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所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2010-08-28 16:28 熱度:
摘要:該文介紹了廣州市番禺區番禺大道改造工程路面改造設計的過程,在舊路路路面改造檢測及瀝青罩面等方面就設計過程中遇到的問題進行了探討。
關鍵隨著廣州市城市規模的不斷擴大,特別是迎賓路及東環路兩側城市化建設的加快,原有按公路標準設計的道路已經不能滿足兩側設施的需求,同時,過境交通與地方服務性交通交織在一起,使道路的服務功能不強,市政化改造迫在眉睫。根據番禺區政府的設想,將迎賓路-東環路-南沙大道改造成主輔結合、交通功能區分明確的一條標志性城市道路,在服務過境交通的同時,更好地服務區域內的地方交通,并促進兩側經濟發展和城市建設,使之成為三產經濟走廊及城市景觀大道,同時,將全線改名為“番禺大道”。
詞:技術標準道路檢測瀝青罩面
1、項目概況
番禺大道北起于番禺大橋,沿番禺大橋-迎賓路-東環路-南沙大道線位至萬洲大橋南,路線基本呈南北走向。本次路面改造番禺大道規劃道路紅線寬度為80.0米,路線全長37.9公里,一期改造15公里。番禺大道整合改造后,道路中央設計為城市快速路,計算車速為80km/h,兩側增設不小于雙向四車道的輔道,為城市主干道,計算車速為40km/h。
番禺大道改造工程主要為現有橋梁改造、迎賓路道路擴寬、塘西立交跨線橋和里仁洞跨線橋加寬及現有車行道的瀝青混凝土罩面工程等。本文就改造工程路面設計展開討論。
2、 道路改造總體方案
2.1方案設計原則
1)根據城市規劃發展方向和規劃的路網交通進行設計。
2)在考慮城市道路整體布局和功能的同時,既要保證主線道路交通流量的快速運行,又要保證道路的服務功能,滿足沿線單位及居民的出行需求。
3)在滿足交通功能的前提下,盡可能利用原有道路設施,減少工程規模、減少用地,重點做好路面改造工作,降低工程造價。句行道的瀝青罩面工程應結合經濟、美觀、便于施工及施工期間交通疏解等綜合因素。
2.2縱橫斷面設計
縱斷面設計的控制因素主要為:維持現狀迎賓高架橋及現有跨江跨河涌橋梁;困難地段不超過5%來控制。
標準橫斷面為:
5m(人行道、非機動車道、側綠化帶)+11m(輔道)+4.5m(綠化帶)+19m(主線)+1m(中央分隔帶)+19m(主線)+4.5m(綠化帶)+11m(輔道)+5m(人行道、非機動車道、側綠化帶)=80m
標準橫斷面示意圖
3、 路面檢測
3.1路面檢測原則
為了對番禺大道改擴建工程中現有路基路面的處理提供依據和技術支持,通過檢測、試驗等手段對番禺大道各路段進行檢測調查,依此確定針對性的評價指標并建立相應評價方法。
3.1.1原路面設計
番禺大道原為水泥砼路面,后進行過瀝青砼加寬、罩面,原罩面情況如下:
舊水泥砼路面罩面
上面層:4cm厚AK-13B抗滑磨耗層
中面層:6cm厚AC-20I
下面層:4cm厚AM-16
應力吸收膜:1.5-2.0mm厚SAMI
罩面厚度:14cm
3.1.2路面破損狀況調查
路面的破損類型包括四種,分別為裂縫類、松散類、變形類、其它類,各種破壞類型中又包括4~5種具體的破壞形式。根據破損狀況,正確區分病害類型和嚴重程度,計算路面綜合破損率DR和路面狀況指數PCI。
其調查方法如下:徒步查看路面破損狀況,正確區分病害類型和嚴重程度,丈量損壞面積,按病害類型及其嚴重程度,記入瀝青路面損壞情況調查表。
檢測情況如下表所示:
根據《公路水泥混凝土路面養護技術規范》(JTJ073.1—2001)、《公路水泥混凝土路面設計規范》(JTGD040—2002)、《高速公路養護質量檢評方法》(試行本)中將水泥混凝土路面破損分為11種破損,包括:破碎板、裂縫、板角斷裂、錯臺、唧泥、邊角剝落、接縫料破損、坑洞、修補損壞、拱起、層狀剝落。同時,每種病害又根據其損壞的程度分為輕度、中度、重度等級別。
從檢測結果來看,瀝青路面總體使用狀況良好,路面破損較少,病害主要表現為縱、橫向裂縫。并集中于第2、3、4車道,尤其是拼寬的第3車道,縱向裂縫破壞比較嚴重。橫縫可能是由于原水泥砼路面已存在的裂縫反射至面層而形成。路面病害典型圖片如下圖所示:
瀝青路面縱縫
瀝青面層下原新老路基的不均勻沉降往往造成連續縱縫的產生,橫向裂縫有可能是由于原水泥砼路面已存在的裂縫反射至面層而形成。
番禺大道水泥路面左右幅破損均較為嚴重,主要以裂縫類破壞以及由裂縫引發的斷板破壞為主,且均集中于第2、3車道,第1、4、5車道病害相對較少,路況較好。可能由于軟基的存在,加之主干道交通量的迅猛增長,導致第2、3車道的路基產生不均勻沉降,使基層發生破壞,進而使面層產生連續縱縫、橫縫等病害,導致面板破壞。
4路面改造
4.1路面結構類型及主要技術要求
番禺大道是番禺區標志性道路,將在番禺的社會和經濟生活中發揮重要作用,并且具有重要和顯然的窗口示范作用。為達到這一目標,保證路面工程的長期穩定和優良的使用性能,結合交通、氣候、材料、現狀等具體情況,經以檢測為依據研究驗證,番禺大道采用瀝青混凝土路面結構進行新建路面及加鋪罩面處理。
針對番禺的氣候條件和原路面目前普遍存在的汽車超載嚴重的情況,同時,為盡可能的發揮瀝青路面結構的優越性能,上面層及中面層采用改性瀝青。
為避免罩面路面早期出現反射裂縫和溫縮開裂,同時考慮到舊路加鋪、快慢車道交接和新舊路面交接。在舊路面上設置一層應力吸收膜(粘層);在路面病害嚴重處下面層頂面設置一層玻璃纖維土工格柵;在快慢車道交接處和新舊路面交界處均須設置一層玻璃纖維土工格柵。
路面設計在加寬部分和快慢車道交接部分采用C30水泥混凝土路面過渡,消除新舊路基之間的不均勻沉降。
4.2路面設計主要技術標準
1.道路等級城市快速路(主道)、城市主干道(輔道)
2.交通等級特重交通
3.標準軸載100kN
4.路基回彈模量≥40Mpa
5.路面類型瀝青混凝土路面
6.設計使用年限15年
7.表面層設計彎沉值<25(1/100mm)
8.路基頂面設計彎沉值<240(1/100mm)
4.3路面結構設計
我們在設計過程中結合交通流量預測、專家意見、現有番禺大道路面結構以及多年經驗總結,經計算提出以下路面結構設計方案:
4.4瀝青面層設計
新建輔道交通量相對較小,但輔道的車輛進出頻繁,是加減速、停車-起動等的集中路段,從路面的耐久性和抗疲勞性能等方面考慮設計采用三層16cm厚雙層改性的面層結構形式,同時三層瀝青面層結構也能更好地消除反射裂隙造成的路面開裂。舊路砼路面罩面設計參考原番禺大道加鋪罩面設計,即:4cmAC-13C改性瀝青砼+6cmAC-20C改性瀝青砼+5cmAM-16瀝青碎石+1cm應力吸收膜(SAMI),共三層總厚16cm。舊路瀝青路面設計采用結構為:銑刨1cm原面層后加罩4cmAC-13改性瀝青砼+1cm應力吸收膜(SAMI),原方案為2cm超薄瀝青耗層,相比較而言,4cm改性瀝青砼路用性能及使用壽命都較理想,且超薄耗層施工難度大,對施工質量要求高,罩面成果不易控制。
4.5其他材料的運用
用于水泥穩定碎石底基層與基層的碎石,應質地堅硬耐久、潔凈、有良好的級配。基層碎石的公稱最大粒徑為26.5mm。底基層碎石的公稱最大粒徑為31.5mm,碎石顆粒接近立方體。細集料質地堅硬、耐久、潔凈,并具有良好級配。
另外,在舊砼路面病害嚴重處需鋪一層玻璃纖維土工格柵,鋪設范圍應超出病害嚴重處1m。快慢車道交接處和新舊路面交界處需鋪設一層玻璃纖維土工格柵,鋪設范圍應超出交界處1m。
在對舊路面銑刨及進行病害處理后,在加鋪罩面之前,應在路面上鋪設應力吸收膜。
5.原路面處理
1.水泥混凝土路面加鋪瀝青層后再加鋪前的病害維修:
水泥混凝土路面加鋪瀝青后發生反射裂縫或不均勻沉降等原因造成的縱向或橫向裂縫,應按裂縫的寬度分別予以維修:(a)縫寬在5mm以內時:清除縫中雜物及灰塵,將熱瀝青(縫內潮濕時應采用乳化瀝青)灌入縫內約2/3深度,填入干凈石屑或粗砂并搗實,最后將溢出縫外的瀝青及石屑、砂清除。(b)寬在5mm以上時:可沿裂縫邊緣兩側各1~1.5m范圍的瀝青層切除,在水泥混凝土路面上做應力吸收層,再逐層鋪筑瀝青混合料層,并碾壓密實。
水泥混凝土路面加鋪層出現大面積裂縫(包括網裂)或沉陷,可選用下列維修方法:(a)挖除舊瀝青層。(b)分析水泥混凝土板破損的原因,采取相應的維修措施。如:水泥混凝土板出現3mm的輕微裂縫可采用直接灌漿方法處治;對大于或等于3mm且小于15mm貫穿板厚的中等裂縫,可采取擴縫補塊的方法處治;對大于或等于15mm的嚴重裂縫可采用挖補方法全深度補塊。(c)在水泥混凝土路面上做應力吸收層。(d)鋪筑瀝青加鋪層(e)均勻噴灑1.2~1.6kg/m2熱改性瀝青,立即撒單一粒徑預拌碎石(瀝青用量約1%)至覆蓋率為80%,碾壓后加鋪熱瀝青混合料面層
2.混凝土板上的坑槽、不平整及嚴重缺陷應予以處理;板面上松散材料應掃除;不穩定破裂板也應處理。處理方法可采用常規混凝土修補方法,時間緊迫也可采用壓漿法處理混凝土破壞嚴重處(特別是空板、翹板)。
3.應堵塞超過3mm寬的接縫和裂縫:3~10mm寬的縫用瀝青乳液灌填;寬度超過10mm的縫先灌瀝青乳液,然后用熱瀝青砂填實壓平。
6、結語:
番禺大道工程路面設計經過多輪方案設計,并且歷經多次專家審查,尤其在舊瀝青路面罩面的方案上經過反復論證。現階段施工已全面展開,就現在已施工路面的檢測數據證明設計是成功的,本文希望對同行在路面結構設計上能夠提供參考。
參考文獻:《公路瀝青路面設計規范》JTGD50-2006
《公路瀝青路面施工技術規范》JTGF40-2004
《公路路基設計規范》JTGD30-2004
文章標題:淺談廣州市番禺區番禺大道改造工程路面設計
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