二级公路勘察设计技术

二级公路勘察设计技术（精选9篇）

二级公路勘察设计技术 篇1

0 引言

省道206线尤溪界至德化上涌公路起于尤溪与德化交界处, 途经龙塔、赤土洋、龙祭、大正垭口、葛坑, 路线全长24.6km。沿线有大中桥五座总长436m, 隧道一座137m, 2012年正式投入运营, 总投资近2.3亿元。由于福建省以北多为山地, 在修建省道206线时, 如果技术措施和施工质量控制不到位, 很容易引起公路纵横向断裂、路基沉陷等较大的工程质量问题。在山岭重丘区施工修路时, 经常会涉及到很多高填深挖的路段, 尤其对于挖方或填方路段, 挖填高度一般都在5m~6m以上, 最高甚至可能达到10m~20m。因此, 根据当地实际情况进行合理设计、安全组织道路施工, 才能够保证该类型特殊地段二级公路的修筑质量满足使用要求。

1 山区布线分类

山区布线主要分为沿溪线、越岭线和山脊线三种。

沿溪线是指沿河谷方向的布设线路, 它的优点是施工和运行条件比较好、路线走向也比较明确。沿溪线的缺点是布线活动范围小;受洪水威胁较大;桥涵及防护工程较多;陡壁高崖沿河段, 工程量很大;地质情况复杂等。

越岭线是指公路走向与分水岭方向横交处所布设的路线。越岭线的优点是不受洪水的影响和威胁;活动余地比较大等。缺点主要包括施工养护和运行条件比较差;里程长、指标低、线性差;服务性能也不是特别的优良等。

山脊线也是指公路沿分水岭方向布设的路线, 但与越岭线不同的是, 山脊线一般比较平顺且连续, 山脊比较少。山脊线一般多与山坡线相结合, 它的优点是里程短, 施工时土石方工程量比较小;桥人工构造物比较少;水文、地质条件路基病害较少, 且路面比较稳定, 排水性能也比较好。具有的缺点是施工难度比较大, 距离居民地点远, 较偏僻等。

2 纵断面设计

公路的线形设计是一种立体设计, 其中包括水平面、纵面和横面的三个方面。在山岭重丘区上建设二级公路时, 一定要做好横断面的设计, 这在一般的线形设计中很容易被忽略[3]。

在进行公路线行设计过程当中, 务必要考虑到最重要的一点是要使驾驶员视野开阔, 视距范围内不受障碍物阻挡, 必须能够保证司机的安全驾驶。在会车时, 视距应该在80m以上。在山岭重丘区二级公路的特殊地形地段, 车视距无法满足最低80m的要求, 因此需要进行横净距计算, 绘制视距包络图, 计算相应的土石方。这样, 平、纵面线形指标较低的不足可以通过横向设计对车视距进行弥补, 满足设计要求。

3 路基、路面和排水

决定山岭重丘区二级公路的使用寿命长短主要影响因素是路面的建设情况, 而路面由路基支撑, 因此, 路基的好与坏对工程的安全使用寿命起着关键作用关键要素, 同时, 路基建设工程的数目在一定程度上也对公路的造价起到了决定性的作用。

就省道206线的路基工程来分析, 该线沿线的挖方工程量极大, 必须对挖方边坡进行单独设计。要求在能确保挖方边坡稳固的前提下, 根据各施工环境不同, 选择相应的挖方坡比, 特殊关键路段需要进行定量的边坡稳定计算。而当挖方深度高于10m后, 就应该选用两级或多级边坡的设计方案, 每级边坡设置过渡平台, 在坡脚位置路段设置碎落台。对于填方路段, 同样首先要保证填方边坡的稳固, 对于较高较深的位置也可以选择分层填筑, 高填方路段的分级填筑上还可以设置拦水带, 以确保山岭重丘区公路沿线路基的压实度。

路基排水是保障路基工程稳固的另一个关键因素, 其设计原则是与路线周边农田灌溉等水利项目相结合, 因地制宜, 因势利导。山岭重丘区路基排水的设计因素众多, 过程也相对比较复杂。它需要通过排水流量来计算断面尺寸, 根据断面尺寸不同, 设计不同的路基排水设施, 这些设施与农田灌溉等沿线水利相连, 形成一套完整的路基排水系统。该设计过程需要计算好汇水面积, 判断好排水的水流方向和流速, 最大程度上防止反坡排水的发生。

当山岭重丘区遇到软土路基时, 为保证路基的稳定, 再设计过程中要先将淤泥全部排放出来, 将腐殖土挖出, 然后将土石、砂砾、石渣等填入垫层。

路面设计以设计起算年标准轴载作用次数为基准, 将土质类型作为影响因子, 计算确定路面结构层的厚度。在施工过程当中, 在高填土路段首先要铺设沥青路, 在接近平面交叉处路基稳定后, 再选用混凝土路面进行铺设。

由于在山岭重丘区修建公路会需要巨大的土石建筑材料, 因此选取合适的取土和弃土场, 不仅要满足运距尽量短, 还要能够对自然环境、水土流失等产生最小限度的影响, 尽可能小的影响当地居民的生产生活。

4 桥梁和涵洞

在山岭重丘区架设桥梁时, 要首先对桥梁所在位置的地质报告进行分析, 之后再确定合理基础型式的桥梁, 在设计及建设过程中, 不仅要考虑到桥梁的经济、美观、施工方便条件, 更要考虑到桥梁的上部构造和下部构造是否合理等。

山岭重丘区的小溪和山坳比较多, 而溪水所处位置的填土较多, 地基处理起来也比较困难。所以在设计中, 涵洞的相关尺寸要根据汇水面积来确定。山坳处着重考虑涵洞基础的稳定性, 保证其少受自然灾害如泥石流等的侵袭。

5 其他项目

山岭重丘区公路一般都选择傍山建造, 因此一般情况下, 肯定会存在急转弯、高填土和陡坡的路段。为了保证二级公路上行人与机动车辆的安全顺畅, 在对交通工程及公路相关设施进行设计时, 要充分对安全因素加以考虑。

山岭重丘区道路交叉口设计也同样重要, 它直接关系着行车速度和道路安全, 因此道路交叉口的设计要依据车流量和二级公路的等级要求及地形而设计合理的交叉形式。

从山岭重丘区的环境方面来考虑, 公路在建设过程当中, 要尽量少的破坏山体, 在道路堤边坡上多种植草, 两侧也要多种植常绿灌木, 这样既可以达到美观环境的效果, 更重要的是, 可以净化空气, 并减少水土流失, 避免由于工程建设对环境造成二次破坏。

6 结论

由于山岭重丘区二级公路所处的区域地质环境比较复杂, 因此在进行公路设计过程中, 设计人员要根据该区域所有环境因素进行综合比较之后选取得到最优路线, 一方面要保证公路能够安全使用, 另一方面还要体现出工程的经济性能, 保证项目的社会效益得到最大化。在修建山岭重丘区二级公路时, 尽可能不要破坏山体的地质构造, 以免以后发生泥石流等地质灾害, 威胁人们的生命财产安全。

摘要：本文对山岭重丘区二级公路的特点进行了分析, 重点介绍了在设计过程中, 需要全方面考虑分析各种影响因素, 得出最佳的设计方案。

关键词：山岭重丘区,二级公路,公路设计

参考文献

[1]李立策, 吴志明.浅谈山岭重丘区沿河段公路路线设计[J].林业建设, 2010 (3) .

[2]张晖.山岭重丘区二级公路的设计[J].科技资讯, 2006 (21) .

[3]郭淑梅.高原山岭重丘二级公路水泥混凝土路面施工质量控制[J].青海交通科技, 2007 (5) .

二级公路勘察设计技术 篇2

关键词:二级公路;加宽;工程设计

1公路加宽改造地基问题危害

1.1对地基沉降以及路基稳定性的分析

在对二级公路进行加宽改造时，工程改造的成败主要取决于对路基沉降以及稳定性的分析。处理路基沉降工作，即是进行路基施工时，新修的路基会造成原先的路基出现沉降的问题，而为了将路基在施工后沉降降到最低，需要有效控制路基由于剪切变形产生的侧向位移。为了确保路基稳定性，则应游戏增大新建路堤、地基强度，达到增强路基抗剪切变形能力的目的。

1.2对二级公路加宽路基以及地基压缩变形的分析

二级公路常见病害及维修施工技术 篇3

随着公路建设事业的持续推进，公路的里程呈飞速增长的趋势，公路的交通功能将持续得到完善，随之而来的经济发展促使公路交通流量不断增长，公路养护人员承担的维修养护压力将越来越大，如何维修公路沥青路面的主要病害是一个亟待解决的重要问题。

一、裂缝

1.公路沥青路面产生裂缝的原因

（1）荷载型裂缝

公路沥青路面产生荷载型裂缝，主要因素在于行车荷载，具体包括四点：1）公路沥青路面的结构设计不合理，如沥青结构层厚度不足、沥青路面强度明显不足、沥青路面强度不均匀等，都会导致公路无法满足行车要求。2）公路沥青路面的强度逐渐变弱，路面的回弹弯沉值越来越大，这不仅跟沥青质量不合格有关系，还受到行车荷载下的反复作用的影响，导致公路沥青路面先产生网裂，然后再出现纵向裂缝，产生形变轮迹。3）公路施工质量较差，无机结合料稳定土类基层没有拌和到底，公路路面基层底存在素土夹层，即在路面结构中留下的软夹层，造成沥青层面出现块状裂缝等。4）由于公路路面的修建时间持续较久，较当初设计的容许拉应力而言，沥青层面产生的拉应力超出限值，把沥青面层拉裂，随后出现裂缝、龟网裂等病害。

（2）温度裂缝

温度裂缝是公路沥青面层最主要的非荷载型裂缝。温度裂缝包括两种：1）低温裂缝，是沥青路面在低温作用下收缩而成的裂缝。在温度较高时，沥青材料的应力松弛能力较好，温度升高带来的变形对沥青路面产生的温度应力不会很高，而在冬季，温度较低，沥青混合料的应力松弛速度比温度应力的增长速度慢，于是面层材料就会产生收缩拉应力，一旦该拉应力超过沥青材料的抗拉极限，沥青面层自然就会产生裂缝，主要是横向裂缝。2）温度疲劳裂缝，是沥青面层在环境气温反复升降的过程中产生疲劳开裂现象，出现裂缝，且裂缝总是从面层延伸到基层底，加上随着时间的推移，沥青逐渐老化，沥青层面抗裂能力越来越低，于是越来越多的温度裂缝随之而来。

2.裂缝维修

当公路沥青路面产生裂缝病害时，应及时结合维修裂缝的时机、施工地区经济条件、降雨量、气候条件、裂缝破损情况等，合理选择填缝材料进行维修。维修公路沥青路面裂缝病害最常用的填缝材料主要有三种：（1）热沥青，它的成本在各种各样的填缝材料中是较低的，同时质量也是较稳定的，施工人员制备及使用热沥青的经验非常丰富，加上热沥青是修补裂缝的传统材料，养护费用低，于是热沥青通常是填缝材料的较佳选择之一。然而热沥青的粘结性、抗老化性、韧性、温度敏感性等较差，裂缝经维修后很容易再一次开裂，需谨慎选择。（2）乳化沥青，它被填封在公路沥青路面裂缝中一段时间后，乳液中的水分随着蒸发消失掉，水跟沥青分离开，沥青就能完全发挥出原有的作用、性能。（3）橡胶沥青，把橡胶粉改性沥青用于维修公路裂缝，不仅经济，而且对环保有利，能促使沥青性能指标得到不同程度的改善。橡胶沥青的生产工艺简单，操作方便，价格低廉，且填缝效果良好，受到人们的青睐。

二、坑槽

1.公路沥青路面产生坑槽的原因

在公路沥青路面的各种病害中，坑槽是较常出现的一种，且其危害性很大，在冬春季之交雪水反复冻融或降雨之后，公路沥青路面会产生大量坑槽破损，极大地影响着公路的性能。公路沥青路面产生坑槽的主要原因包括：水损害产生坑槽病害、集料与沥青的粘结性较差、公路沥青路面的孔隙率过大、公路路面的沥青用量不足、施工或气候因素引起坑槽病害，以及公路沥青面层出现龟网裂病害时没能及时维修，也会逐渐形成坑槽等。

2.坑槽维修

当公路沥青路面产生坑槽病害时，务必依据维修坑槽的时机、施工地区的气候条件、路面等级及坑槽破损程度等因素，合理选择修补材料。维修公路沥青路面坑槽病害的材料主要有两种：（1）热拌沥青混合料，它是粘稠沥青跟经人工组配而成的矿质混合料在专门的设备中进行加热拌和而来，然后用保温运输工具运送，也可以在施工当地加热拌和，在热态下完成填料、压实工作。在日常沥青路面坑槽维修中，热拌沥青混合料的应用最多，其修补质量好，拥有较高的耐久性，是常用的永久性坑槽修补材料。（2）冷补沥青混合料，它是相对于热拌沥青混合料而提出的，在常温下拌和而成，可在常温下装袋入库，也可拌和好后立即使用，并在常温或低温条件下完成填料、压实工作，也可称为常温沥青混合料。因此，冷補沥青混合料适用于气温条件较低的公路沥青路面坑槽维修，或坑槽处于潮湿状态下也适用，性能发挥更加突出;但在气候条件较温暖的地区，或坑槽处于干燥状态时，冷板沥青混合料的维修优势并不明显，远不及热拌沥青混合料的坑槽修补效果好、性能永久。

三、推移

1.公路沥青路面产生推移的原因

公路沥青路面产生推移病害的原因主要有四个方面：（1）沥青面层较薄，在设计公路路面时受到投资条件有限、道路等级较低等因素的影响，一些公路路面结构层厚度较小，在交通荷载的长期作用下，沥青路面极易出现推移病害，对正常的行车造成影响，缩短公路的使用寿命。（2）公路基层的强度不足，基层碾压质量较差，也会促使沥青路面产生推移病害。（3）混合料设计出现问题，沥青混合料的性能应当通过水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性三方面进行综合体现，但目前在公路沥青路面的设计中没有明确规定沥青混合料要求，导致混合料失稳，最终产生推移病害。（4）公路路面的施工质量不合格，也会产生推移病害。

2.推移维修

（1）对于公路沥青路面面层原因产生的推移病害，如果仅在路面面层出现轻微地推移，可在推移的部分喷洒沥青，并匀撒一些粒径适当的矿料，找平之后再压实;对于大面积的、较严重的推移病害，应彻底挖出推移面层，然后进行重铺。（2）如果公路基层跟沥青面层之间有不稳定的夹层存在，导致面层在行车荷载下产生推移，也应将推移面层挖出，把不稳定的夹层去除，然后喷洒粘结沥青，重新铺设面层。（3）对因公路基层局部稳定性较差、强度偏低等原因产生的推移，应先处治基层，再重铺面层。

四、结语

二级公路路基路面排水设计分析 篇4

随着人们生活水平的不断提高, 人们对于自身驾驶环境的安全越来越重视。因此, 人们开始广泛关注二级公路路基路面排水设计的合理性以及安全性。在二级公路铺设的过程中, 必须将工作的重点落实到路面排水设计过程中, 增加排水设计的水平, 从而能够有效的增加路基路面排水的效率, 消除公路安全隐患, 与此同时, 还增加了公路的使用时间, 某种程度上对其有一定的保护作用。

1 二级公路路基路面排水设计的主要工作

二级公路路基路面排水设计对于增强路基结构的安全性以及道路使用的时间, 都具有非常重要的意义。通常来说, 二级公路路基路面排水设计主要的工作内容有:①必须充分研究降低地下水以及农田排灌水的应用, 其对公路路基的使用寿命以及硬度的影响, 这就是人们常说的路基排水;②必须研究如何把路面的积水快速排放到道路的两边, 尽可能降低持续的降雨对路基以及路面带来了不利影响, 减少由于路面排水堵塞或者雨水大量下渗, 从而对路面造成严重破坏的, 严重缩短道路的使用寿命的现象, 也就是人们常说的第二类排水。路基排水使用的措施通常是:在路基的底层铺垫一块隔水垫层, 从而增加路基的高度;第二类排水通常使用的措施是:使用路面边缘的斜坡、路边的沟道以及路边的引流槽将路面的积水快速的排放到路面两边;增加泄水孔, 从而快速排出桥面的积水;通过排水管道、各种盲沟以及沥青封层等, 把积水引至他处。

2 二级公路路基路面排水设计所要遵守的规定

二级公路路基路面排水设计除了必须考虑气候状况、地势、土质、周边环境等相关因素以外, 还必须与路基路面排水联系在一起, 进行全面的研究。一般来说, 路基排水的重要种类包括:路基边坡排水、地面排水以及地底排水。设计的过程中, 一定要分析地下水对于排水设计以及路基各项指标的影响, 一定情况下还需要将路基下面的流动的地下水完全隔离出去, 或者将其引至不会影响路基的区域。对于地表水, 则需要通过排水设施将其快速排出路面。一般来说, 二级公路路基路面排水设计必须按照下面两道规定进行设计:

2.1 路面排水设计遵循的原则

为了有效降低持续的降雨以及降雪导致路面出现积水从而对路面产生影响的程度, 必须增加一定的路面横坡, 由于重力势能的作用, 路面的积水会沿着横坡迅速流入到道路两边, 尽可能降低路面出现积水的现象。通常来说, 如果路面在设计之初采用纵坡平缓的方式, 那么在路面就很难聚集水, 在路堤相对低的区域, 假使路边纵坡的坡面没有遭受大量雨水的冲击, 就能够通过横向漫流的方将路面的积水引至他处。假使路面底部具有非常多的路堤并且缺乏一定的保护措施, 那么其很大几率会地表水的冲击。如果出现这种现象, 就需要在路面的边缘增加拦水带, 从而能够将路面积水集中于一处经过引流槽引至他处, 并且拦水带的高度绝对不可以超过右侧行车道的中心线。

2.2 路基排水设计遵循的原则

在开水设计的时候, 一定要仔细讨论分析施工路段的地貌特征以及周边水源状况。施工路段还必须对整个排水系统实施详细的设计, 合理分配各种排水通道的位置, 从而使其都能发挥真正的功效。对于部分排水十分困难以及地质状况十分恶劣的路段, 必须和路基的防护措施结合起来, 对整体进行整改规划, 从而使得排水设计更加科学、更加有效。除此之外, 路基排水设计还必须将天然地理环境的利用最大化, 具体情况具体分析, 具体情况具体对策, 统筹兼顾, 进行周全的设计。并且路基排水设计必须考虑对周边环境的影响, 路面排出的水不能对当地的环境造成破坏, 尤其是导致当地出现严重的水土流失现象, 因此, 在设计的时候绝对不允许破坏该区域内的天然水系以及改变水流的性质。尽量将当地的农田水利与各种排水通道结合起来, 避免大量的占用土地资源。一般来说, 尽量避免把边坡当作流通管道, 如若“逼不得已”, 必须扩大路边沟道的范围, 与此同时, 使用一定的固定措施, 避免水流冲击路基, 对路基造成伤害, 从而影响道路的使用寿命以及质量。

3 二级公路路基路面排水设计具体措施

3.1 路面排水设计的具体操作

按照路面纵坡的分布, 通常来说, 路面纵向排水主要的形式包括集中截流式以及分散漫流式。当纵坡的坡度不大于整体路段坡度的0.3%时, 一般使用分散漫流式进行路面排水。其详细的操作是:①路面必须使用密度相对较大的沥青混凝土进行铺设, 这样能够阻止地表的水下渗到公路的内部, 从而对沥青造成严重的破坏。②路缘石一般使用平缘石, 并且平缘石的成分必须是水泥混凝土, 这样才可以确保路面的积水能够通过引流槽顺利排出至道路两侧。③为了避免雨水一直冲击土路肩, 土路肩必须加固一层5cm水泥混凝土土块, 将坡的方向设计成向外倾斜且坡度约为整体坡度的4%。

3.2 公路内部排水设计的具体措施

目前来说, 我国二级公路一般都是由沥青混凝土铺设而成, 而沥青混凝土长期遭受风吹日晒, 风吹雨淋, 会逐渐产生裂缝以及间隙, 这时候如果遭遇强降水, 就会导致大量的雨水通过裂缝或者间隙下渗到公路的内部。因此, 必须对公路内部进行排水设计, 具体操作方法如下:①在路基的上部加设乳化沥青下封层, 之后在土路肩水泥混凝土土块下方垫上厚厚的由碎石块组成的盲沟, 接着必须在盲沟的下端设置一层隔土薄膜, 最后使用路拱横坡把雨水引至土路肩中, 最后通过盲沟把雨水排出路面。②设计路面周边排水体系:随着路面的周围布置透水性十分良好的盲沟以及平行出水管等组成的系统。接着加设沥青封层、土路肩垂直盲沟以及引流槽, 从而有效的将积水严重的路面上的水引至道路两旁, 确保道路通行的安全性。因为下渗到沥青内部的水量存在一定的限度, 所以还需要考虑加设其余的排水方法。③路面构造层的防水体系:通过密度相对较高的改性沥青来铺设公路, 从而增加道路构造的密度。与此同时, 还需要在水稳定碎石层顶部增加一道防水层来有效的降低雨水下渗的速度, 确保公路路基的硬度以及使用寿命。

3.3 地下层排水设计的具体措施

地下水的存在给公路路基路面带来的多是不利影响, 地下水可以经过不断渗透, 慢慢侵蚀路基, 导致路基的硬度出现破损, 从而出现裂缝, 更有甚者, 经过长年累月的侵蚀, 当车辆重量超过路基的荷载, 会直接导致路基出现坍塌, 造成严重的交通事故, 对人们的出行带来严重的不便。所以, 必须仔细设计地下层排水系统, 使用盲渗沟来有效组织地下水侵蚀路基, 并且能够将地下水引入正确的渠道。

在二级公路路基路面施工过程中, 施工人员往往忽视了路基施工技术的重要作用, 从而导致路基施工存在严重的隐患, 从而降低了二级公路使用寿命以及施工的质量, 所以, 在公路路基正式施工的时候, 全部施工过程必须严格遵守相关规章制度来施工, 根据不同地区路基施工工程来使用最适宜的施工方法。并且, 二级公路路基路面排水设计必须十分认真, 不仅如此, 二级公路路基路面排水设计中还需要加设排水设计的部分, 特殊情况下, 还需要在全球定位系统的帮助下对公路实施设计, 从而最大程度上增加设计的精确度以及科学合理性;这样才可以确保二级公路路基路面排水的效率, 保证公路路基路面的质量, 间接带动交通事业的稳步发展, 逐渐增加其社会信誉以及经济效益, 增加其在市场中的竞争力, 从而提高我国的综合国力。

4 结束语

如今, 随着中国科学技术水平的不断进步, 逐渐带动了中国公路以及道路施工技术的发展, 规模较大的道路工程已经不再是难以跨越的障碍。对于二级公路路基路面排水设计来说, 其在我国道路设计中有着举足轻重的重要地位, 不仅影响着道路路基路面的运行时间, 而且能够改变道路路基路面的安全性, 所以, 必须得到道路相关建设部门的重点关注, 这样才可以确保道路施工的质量, 从而增加道路企业的社会效益以及经济效益, 带动道路建筑企业的可持续发展。

摘要：在我国二级公路路基路面的铺设过程中, 合理进行排水设计以及完善施工工作, 可以有效的将积压的路面水及时从路基中排放出去, 尽可能增加了路基的使用时间, 加强了路基硬度, 确保路基不会出现破损从而引发交通事故, 这对我国二级公路路基的铺设具有重大的意义, 增加了道路施工的质量, 减少了道路交通事故发生的次数, 与此同时, 推动了我国经济的稳步前进。下面本文将概括性的描述我国二级公路路基路面排水设计的内容。

关键词：二级公路,路面排水设计,设计原则

参考文献

[1]刘涛.山区公路路基路面排水设计[J].黑龙江交通科技, 2015 (09) :39~40.

[2]王秀河.公路路基路面排水优化探讨[J].中国水运 (下半月) , 2014 (05) :68~70.

[3]何向宁.对公路路基路面排水设计的探讨[J].山西建筑, 2014 (23) :24~25.

二级公路路基施工技术的探讨 篇5

1.1 施工前的准备工作

1) 在施工之前应该对设计图纸进行全面的了解, 熟悉和摸透设计图纸当中包含的每一个信息, 对施工现场进行核查, 制定相应的方案和组织设计。2) 对施工测量当中所用到的导线、中线等进行测量和补测, 根据路段的要求增设相应的导线点、水准点等, 使其满足施工所要求的精度设置。3) 为了保障施工时路基的干燥状态, 应该设置相应的排水沟, 修建永久性的排水沟或者临时性的排水沟。

1.2 路基基底地面的处理

在对路基基底进行填筑之前, 应当按照相应的规范要求对路基基底进行处理, 根据不同的情况, 针对性的采取相应的措施。对路基填筑范围之内的一些树木、垃圾等用推土机或者挖掘机进行清理, 清除深度保持在20 cm左右, 视实际情况而有所不同。经过深耕地段的路基, 应将深耕地进行翻松处理, 再进行反复的压实, 如果深耕地当中的杂质含量比较多, 不容易被压实, 则应该进行换土压实处理。经过一些积水比较多的地段时, 比如说水塘, 则应该先进行排水疏干等处理措施, 确保路基的基底有足够强的稳定性能。

对路基基底的杂物清除干净之后, 对基底进行平整, 用压路机对路面进行碾压, 使其符合相关的规定要求。对于坡面基底的处理, 方法类似。只是对于一些坡度比较大的坡面, 应该把坡面修成台阶的形式, 防止坡面路基的侧滑。

2 路基填筑

一般来说, 路基的填筑材料最适合的是砂砾土、亚砂土等。因为这些材料的渗水性能非常的好, 含水量的空间比较大, 比较容易被压实, 在水中不会过度的发生软化现象, 这些材料的施工不容易引起路基的沉降。但是, 在填筑之前, 应该对地面上的积水进行引排, 对路基上的一些凹坑进行处理, 使之与原基面在同一个水平面上。

路基的压实作业应该严格按照《公路路基施工技术规范》中的要求进行, 并且压实的过程中应按照“先轻后重”的原则。为了确保碾压的质量, 压路机的重量应当在12吨以上。当填土至最后一层的时候, 应根据实际的工程要求, 及时对填土厚度进行调整。填筑作业应该注意以下几个问题:

(1) 路基的填土作业应分层的进行摊铺, 摊铺的厚度根据不同的情况又有所不同, 厚度不宜超过30 cm。

(2) 对于土石路堤的填筑只能是采用分层填筑的方式, 同时也应该按照工程的实际情况决定铺设的厚度, 一般都是在40 cm左右, 并且铺设的小石块直径不应该超过所要铺设路基的厚度, 否则, 会造成路面的不平整。

(3) 当挖方路堑基底出现一些漏水等病害时, 应该根据实际的情况进行处理, 比如说进行填土更换, 对于一些风化地段, 必须超挖, 然后再进行回填压实的处理, 且压实度要大于理论的设计值。

(4) 对于特殊地段的路基压实, 比如说潮湿的地段, 这种类型的路基要压实是非常困难的, 在这种情况之下, 可以通过改善填料的配料比, 在填土当中加入一些生石灰, 也可以达到一定的效果, 或者采用一些新的高分子合成材料。

(5) 老黄土透水性差, 干湿难以调节, 大块土料不易粉碎, 使用前应通过试验决定措施。路床填料不得使用老黄土, 新黄土为良好填料, 可用于填筑路床。

3 软地基的处理

在公路的建设中, 很难避免会经过一些软土地段, 这些地段很容易发生沉降, 笔者经过多年工作经验的积累和实践总结, 在防止软土地基沉降, 提高软土地基稳定性方面提出自己有一定参考意义的措施。

(1) 灰土挤密桩的使用。这种桩的使用适合含水量比较过大或者含水量过小的软土地层, 针对含水量过小的软土地层, 首先应对施工范围之内的地层进行湿润加固, 按照先外围再内圈的成孔顺序, 对于一些已经形成的孔, 则应该当天就填土并且夯实。对于含水量过大的地层, 一般都是往孔内填埋石灰粉, 对孔内的水分进行有效的吸收。

(2) 粉煤灰的使用。用粉煤灰等一些轻质的施工材料进行路堤的填筑可以有效的减轻地基承载力的限制, 粉煤灰在我国的使用已经相当的普遍, 有着许多的成功经验, 粉煤灰的填筑可以使路堤的自重减轻至少25%以上。

(3) 合成材料的使用。对于浅层的软土地基可以采用在地表铺设聚丙烯或者聚乙烯等土工合成材料, 再进行路堤的填筑, 从而替代常规的方法。土工合成材料的使用主要是起到排水、分隔、加速固结等作用。

4 路基的排水和防护

水对路基的稳定性和强度的影响非常大, 路基发生的许多病害都是因为水直接或者间接引起的。因此, 在公路路基的施工过程中, 应当做好路基的排水工作, 形成一套比较完整的排水系统。

1) 地面上的排水。在地面上通常采用的是挖边沟、截水沟等。对于一些等级比较高的高速公路, 则应加强防护, 利用水泥混凝土预制板对地面排水设施进行加固。2) 路基路面的排水。为了保障路基路面排水的顺利, 路基横坡角度应该大于2%, 雨水排出路面主要有两种方式。第一种是集中排水, 在硬路肩外侧设置水泥混凝土预制块或现浇沥青混凝土的拦水带, 以其与硬路肩路面构成三角形的集水槽流水, 每隔20～50 m间距设一泄水口, 与路堤边坡急流槽衔接, 将雨水排到坡脚排水沟中。第二种是分散排水, 除了硬化路肩和加固路基边坡外, 在经过地下水位较高的绿洲地带, 也要防止边坡上部的植草向上生长挡住横向排水出路造成路表积水。3) 地下的排水。地下的排水系统的设置有很多, 现在一般采用的是设置暗沟、渗沟等, 这种排水的方法是渗透式的排水。最近几年采用的由钢圈、滤布和合成纤维土工材料组成的加紧软式透水管在地下排水中的应用也越来越广泛。

由于路基的特殊性, 受到了各种自然环境、客观主观因素的影响, 因此, 对于路基的防护就显得极为必要了。路基的防护主要是有以下几个方面:第一, 坡面的防护, 路基的地表会经常的受到雨水的冲刷和自然环境的影响造成风化地现象, 在对这种坡面进行防护时, 多采用的是在坡面砌石框种植花草。第二, 沿河路堤的防护, 这类路堤的防护主要是避免受到水浪的冲刷, 一般都是采用挡土墙、砌石块进行直接的防护。采用高分子合成土工材料制成的防护面板能够很好的适应地基的沉降, 也得到了广泛的使用。第三, 挡土墙的防护, 在石料比较丰富, 墙的高度要求不高的场合, 一般采用的是重力式的石砌挡土墙, 采用水泥混凝土的挡土墙因为受力的合理性、体积小等特点, 在公路路基的防护当中也得到了广泛的应用。

5 总结

在本文当中, 主要分析了路基的填筑、软土地基的处理、路基排水设施和防护等一些施工技术, 仅这些技术, 在路基施工方面还是显得不够, 路基施工还存在着许多的问题, 作为施工人员和技术人员应该加强自身素质, 加强管理, 及时的发现问题, 总结经验, 制定相应的施工管理措施和施工的规章制度, 提高公路路基的质量, 从而提高整个公路的质量, 延长公路的使用寿命。

摘要：作为公路的一个重要的组成部分, 路基是公路主体工程的基础, 路基施工质量的好坏对于公路的使用寿命有着重要的影响。研究证明, 没有一个稳定的路基, 就不会有一个稳固和耐用的公路。因此, 为了提高公路的整体质量, 文章将从二级公路施工过程当中的各个方面阐述公路路基施工过程中的施工技术。

关键词：二级公路,路基,施工技术

参考文献

[1]朱今夫.公路路基施工质量通病成因及其处治措施[J].丹东海工, 2009.

[2]杨国烽, 吴阿馗.某软土地基采用强夯法加固处理的设计与施工[J].铁道勘测与设计, 2003, (4) .

[3]魏晨宇, 苏诚.公路路基排水综合设计的重要性[J].民营科技, 2010, (12) .

[4]冀巧心.路基设计和施工中应注意的几个问题[J].京铁科技通讯 (太原刊) , 2002, (1) .

二级公路勘察设计技术 篇6

项目所在区域为地震多发区,近年来经常发生小规模地震,因此在公路桥梁设计过程中,抗震设计被作为一个重点问题来考虑。

项目区地形平坦,根据《中国地震动参数区划图》GB18306-2001,区域地震动峰值加速度从起点到终点分别为0.10g、0.15g和0.20g。沿线桥梁不多,上部结构均为小跨径预制结构,采用2008版通用图,下部结构多采用圆柱式桥墩、柱式或肋板式桥台。主要桥梁情况如表1所示。在此介绍对这些桥梁进行抗震设计的情况,并总结其规律。

1 计算模型

根据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)(下称《细则》)的要求,采用MIDAS/CIVIL软件建立空间模型进行计算分析,上部结构采用梁格模型,下部结构采用空间杆系模型,上下部结构之间的连接采用弹性连接,弹簧刚度根据采用的支座按《细则》计算,桩与土的相互作用采用弹簧进行模拟,弹簧刚度计算按照《公路桥涵地基与基础设计规范》进行,地基土的比例系数m取为40000kN/m2,并考虑了2.0的动力系数。图1为其中一座桥梁的抗震分析模型:

抗震分析采用多振型反应谱法进行,图2为图1所示模型的振型图。

2 分析过程

模型建立后,分别进行E1和E2地震作用下的抗震计算,其中墩柱作为延性构件考虑。

2.1 E1地震作用下的计算

本阶段是弹性计算,计算后应用计算结果对墩柱、盖梁、基础进行强度验算。

2.2 E2地震作用下的计算

对于矮墩(高宽比<2.5), 计算后应用计算结果对墩柱、盖梁、基础进行强度验算。

对其它桥墩(高宽比≥2.5),按下列过程进行计算:

(1)墩柱P-M-∅曲线计算

E2作用下,墩柱往往进入弹塑性阶段,进行这个阶段分析时,墩柱的轴力-弯矩-曲率曲线(即P-M-∅曲线)是重要的计算参数。提供M-∅曲线计算功能的程序较多,Midas/Civil也提供了这一功能。

(2) 顺桥向位移验算

根据《细则》7.4.3计算其最大容许转角,根据《细则》7.4.7计算得顺桥向墩顶容许位移。

根据M-∅曲线,利用《细则》6.1.6式计算得截面有效抗弯惯性矩

$\text{Ι}{}_{\text{e}\text{f}\text{f}}=\frac{\text{Μ}{}_{\text{y}}}{\text{φ}{}_{\text{y}}\text{E}{}_{\text{c}}}$

将模型中桥墩的截面抗弯惯性矩用上面计算出的截面有效抗弯惯性矩替代,进行E2作用下的计算,得出墩顶最大顺桥向位移并进行验算。

(3) 横桥向位移验算

根据《细则》7.4.8,采用MIDAS/CIVIL 软件对桥墩进行PUSHOVER分析,计算得墩底塑性铰达到最大容许转角时的墩顶位移,其即为容许位移。

将模型中桥墩的截面抗弯惯性矩用截面有效抗弯惯性矩替代,进行E2作用下的计算,得墩顶最大横桥向位移并验算。

2.3 能力保护构件计算

根据《细则》6.8条、7.3条进行对墩柱抗剪、盖梁抗弯抗剪、桩基强度进行计算。对于在E2作用下仍未进入塑性工作范围的结构,以E2作用下的计算结果为设计内力即可。

2.4 墩柱体积含箍率验算

根据《公路桥梁抗震设计细则》8.1.2条,对塑性铰区域配箍率进行验算。

3 计算结果及配筋设计方案

墩柱的配筋设计可根据静力计算和E1作用计算结果配置主筋。再以墩柱配筋作为输入进行E2作用计算和能力保护构件计算确定墩柱抗剪箍筋和桩基、盖梁主筋和箍筋配置。

经计算发现,对于这些计算的桥梁,在静力作用和E1作用下的计算内力较小,所需配置的钢筋较少,大部分按构造配筋即可。《细则》规定墩柱的最小配筋率为0.6%,根据以前用《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89计算的经验,该配筋率偏少。参考美国加州《Caltrans Seismic Design Criteria》(《细则》中很多计算方法和理论与该规范一致),将墩柱配筋率控制在1%左右,经验算均通过。

表2为对桩柱进行抗震设计的结果。

4 结论

从上述计算结果中可发现以下规律:

(1) 对于本项目地震动峰值加速度0.10g区域内的B类、C类桥梁和0.15g区域内的C类,抗震计算不控制设计,仅根据静力计算结果并按照《细则》构造要求配筋即可满足抗震要求。

(2) 对于本项目震动峰值加速度0.20g区域内的B类和C类桥梁,能力保护构件设计控制桩基主筋及墩柱箍筋。具体表现为:由于采用了能力保护构件设计,作为能力保护构件的桩基础,其主筋配置较《细则》发布前大大增加,配筋率较墩柱大。墩柱箍筋较以前增加很多,墩柱越矮,所需配置的箍筋也越多。在《细则》颁布之前,箍筋往往采用直径8mm或10mm的光圆钢筋,其间距15～20cm,柱顶底加密区也仅加密为间距10cm。而根据《细则》能力保护构件计算的箍筋,在塑性铰范围内,需采用直径12mm甚至16mm的螺纹钢筋,间距小至8cm。

(3) 《细则》实施后对桥梁的抗震能力进行了有针对性的加强,重点是加强了能力保护构件的抗震能力要求,对于墩柱的抗弯并没有提高要求。

(4) 由于采用了能力保护设计原则,能力保护构件的承载能力是根据相邻构件的承载能力确定的,所以墩柱的钢筋配置越多,则桩基的配筋、塑性铰区域箍筋、盖梁配筋就越多。

摘要：通过对叶喀二级公路改建工程桥梁按照《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)要求进行抗震设计情况的介绍,得出了平原地区类似低矮中小桥抗震分析控制设计的规律,并分析了《细则》颁布后桥梁桩柱配筋变化的情况。

关键词：叶喀二级公路,桥梁抗震设计,桩柱配筋

参考文献

[1]JTG/T B02-01-2008,公路桥梁抗震设计细则[S].

[2]JTG D63-2007,公路桥涵地基与基础规范[S].

[3]JTG D62-2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

二级公路勘察设计技术 篇7

1 对工程原材料的控制

1.1 水泥

工程原材料的施工配比以及材料的试验已通过相关监管部门的审批, 施工所采用的水泥为“宏达”牌32.5常用的硅酸盐水泥, 经过对施工现场的取样试验, 其水泥的强度、稳定性以及初凝的时间符合公路施工的相关标准要求。

1.2 碎石

所采用的是宏盛石料厂所生产的石灰岩碎石, 碎石的最大粒径不超过30 mm, 通过各项实验的标准都可以满足相关的规范和施工要求。

1.3 砂石

砂石选用的是纯净的洁净砂。

2 具体施工的工艺流程和施工方式

2.1 施工的工艺流程

(1) 下承层的准备; (2) 测量施工放样; (3) 挂线; (4) 拌料; (5) 材料运输; (6) 材料摊铺; (7) 路面压实; (8) 养生。

2.2 施工的方式

2.2.1 下承层准备

首先要求基层的表面要平滑、坚固和无尘土, 没有部分软弱和松散的地方, 其他每一项指标都需要达到相关的规范要求并且需要经过工程师的检测。基层的顶面需要先实施拉毛并且对基层表面的尘土进行彻底清理之后再铺摊。除此之外, 在进行铺摊之前还需要对相对干燥的地段进行洒水湿润。

2.2.2 工程测量放样

通过测量组实施中线复核, 检测路面的实际宽度, 依照下承层的实际宽度来做出边桩, 测量出中桩和边桩每个点位的具体高度, 准确测量每一个点位和设计高度的差别, 并且在路面的两侧设立固定的方木挡料, 以此来防止路面压实之后出现塌方的情况。

2.2.3 挂线

挂线组参照测量组的具体结果和公路设计摊铺的厚度相加除以松浦系数, 最后挂出路面两边的基准线。

2.2.4 拌料

水泥稳定的颗粒拌合机调试完毕, 经过测试之后所混合的材料符合施工的相关要求, 在施工过程当中需要对传输带的材料运输情况进行检查, 对水泥螺旋栓推进器的工作状态、用水状况进行监测, 保证各种工程原材料的正常供应, 保证水泥拌料符合相关标准。采用厂拌法的施工方式, WB600型搅拌机2台, 在进行拌料之前, 首先需要对设备进行调试, 使混合料的颗粒组成与含水量都达到相关的标准, 见表1所示。当集料的颗粒产生变化的时候, 则需要中心对设备进行调试。拌合的过程中配料要精准, 拌合要均匀。

2.2.5 材料的运输

通过自卸车将拌合完成的成品材料运送到施工现场, 运输车的数量要根据具体的生产能力与运输的距离来具体确定, 并且适当地留有余量。自卸车要自备篷布, 防止雷雨天气对材料的影响, 对卸料的速度加以控制, 防止水泥出现离析的状况。

2.2.6 水泥的摊铺

将混合材料运送到现场之后, 立刻进行摊铺。摊铺设施安排在摊铺的起点, 依照松浦的厚度垫好, 熨平板两侧靠中间部分垫硬质的模版, 高度和松浦高度相同。运输材料车辆停放在摊铺机前10~30 cm距离位置, 保持空档等候, 用摊铺机接住, 推动车辆向前, 运料车辆向摊铺机方向倾斜卸料, 在进行摊铺的过程中, 摊铺和卸料同时进行, 材料卸完之后运输车辆随即离开, 下一辆运输车辆再衔接上。由于半幅通车, 因此采用半幅摊铺成型的方式, 摊铺机两边的工作人员对松浦层边缘实施修整, 并且需要对摊铺有缺陷的地方实施人工找平, 以此来保证基层的平整程度。在摊铺的过程中使用水平仪在跟踪监测摊铺机的横坡度, 同时还需要兼顾到拌合机的出料速率, 对摊铺的速度进行适当的调整, 尽量避免出现停机待料的状况。

2.2.7 路面压实

混合材料的压实工作运用的是碾压机械, 在碾压的过程中依照初压、复压和终压这三个阶段来进行。在碾压的过程中需要注意:碾压车辆必须要做到慢起步、缓刹车, 从低处向高处慢慢重叠一半的轮宽, 不在没有压实的路面上进行转向, 最后慢慢退后到起点, 进而进行下一轮的重复碾压。在压实工作完成之后需要对压实之后路面的压实度、宽度、厚度以及平整度和横坡度等各项指标进行仔细的检测, 出现不合格的路段需要及时地进行修复。

2.2.8 养生

在每一个路段施工完成之后, 对路面的压实实施检测, 保证满足要求的前提下进行公路养生。通常情况下, 公路养生的时间为7 d, 并且在公路养生期间禁止车辆行驶。公路养生的常见方式为毛毡覆盖的方式, 在进行覆盖之前需要喷洒上足够的水分。在进行覆盖的过程中, 应当特别注重公路基层的养生工作, 保证毛毡覆盖充分到位。

3 水泥稳定碎石基层施工重要控制点

3.1 前场控制

3.1.1 水泥含水量控制

只有在水泥的实际含水量最接近最佳含水量的时候, 路面的压实度才能得到充分的保证。水泥水含量超标在进行碾压工作时会出现弹簧的状况, 并且在进行震动碾压的时候, 很容易将水泥浆集聚在公路的表面。这种状况在进行取芯检测的时候, 取样的样本会出现松散或者强度不够的状况;要是水泥的含水量过低, 则进行碾压的时候不容易成型, 表面很容易松散, 很难达到标准的强度。

3.1.2 路面平整程度的控制

在摊铺机摊铺之后, 自检员需要及时的运用3 m直尺或者是未形变的铝合金条尺来检测路面的平整程度是否达标, 不合规范的地方要实施人工修正, 并且需要对路面已经成型的基层实施及时的检测工作。

3.1.3 路面压实度的掌控

在发现路面有压实度不达标的现象时, 需要对其进行及时的补压, 碾压需要在路面凝结之前结束, 以免留下不必要的隐患。

3.2 后场控制

3.2.1 对原材料的控制

水泥作为重要的稳定剂, 水泥的质量非常的重要。在水泥进场的过程中, 每一批次的水泥或者是每500 t抽取一个检测的样本, 实施水泥标号初始和结束凝结时间、水泥稳定性和水泥细度的检验。每天在水泥使用之前需要抽取两个样本测含水量, 通过这种方式来及时地调整施工中的配合比。

3.2.2 提升对混合材料拌合质量的掌控

水泥检测生产的实际配合比是否在其容许的范围偏差之内, 特别是级配与水泥质量的控制。拌合场需要安排一名专业的工程师与一名测试人员, 及时发现抽查水泥的计量与级配的状况。水泥计量的检测以EDTA为标准曲线, 要是出现混合材料的质量出现异常的状况, 需要及时地通知拌合机寻找到机械与配料系统, 在解决相应故障之后方可继续正常的生产。

4 结束语

通过对甘肃省二级公路水泥稳定碎石基层施工技术的分析, 从中可以看到水泥稳定碎石基层主要是采用水泥、碎石以及天然砂依照一定的比例混合之后碾压制成。针对省级的二级公路来讲, 其中公路基层大多数是采用水泥稳定碎石基层, 这不但可以有效地提升公路基层的承载能力、公路的刚性和整体性, 同时还因为造价较低、施工操作简单和整体性等特点, 收到了较为广泛的应用与推广。

摘要：水泥稳定碎石基层属于一种半刚性的材料, 其主要的特点在于具有承载力较强、刚度较大等优点, 所以说在公路实际施工过程当中得到了比较普遍的应用。当前我国交通运输量不断上升, 车辆的承载能力不断地提升, 对道路施工水平的要求也就越来越严格。二级公路水泥稳定碎石基层施工的水平将会直接影响到整体的公路施工项目的质量和水平。本论述就根据敦煌市景观大道工程路面工程的施工, 针对性地探讨了水泥稳定碎石基层施工技术及其科学合理的配比方法, 有效结合了《公路路面基层施工技术规范》当中具体要求, 提出了水泥稳定碎石基层施工技术的安全措施和环保措施, 并以其工程施工过程中施工技术的要点进行了相应分析。

关键词：水泥稳定碎石,基层施工,质量控制

参考文献

[1]周榕柳, 王刚.如何加强二级公路水泥稳定碎石基层的施工质量管理[J].科技传播, 2014 (06) :54-55.

[2]关俊华, 黄永发, 韦丁铭.西部二级公路水泥稳定碎石基层施工质量控制方法[J].西部交通科技, 2012 (04) :35-37.

[3]姜帅.抗裂型水泥稳定碎石基层施工技术在公路工程中的应用[J].科技致富向导, 2014 (30) :281+291.

[4]周勤帮.浅究如何加强二级公路水泥稳定碎石基层的施工质量管理[J].科技与企业, 2014 (21) :106.

[5]王海涛, 吴宇, 刘义春.某二级公路水稳碎石基层裂缝成因及防治措施浅析[J].路基工程, 2012 (2) .

二级公路勘察设计技术 篇8

在公路隧道内, 汽车行驶时排放的有害气体 (主要是一氧化碳) 和烟尘, 影响空气质量和降低了隧道内行车的能见度, 危及了人体健康及行车安全。所以为了稀释汽车排放的污染物浓度, 保持隧道内视线清晰和空气新鲜, 确保人体健康和行车安全, 需要进行隧道通风系统设计。通风系统的启动、停止及故障检测, 在实践中人们都是通过计算机软件进行远程控制来得到实现。

2 隧道通风系统设计

2.1 隧道通风原理

公路隧道的通风原理, 是通过向隧道注入新鲜空气, 稀释洞内由汽车排出的废气和烟尘, 使得隧道内的空气质量和烟尘透过率能保证司乘人员的身体健康和行车安全。

2.2 通风方式

隧道通风分为自然通风和机械通风两大类。自然通风是通过气象因素形成的隧道内空气流动, 以及机动车从洞外带入新鲜空气来实现隧道内外的空气交换。机械通风是通过风机作用使空气沿着预定路线流动来实现隧道内外空气交换。对于双向交通隧道, 判断隧道是否需要设置机械通风的经验公式为:

式中:L为隧道长度 (m) ;N为设计小时交通量 (veh/h) 。

当满足此公式的条件时, 隧道可设置机械通风。

经过计算, 灌林岩山隧道2024年设计交通量N=651 veh/h, 隧道长L=998 m, L·N=6.5×105>6×105, 所以2024年可设置机械通风;本隧道2031年设计交通量N=626 veh/h, 隧道长L=998 m, L·N=6.2×105>6×105, 所以2031年可设置机械通风。

公路隧道通风方式的选择应综合考虑隧道的平纵指标、交通量、气象条件、地锚、经济性等因素。采用纵向通风方式时, 双向交通且长度L≤3 000 m的隧道可采用全射流纵向通风方案。

2.3 灌林岩山隧道主要技术参数

1) 道路等级:二级公路

2) 交通方式:单洞两车道双向行驶

3) 隧道长度998 m和坡度-2.8

4) 设计行车车速:60 km/h

5) 方向分布系数:0.50

6) 设计小时交通量系数:0.11

7) 设计年限:近期为2024年, 远期为2031年

8) 隧道断面:断面面积58.7 m2, 周长29.84 m。

2.4 隧道通风标准

隧道内的废气总量和烟尘浓度, 与汽车的排污强度以及隧道内的车流密度成正比;送入隧道内的新风量又取决于保证隧道内的空气质量的卫生标准。公路隧道通风设计的卫生标准应以稀释机动车排放的一氧化碳 (CO) 为主。公路隧道通风设计的安全标准应以稀释机动车排放的烟尘为主。

2.4.1 CO设计浓度δ

1) 采用全横向通风与半横向通风方式时:

注:当隧道长度处于1 000 m和3 000 m之间时, 可采用内插法取值

2) 采用纵向通风方式时:

3) 人车混合的通行的隧道CO浓度设计标准为:

4) 灌林岩山隧道长度998 m, 交通阻滞时, 阻滞段的平均CO设计浓度δ (ppm) 可取150 cm3/m3, 同时时间不宜超过20 min。隧道内20 min内的平均NO2设计浓度δ (ppm) 取1.0 cm3/m3, 隧道内养护维修时, 隧道作业空气段空气的CO允许浓度不大于30 cm3/m3, 本隧道内CO取值150 cm3/m3。

2.4.2 Ⅵ设计浓度

1) 灌林岩山隧道采用荧光灯、LED灯作为光源, 所以按下表取值:

2) 隧道内养护作业时, 隧道作业段空气的烟尘允许浓度不应大于0.003 0 m-1。

2.4.3 换气要求

1) 隧道空间最小换气频率不应低于每小时3次。

2) 采用纵向通风的隧道, 隧道换气风速不应低于1.5 m/s。3) 灌林岩山隧道内换气频率每小时3次, 换气风速1.5 m/s。

2.5 隧道需风量计算

隧道内需风量的计算主要包括CO排放量、稀释CO所需风量、烟雾排放量、稀释烟雾所需风量和火灾情况下所需风量, 然后取其中最大值作为计算风机数量的参考值。

2.5.1 隧道内CO浓度计算

★正常交通时, 2000年的机动车尾排有害气体中的CO的基准排放量应取0.007 m3/ (veh·km) 。

★交通阻滞时车辆按照怠速考虑, 2000年的机动车尾排有害气体中CO的基准排放量应取0.015 m3/ (veh·km) , 且阻滞段的计算长度不宜大于1 000 m。

★灌林岩山隧道设计近期2024年CO的基准排放量qco=0.007× (1-0.02) 24, 取0.004 3 m3/ (veh·km) ;设计远期2031年CO的基准排放量qco=0.007× (1-0.02) 30, 取0.003 8 m3/ (veh·km) 。

★隧道内CO浓度计算公式:

★稀释CO的需风量计算公式:

2.5.2 隧道内烟雾排放量计算

★2000年的机动车尾排有害气体中烟尘的基准排放量取2.0 m2, 可分别得出灌林岩山隧道设计近期2024年烟尘的基准排放量qⅥ=2× (1-0.02) 24, 取1.23 m2/ (veh·km) ;设计远期2031年烟尘的基准排放量qⅥ=2× (1-0.02) 30, 取1.091.23 m2/ (veh·km) 。根据行车速度分别按60 km/h、50 km/h、40 km/h、30 km/h、20 km/h时的工况计算。

★隧道内烟雾排放量计算公式:

★稀释隧道内烟雾的需风量计算:

2.5.3 隧道换气需风量计算

2.5.4 灌林岩山隧道需风量计算结果

近期隧道对应不同控制指标的设计需风量 (2024年)

远期隧道对应不同控制指标的设计需风量 (2031年)

2.6 风机数量计算

2.6.1 隧道自然通风力

1) 通风计算中, 应将自然通风力作为隧道通风阻力考虑;当确定自然风作用引起的隧道内风速常年与风向一致时, 宜作为隧道通风动力考虑。

2) 自然风作用引起的洞内风速宜根据隧道长度、纵坡等确定;当未取得调查结果时, 可取2.0~3.0 m/s。

3) 灌林岩山隧道将自然通风力作为隧道阻力考虑, 洞内风速2.5 m/s。

4) 计算公式为:

2.6.2 隧道交通通风力

1) 隧道交通通风力应按下列原则确定:

★单向交通时, 交通通风力宜作为动力考虑;当工况车速小于设计风速时, 交通通风力应作为阻力考虑。

★双向交通时, 交通通风力宜作为阻力考虑。

★交通通风力应按设计车速以下各工况车速分别计算。

★灌林岩山隧道是双向交通隧道, 交通通风力作为阻力考虑。

2) 单洞双向交通隧道交通通风力计算公式:

2.6.3 隧道通风阻力

隧道通风阻力的计算公式:

2.6.4 射流风机升压力

1) 采用全射流纵向通风方式, 在隧道内风流稳定情况下, 射流风机增加的风压与隧道内的自然通风力、交通通风力和隧道通风阻力相平衡。

隧道内的压力平衡应满足如下公式:

2) 射流风机升压力的计算公式:

2.6.5 计算风机台数

1) 每台射流风机升压力的计算公式为:

2) 在满足隧道设计风速Vr的条件下, 射流风机台数的计算公式为:

2.6.6 风机台数确定

灌林岩山隧道通风设计年限近期为2024年, 远期为2031年, 确定隧道风机数量如下表所示:

2.6.7 风机的安装

灌林岩山隧道, 风机每2台1组, 每组风机纵向间距150 m, 均布置在隧道行车方向进口和出口端。

3 隧道通风系统的控制

通风系统的控制分三种方式:人工控制、自动控制和智能控制。现阶段风机的控制采用自动控制为主, 手动控制为辅的控制方式。隧道中的风机安装主要包括:风机的吊装、控制箱的安装、电源线及信号线敷设及远程调试工作。远程控制调试是在现场运行正常后进行。

3.1 控制系统硬件组成

通风控制系统主要由一氧化碳浓度/能见度检测设备、隧道内本地控制器、风机控制柜、通风设备配电柜、隧管站监控系统计算机、射流风机、监控及数据处理软件等设备组成。

3.2 控制系统传输图

3.3 控制原则

1) 保持隧道内的环境指标在标准允许的范围内, 主要包括CO、VI、和风速等。

2) 将CO浓度和能见度的数值分为若干等级, 与投入运行的风机台数及运转时间相对应。

3) 风机控制周期在10 min最好。

4) 风机的启动和停止不宜过多;隧道内某一段内的一氧化碳或能见度超出范围值, 应先启动比较靠近的风机。

5) 每台风机启动间隔时间应大于30 s, 减少对电网的冲击。

6) 应具备在通风环境监测设备出现故障的情况下由应急通风控制措施和预案。

3.4 通风系统的控制

自动控制系统是指以一氧化碳检测器、能见度检测器、风速风向检测器、车辆检测器等设备采集数据由通风区域控制单元或监控计算机对风机的启动、停止进行控制, 每组射流风机由一套射流风机控制柜对射流风机进行控制, 也可在监控室内实现对射流风机的远程控制。风机控制柜内设置软启动器, 以防止风机电流过大而影响电网的供电质量。

风机控制与隧道内的PLC相连, 管理、维护人员可在隧道内完成风机的手动、自动操作, 也可通过隧道变电所内的主PLC实现远程控制。

在隧道发生火灾后, 隧道中控系统立即进入救灾联动程序, 关闭隧道, 同时启动一定数量的风机, 控制隧道烟气流动方向, 向距火灾点最近的洞口排烟, 背离火灾点的车辆继续向前行驶, 迅速离开隧道;向火灾点行驶的车辆应该按照指示直接由隧道撤离。

隧道通风的自动控制标准主要取决于隧道内的环境标准, 即CO浓度和能见度标准, 目前采用CO浓度的数据采集设备主要利用的是红外吸收原理, CO/VI检测器主要由发射/接收接头和反射头组成, 由发射/接收头向数米远外的反射头发出红外线, 再经反射头反射到发射/接收头, 通过测量特定红外波的衰减测量CO浓度, 能见度的测量是通过另一分离通道来测量的, 原理和CO的测量一样。测量值的输出是4~20 m A标准模拟信号, 经过RS485接口传输至隧道内本地控制器, 然后由本地控制器对传输回来的数据进行汇集整理, 传输至以太网交换机后, 经以太网光端机传输至隧道管理站监控系统计算机, 从而进行上位机程序的远程控制。

4 结论

公路隧道通风系统的设计, 根据隧道内的能见度和污染物浓度值, 通过对隧道需风量的计算, 得出隧道应安装风机的数量, 结合本地控制系统对风机的远程控制使隧道通风系统运行, 稀释洞内由汽车排出的废气和烟尘, 使得隧道内的空气质量和烟尘透过率得到改善, 保证了司乘人员的身体健康和行车安全。

摘要：公路隧道通风系统是公路隧道机电系统的重要组成部分。隧道内空间相对闭塞, 空气质量差、能见度低等特点, 对隧道的通风提出了要求。本文结合二级公路孝辛线石口至石楼段灌林岩山隧道的实际情况, 根据隧道内的能见度和污染物浓度值对隧道需风量的计算, 得出隧道应安装风机的数量, 并通过对风机的远程控制使隧道通风系统得到实现。

关键词：公路隧道,通风系统,远程控制

参考文献

[1]李农.公路隧道通风设计细则 (JTG/T D70/2-02-2014) [S].北京:人民交通出版社, 2014.

[2]赵忠杰.公路隧道机电工程[M].北京:人民交通出版社, 2006.

[3]胡彦杰, 龙正聪.雪峰山隧道通风系统设计[J].公路工程, 2006, 31 (1) :103-108.

[4]王少成.公路隧道通风自动控制系统设计[D].南昌:华东交通大学, 2010.

二级公路勘察设计技术 篇9

关键词：软土特性,处理技术,应用

1 软土的主要物理力学特征

国内外对软土尚无统一定义。我国铁路、港口、建筑等部门对软土的定义也不尽相同, 有的把软土视为软粘土的简称, 有的把软土视为整个软弱土质 (高压缩性的有机土、可液化的砂土、软粘土等) 的简称, 有的则把软土视为软弱地基的简称。

尽管国内各行业对软土的描述和指标各不相同, 但归纳起来天然软土具有以下列特征。

1.1 含水量高:

淤泥和淤泥质土的含水量约为50%~70%, 液限一般为40%~60%, 天然含水量随液限的增大而增加。

1.2 孔隙比大

天然软土的孔隙比大于1.0, 淤泥则大于1.5。

1.3 渗透性小

软土的渗透值一般在1×10-4~1×10-8cm/s之间, 一般介于10-6~10-7cm/s之间。

1.4 压缩性高

淤泥和淤泥质土的压缩系数一般为0.7~

1.5 MPa-1, 最大达4.5MPa-1, 且随着土的液限和天然含水量的增大而增高。

1.5 抗剪强度低

河滩淤泥软土的快剪强度粘聚力为5~

30Kpa。

1.6 触变性

由于软土的结构性在其强度的形成后相当重要的地位, 所以触变性也是软土的一个突出特点。软土的触变性是指土体强度因受扰动而降低, 因静置而增长的特性。

2 软基浅层处理

2.1 石灰改性处治

石灰改性处治就是在路基原位掺拌生石灰粉 (块) 、消石灰, 利用石灰的降水以固化作用稳定土壤, 人为制造地面表面的硬壳层的方法。石灰掺拌的工艺可采用灰土拌和机拌和、旋耕机拌和或挖机。

2.2 换土垫层法

换土垫层法主要是利用人工和机械等方法, 将软土清除、分层置换强度较高的砂、素土、灰土等性能稳定的材料。

2.3 石灰桩处治法

石灰桩处治软基具有造价低, 处治效果明显的特点。

2.3.1 石灰桩处治的机理:

a.成孔挤密作用。石灰桩在成孔过程中, 对桩间土有挤密作用。b.生石灰吸水膨胀挤密作用。生石灰加固地基的作用机理除了成孔挤密桩周土体处, 主要在于生石灰在桩孔中的吸收桩周围土层的空隙水变成熟石灰时, 产生了体积膨胀, 挤密桩周土, 减少其空隙比, 加速地基土的固结, 提高地基承载力。c.置换作用。在软土层中设置具有一定强度和刚度的石灰桩, 其置换作用可以提高地基承载力和改善软土变形特征。d.吸水、升温使桩间土强度提高。1kg生石灰消解反应要吸收0.8~0.9kg水、水化放出1172kg热量、桩心温度可达200℃-400℃, 这种热量可提高地基土的温度, 使土中水分大量蒸发, 这样就加速了土体固结, 提高了桩间土的抗剪强度。e.离子变换和碳化作用。石灰中的钙离子和土中钠离子会在桩体和桩孔界面上产生交换, 同时生石灰吸水产生Ca (OH) 2与土中二氧化硅、氧化铝产生水化硅酸钙和水和铝酸钙等水化物, 产生胶结作用, 在桩孔表面形成一定厚度的硬壳, 提高土的整体强度。

通过上述几种因素的综合作用, 桩间土被挤密应发生物理化学作用, 使路基整体强度提高, 石灰桩复后地基的处治效果得以形成。

2.3.2 石灰桩的施工工艺:

a.成孔工艺。一般采用提管投料压实法, 成孔工艺采用装载机钢管成孔和人工木桩成孔法, 施工顺序为先外排后内排, 先固边后中间。b.桩径桩距选择。石灰桩的桩径应根据施工方法和机具情况确定, 我市一般采用桩径φ150~φ300mm, 桩位布置成梅花形或正方形。桩孔间距为2.5~3.5倍桩径, 处理的深度视软土深度一定为2~4m。c.质量检验。施工中质量控制以石灰质量 (Ca O含量不低于80%, 粒径在50mm以下, 含粉量不超过20%) , 桩长与投灰量和桩径桩距为主, 施工完成7天以后进行弯沉检验, 以此作为是否需要补桩的依据。施工完成后质量检验的内容主要为:控制灌灰量, 按每1m计量, 一般以1m桩孔体积的1.4倍作为每米填料的控制灌灰量;挖桩检验主要检验桩的外形、直径、桩身材料分布情况及桩身的密实度等;也可用轻便触探仪检测桩身和桩间土的承载力在打桩前后的变化情况。

3 软基深层处理

软基深层处理因其费用较高, 在高速公路建设中应用比较普遍, 一般采用塑料排水固结法和深层搅拌法两种软基处理方法。

3.1 塑料排水固结处理方法

塑料排水固结法是在软基中插入塑料排水板, 经施工填土加载后, 使被加固土体中的空隙水排出, 完成大部分的沉降, 使土体有效应力增加, 土中空隙体积减少, 土体强度得以提高。采用塑料排水固结法处理软基还应注意沉降观测和施工进度的动态控制方法。

塑料排水板施工工艺按照以下程序进行:平整原地面→3%调拱→摊铺下层砂垫层→机具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割断塑料排水板→机具位移→摊铺上层砂垫层。

3.2 深层搅拌法软基处理

深层搅拌法是通过机械将胶结材料与地基软土搅拌成桩柱体, 由搅拌桩柱体与四周的软土组成复合地基, 可以提高地基承载力和地基变形模量以减少沉降的方法。桥头与构造物所处软土经深层搅拌桩处理后, 其沉降总量均明显小于塑料排水板处治路段, 且小于塑料板处理的段面, 且经预压后沉降速率已趋于零, 其处理效果显而易见。

深层搅拌桩法在软基处理应用中分为浆喷和粉喷两大类, 胶结材料主要是水泥, 对于含水量小于40%的软基采用浆喷桩, 对于含水量大于40%的软基采用粉喷桩。

3.2.1 浆喷桩的施工要点:

a.严格控制水泥浆液的水灰比, 一般为0.45~0.70。现场应采用比重计测定浆液比重, 以保证浆液水灰比的稳定性。b.严格控制搅拌机钻进或升降的速度大于1.0m/min, 这是保证桩体搅拌均匀性的关键。c.严格一喷两搅的工艺施工, 在钻进或升降的过程中应始终喷浆, 禁止在此过程中为防喷嘴堵塞而喷水。d.采用流量计控制喷浆的总量, 电脑自动记录每0.5m的喷量以指导施工。e.加强复搅的质量控制。

3.2.2 粉喷桩的施工工艺:

a.放样定位。将搅拌机移位至施工桩外处后定位, 孔位误差不得大于50mm。b.调平钻机平台。使用4个支腿调整平台, 使钻机钻杆垂直度误差不大于1%。c.开机搅拌。以1、2、3档逐机加速, 将钻头顺转钻进至设计深度, 如遇硬土难以钻进时可以降档钻进, 放慢速度。在钻进时始终保持连续送压缩空气, 以保证喷灰口不被堵塞, 钻杆内不进水, 保证下一道工序送灰时顺利畅通。d.提升钻杆喷粉搅拌。用反转法边搅拌边提升边喷粉。按0.5m/min速度提升, 提升到设计停灰面时, 应慢速原地搅拌2~3min。e.重复搅拌。为保证充分将粉体搅拌均匀, 须将搅拌头再次下沉搅拌到原设计深度, 再提升搅拌, 速度控制在0.5~0.8m/min。f.防止施工污染环境。在喷粉提升至距地面0.5m处时应停止喷粉。g.粉喷桩施工机具应有专门的自动计量装置, 该装置能自动记录沿深度的喷粉量和时间记录等。

4 结论

4.1 软基处理总体方案设计应根据公路等

级和技术质量标准综合确定, 对二级公路一般路基软土可采用软基浅层处理, 在部分桥头高填方路段和构造物地基可采用深层处理技术处治, 以减少其工后沉降量。4.2石灰桩处治浅层软基经济实用、效果较好, 适用于深度在1~2m的浅层软基路段的处理。对深度在1m以内的浅层软基路段可采用灰土 (素土) 置换法或就地撒铺石灰翻拌碾压处理。4.3换土垫层法处理软基应就地取材, 并作好开挖路段的排降水工作。4.4软基上的高填方路段和构造物无论是否经过了软基深层处理都应加强施工中的动态控制与沉降观测。4.5二级公路建设也要加强对软基段处理效果的评价和沉降观测工作, 以此作为面层能否开工的依据。