市政道路路基及其路面设计技术论文_曹剑聪

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摘要:市政道路是城市重要的基础设施之一,路基和路面的设计质量对整个市政道路的质量和正常使用性能产生直接的影响。为确保市政道路达到良好的交通服务水平,必须做好路基和路面的设计。本文主要结合笔者多年工作经验,根据实例详细的论述了市政道路中的路面设计原则和路面结构设计,并阐述了路基压实以及软基处理设计,希望能够为同类工程借鉴。

关键词:市政道路;路基路面;设计技术

引言

市政道路路基与路面设计是道路工程设计的重要环节,科学运用路基路面设计技术,可以优化市政道路整体设计质量,从而更好的提升道路整体性能,使其在未来运营中更好的为城市经济建设以及居民生产生活服务。

1工程概况

本工程属于《肇庆新区核心区路网完善工程》的兴肇大道建设工程:兴肇大道是肇庆新区核心区主干路网中的一条,是肇庆新区纵向重要的主干道路,贯穿核心区南北方向,道路北侧起点至东进大道(国道G321,桩号:K0+030.471),南侧终点接鼎湖大道(桩号:K4+625.188),道路全长约4594.717米。

本工程包含:道路、交通、桥梁、给排水、照明、景观绿化、综合管廊工程。该市政道路主要技术指标见表1

表1 主要技术指标一览表

2路面设计

2.1设计原则

针对市政道路路基及路面项目,在进行设计时,应该遵循使用先进技术、成本合理、选材高质量、便于施工、利于养护的基本原则,针对路面建设的方案进行综合评选,设定以下的设计原则:

(1)路面设计应该以先进技术、高质量选材、经济合理、便于机械化施工为原则,在与施工现场的场地条件进行结合,要与当地的水文和地质以及路面状况进行了解,来对路面的施工方案进行综合分析。路面设计时应该结合不同路段的情况以及交通量,进而设计方案更加符合交通要求。

(2)对路面的交通量以及可能经过车型进行分析和预测,进而来确定路面的强度预算,选择合适的路面结构。

(3)根据交通量预测拟定路面结构。在进行路面结构的设计时,要结合交通量情况,以此作为设计基础;路面设计时要符合道路的服务功能;要与自然条件相适应;路面材料的选择要性能好,成本低;符合当地建筑的设计要求。

2.2路面结构设计

路面设计采用标准轴载为BZZ-100。路面结构选择沥青混凝土路面时,其最高的使用年限为15年,如果是水泥混凝土路面,其最高的使用年限为30年。在进行路面设计时,应该借鉴国内和国外的类似项目经验,选择经济适用、技术科学、噪音较低、施工便利、维护简单,并且和当地环境相适应的路面结构。在对路面结构进行设计时,主要从沥青混凝土路面与水泥混凝土路面两种型式中选择一种。基层、底基层的材料选择使用水泥稳定碎石,这是本市之前进行的高等级道路建设中的方法,并且经验比较成熟。在对两种路面进行比较时,可以对其行车性能、建设费用及后期养护等多个因素进行比较,可以总结出沥青混凝土路面具有行车比较平稳、也很舒适,并且其带来的震动噪音也比较小,抗滑性能也相对较好,后期养护也很方便等优势;可是其使用的时间比较短,并且维护费用也比较高。对于水泥混凝土路面,其具有使用时间长,耐磨性能好的优点;然而其在行车中产生的震动比较大,并且噪音比较高,后期养护也比较困难,一旦发生损坏,很难修复。

在进行综合的分析之后,最具经济性的是使用沥青混凝土路面结构。设计推荐方案如下:对于沥青路面,其结构如下:机动车道路面结构:SBS细粒式改性沥青混凝土(AC-13C)4cm、中粒式沥青混凝土(AC-20C)6cm、粗粒式沥青混凝土(AC-25C)8cm、5%水泥稳定级配碎石上基层18cm、4.5%水泥稳定级配碎石下基层18cm、4%水泥稳定级配碎石底基层18cm,级配碎石垫层15cm,总厚度87cm。

2.3路面排水

道路路面的排水设计时,通常可以分为两种方式,分别是横向与纵向排水,横向排水是利用机动车道向外2.0%横坡,人行道向内1.0%横坡,来实现横向排水;纵向排水是在立道牙边缘上设置一些雨水口来实现对水的收集,这些水在通过联络管进入到排水系统中。

3路基设计

3.1路基压实度

本次工程范围,地质状况较为简单,道路经过区域无塌陷、滑坡等不良地质现象。结合用地规划,道路两侧远期规划主要为绿地及居住用地为主。路基边坡设计主要以放坡处理,坡顶、坡脚采用弧形坡与地面自然相接。在路基填挖方的地方,应该按照以下原则进行控制:地质条件好的地方,开展填方时,应该根据土类型的不同,来进行分层压实;在挖方的区域,应该将表面的土进行清除,然后下面的原土可以作为路基使用,但是使用时需要对其进行压实,能够达到路基要求的压实度要求。路基施工中,进行压实时,应该按照重型击实标准来压实,能够按照标准规定执行,针对填方路段,也要按照标准进行分层回填、分层碾压。路基压实度如表2。

表2 路基压实度

3.2路基边坡设计

(1)填方路基

当填方边坡高度≤6m时,边坡采用1:1.5自然放坡,坡面采用喷薄草籽,植草防护。本项目沿线鱼塘路段采用浆砌片石护坡。填方路基外侧地表水往路基汇集时,在坡脚外2m设临时排水沟,并顺地势接入道路排水系统排出路基范围。

(2)挖方路基

当挖方边坡高度≤4m时,边坡采用1:1自然放坡,坡面采用喷薄草籽,植草防护。在路堑开挖前作好坡顶排水防渗工作,当挖方路基外侧地表水往路基汇集时,在坡顶外5m设临时截水沟,并顺地势接入道路排水系统排出路基范围。

3.3软基处理

本项目沿线多为耕植地、填土平整的场地及鱼塘,鱼塘表面一般有1m~2m厚的淤泥,为确保道路使用寿命,减少沉降,本项目施工应先对鱼塘进行清淤不小于1.5m(1.5m未能清完软土时,应加大清淤厚度),并对其余耕植地及平整场地清表不小于50cm。

另外,针对工程范围内的软弱路基,对于软土(或素填土)深度≤3m的路段,本项目采用的地基处理方式为:换填碎石;对软土深度>3m的路段,考虑本工程场地多为鱼塘,土层存在腐蚀性,工程周边搅拌桩成桩效果不理想。因此,本项目对于软土深度>3m的路段,采用素混凝土桩进行处理。

对于桥头范围,本项目拟加密桩间距,以减少路基与桥头之间沉降差。

根据勘察资料显示,本项目软土埋深基本>3m,故采用素混凝土桩处理。

素混凝土桩施工技术要求

(1)设计要素

a.素混凝土桩设计桩径为500mm;

b.设计桩间距:1.8m、2.0m两种情况(机动车道范围为1.8m,机动车道以外区域为2.0m),布置方式:等边三角形布置。

c.设计桩长:准确桩长参照地质资料和逐段试桩确定;

d.桩体材料采用C15素混凝土;

e.褥垫层:桩顶铺设0.6m厚碎石褥垫层和两层锁口式钢塑土工格栅;

f.场地平整:本场地所在路段主要为耕植地及鱼塘,为了方便机械施工操作,对于一般路段,本项目场地平整后可进行桩基施工;对于鱼塘路段,清淤1.5m(以现场实际为准)后回填1.5m路基填土,填土上铺砌50cm中粗砂作为工作垫层。

g.素混凝土桩复合地基承载力要求不小于130Kpa。

(2)施工技术要求

a.素混凝土桩施工前,应进行工艺试桩,如成桩质量不能满足设计要求,需及时反馈给相关单位,协商处理方案。

b.素混凝土桩成桩可用振动沉管打桩机、长螺旋钻或其他成桩设备制桩。

c.素混凝土桩桩体达到强度后,应人工截除桩头50cm,清土和截桩时,不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。

d.褥垫层铺设应采用静力压实法,夯填度不大于0.9。

e.素混凝土桩施工垂直度偏差不应大于1%,桩位偏差不应大于0.25倍桩径。

f.施工面与交工面:素混凝土桩的施工面标高按“软土路基纵断面图”为准,桩体施工完之后再进行反开挖,人工截除桩头50cm为桩顶标高,人工清除桩间土至桩顶标高,铺设两层锁口式钢塑土工格栅和60cm厚碎石褥垫层,然后按路基要求分层碾压填筑路基填料至路床顶。

(3)施工工序

平整软基工作面(即现况整平层标高)——素混凝土桩施工——反开挖,截桩(50厘米,统一桩顶线标高)——素混凝土桩检测与验收——加设混凝土桩帽——铺设60cm褥垫层——铺设土工格栅——复合地基强度检测与验收——路基填土

(4)素混凝土桩施工质量检验

a.施工质量检验应检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度、夯填度和桩体试块抗压强度等;

b.竣工验收时,素混凝土桩复合地基承载力检验应采用复合地基静载荷试验;

c.承载力检验宜在施工结束28d 后进行,其桩身强度应满足试验荷载条件;复合地基静载荷试验依据设计及《复合地基技术规范》GBT50783-2012在成桩28d后,道路地基处理素混凝土桩的桩身完整性检测采用低应变法,抽检比例为总桩数10%;复合地基承载力静载试验抽检比例为总桩数0.2%(含单桩承载力静载试验和单桩复合地基承载力静载试验),且均不应少于3根。

结束语

本文从三个方面对市政道路工程路基路面设计进行了分析,从分析中发现路基路面设计事项系统化、科学性的工作,通过科学合理的路基路面设计,可以提高道路工程整体性能,从而确保其未来运营中能够充分发挥效能,为城市经济建设以及社会生产提供支持。

参考文献:

[1]杜海博,张青.市政道路路基及其路面设计技术[J].居业,2018(04):19+21.

[2]杨兴之.市政道路路基及其路面设计技术[J].建材与装饰,2017(12):273-274.

[3]刘原丞.路基路面科学设计分析[J].低碳世界,2016(19):217-218.

[4]吴云珍.市政道路路基路面科学设计分析[J].黑龙江科技信息,2014(01):181.

论文作者:曹剑聪

论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期

论文发表时间:2019/6/19

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