词：板式橡胶支座,早期破坏,再生橡胶,支座脱空
参考文献
[1]JTG/D 62-2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
[2]JTT 4-2004,公路桥梁板式橡胶支座[S].
[3]李淑萍,李衡,刘学田.板式橡胶支座的发展历程与现状[J].森林工程,2007(2):50-51.
[4]靳进钊.公路桥梁橡胶支座的设计与安装[J].交通标准化,2006(5):49-51.
[5]胡继德.桥梁橡胶支座安装中常见质量问题的预防[J].山西建筑,2005,31(8):113-114.
[6]鲍卫刚,郑学珍,刘金贤.再生胶对板式橡胶支座的影响[J].公路,2005(8):21-23.
[7]周明华.橡胶支座的应用前景与质量忧患[J].桥梁建设,2003(4):63-66.
[8]周明华.公路桥梁橡胶支座的使用寿命与应用对策[J].桥梁世界,2004(2):71-74.
公路涵洞破坏实例分析 篇2
摘要：我国的公路事业进入了以建设高速公路、一级公路等高等级公路为主的新时代。早期修建的一些高速公路，在没有达到设计年限的情况下，也开始进行大修。不仅对社会、交通造成了较大的影响，也在经济上造成了很大的损失。因此，高速公路路基路面的早期损坏问题引起了广泛的关注。作者在文中深入分析了高速公路路面破坏和路基病害的特征及成因。关键词：高速公路；路面破坏；路基病害我国高速公路路基、路面的早期损坏有多种形式，也是由多种不同原因引起的，其中对路面使用性能和使用寿命影响最大的是结构性破坏、水破坏和严重辙槽。
一、高速公路路面破坏的特征及成因引起高速公路半刚性基层沥青混凝土路面的早期破坏有多种原因，表现为多种形式。1.1变形类填土路堤上的路面竣工后以及开放交通后，路基会产生不均匀沉降，导致其上路面顶面产生波浪式的不平整。在未填筑路堤之前，地基处于平衡状态。填筑路堤后，地基受到动静荷载的共同作用产生固结形变，直到达到新的平衡状态为止。地基产生固结形变的大小，既与填土高度有关，又与地基内部各层土的压缩系数有关。填土路堤地基存在横向承载能力显著不均匀的特性，两侧地基的承载力小，中部承载力大，路堤产生不均
匀沉降，路堤两侧边部产生外倾式沉降，将路面和路基掰开，在路面上产生宽度较大的纵向裂缝，其特点是上宽下窄。软土基层沉降是由于软土地基引起路面产生很大的不均匀沉降，使路面纵断面产生大的变形。主要原因是施工期太短，在软基还没有固结沉降达到基稳定时就铺设沥青路面；另一重要原因是复合地基处理深度和臵换率小。1.2松散类由路面结构性破坏产生的网裂。所谓路面结构性破坏，是指路面结构的承载能力不能抵抗现有行车荷载的反复作用，而产生的路面结构性整体破坏。其外观特征为轮迹带上产生裂缝，进一步发展成纵向网裂形变带。由水破坏产生松散变形类病害尤其广泛，主要表现为几种不同情况：第一种是由于雨水较快的透入空隙率较大的沥青混凝土表面层后，由于其下层比较密实，在进入表面层的水还未来得及往下层渗透前，表面层就开始产生水破坏。表现为沥青路面的表面层产生圆形坑洞。第二种情况是由于透入表面层的水较快渗入中面层，滞留在中面层的水因难于或来不及透过中面层进入底面层之前，中面层沥青混凝土强度变弱，沥青剥落，甚至松散，导致表面层首先在行车道底轮迹带上产生网裂形变，有的甚至产生明显辙槽。第三种是由于透入表面层的水透过中面层进入底面层，如果在底面层表面有粘结防水层，或有质量好的下封层，同时进入的水量不大，则滞留在底面层的水会使底面层沥青混凝土强度减弱，进而沥青剥落，甚至沥青混凝土
松散，导致沥青混凝土路面表面产生网裂形变。在基层顶面没有粘结防水层，或虽做了下封层但质量不好的情况下，进入底面层的水将直接滞留在基层顶面。行车荷载生的水压力，使滞留水首先冲刷基层表面的水泥细料或二灰细料，接着向下冲刷并形成白浆，在行车荷载的泵吸作用下，白浆被唧到面层表面层，浆被唧出的过程中，沿途的沥青混凝土碎石上的沥青剥落，轻者表面产生网裂变形，重者很快产生坑洞，碎石被甩出洞外，洞中积水。沥青混凝土面层的表面层、中面层和底面层都不能让水侵入和滞留，只要水能侵入任一层并滞留在该层就会产生水破坏。水破坏的重要内因是所用沥青混凝土的空隙率较大。所用沥青混凝土，特别是表面层沥青混凝土的实际空隙率较大，雨水较易进入表面层，并导致水破坏。水破坏的另一重要内因是片面强调平整度，忽视了压实度。水破坏的第三个重要内因是沥青混凝土的不均匀性大。由于矿料质量、施工技术要求和工程管理等多方面原因，我国高速公路面层所用沥青混凝土的离析现象和不均匀性较大，在面层表面随机分布这数量不一的薄弱点位。在降雨过程中，雨水在一些薄弱点位被快速行驶车辆轮胎下产生的较大动水压力压入表面层。水破坏的第四个内因是沥青混凝土面层的裂缝。由于沥青混凝土是一种热胀冷缩的材料，它的温缩系数是半刚性基层材料的4倍左右。新沥青混凝土面层刚产生的裂缝，往往仅深入表面层的上部。过一个冬季或一
定时间后，裂缝又会深入到下层底部，甚至引发基层在相同的位臵开裂。造成基层上部冲刷甚至松散的原因，是表面水的反复进入和冲刷的结果，不是基层本身“衰老”的结果。1.3车辙车辙、拥包等流动变形损坏当高速公路车辆渠道化以后，车辙问题逐渐成为主要病害。由于我国普遍采用半刚性基层沥青路面的结构，基层本身的变形不是主要的，多数都是沥青混和料产生的流动性车辙。其主要成因是路面在高温情况下劲度模量大幅度降低，抗剪切变形能力不足以抵抗超载和重载车作用下的剪应力，尤其是在长大纵坡上坡路段，由于重载车车况差、爬坡车速降低，更为严重。严重车辙的内因是由于沥青混凝土的矿料级配不合适。我国已通车的多数高速公路都使用规范中的连续式密集配。沥青混凝土的高温抗形变能力较差，不能承受重载交通的反复作用，容易产生严重辙槽。有的为避免产生水破坏，有意在沥青混凝土中多用细集料和沥青。未经认真试验研究，就大量使用美国的SUP.自由水进入并长期滞留在中面层内，使中面层沥青混凝土强度显著减弱、沥青剥落直到松散，表面开始产生较严重辙槽、辙槽两侧鼓起。1.4裂缝类沥青路面开裂是国际上最普遍的损坏现象之一，只不过是裂缝发生的早晚、多少及裂缝的类型有所不同。我国沥青路面的裂缝有横向裂缝、纵向裂缝、网裂、沉降裂缝等。横向裂缝是由于在寒冷季节气温骤降和反复的温度变化后，因疲劳而产生的温缩裂缝；半刚性
基层的干缩和冷缩开裂造成的沥青路面的反射性裂缝；或者两者综合作用产生的裂缝。温缩裂缝至今国际上并没有有效的根治措施，不属于早期破坏。第二种是自上而下的表面裂缝。近年来国际上对沥青路面自上而下的表面裂缝研究甚多，发现当沥青层较厚时，由于路表面沥青容易老化，沥青混和料的自愈能力逐渐丧失，极限拉伸应变不断减小，在车载荷载直接作用下，在轮迹部位产生大的拉应力或剪应力，导致路面产生开裂。但我国沥青路面的表面裂缝有相当部分与由于沥青层的层间污染没有很好粘结成为整体，首先使表面层或上、中层压碎有关。第三种是自下而上的疲劳裂缝。由于我国路面的沥青层较薄，高速公路沥青路面的纵向裂缝和网裂比较普遍，其原因是路面承载能力不足，导致路面的结构性损坏。基层结构松散，尤其在有雨水的不利季节，承载能力不足于承受超载车和繁重交通的作用，造成路面大面积损坏。基层松散的原因少数是施工时没有成型，大部分是由于半刚性基层在施工过程中水泥剂量过高，强度过高，收缩严重开裂，使整层的半刚性基层分裂为大块，在使用过程中又逐渐破碎为小块，最后成为碎块。
二、高速公路路基病害的特征及成因2.1基层高速公路的半刚性基层厚度多在20cm左右，采用水泥稳定碎石（或砾石）或石灰粉煤灰稳定碎石（或砾石）半刚性底基层厚20－40cm，采用的材料有石灰土、水泥土、二灰土、二灰砂、二灰和水泥石灰土等。半刚性材料
层的总厚度通常不超过60cm，最薄为40cm.半刚性材料路面的承载能力取决于半刚性材料层的质量和厚度因素，如果基层或底基层质量不好或不均匀性大，不能形成一个完整的整体，容易导致沥青路面产生局部破损。在路面设计和施工都符合要求的情况下，半刚性路面的结构性破坏常发生在行车道的轮迹带上。在轮迹带上先产生纵向细小裂缝，尔后产生通过轮迹带的横向裂缝，最后发展成网裂和形变。2.2岩土地基填土路堤路基产生纵向不均匀沉降，使路面顶面产生波滚式的不平整。其产沉降的原因：一是原土地基产生固结变形，在填筑路堤之后，地基收到加载作用，产生压缩变形。二是路堤本身产生固结变形，是与填土高度、土的性质和压实度密切相关。路基压实度不够产生的纵向裂缝由于地基和填土在槽向不可避免的不均匀性，特别是在有表面水渗入地基的情况下，沥青路面和水泥混凝土路面或早或迟都会产生一些细而短的纵向裂缝。桥头跳车是由路基路面沉降引起的，是路基路面纵向变形最严重的一种形式。它是由于桥头填土较厚，路基路面容易产生大的沉降，而桥头的沉降量很小，从而产生错台高差。这种现象在软基路段、湿陷性黄土地区尤为严重。2.3特种土层的路基淤泥质黏土、红粘土等软土地基往往因固结沉降稳定时间长，或是因修路微型水文地质条件发生了改变，从而引起路面沉陷。湿陷性黄土路基：在地下水的作用下老的空穴增大，并发生新的空穴。2.4不良地质现
公路涵洞破坏实例分析 篇3
沥青路面是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。由于沥青路面使用沥青结合料, 因而增强了矿料间的粘结力, 提高了混合料的强度和稳定性, 使路面的使用质量和耐久性也都得到了很大提高。与水泥混凝土路面比较, 沥青路面具有表面平整、耐磨、无接缝、行车舒适、耐疲劳、抗高温变形、抗低温开裂能力、振动小、噪音低、施工期短、防渗、抗滑、养护维修简单、适宜于分期修建等优点, 因而获得越来越广泛的应用。20世纪50年代以来, 各国都大量修建沥青路面, 我国近几十年来也修建了相当数量的沥青路面, 广泛用于公路和城市道路。沥青路面已成为我国高速公路的主要路面形式。
但是, 沥青路面在行车荷载的反复作用和自然因素的不断影响下会逐渐出现不同程度的破坏, 使其使用性能逐步恶化。我国高速公路沥青路面的设计使用期一般为15年, 但是, 据调查表明, 通车仅2~3年的个别高速公路的沥青路面已经大面积破坏。此现象表明, 要想设计出达到使用寿命要求的沥青路面, 必须首先解决上述沥青路面的早期破坏问题。
1 路面早期破坏形式及原因分析
由于荷载、环境、材料组成、结构层组合、施工和养护等条件的差异, 破坏的形态也是多种多样的。这些破坏既可能是某单一因素作用的结果, 也可能是以上各因素相互作用的结果。综合分析沥青路面的破坏形态, 基本上可分为3大类型, 即裂缝类、变形类、表面功能性破坏类。具体分为以下6种, 即沉陷、裂缝、松散和坑槽、车辙、泛油及拥包、疲劳开裂。
1.1 沉陷
沉陷是路面在行车荷载作用下, 车轮带处路面出现的凹陷变形, 有时在凹陷两侧伴随出现隆起的现象。当沉陷较大时, 路面结构的变形能力不能适应这样大的变形量, 于是在受拉区产生以纵向为主的裂缝, 并可能发展为网裂。产生沉陷的主要原因是路基水文地质条件很差而过于湿软, 路基承载力较低而难以承受通过路面传至路基表面的荷载应力, 从而产生较大的竖向变形所致。
1.2 裂缝
裂缝是沥青路面最主要的破坏形式, 按其成因可分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝3种类型。
横向裂缝是指垂直于行车方向的裂缝。按其成因不同它又可分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝。荷载型裂缝是由于车辆严重超载, 致使拉应力超过其疲劳强度而断裂。非荷载型裂缝是横向裂缝的主要形式。
1.3 松散和坑槽
由于面层材料组合不当或施工质量差, 结合料含量太少或粘结力不足, 面层混合料的集料间失去粘结而成片散开, 称为松散。坑槽是松散的材料被车轮后真空吸力及风和雨水带离路面而形成凹坑, 此外, 网裂的进一步发展, 在行车荷载作用下使松动的碎块脱离面层也会形成坑槽。
1.4 车辙
车辙是高级沥青路面的主要破坏形式, 它是路面的结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实, 以及结构层材料的侧向位移产生的累积永久变形。这种变形出现在行车轮带处, 即形成路面的纵向带状凹陷。因为这种路面的使用寿命较长, 即使每一次行车荷载作用产生的残余变形量很小, 而多次重复作用累积起来的残余变形总和也会很大, 使得车辙仍足以影响车辆正常行驶。
1.5 泛油及拥包
面层混合料中沥青含量偏多且孔隙率太小时, 沥青会在夏天受行车的作用而溢出路表面, 形成一层有光泽的膜, 此现象称为泛油。这种沥青混合料的抗剪强度往往过低, 在承受较大水平力作用的车辆经常启动和制动的路段上, 面层材料会沿行车方向发生剪切或拉裂破坏而出现推移及拥包。
1.6 疲劳开裂
疲劳开裂是指路面在正常使用情况下, 路表无显著永久变形而出现的裂缝。其特征是初期为沿轮迹带产生较短较细的纵向平行裂缝, 继而随着行车荷载进一步作用逐渐发展为网状裂缝, 开裂面积、裂缝宽度不断扩大。产生疲劳裂缝的原因主要是沥青面层受行车荷载的反复弯曲作用, 当结构层产生的拉应力超过材料的疲劳强度时, 底面便开裂, 并逐渐向表面发展。
2 路面早期破坏其它相关原因分析
近年来, 虽然我国高速公路总里程有了大幅度提高, 但是由于这些公路路面的设计和施工水平都有明显差异, 以及现实存在的普遍抢工现象, 其中部分高速公路的路面属于非正常设计, 还有部分是非正常施工所致。此外, 还有一些是材料本身的问题。所以笔者认为, 良好的道路使用性能的保证, 首先要从设计和施工这两个内因入手, 兼顾找出其它外部原因, 进行对症下药。
2.1 路面设计
沥青面层结构选用不当、混合料类型不合理。根据沥青路面设计规范, 沥青面层除应满足车辆的使用要求外, 还应满足雨水不渗等要求, 宜选用粒径较小, 空隙也小的级配混合料, 尽量采用小粒径沥青混凝土, 以提高沥青路面面层的防渗性。对于选用中粗粒混凝土或开级配或半开级配沥青碎石的沥青路面, 必须在沥青面层下设下封层, 以防止雨水渗入。
2.2 水的原因
随着时间的推移, 特别是长期下雨后, 路面的颜色愈来愈黑, 并出现轮迹处路面向两边推挤而隆起, 轮迹处继续沉陷, 再发展, 靠近轮迹的隆起部分破损, 很快就出现面层松散、剥落、坑槽等。松散的集料表面光溜溜的, 沥青膜已剥落贻尽。
2.3 人为破坏
交通事故以及维修车辆漏油等所致的路面破坏。
3 应对措施
1) 加强路面的层间结合, 使用高性能的粘结材料作粘层。对于高速公路, 有条件时可考虑采用橡胶乳液预处理等新技术。
2) 完善排水设计, 减少隐患。鉴于水损坏的普遍性, 应完善路面排水设计。通过调查发现, 挖方路段和中央分隔带排水设施不全, 桥梁泄水孔设置不当, 导致雨水渗入结构层内引发的破坏较为普遍。为此, 可采取拆除路侧路缘石, 改土路肩为等粒径碎石填料等措施加以预防, 以增加横行排水能力。
3) 推广采用较先进的路面结构。如沥青路面采用SBS改性沥青或SMA面层, 以提高抗永久变形能力和抗磨耗能力;中面层和下面层采用FAC-20结构, 以增强路面的抗疲劳和抗车辙能力;改善基层的类型, 如采用大粒径碎石 (LSM) , 减少路面的反射裂缝等等。推广应用较先进的路面设计成果。用新指标、新试验设备的试验方法来检验沥青;以体积配合比法进行混合料设计。
4 结论
沥青路面早期损坏的原因是多方面的, 既有结构问题和外部作用, 又有施工控制不严的问题。所以, 必须根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工, 有针对性采取一系列预防和改善措施。同时, 必须建立健全质量保证体系, 从管理部门、设计部门到施工部门, 层层重视、层层控制、层层落实。只有这样, 才能从根本上减少沥青路面早期破损现象的发生。
参考文献
[1]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社, 2001.
[2]邓学均.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社, 2000.
[3]张国祥.高速公路沥青路面早期破坏研究[J].公路交通技术, 2009 (1) :36-38.
公路涵洞破坏实例分析 篇4
引起高速公路半刚性基层沥青混凝土路面的早期破坏有多种原因, 表现为多种形式。
1.1 变形类
填土路堤上的路面竣工后以及开放交通后, 路基会产生不均匀沉降, 导致其上路面顶面产生波浪式的不平整。在未填筑路堤之前, 地基处于平衡状态。填筑路堤后, 地基受到动静荷载的共同作用产生固结形变, 直到达到新的平衡状态为止。地基产生固结形变的大小, 既与填土高度有关, 又与地基内部各层土的压缩系数有关。填土路堤地基存在横向承载能力显著不均匀的特性, 两侧地基的承载力小, 中部承载力大, 路堤产生不均匀沉降, 路堤两侧边部产生外倾式沉降, 将路面和路基掰开, 在路面上产生宽度较大的纵向裂缝, 其特点是上宽下窄。
软土基层沉降是由于软土地基引起路面产生很大的不均匀沉降, 使路面纵断面产生大的变形。主要原因是施工期太短, 在软基还没有固结沉降达到基稳定时就铺设沥青路面;另一重要原因是复合地基处理深度和置换率小。
1.2 松散类
由路面结构性破坏产生的网裂。所谓路面结构性破坏, 是指路面结构的承载能力不能抵抗现有行车荷载的反复作用, 而产生的路面结构性整体破坏。其外观特征为轮迹带上产生裂缝, 进一步发展成纵向网裂形变带。
由水破坏产生松散变形类病害尤其广泛, 主要表现为几种不同情况:第一种是由于雨水较快的透入空隙率较大的沥青混凝土表面层后, 由于其下层比较密实, 在进入表面层的水还未来得及往下层渗透前, 表面层就开始产生水破坏。表现为沥青路面的表面层产生圆形坑洞。第二种情况是由于透入表面层的水较快渗入中面层, 滞留在中面层的水因难于或来不及透过中面层进入底面层之前, 中面层沥青混凝土强度变弱, 沥青剥落, 甚至松散, 导致表面层首先在行车道底轮迹带上产生网裂形变, 有的甚至产生明显辙槽。第三种是由于透入表面层的水透过中面层进入底面层, 如果在底面层表面有粘结防水层, 或有质量好的下封层, 同时进入的水量不大, 则滞留在底面层的水会使底面层沥青混凝土强度减弱, 进而沥青剥落, 甚至沥青混凝土松散, 导致沥青混凝土路面表面产生网裂形变。在基层顶面没有粘结防水层, 或虽做了下封层但质量不好的情况下, 进入底面层的水将直接滞留在基层顶面。行车荷载生的水压力, 使滞留水首先冲刷基层表面的水泥细料或二灰细料, 接着向下冲刷并形成白浆, 在行车荷载的泵吸作用下, 白浆被唧到面层表面层, 浆被唧出的过程中, 沿途的沥青混凝土碎石上的沥青剥落, 轻者表面产生网裂变形, 重者很快产生坑洞, 碎石被甩出洞外, 洞中积水。沥青混凝土面层的表面层、中面层和底面层都不能让水侵入和滞留, 只要水能侵入任一层并滞留在该层就会产生水破坏。
水破坏的重要内因是所用沥青混凝土的空隙率较大。所用沥青混凝土, 特别是表面层沥青混凝土的实际空隙率较大, 雨水较易进入表面层, 并导致水破坏。水破坏的另一重要内因是片面强调平整度, 忽视了压实度。水破坏的第三个重要内因是沥青混凝土的不均匀性大。由于矿料质量、施工技术要求和工程管理等多方面原因, 我国高速公路面层所用沥青混凝土的离析现象和不均匀性较大, 在面层表面随机分布这数量不一的薄弱点位。在降雨过程中, 雨水在一些薄弱点位被快速行驶车辆轮胎下产生的较大动水压力压入表面层。水破坏的第四个内因是沥青混凝土面层的裂缝。由于沥青混凝土是一种热胀冷缩的材料, 它的温缩系数是半刚性基层材料的4倍左右。新沥青混凝土面层刚产生的裂缝, 往往仅深入表面层的上部。过一个冬季或一定时间后, 裂缝又会深入到下层底部, 甚至引发基层在相同的位置开裂。造成基层上部冲刷甚至松散的原因, 是表面水的反复进入和冲刷的结果, 不是基层本身“衰老”的结果。
1.3 车辙
车辙、拥包等流动变形损坏当高速公路车辆渠道化以后, 车辙问题逐渐成为主要病害。由于我国普遍采用半刚性基层沥青路面的结构, 基层本身的变形不是主要的, 多数都是沥青混和料产生的流动性车辙。其主要成因是路面在高温情况下劲度模量大幅度降低, 抗剪切变形能力不足以抵抗超载和重载车作用下的剪应力, 尤其是在长大纵坡上坡路段, 由于重载车车况差、爬坡车速降低, 更为严重。严重车辙的内因是由于沥青混凝土的矿料级配不合适。我国已通车的多数高速公路都使用规范中的连续式密集配。沥青混凝土的高温抗形变能力较差, 不能承受重载交通的反复作用, 容易产生严重辙槽。有的为避免产生水破坏, 有意在沥青混凝土中多用细集料和沥青。未经认真试验研究, 就大量使用美国的SUP.自由水进入并长期滞留在中面层内, 使中面层沥青混凝土强度显著减弱、沥青剥落直到松散, 表面开始产生较严重辙槽、辙槽两侧鼓起。
2 高速公路路基病害的特征及成因
2.1 基层
高速公路的半刚性基层厚度多在20cm左右, 采用水泥稳定碎石 (或砾石) 或石灰粉煤灰稳定碎石 (或砾石) 半刚性底基层厚20-40cm, 采用的材料有石灰土、水泥土、二灰土、二灰砂、二灰和水泥石灰土等。半刚性材料层的总厚度通常不超过60cm, 最薄为40cm。
半刚性材料路面的承载能力取决于半刚性材料层的质量和厚度因素, 如果基层或底基层质量不好或不均匀性大, 不能形成一个完整的整体, 容易导致沥青路面产生局部破损。在路面设计和施工都符合要求的情况下, 半刚性路面的结构性破坏常发生在行车道的轮迹带上。在轮迹带上先产生纵向细小裂缝, 尔后产生通过轮迹带的横向裂缝, 最后发展成网裂和形变。
2.2 岩土地基
填土路堤路基产生纵向不均匀沉降, 使路面顶面产生波滚式的不平整。其产沉降的原因:一是原土地基产生固结变形, 在填筑路堤之后, 地基收到加载作用, 产生压缩变形。二是路堤本身产生固结变形, 是与填土高度、土的性质和压实度密切相关。
路基压实度不够产生的纵向裂缝由于地基和填土在槽向不可避免的不均匀性, 特别是在有表面水渗入地基的情况下, 沥青路面和水泥混凝土路面或早或迟都会产生一些细而短的纵向裂缝。
桥头跳车是由路基路面沉降引起的, 是路基路面纵向变形最严重的一种形式。它是由于桥头填土较厚, 路基路面容易产生大的沉降, 而桥头的沉降量很小, 从而产生错台高差。这种现象在软基路段、湿陷性黄土地区尤为严重。
2.3 特种土层的路基
淤泥质黏土、红粘土等软土地基往往因固结沉降稳定时间长, 或是因修路微型水文地质条件发生了改变, 从而引起路面沉陷。湿陷性黄土路基:在地下水的作用下老的空穴增大, 并发生新的空穴。
2.4 不良地质现象对路基稳定的影响
地基位于 (或存在) 不良地质体, 如滑坡、空穴, 由于高速公路的修建改变了微地貌环境, 水地质条件、工程地质条件均发生了变化, 在持续动荷载作用下, 原有的不利地质条件被进一步激发、扩大, 从而引起路面沉陷、裂缝, 甚至大范围的路基塌滑。高速公路位于古滑坡体上, 路基的一部分位于滑动面上, 在动载荷作用下, 引发路基边坡大范围失稳和路基深部的空穴, 在路基填土的压力和车辆动荷载作用下发生沉陷, 引起路面沉陷。
综上所述, 将路面破损和路基病害成因类型对应分析, 能够发现它们相互作用、相互影响。路基病害会引起路面破损, 而路面破损又加快了路基病害的产生和发展, 表现为路基压实度减小、含水量增大、裂缝松散体的产生。路面破损往往是路基病害的表现形式。这就为“三维一体化”检测理论方法提供了客观事实依据。
参考文献
[1]何仙伟.公路路基路面设计安全检查问题探讨[J].中国高新技术企业, 2008, (08) .
[2]汽车存放与公路安全系统[J].发明与革新, 2002, (03) .
浅析公路桥梁涵洞施工 篇5
1 施工工艺简介
依据使用材料的差异, 涵洞可以分成很多种类型, 比如砖涵、石涵等等。按照它生成的断面又可以被划分成拱涵以及管涵等。根据其上方的填土状态来看, 又可以分成明涵和暗涵等等。结合它的水力特性来看, 又被分成压力涵和无压涵。在当前的建设中使用较多的是钢筋混凝土盖板涵施工以及圆管涵施工、石拱涵施工三种。以下将针对圆管涵施工技术以及盖板涵施工技术来做简要分析。
1.1 圆管涵
在进行圆管涵的建设工作时首先要选取合适的涵。通常负责采购的人员和业主要在一起探讨, 然后选取适合项目的品质优秀的圆管涵, 要确保其有相关的品质报告和相关证明资料, 此举是为了确保项目后续的建设工作能够正常开展, 保证项目的最终品质。在选择好之后就要进行基坑挖掘工作。先是装模, 当安装完成之后, 应由专门的监理人员验收测试, 当验收达标之后就可以进行浇筑工作了。砼浇筑施工主要是在施工现场进行集中性质的砼拌合, 每一层的厚度为三十厘米, 以此厚度标准来摊铺、振捣以及抹平。敷设施工的实施是在当基础砼的实际强度达到百分之七十五以上的时候开始的, 在进行敷设工作的时候要严格按照步骤来进行, 首先要安装管节, 而且要保证涵管紧密的贴合在底座上, 在做好该项工作之后要按照特定的序列把上述的管节和轴线等正确的敷设。在具体敷设的时候, 假如发生了管壁尺寸不一致的现象的话, 这时候就应该采取相应的措施使管节内壁保持齐平, 除此之外, 还应该保证管节内部在整个敷设过程中都清洁无污。在完成敷设后可以进行圆涵管外壁的侧砼的合理浇筑, 在开始浇筑前必须保证结构基础的底部被很好地压实来实现圆涵管的有效固定, 其中, 涵管的实际接缝宽度不应该超过五毫米的范围, 同时, 应该在接缝内外侧填塞相应的沥青棉絮, 使之成为一个完整的柔性封闭层, 而后进行的接缝包缠施工应该选用两层的宽度为十五厘米的浸透沥青。在具体的开展建设工作的时候, 要保证用到的回填物质质量达标, 通常要选择那些有品质证明材料的压实性非常优秀的物质, 同时还要确保它们的透水能力非常好, 在选择好上述材料之后, 要按照层次来开展回填工作, 而且要掌控好回填的尺寸, 通常控制在15厘米之内, 同时要将第一层的回填材料的厚虚铺度控制30厘米的范围内, 然后使用振动夯设备进行回填层的有效夯实, 以求其能够准起符合相应的设计标准。最后, 在圆管涵的管节外壁必须要严格注明相应的实际管顶填土高度, 同时还要把一样的管节放在一个地方, 这样做的目的是为了方便工作者使用, 因为在以前的工作中常会发生因为材料放置混乱而拿错的情况。在进行管节的有效安装和装卸时应该使用吊具设备。
1.2 盖板涵
在进行盖板涵基础的有效开挖施工时, 应该选用正产式挖掘机设备进行开挖施工, 在使用机械设备开挖到距离盖板涵基础底部标准高度二十厘米到三十厘米长度时, 换用人工挖掘将其挖至盖板涵的实际标准高度, 盖板涵施工选用的是集中进行板涵预制、吊车吊装盖板、汽车将盖板运到工地的具体作业模式。在盖板涵施工中, 能够利用盖板涵每节涵渗之间的相互间隔来进行浇筑的具体形式, 砼拌合模式跟圆管涵施工一样, 都是采用集中式拌合, 运输方式使用罐车进行运输, 在盖板涵洞的基坑周围结构中要进行溜槽的有效搭设, 并在相应模板中直接灌入混凝土, 同时, 应该按照具体的设计要求将沉降缝、钢筋以及片石预留出来, 方便其与盖板涵本身的有机结合。然后, 应该使用泵车进行混凝土浇筑以及吊机吊运铺设导管浇注, 为了保证混凝土的密实度要采用插入式振动棒实施振捣。在整个施工过程中需要注意的是要按照实际的设计需求以及施工状况来安排施工的具体顺序。
2 当前建设工作中面对的问题分析
2.1 跳车问题
跳车问题是当前建设工作中面对的一个非常难以解决的问题。导致这种现象的原因非常多, 比如技术太差, 没有处理好地基, 没有做好排水系统的设计工作。
2.2 时节方面干扰
时节的变化也会对涵洞的建设工作带来一些干扰。尤其是在我国的北方冬季气温非常低, 此时若开展建设工作的话, 混凝土的持久性以及其他材料本身的强度等都不能够确保, 此时就会导致缝隙现象发生, 严重的干扰建设活动的品质。为了避免这种现象发生就需要工作者结合具体的情况来调节材料的配比, 发挥出其防冻的意义。除了上面讲到的内容之外, 还要调整水灰比, 增加水泥的比例, 这样做的目的是提升水化热, 确保混凝土能够在设定的时间范围内凝固。同时还要添加引气剂, 此举是为了强化它的粘附能力。而添加防冻剂的目的是为了提升其防冻能力, 确保它即使是在较低的气温下也能够水化。
3 建设时要注意的内容
当开展涵洞建设工作的时候, 要切实的做好如下的几点工作。要把管座和管身密切的贴合起来, 这样做的目的是为了确保管体的受力一致。除此之外还要做好基底的夯实工作, 要确保两节管的接缝地方能够有效渗水。当进行管子的连接工作的时候要使用对头拼接措施, 缝隙不能太大了, 要把尺寸掌控在一定的区间之内。运用沥青麻絮或其他具有弹性的不适水材料进行接缝填塞;管节沉降缝必须与基础沉降缝一致沉降缝宽约, 应用沥青麻絮或其他具有弹性的不透水材料填塞;各管节应顺流水坡度成平顺直线, 如管壁厚度不一致时, 应在内壁取平。
4 结束语
通过上面的分析可以得知, 在进行路桥项目涵洞的建设工作时, 要认真的按照相关的规定来开展, 要依据所在区域的具体状态来分析设计, 使用合理的方法不断的优化建设活动。而且要做好后续的维修护理工作, 确保品质, 防止其出现下沉以及缝隙等现象。
摘要：对于路桥项目的建设工作来讲, 涵洞建设是其中非常关键的一个工作。最近几年, 由于科技高速发展, 我国的路桥涵洞建设工艺也得到很大的发展。涵洞建设工作是一项非常繁琐的项目, 文章具体的分析了该项建设工作的基本情况。
关键词：公路桥梁,涵洞,涵洞施工
参考文献
[1]张雪梅, 刘小花.公路桥梁涵洞施工分析[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011 (34) .
[2]樊军民.公路桥梁涵洞施工方法[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011 (31) .
[3]孙万侠.关于公路桥梁涵洞施工的思考[J].价值工程, 2011, 30 (3) .
公路涵洞破坏实例分析 篇6
1 钢波纹管涵洞的技术特点
钢波纹管涵洞的施工主要有以下特点:首先, 其施工工艺流程较为特殊, 在施工前要进行以下工作:施工前准备、施工放样、设置围堰、排水清淤以及平整场地等。在施工工作中要对其压实度、含水量进行检测, 接着对水准进行测量, 基于此, 对施工基础进行分层回填, 检测压实度、含水量等, 接着要拼装管节, 对工程的密水情况及管底纵坡进行检测, 并对防腐涂层进行检测与补救。施工的最关键的环节就是将涵管进行就位, 将涵管两侧进行分层回填, 并要检测压实度、含水量等, 最后进出口处理工作。由此可见, 压实度与含水量的检测工作是钢波纹管涵洞施工的一个必不可少的工作。涵管拼装的工艺流程如下:首先对涵管管节进行检查, 接着将涵管进行吊装, 并将其运输到施工场地, 施工材料达到之后就要进行涵管进出口的校对工作, 将法兰盘及法兰孔进行对齐, 并上好螺栓和螺母, 将橡胶或石棉密水垫填充进去, 最后拧紧螺栓, 涵管内外的沥青进行均匀侧涂, 涵管拼装工作就完成了。
在进行钢波纹管涵洞的施工时应注意以下要点:首先, 应对施工的季节进行严格控制, 尽量避免在冰冻季节进行施工, 冰冻季节对工程施工质量有着严重的影响, 在寒冷冰冻天气施工不仅要严格要求基础填换材料, 而且还要严格控制粉粘粒含量制, 不然就会出现涵管严重损坏的情况。在对基础与涵管侧面、顶部的填料进行碾压时应采用分层的形式, 在进行压实工作时应达到压实度的要求, 这样才能有效避免涵管应力集中、涵管变形和涵管两侧的跳车。为有效避免涵管在压实后的地基表面滚动后形成凹形, 应将涵管的位置安放好。在对涵管进行拼接时应对涵底纵坡进行严格控制并要加强对管节的防腐处理, 这样才能有效延长涵洞的使用寿命, 使之达到施工设计的要求。应按照工程设计要求和施工经验对工程基础进行放样, 不同地区的涵管应将其纵向适当预留一定的顶拱度, 软土地区的顶拱度可控制在0.5%左右。这能有效提高钢波纹管涵洞施工的质量, 从而延长钢波纹管涵洞的使用寿命。
2 钢波纹管涵洞的技术优势
1) 对基底承载力的要求较低
钢波纹管主要适用于以下形式的地基:地基承载力较低或有沉降较大与变形的地基。钢波纹管的结构比较特殊, 既有刚性又有柔性, 所以其受力比较合理, 当它按土中构造物使用时, 土体和波形钢板的合成作用能够有效承受外部的荷载。钢波纹管涵与传统的钢筋混凝土圆管涵相比具有很强的地形适应能力, 在通常情况下, 钢波纹管所处地段和该路路基地基对地基承载力的要求是相同的, 如果涵顶的填土高度不大于10m, 则其基底设计承载力应大于190kPa;如果涵顶的填土高度在10~15米的范围内, 则其基底设计承载力应大于210kPa;如果涵顶的填土高度在15m~20m的范围内, 则其基底设计承载力应大于230kPa;如果涵顶的填土高度在20m~25m的范围内, 则其基底设计承载力应大于260kPa。施工人员应根据基底承载力的验算公式和施工经验对于不符合要求的基底进行基底处理, 基底实际承载力最高可达300kPa, 完全可以满足钢波纹管涵的地基承载力要求。
2) 施工周期短, 操作简单
钢波纹管涵洞的工程造价较同类跨径的桥、涵洞工程而言更低, 钢波纹管涵洞的施工工期也较短, 施工的关键部分就是拼装施工, 这也有利于对其工程质量进行有效控制。钢波纹管涵洞的施工工艺采用标准化的设计与生产能有效延长涵洞的使用寿命。就其构造来说, 钢波纹管涵也比钢筋混凝土拱涵、盖板涵更为简单, 其采用的是波纹板搭接的连接方式, 并使用密封胶将高强螺栓紧固及密封。在进行钢波纹管涵洞施工时只要事先通知厂家管涵相应参数, 便可对基坑开挖进行现场处理。而其基底处理的方式也较为简单, 只需要进行灰土垫层以及摊铺, 这就就大大缩减了施工的工序, 从而提高了施工的效率。且管体都是由标准化工厂所生产的, 它不受施工现场环境的影响, 而且对管节的质量控制有着重要作用。
3) 地区适应能力强
钢波纹管涵洞因其较大的抗沉降能力和抗变形能力, 不仅适合于地基承载力较低地区, 如软土、膨胀土、湿陷性黄土等, 而且适用于地震多发地区, 如我国的云南、四川等地。我国的东北、西北等地区为高寒地区, 其气候大部分都是冰寒天气, 这就导致其地区容易出现冰冻问题, 尤其是我国的东北地区, 常年积雪, 在冬季的时候更容易造成冰冻, 甚至出现反复冰冻的问题。冰冻问题不仅会严重影响钢筋混凝土盖板涵结构的耐久性而且还会严重影响浆砌片石结构的涵洞的耐久性。然而, 钢波纹管涵的质量较好, 具有较强的耐久性和稳定性, 这不仅能减少施工的成本而且还能省去复杂的后期维护工作。
4) 运输方便, 保护环境
钢波纹管涵较盖板涵及拱涵而言更加环保, 因为盖板涵及拱涵的主要材料是水泥及浆砌片石, 而钢波纹管涵一般都不需要水泥、石材、木材等建材, 这就大大减少了施工对环境造成的影响, 也减少了后期维护的工作。而且使用钢波纹管技术进行施工无需在现场安装大型设备, 这不仅大大减少了水泥、石块等材料的用料而且对于环境保护也具有重要作用。
3 钢波纹管涵在公路工程施工中的应用
1) 基础施工
钢波纹管涵的修建工作一般是在经严格夯实的填方土上或天然地面上进行的, 其施工步骤具体如下:首先要对埋设管道的沟槽进行挖掘, 且其挖掘宽度有一定的要求, 在符合设计要求的同时还应方便管侧面填土的夯填。如果是在填土厚度不高的路段上进行涵洞修建则应先将路基填筑好在进行埋设管道的沟槽的开挖工作。钢波纹管要求地基具有良好的耐久性的同时还要求其均匀且坚固, 波纹管因其刚性性质不能直接置于岩石或混凝土基床上, 如果将其直接置于岩石或混凝土基床上不仅会大大降低其柔性而且还会降低涵管的承载能力。所以针对岩石地基挖掉的部分要用优质土进行换填, 并认真将其夯实。
2) 施工前准备
在施工前应对涵管底部进行检查, 核对土建基准, 检查涵洞位置、中心轴线以及中点位置是否对准。接着要根据涵洞的实际情况进行涵管排放工作, 如果涵洞两侧进出水口与路基的坡度是等同的, 则应先将中间管节进行安装, 在其基础长度上留出进出水口的位置。待中间管节全部安装完毕后应将其进行校正, 然后再进行两侧进出水口的安装。还应将化沥青或热沥青涂在管壁内外, 要将管壁内外涂成黑色即可。通常情况下沥青涂层的厚度要达到1 mm, 在对整道涵管的位置进行校正时可用千斤顶, 这能有效保证使其中心在所规定的中心线上。
3) 填土
在将波纹圆管涵、拱管和拱形波纹结构组装铺设完成后就应进行填土工作, 在进行填筑工作时不需要用特殊的材料进行填筑, 用一般的土质填筑即可。如果其施工地区为多年冻土区在进行填筑时应采用含土量不大于5%的砂砾对涵管周围2m以内的范围进行填筑。具体按照以下方式进行填筑:采用分层的方式进行填筑, 并将其进行压实, 每层压实厚度应控制在15cm~25cm之内, 填土的压实应与该处路基的压实度保持一致, 且其压实度应达到重型击实标准95%以上。在进行填筑的过程中应特别注意填土厚度, 应做好波纹管涵两侧管径高度范围的管侧填土工作。由于管侧填土的施工范围比较小, 因此不能用压路机进行施工, 可以采用小型机器对其进行振动夯实。对管顶进行填土工作时可以按照路基压实的办法进行填筑, 也可以采用一样的施工机器。如果没有达到金属波纹涵管管顶填土厚度的最小值, 应禁止其对外开放, 且禁止一切机动车辆通行。
4 结论
钢波纹管涵洞的结构性质具有特殊性, 其不仅具有柔性的特点, 而且其强度也很高, 这就使钢波纹管涵洞不仅能很好的适应各种基地而且还具有基础变形的能力。使用钢波纹管技术进行施工不仅可以有效解决沉降不均匀的问题而且还能解决涵洞极易受到破坏的问题。且钢波纹管施工还具有多方面的优势, 如运输方便、工期短、造价低等, 因而此技术具有较为广泛的应用前景。
参考文献
[1]刘成志.钢波纹管涵洞在公路建设中应用技术分析[J].公路交通技术, 2009 (4) .
[2]安静洁.钢波纹管涵施工工艺及技术要求[J].山西交通科技, 2006 (6) .
[3]张艳香.浅埋暗挖涵洞施工工艺[J].施工技术, 2009 (38) .
公路涵洞施工技术的探究 篇7
1 涵洞的选型
涵洞的选型要从公路建设的地形入手, 下面几种涵洞型式较为常见:
1.1 涵式桥结构
涵式桥是单孔跨径大于6cm的通道、小桥的新型结构形式, 其结构介于涵洞和桥梁之间, 这种结构一方面可以弥补涵洞无法满足农村生产设备的通行要求, 另一方面与高架桥相比, 经济性价比较高。涵式桥的优点有以下几种:易设计、便于施工、适用于多重地势地形、工程造价低且对环境破坏较小, 总体设计合理。
1.2 石拱涵洞
石拱涵洞常见于山区, 其主要优点有:可就地取材、造价较低, 净空高、过水能力强, 跨径比较大、承载能力大且结构坚固, 缺点有:施工繁琐、工期较长、对地基的承载能力要求极高。
1.3 箱涵
箱涵适用于软弱地基的地区或者具有特殊要求的地区, 箱涵的施工工序繁多、造价高、用钢量较大。
1.4 钢筋混凝土圆管涵洞
该涵洞主要应用于农业灌溉, 公路建设中较少采用。其优点有:结构型式较简单, 受造价低, 便于工厂批量生产, 受力情况以及适用基础性能良好。缺点有:过水能力小, 接缝处防水结构复杂, 常出现因接缝处漏水影响路基稳定性等现象。
2 涵洞孔径的确定
涵洞孔径大小的确定应结合当地的河床地质、洪水流量以及平均流速等因素综合考虑。应保证涵洞的跨径和台高之间的比例限定在1:1~1:1.5范围内, 这样可确保涵前的涌水不致太高。通道式涵洞的孔径应满足公路工程技术标准8.5.4规定的净空要求。对于涵洞长度介于15m~30m之间的, 其孔径应大于1m;长度介于30m~40m的, 孔径应大于1.25m;长度大于40m的, 其孔径不应小于1.50m。对于钢筋混凝土涵式桥, 在进行施工设计时应注意一下几个问题: (1) 涵式结构的斜交角度应小于30°, 考虑到墙身水平的分布以及结构物的分节长度, 应选用小直径的钢筋, 这样可以加密间距的形式布置。 (2) 进行结构受力计算的时候, 土压力要考虑侧摩阻力的影响。 (3) 每隔6~10m设置沉降缝, 缝宽约为1cm~2cm。
3 公路涵洞的基础施工
完成基础开挖之后, 要检查地质情况和地基的承载能力和设计要求是否相符合, 检查合格报送驻地监理验收, 同意后进行基础混凝土的施工或者封底。为保证基础混凝土的质量, 应实施集中搅拌, 并严格控制基础混凝土的混合料搅拌时间。如果基础地基的承载力不符合设计要求时, 应对基地片石封底, 然后分层填筑碎石并碾压, 待基地达到地基承载能力要求之后再进行浇筑缓凝土。
4 涵洞施工中常见问题及技术解决措施
4.1 盖板预制和安装中常见问题
在涵洞施工中, 因涵盖板顶覆土厚度较薄, 有压路机碾压或者重车通过等, 造成盖板底部产生横向裂缝, 其最主要的技术原因在于: (1) 盖板在预制时, 主受力钢筋缓凝土的保护层厚度不够。 (2) 加工主受力钢筋时, 端头弯起的角度不是直角, 弯起的长度也不够, 这样容易造成主受力钢筋的锚固长度不够。 (3) 涂刷在干板底部的隔离剂渗入混凝土内部, 大大降低了钢筋和混凝土之间的摩擦力, 降低了混凝土和主受力钢筋之间的握裹力。
4.2 台背填土施工过程中常见的问题
4.2.1 台背回填的范围不合理
原地面以上的台背回填宽度没有达到两被台身高;基坑沿坑壁垂直回填到原地面, 没有以台阶状连接;用于台背回填的材料和相接路基的填筑材料压缩模量差异较大, 容易造成路基不均与沉降, 从而发生桥头跳车的现象等等, 以上是引起台背填土范围不合理的主要原因。
4.2.2 台背回填料不合格
台背回填料不合格主要有以下三方面的原因:回填料使用涵洞周围的非透水性材料;回填土方颗粒级配不良;透水性材料0.074mm以下颗粒含量和液限指标超限。
4.2.3 台背回填压实度不合格
原因主要有以下几个方面:碾压机具的压实功率不足;分层洒水不足或者超洒, 造成填料压实时不是最佳的含水量, 有翻浆或回弹的现象发生;回填时分层填筑的厚度超过20cm;台背回填和土方路基连接段碾压后没有挖台阶;填料颗粒级配不良或者有直径超过50mm的颗粒存在, 造成大粒径料周边土体松散不密实;台背回填压实度的检测偏绿较低, 代表性不足, 易将不合格的填筑层判断为合格, 造成填方压实度不能达到95%的要求。
4.3 桥头跳车的原因以及解决措施
4.3.1 桥头跳车的原因
台背回填部位是压路机不能碾压到位的一个部位, 并且对该部位进行碾压时, 机械振动不应过大, 否则, 会直接影响到结构物台身的质量, 因此, 造成压实度不达标准, 产生不均匀沉降。
公路建设因为要赶工期, 出现的工后沉降量占据较大比重, 从而因工后沉降不均匀引起的桥头跳车现象越来越多。
高路堤的情况下, 因为路基的填土较高, 虽然施工时按照规范逐层碾压确保压实度达到要求, 但依然会出现约1%的压缩量, 这同样会出现沉降差引起跳车。
施工前对桥头路堤或锥坡处理不彻底, 天然地基会发生较大变形, 待施工结束, 因桥头路堤重力变形不能在桥头路面铺筑时完成, 则同样会产生桥不下沉、路基下沉的现象, 从而造成跳车。
因雨雪天气, 造成路基土软化, 引起不均匀沉降, 从而引起跳车现象。
4.3.2 桥头跳车的解决措施 (1) 地基的处理办法
对于桥头路堤处于湿陷性黄土地段或者软土地段的情况, 要加固地基, 提高地基的承载能力, 同时要加强防水排水, 防止地表水渗入地基和路基。
(2) 选择合适的台背填料
选择合适的台背填料可以防治桥头跳车, 一般情况下, 选择使用类似于粉煤灰等轻质填料。保证台背的每个平面使用同种填筑材料, 这样可以克服因填筑材料不同而引起的不均匀沉降。
(3) 设置桥头搭板
一般选择4m~12m的搭板, 将其一段支撑在台背牛腿上面, 另一端直接固定在稳定的土基层上面或者支撑在矩形截面的枕梁上面, 偏长的搭板则在跨中央加设枕梁或者设置双跨搭板。
(4) 加强桥头路堤排水、防水功能
桥头路堤和锥坡应采用混凝土或者浆砌片石进行封闭防护, 防止桥头路堤因雨雪的冲刷水土流失, 同时也保证了防护工程基础的稳固, 从而加强路堤的稳定性。
结语
公路涵洞的设计施工是一项重要的工程, 运用施工技术进行涵洞选型以及确定孔洞等对提高涵洞施工质量有着极为重要的意义, 对于公路的涵洞施工, 应在施工前做好充分的准备工作, 要特别重视涵洞的设计规范标准, 本文从涵洞型式、确定孔洞大小、涵洞基本施工以及施工中常见问题入手, 探究了公路涵洞的施工技术, 为以后中国公路的建设事业贡献微薄的力量。
摘要：随着我国公路建设事业的发展, 在公路施工的过程中, 人们越来越注重公路施工的工程质量等问题。作为公路建设事业中的一部分, 涵洞施工有着极其重要的地位。本文从公路涵洞的基本施工入手, 针对公路涵洞施工过程中常见的基本问题, 提出相应的解决办法, 从整体上来探究一下公路涵洞施工的技术。
关键词：公路,涵洞,施工
参考文献
[1]武斌.公路涵洞设计与施工探讨[J].科技传播, 2010 (1) :27-28.
[2]朱正菊, 孟德良.综述涵洞施工放样在公路工程中的应用[J].科技风, 2011 (8) :121.
[3]张晓朋.公路涵洞施工中的若干问题浅谈[J].科技传播, 2010 (20) :53.
公路涵洞施工中的若干问题 篇8
涵洞是公路或铁路与沟渠相交的地方使水从路下流过的通道, 作用与桥相同, 但一般孔径较小, 形状有管形、箱形及拱形等。此外, 涵洞还是一种洞穴式水利设施, 有闸门以调节水量。
1 涵洞的分类和特点
按照构造形式, 涵洞可分为圆管涵、拱涵、盖板涵、箱涵等。按照填土情况不同分类, 涵洞可以分为明涵和暗涵。按建筑材料分类, 涵洞可分为砖涵、石涵、混凝土涵及钢筋混凝土涵等。按水利性能分类, 涵洞可分为无压力式涵洞、半压力式涵洞、压力式涵洞。由于涵洞是处于大自然环境和行车荷载的作用下, 因此要求涵洞必须具备如下特点:满足排泄洪水能力, 保证在50年一遇洪水的情况下, 顺利快捷地排泄洪水。要具有足够的整体强度和稳定性, 保证在设计荷载的作用下, 构件不产生位移和变形。要具有较高的可靠性和耐久性, 保证在自然环境中, 长期完好, 不发生破损。
公路涵洞的洞口一般修成八字墙式和一字墙式。八字墙式的工程量较小, 对水流阻力也小, 采用较普遍。一字墙式构造简单, 须另修护坡, 保护路堤填土, 适用于小孔径涵洞。公路涵洞洞身的横截面形状, 常用圆形、矩形和拱形三种。圆形涵洞又称为圆管涵, 它受力性能好, 基础简单, 施工方便, 孔径较小的涵洞一般采用圆管涵。圆管涵顶上要求有至少50cm厚的填土, 排泄底沙和漂浮物的能力较差, 因而当路基不高或者水中夹带大量泥沙或漂浮物的沟渠, 一般不建圆管涵。矩形涵洞也称方涵或箱涵。拱形涵洞也称拱涵, 它要求较高的路堤和坚实的地基, 一般用砖、石和混凝土修筑, 其中砖拱涵不宜在盐碱地区和严重冰冻地区修筑。在冻胀土层中, 涵洞基底应设于冰冻线以下。在非岩石地基上的拱涵和盖板式的矩形涵, 应每隔4m~6m设置一道沉降缝, 从基底直通至涵顶, 以防地基不均匀沉陷引起涵洞开裂。在岩石及砂砾石等坚实地基上, 圆管涵一般做成无基涵洞, 将管节直接置于砂砾石垫层上。
2 公路涵洞施工中的质量控制
2.1 盖板预制、安装中常见问题及原因分析
盖板底部有横向裂缝、涵盖板顶覆土厚度薄, 有重车通过或压路机振动碾压时, 会造成盖板底部出现横向裂缝, 有若干原因:其一盖板预制时主受力钢筋的混凝土保护层厚度不够;其二, 主受力钢筋加工时, 端头弯起的长度不够, 弯起角度不为直角, 造成主受力钢筋的锚固长度不够;其三, 盖板底模涂刷的隔离剂渗放混凝土内部, 降低了混凝土与钢筋之间的摩擦力, 使得混凝土与主受力钢筋间的握裹力降低。
2.2 台背填土施工常见问题
台背回填范围不合理, 该问题有几个原因导致, 其一, 基坑沿坑壁垂直回填至原地面, 未做成台阶状连接;其二, 台背回填材料与相接路基填筑材料压缩模量差异大, 易造路基不均匀沉降而发生桥头跳车现象;其三, 原地面以上的台背回填宽度未达到2倍台身高。台背回填料不合格, 通常是因为, 回填料采用了涵洞周围非透水性材料, 或者回填土方颗粒级配不良;另外, 采用的透水性材料0.074mm以下颗粒含量及液限指标超限亦可引起该状况。台背回填压实度不合格的原因包括:碾压机具压实功率不足;分层洒水不够或超洒, 填料压实时不在最佳含水量, 有回弹或翻浆现象发生;回填时分层填筑厚度超过20cm;台背回填与土方路基连接段碾压后未挖台阶;填料颗粒级配不均匀或有超过50mm的颗粒存在, 造成大粒径料周边土体松散不密实;台背回填压实度检测频率低, 代表性不足, 将不合格的填筑层误判断为合格, 致使填方压实度不能达到95%的要求。
2.3 桥头跳车的原因及处理措施
桥头跳车产生的原因通常有以下几种:其一, 压实度达不到标准而产生不均匀沉降。台背回填部位为碾压的一个薄弱的部位, 压路机难以碾压到位, 且碾压时机械振动不易过大, 否则会影响结构物台身质量;其二, 工后沉降产生的变形。现阶段由于公路建设需要赶工期, 工后沉降量占总沉降量的比重越来越大, 工后沉降不均匀引起的桥头跳车现象越发严重;其三, 桥头路堤、锥坡范围内地基处理不彻底。桥头路堤及锥坡一般位于天然地基上, 如果在施工前不处理或处理的不彻底, 天然地基将会产生极大变形。施工完毕后, 如果桥头路堤重力产生的变形不能在桥头路面铺筑时基本完成, 将会产生桥不下沉而路基下沉的现象, 造成跳车。其四, 因高填土路基自身引起的变形。在高路堤情况下, 因路基填土较高, 即便在施工时仍按规范要求逐层碾压使压实度达到要求, 但仍可产生1%左右的压缩量。使得与桥台间将出现沉降差, 引起跳车。另外还有环境天气影响。雨及雪融化后由路面渗入路基, 造成路基土软化, 超成不均匀沉降, 引起跳车现象。
通常桥头跳处理包括以下几种方式:第一, 地基处理方法。当桥头路堤位于软土、湿陷性黄土地段时, 首先应加固地基, 提高地基承载能力, 同时应加强防水排水处理, 防止地表水渗入路基和地基;第二, 选择合适的台背填料。台背填料的选择是防治桥头跳车的关键。可采用粉煤灰等轻质填料。在台背每一个平面内只允许采用同一种填筑材料, 使每一层填料的内摩擦角基本一致, 以克服由填筑材料不同而造成的不均匀沉降;第三, 设置桥头搭板。根据桥头路堤填土高度及实际沉降差的大小来确定, 一般为4m~12m, 搭板的一端支撑在台背牛腿上, 另一端支撑在矩形截面的枕梁上或直接置于稳定土基层上, 较长的搭板应在跨中央加设枕梁或设置双跨搭板。第四, 桥头路堤的排水、防水。桥头路堤和锥坡采用浆砌片石或混凝土进行封闭式防护, 防止桥头两侧路堤土因雨、雪水的冲刷造成水土流失, 同时也保证防护工程基础的稳定性, 从而保持路堤的稳定性。
摘要：目前, 公路和城市道路基础设施建设与日俱增, 涵洞的建设也越来越多。涵洞设计是否合理、施工是否合格, 会直接影响到公路的造价与工程质量。本文简要阐述了公路涵洞施工中应注意的若干质量问题。
关键词：公路,涵洞,施工质量
参考文献
[1]郝彦龙.小桥涵设计中的几点建议[J].科技信息, 2006 (3) .
[2]凌忠, 蒯行成, 刘伟纲, 刘敦平.圆管涵承载能力的研究[J].中南公路工程, 2005 (1) .
[3]向晓军.从高路堤拱涵病害整治对设计与施工的思考[J].路基工程, 2005 (2) .
[4]赵江辉.高速公路涵洞设计浅谈[J].山西建筑, 2010 (8) .