路基的设计要求范文
时间:2024-02-20 17:49:40
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篇1
【关键词】地表水;排水设施;设计要求;施工要求
1.路基排水的要求与目的
(1)水在公路建设中的作用非常重要,比如路基的填筑和压实要在最佳含水量下进行;路面混凝土的拌合需要水的辅助,混凝土需要水进行养生等。但是当路基浸入水分过多时,就会对其产生危害;对路基的病害而言,水可谓是“罪魁祸首”,所以要保证公路的健康正常通行,必须要保持路基处于常年干燥或者中湿状态。
(2)路基排水,不仅仅是个独立建筑物,它涉及到沿线的生态平衡,水土保持,以及农田水利建设,所以在排水设施的设计和建设过程中,不仅要考虑自身的排水效果,也要尽可能少占用农田,并和当地的水利灌溉系统相协调,防止水土流失和水污染;使各种排水设施形成一个功能齐全、排水能力强的排水系统。
(3)从路基排水设施的使用要求来讲,必须要把影响路基稳定性的地表水拦截和排除到路基范围之外,防止地表水漫流、下渗,在此基础上还需要保证路基外的地表水对路基产生影响。
(4)排水设施应该根据公路的等级、当地地形、地质特征、气候环境综合考虑,合理布置,完善对进水口和出水口的处置,确保排水设施的养护工作量最小。
(5)路基排水设施的布置要和公路的美化设计要求相配合,与当地的自然环境相协调,排水构造物的外形轮廓要清晰,线条流畅,防护和加固设施应当美观、坚固。
2.地表排水设施类型及建设要求
2.1边沟
边沟指的是为汇集和排除路面、路肩及边坡的流水,在路基两侧设置的水沟。边沟设置于挖方地段和填土高度小于边沟深度的填方路段。其形式可分为L形边沟、梯形、碟形、三角形、矩形或U形边沟。
2.1.1设计要求
(1)边沟横断面一般采用梯形,深度和底宽大于0.6m。填方路段的填方高度小于0.6m时,边沟内侧边坡为1:1.0到1:1.5,外侧边坡坡度与挖方边坡相同。石质路基可采用矩形断面,边坡内侧边坡为直立坡面,采用浆砌片石防护,外侧边坡坡度应该和挖方边坡相同。
(2)边沟纵坡一般和路线纵坡一致,并不应该小于0.5%,特殊情况可以采用0.3%,此时边沟出水口间距应该适当缩短。
(3)边沟长度一般不容许超过500m,如果当地多雨则不容许超过300m,三角形边沟长度一般小于200m,必要时可以增设涵洞,可以把边沟水引入路基另一侧并排出。
2.1.2施工要求
(1)挖方地段和填土高度小于边沟深度的填方路段应该设置边沟,路堤靠山的一侧坡脚应该设置不渗水边沟。
(2)为了防止边沟遭满溢或者冲刷,在平原区和山岭重丘区,边沟应该分段设置出水口,多雨地区梯形边沟每段长度不应该超过300m。
(3)平曲线处边沟施工时,沟底纵坡应该与曲线前后沟底纵坡平顺相接,曲线内侧不能有积水或者外溢现象发生,曲线外侧边沟应该适当加深,增加值等于超高值。
(4)边沟加固时,告诉公路土质边沟应该进行浆砌片石、水泥混凝土预制块防护加固,采用浆砌片石铺砌时,砌缝砂浆应该饱满,不漏水,如果采用沟底抹面时,要注意抹面应该平整光滑。
2.2截水沟
截水沟又称天沟,指的是为拦截山坡上流向路基的水,在路堑坡顶以外设置的水沟。
2.2.1设计要求
(1)截水沟应该设置在挖方路基路堑坡顶以外5m处,当路基上方有弃土堆时,弃土堆坡脚距挖方坡顶不小于10m,山坡路基上方的截水沟离开路堤坡脚小于2m。
(2)截水沟的位置应该尽量与地表水流垂直,以提高截水效能,缩短沟长度。
(3)截水沟的横断面一般为梯形或者矩形,根据地形不同,边沟的土质条件来确定具体采用的形式。
(4)截水沟应该结合地形合理布置,直接顺畅,沟底纵坡不小于0.5%,长度一般在200m到500m之间。
(5)当挖方路段土质边坡高度较大时,汇水宽度较宽时,可以设置多道截水沟。在边坡上设置宽度大于1m的平台,台顶向沟内做2%的斜坡,用来防止截水沟水流渗透影响坡稳定性。
2.2.2施工要求
(1)为防止水流下渗和冲刷,截水沟应进行严密的防渗和加固处理。地质不良地段和土质松软、透水性较大或裂隙较多的岩石路段,对沟底纵坡较大的土质截水沟及截水沟的出水口,均应采取加固措施防止渗漏和冲刷沟底及沟壁。
(2)截水沟长度超过500m时应选择适当地点设出水口,将水引至山坡侧的自然沟中或桥涵进水口;截水沟必须有牢靠的出水口,必要时需设置排水沟、跌水或急流槽。截水沟的出水口必须与其他排水设施平顺衔接。
(3)在无弃土的情况下,截水沟的边缘离开挖方路基坡顶的距离视土质而定,以不影响边坡稳定为原则。如系一般土质,至少应离开5m;对黄土地区,不应小于10m并应进行防渗加固。截水沟挖出的土,可在路堑与截水沟之间修成土台,并进行夯实,台顶应筑成2%倾向截水沟的横坡。
(4)路基上方有弃土堆时,截水沟应离开弃土堆坡脚1m~5m,弃土堆坡脚离开路基挖方坡顶不应小于10m,弃土堆顶部应设2%倾向截水沟的横坡。
2.3排水沟
排水沟是用来排出路基附近低洼处积水或将边沟、截水沟、取土坑的集水,引入就近的涵洞或者沟谷中。
2.3.1设计要求
(1)设计排水沟,一方面要使沟道能通过排涝设计流量,使涝水顺利排入外河;另一方面还要满足控制地下水位等要求。
(2)排水沟的设计水位可以分为排渍水位和排涝水位两种,确定设计水位是设计排水沟的重要内容和依据,需要在确定沟道断面尺寸(沟深与底宽)之前,加以分析拟定。排水农沟的排渍水位应当低于农田要求的地下水埋藏深度,离地面一般不小于1.0~1.0m;有盐碱化威胁的地区,轻质土不小于2.2~2.6m。
(3)排水沟一般布设在坡面截水沟的两端或较低一端,用以排除截水沟不能容纳的地表径流。排水沟的终端连接蓄水池或天然排水道。
(4)排水沟在坡面上的比降,根据其排水去处的位置而定,当排水出口的位置在坡脚时,排水沟大致与坡面等高线正交布设;当排水去处的位置在坡面时,排水沟可基本沿等高线或与等高线斜交布设。各种布设都必须作好防冲措施。
2.3.2施工要求
(1)排水沟的线形要求平顺,尽可能采用直线形,转弯处宜做成弧线,其半径不宜小于l0m,排水沟长度根据实际需要而定,通常不宜超过500m。
(2)排水沟沿路线布设时,应离路基尽可能远一些,距路基坡脚不宜小于3~4m。大于沟底、沟壁土的容许冲刷流速时,应采取边沟表面加固措施。
3.结语
公路建设中排水设施的设计应该根据工程所在地的水文情况、气候条件、地质特征、公路等级等因素综合考虑和确定,无论是尺寸及采用的形式都应该细致考虑;在施工工程中要根据设计要求严格施工。只有保证拥有良好的排水系统,才能够保持路基工程的稳定性,并保证公路工程的使用寿命和质量要求。
【参考文献】
[1]黄辉.浅析公路路基排水施工技术及要点分析[J].法制与经济(中旬刊),2011,(07).
篇2
专利申请人撰写这类申请的权利要求时,在相应的产品权利要求中往往会加入有关集成电路芯片的特征,而集成电路芯片通常都具有控制功能,但不同型号的芯片之间,芯片的结构、接口、连接关系以及输入输出信号的形式都存在差别。由于集成电路芯片的这种特殊性,使得一些申请人在撰写这类涉及集成电路芯片的产品权利要求时比较困惑,不知如何在权利要求中体现用于控制处理功能的集成电路芯片的特征,以及关于芯片特征在撰写时有哪些特殊的注意事项。如果申请人在撰写时未注意这些问题,则可能在审查或无效过程中遇到麻烦。
笔者根据专利法及其实施细则、审查指南中的规定,结合审查工作中遇到的实际案例,对涉及集成电路芯片的产品权利要求的撰写给出一些建议。
相关的法律法规
根据产品权利要求中集成电路芯片特征记载程度的不同,申请人撰写的权利要求在审查或无效过程中可能会遇到涉及芯片特征概括不当使得权利要求记载的方案不能得到说明书支持的问题,或者虽然涉及的芯片特征已非常具体,但这种具体芯片的选择可能仍不能使该权利要求具备创造性的问题。在我国现行的专利法和审查指南中,与之相关的规定如下:
专利法第二十六条第四款规定:权利要求书应当以说明书为依据,清楚、简要地限定要求专利保护的范围。
审查指南第二部分第二章第3.2.1节进一步解释:权利要求通常由说明书记载的一个或者多个实施方式或实施例概括而成。权利要求的概括应当不超出说明书公开的范围。如果所属技术领域的技术人员可以合理预测说明书给出的实施方式的所有等同替代方式或明显变型方式都具备相同的性能或用途,则应当允许申请人将权利要求的保护范围概括至覆盖其所有的等同替代或明显变型的方式。对于权利要求概括得是否恰当,审查员应当参照与之相关的现有技术进行判断。
专利法第二十二条第三款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
审查指南第二部分第四章第2.2节还指出:发明有突出的实质性特点,是指对所属技术领域的技术人员来说,发明相对于现有技术是非显而易见的。如果发明是所属技术领域的技术人员在现有技术的基础上仅仅通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验可以得到的,则该发明是显而易见的,也就不具备突出的实质性特点。
案例分析
按照涉及集成电路芯片的产品权利要求中记载的芯片特征,可以将这类权利要求的撰写分为三类:第一类,在撰写的产品权利要求中,仅以功能模块的形式描述各个集成电路芯片,并以功能性接口的方式描述其与其他装置或模块单元的连接关系;第二类,在撰写的产品权利要求中,描述的芯片特征较为具体,从芯片具体管脚的角度描述其与其他装置或模块单元之间的连接关系;第三类,在撰写相关的产品权利要求中,直接描述具体采用的芯片型号。
下面以实际案例为例,说明在撰写涉及集成电路芯片的产品权利要求时需要注意的一些问题。
1.产品权利要求的撰写涉及以功能模块形式描述的集成电路芯片
在撰写产品权利要求时,为了获得尽可能大的保护范围,申请人有时会采取以功能形式概括的集成电路芯片的方式来描述集成电路芯片。但这种概括是否合适,一直是申请人在撰写时较难把握的问题,尤其当说明书具体实施例部分只是明确给出了具体的芯片型号时,这种以功能形式概括的产品权利要求能否得到说明书支持?
案例1:
撰写的相关权利要求如下:1.基于无线传输的交通信号灯状态采集装置,其特征在于它包括信号采集发射模块和信号接收模块;其中信号采集发射模块包括信号采集电路(U1)、发送微处理器(U2)和短距离无线发送电路(U3),信号采集电路(U1)用于采集信号灯两端的供电电源的电压信号,当所述电压信号在220±20%VAC之间时输出高电平信号,所述信号采集电路(U1)的信号输出端连接发送微处理器(U2)的信号灯状态输入端,所述发送微处理器(U2)的信号灯状态输出端连接短距离无线发送电路(U3)的信号输入端,所迷信号接收模块包括接收微处理器(U4)和短距离无线接收电路(U5),所述短距离无线接收电路(U5)的信号输出端连接接收微处理器(U4)的信号输入端。
该案说明书中相关记载(节选)如下:
【0008】具体实施方式一:本实施方式所述的基于无线传输的交通信号灯状态采集装置,它包括信号采集发射模块和信号接收模块;其中……。
[0013]本实施方式中的发送微处理器U2和接收微处理器U4均采用飞思卡尔的HCS08集成电路。
[0014]本实施方式中的短距离无线发送电路U3和短距离无线接收电路U5均采用MCl3213集成电路。
[0015]本实施方式中的光藕U11采用4N35集成电路。
分析案例1的权利要求可知,其中的集成电路芯片仅以功能形式出现,如“发送微处理器”、“接收微处理器”等,同时在说明连接关系时也是采用功能性描述的接口,如“发送微处理器(U2)的信号灯状态输入端”、“发送微处理器(U2)的信号灯状态输出端”。因此本案中权利要求的撰写属于上述产品权利要求撰写的第一类。
那么以上述方式撰写的权利要求能否得到说明书的支持呢?可能有人认为“发送微处理器”、“接收微处理器”可以表示任何一种实现发送和接收功能的微处理器,然而由于每一种微处理器的处理性能不同、功耗不同,本领域的技术人员有理由怀疑并非任意一种微处理器都能满足本申请所要解决的技术问题,并能达到相同的技术效果,该权利要求存在得不到说明书支持的问题。
笔者认为,此时应当对集成电路芯片在发明中的重要性进行分析,如果其为一种实现全新功能的特有集成电路芯片,由于本领域技术人员无法获知该全新功能如何通过其他芯片实现,因而申请人有必要将该集成电路芯片的具体型号在说明书中记载并且在权利要求中明确限定,从而满足说明书充分公开的要求并且使权利要求得到说明书的支持,否则,应另当别论。
就本案而言,说明书已经明确记载了“发送微处理器”、“短距离无线发送电路”、“接收微处理器”,“短距离无线接收电路”的功能和连接关系,本案的发明点显然在于各个功能模块的连接组合关系从而实现一种组合式的功能构架,而并非在于每个具体功能模块的芯片选择。在本案说明书具体实施方式部分中,虽然对“发送微处理器”、“短距离无线发送电路”、“接收微处理器”、“短距离无线接收电路”所使用的特定集成电路进行了说明,但其只是以优选列举的方式说明本发明在实现时所采用的技术。本领域技术人员应当能够根据说明书的实施例预见到可以根据具体需要,选用合适的集成电路作为“发送微处理器”、“短距离
无线发送电路”、“接收微处理器”、“短距离无线接收电路”。在本领域的技术实践中,本领域技术人员也不可能简单地选择那些仅能实现各自单一功能而显然不能加以连接组合的集成电路芯片来实现本发明。
基于上述分析可知,在撰写产品权利要求时,如果以功能形式描述集成电路芯片,当申请人判断本领域技术人员可以根据说明书的实施例预见到根据具体需要而选用合适的集成电路实现相应功能时,则可以不在权利要求中限定集成电路的具体厂商和型号,这样一般不会导致权利要求得不到说明书支持的问题。
2.产品权利要求的撰写涉及集成电路芯片具体管脚
在撰写权利要求时,有的申请人会直接以具体管脚的形式描述集成电路芯片与其他装置或模块单元之间的连接关系,但申请人在撰写权利要求的过程中往往容易带入说明书中记载的内容,尤其当说明书均以某一型号的芯片为基础进行说明时。
案例2:
撰写的相关权利要求如下:
1.基于DSP的微型燃机发电励磁控制和保护装置,其特征在该装置包括DSP最小系统、电源模块、开关量输入光电隔离模块、开关量输出光电隔离模块、串行接口电路、倍频电路、整形电路、电压检测变压器电路、电流互感器电路、电位器输出电压给定电路、IGBT驱动电路、功率电路、模拟量输入通道、霍尔电流互感器、霍尔电压互感器;其中开关量输入光电隔离模块、开关量输出光电隔离模块分别与DSP的通用输入输出模块相连,倍频电路与DSP的XINT2口相连,串行接口电路与DSP的SCI口相连,整形电路分别与DSP的CAPl口、倍频电路、电压检测变压器电路相连,模拟量输入通道分别与DSP的A/D转换模块、霍尔电流互感器、霍尔电压互感器、电位器输出电压给定电路、电压检测变压器电路、电流互感器电路相连,电压检测变压器电路、电流互感器电路都与模拟量输入通道、主发电机三相输出相连,IGBT驱动电路分别与DSP的PWM输出接口、DSP的过流报警口、功率电路相连。功率电路分别与副励磁机三相输出、IGBT驱动电路、励磁机相连,各级电源模块分别为各模块供电。
2.根据权利要求1所述的基于DSP的微型燃机发电励磁控制和保护装置,其特征在于所述的功率电路包括二极管整流桥模块U3、IGBT驱动器Q1和电感L1,其中二极管整流桥模块U3为RMl5TA-M,其输入端IN与副励磁机三相输出相连,其输出端与保险丝相连,保险丝与IGBT驱动器Q1的集电极相连,Q1的发射极通过电感L1与霍尔电流互感器的脚6相连,Q1的集电极、发射极分别与连接器IP1的1、5针相连,Q1的门极通过电阻R4与IP1的3针相连,IP1还与DSP的PWM输出接口相连,霍尔电流互感器的11脚与连接器IP3的7针相连,1脚与连接器IP2的1针相连,JP2的2针与电源地相连,霍尔电压互感器的脚4、3、5与IP3的1、3、5针一一对应相连,IP2、IP3与模拟量输入通道中的直流采样电路相连。
分析案例2的权利要求可以看到,权利要求1和2中都出现了有关集成电路芯片的特征,但两个权利要求中集成电路芯片特征在记载程度上却存在较大区别。权利要求1与案例1中撰写的权利要求类似,其中出现了DSP,但未指明DSP芯片具体应当采用何种型号,同时采用功能性描述的DSP接口说明该DSP与其他模块的连接关系,如“DSP的PWM输出接口”等;而权利要求2中则出现了更为具体的集成电路特征,提到了集成电路的型号“二极管整流桥模块U3为RMl5TA-M”,并且在说明连接关系时直接以芯片管脚号来说明连接关系,例如“Q1的发射极通过电感L1与霍尔电流互感器的脚6相连”、“霍尔电压互感器的脚4、3、5与JP3的1、3、5针一一对应相连”等,其属于上述产品权利要求撰写的第二类。
需要注意的是,权利要求2未明确限定霍尔电流互感器和霍尔电压互感器所用的具体集成电路的型号,却直接描述了与具体的芯片管脚的连接关系。本案的说明书给出了霍尔电流互感器的具体型号“LA28-NP”,霍尔电压互感器的具体型号为“LV28-P”。由于可以作为霍尔电流互感器和霍尔电压互感器的型号存在多种,并且不同型号的管脚功能各异,因而除说明书记载的具体芯片型号外,其他类型的单片机芯片根据权利要求2中的连接关系并不能解决本申请要解决的技术问题。根据说明书充分公开的内容,本领域技术人员无法得到或概括得出权利要求2所述的技术方案,因此权利要求2不符合专利法第二十六条第四款的规定。
基于上述分析可知,当撰写的权利要求中出现了以具体芯片的管脚号描述连接关系的内容时,一般说来,具体管脚与具体芯片型号的特征应当是一个整体,此时一定要同时在权利要求中指明具体的芯片型号,否则该权利要求将存在得不到说明书支持的问题。
3.产品权利要求的撰写涉及具体的集成电路芯片型号
在撰写权利要求时,有的申请人为了确保撰写的权利要求具有新颖性或创造性,在描述集成电路芯片的特征时直接具体到某一型号,并认为不存在具体的、采用完全相同型号的芯片实现这种功能的现有技术,同时认为本领域技术人员不容易想到用性能、结构和应用领域完全不同的芯片来进行替换,因此所撰写的权利要求虽然保护范围很小,但一定是有新颖性和创造性的。
案例3:
撰写的相关权利要求如下:1.铁路应答器防盗系统,其特征是由检测分机、静磁标签以及监测设备组成,所述检测分机由静磁检测器、控制芯片PIC16F688、GSM模块和电源组成,控制芯片PIC16F688和GSM模块分别与静磁检测器连接,控制芯片PIC16F688还与GSM模块连接,电源分别与静磁检测器、控制芯片PIC16F688和GSM模块连接,静磁检测器为节点型器件,平时处于断开状态,当应答器被盗或发生移动时,检测分机内的静磁检测器开关闭合,电路形成通路,检测分机的CPU上电工作,触发GSM模块向监测设备发出信号,监测设备由GSM通信模块和监测计算机组成,所述的GSM通信模块与监测计算机连接。
上述权利要求中出现了控制芯片并且明确规定了该芯片的型号为“PIC16F688”。通过在中国专利数据库中进行检索,得到了对比文件1(CN1920891A)和对比文件2(CN2456247Y)。除了型号具体为PIC16F688控制芯片的特征之外,其他特征都已在对比文件1或2中公开,并且这两篇对比文件与上述权利要求属于相同的技术领域。对比文件1公开的单片机PIC12C508A是8脚封装的单片机,片内含512字节只读程序存储器EPROM,25个8位片内数据存储器,1个8位可编程定时/计数器和5个IO口,适合于电池供电的掌上型电子产品{而芯片PIC16F688是14脚封装的单片机,宽工作电压范围2.2~5.5V,具有4096字节的程序存储器、256字节的SRAM、256字节的EEPROM,12个IO口,8个lO位A/D通道,2个比较器,1个8位定时器和1个16位定时器。
有的申请人可能认为,对于控制芯片的选择,通常本领域技术人员在同系列芯片中进行选择是容易想到的,但是本案中权利要求1与对比文件1中的芯片不属于同系列产品,由对比文件1中的PIC12C508A并不能够容易地想到用性能、结构和应用领域完全不同的PICl6F688来进行替换。然而笔者认为,站在本领域技术人员的角度,虽然控制芯片PIC16F688与PIC12C508A在引脚、内存、IO口、定时/计数器等各方面存在差异,但这些差异并没有导致两个芯片在实现本申请的功能时有所不同,本领域技术人员面对实现本申请所需的控制功能的技术问题时,由两个芯片的用户手册即可得知这两个芯片应当如何连接以实现所需功能,采用PIC16F688来实现也没有任何技术困难,因此,无论选择PIC16F688或者PIC12C508A来实现所述控制功能,都是本领域技术人员的常规选择。
基于上述分析可知,当权利要求中出现了具体型号的芯片时,如果与现有技术的区别仅在于芯片型号差异,虽然此时权利要求具备新颖性,但如果这种差异不会导致实现的功能不同,本领域技术人员面对实现所需控制功能的技术问题时,由两个芯片的用户手册即可得知这两个芯片应当如何连接以实现所需功能,其此时的选择仍属于本领域技术人员的常规选择。因此在这种情况下,权利要求不会仅由于使用了不同型号的集成电路芯片而具备创造性,申请人应当在撰写的权利要求中加入其他对现有技术作出贡献的特征来使权利要求具有创造性。
结语
篇3
关键词:市政道路;路基;设计;质量;
中图分类号: TU99 文献标识码: A
1、引言
随着社会经济的快速发展,交通运输也得到了持续发展,市政道路不断发展和完善,同时也对工程项目施工质量提出更高的要求。市政道路施工建设中路基工程设计问题是一直困扰道路施工质量的重要因素,甚至会造成市政道路垮塌和路基沉陷等质量问题,实际上这些问题都和路基设计及施工控制手段离不开关系。本文对有关市政道路路基设计问题进行分析和探讨,不足之处,敬请指正。
2、路基设计原则
市政道路路基设计的原则有以下三个方面:首先,按照相关设计规范,结合工程施工现场情况,以及道路沿线的地质、水文等,进行路基设计;其次,市政道路路基设计必须要确保路基强度和路基稳定性,路基设计时不仅要做到密实、稳定,而且路基顶面回弹模量值要和设计要求相互契合,除此之外还要做好路基边坡防护设计,防止出现滑坡、塌方等严重工程事故;市政道路路基填筑材料要尽量就地取材,从而节省工程投资,还有就是要满足防洪泄洪的安全性要求。
3、路基施工的质量要求
3.1结构稳定性
市政道路路基设计要制定和采取一些措施,以确保路基整体结构稳定可靠,避免路基结构在一定的行车荷载作用下发送失稳的情况,甚至是产生路基变形和损坏的情况。
3.2强度
市政道路路基设计要具有一定的强度,以确保路基在行车荷载和自然因素等作用下不会产生太大的变形。
3.3 水温稳定性
所谓路基的水温稳定性,即是路基在外界因素作用下,包括温度、湿度等环境因素,路基的强度发生质的变化。一般而言,地面水和地下水会对路基强度产生一定的影响,路基强度会降低,尤其是季节性冰冻地区,水温发生变化,路基也会周期性冻融,导致冻胀和翻浆的发生,从而降低了路基强度和刚度。所以,为了保证路基在较差环境状况下,刚度和强度始终在可控制范围之内,因为设计时要确保路基有一定的水温稳定性。
4、市政道路路基设计问题分析
4.1施工测量
市政道路路基在进行设计时,要先进行测量工作,比如路线复测、路基放样,要确保测量的精度符合相关要求。其中,路基的路线复测就是在施工现场,结合设计图纸的相关内容,对节点上的桩点进行确认、核对,以及增改,主要包括导线、中线的复测,中桩水准的复测,对横断面进行补测等。路基的放样主要是按照路线中桩、设计规范以及施工工艺,结合实地标记出的道路界限、排水沟、边沟以及取土坑等位置进行轮廓的确定,以此作为施工的主要依据。
4.2 路基填筑和压实
路基的填筑质量是路基设计的重要内容,包括路基填充土料的选择,以及填筑的方法。一般而言,填充土料包括砂土、碎石类土以及含水量符合要求的粘性土,一般不会选择冻土、淤泥、膨胀性土以及含水量较大的粘土等,填筑时要先对路基基地进行清理工作,主要是清除地表的积水、杂物、淤泥等。填筑过程中要尽可能的选用同一类土质进行填筑,如果是选用的透水性相差很大的填料,则需要分层填筑,上层为透水性小的填料,下层则是透水性大的填料。路基填筑的方法主要包括以下几个种类:(1)水平分层填筑,也就是根据路基设计的横截面,从下向上进行逐层填筑,结合填料的透水性能,透水性小的在上层。(2)纵向分层填筑,比较适合用于推土机取土,然后短距离填筑,沿着纵坡方向进行填筑和密实。(3)横向填筑法,主要是从路基的横向,根据高度的差别,进行逐步填筑,在路线跨越陡坡的地段较为常见,以及沉降不均匀的地基填筑。
路基填筑后开始进行压实工作,这也是路基施工的重要内容,确保路基强度和稳定性的重要举措,数据调查显示,压实后的路基,其渗透系数、塑形变形以及隔温性能等都会有所提升,压实之前要对压实机械、压实遍数等进行确认,对最佳含水量进行计算,然后开始压实施工。如果土体含水量不符合相关要求,则需要采取措施进行处理,比如说土体过干则洒水处理,如果土体过湿则进行摊铺晾晒。
路基的施工初期,要对速度进行控制,不要超过4km/h,进行碾压时可以选择半径较小的曲线,从内向外的进行压实,如果是直线断则从两边向中间,纵向的话可以选用进退式的方式,以保证碾压均匀,确保无死角和无漏压。最后,振动碾压之后用较慢的速度重复碾压,如果填方宽度大于设计路宽500mm时,压实宽度也应当大于设计路宽。
4.3 路基防护
市政道路路基设计中路基防护也是需要考虑的一个方面,主要是由于路基的防护工程可以对路基病害有一定的防治效果,能够确保路基稳定可靠,从而改善了环境的景观,确保生态平衡发展。路基的防护类型主要有以下三个种类:
(1)边坡坡面防护,包括工程防护和植物防护,其中工程防护是选用抹面、抹面、捶面、灌缝、坡面护墙等,因此不适合草木生长的边坡。工程防护之前,要先对坡面进行清理,扫除杂质、松石等,如果存在地面水,则应当进行引水处理,或者是采取截流的手段。植物防护选用铺草、种草以及植灌木的形式,按照当地气候、土质、含水量等因素,选择适合生长、便于养护的经济类植物。
(2)冲刷防护
路基的冲刷防护包括直接防护和间接防护,其中直接防护包括砌石防护、挡土墙防护以及植物防护等;间接防护是利用导流结构物的设置,包括防洪堤、拦水坝以及顺坝等。市政道路路基设计和施工过程中,沿河路基边坡的冲刷防护一般是采用直接防护手段。
(3)支挡防护
市政道路路基支挡防护,主要是选用挡土墙进行防护工作。挡土墙是为了确保填方、挖方的位置稳定可靠,从而修筑的一个墙状构造物,现已得到广泛应用。挡土墙的种类较多,主要包括重力式、钢筋混凝土以及悬臂式挡土墙。
4.4 路基排水
市政道路路基设计和施工过程中,做好路基排水工作尤其重要,因为路基的质量问题大部分都和排水离不开关系,所以在进行路基施工时,加强路基排水工程的建设,避免由于设计问题从而导致水患,给市政道路路基施工带来严重的损失。因此,市政道路路基施工,要加强边沟、排水沟以及截水沟的建设,完善路基排水系统,确保路基边坡的稳定可靠性。除此之外,沟槽的开挖尽量选择人工开挖的方式,浆砌片石砌筑选用人工挂线挤浆的方法。路基排水设计和施工中需要注意以下几个问题:
(1)路基排水沟槽要严格按照设计规范进行,尤其是放线、开挖以及砌筑过程中,切忌欠挖和超挖,如果是超挖则应当进行夯填密实,如果欠挖则应持续挖,直至设计断面。
(2)平曲线外侧的侧沟纵坡要符合设计规范和要求,一是达到曲线前后的沟底能够顺接,避免曲线外侧的沟底出现积水的情况。在路堑和路堤的交接的地方,还要求侧沟顺接,而且引向路堤两侧的排水沟,避免出现路堤坡脚受到积水浸泡和冲刷的情况。
(3)浆砌圬工石料强度要符合设计要求,尽量选择结构紧密、不易风化的硬质石料。普通片石即可,形状没有要求,但是中部厚度要超过5cm。
(4)水泥砂浆强度、配合比要先试验,根据施工设计规范,确保拌合均匀,保证其具有一定的塌落度和易性。
(5)路基边沟进行施工过程中,在线路的中心侧需要进行泄水孔的设置,主要是方便进行排水,砌体的勾缝应符合设计要求,勾缝的砂浆初凝之后约7~14天进行养生,养生期内不要发生震动、碰撞以及承重的情况,确保砌体无损坏。
5、结语
综上所述,市政道路路基设计不存在较大的难度,然而在具体施工过程中往往会出现各种各样的质量问题,主要是由于路基施工现场的场地较为狭小,交通流量也对其有重要影响,因此而存在较为复杂的施工工艺。所以,在路基设计和施工时,必须要对各种各样条件和制约进行综合考虑。本文对有关市政道路路基设计问题进行分析和探讨,以期对于市政道路路基设计水平的提高,起到一定的理论指导作用。
参考文献
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篇4
【关键词】路基;工程质量;防治
路基是公路的重要组成部分,是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,承受由路面传来的荷载,应有足够的强度、稳定性和耐久性。路基的强度与稳定性,受水、温度、土质等客观因素影响,同时也受行车荷载的作用,路基设计、施工方法及养护方法是否正确等人为因素制约。
1.路基工程质量通病的特征及成因
1.1特征路基整体或局部不均匀沉降;路基纵横向开裂;路基滑动或者边坡滑坍。
1.2成因工程地质条件不良,原地面比较软弱(如泥沼地段等)若填筑前未经换土或软基处理,易形成压缩下沉或挤压位移;工程地形条件复杂,当路堤穿过沟谷时,沟谷中心填土最大,向两端逐渐减低,由于填土高度不同而产生不均匀下沉;水文气候等因素,降雨量过大、洪水、冰冻、积雪或温差过大,都可能使高填路堤产生不均匀下沉;路堤填料,若填料中混入种植土、腐殖土或泥沼等劣质土,或土中含有未经打碎的大块土或冻土等,填石路石料规格不一,性质不匀,乱石中空隙很大,在一定期限(例如雨季)可能产生局部明显下沉。
设计方面,如断面尺寸不合理,边坡取值不当,排水、防护与加固不妥,未对高填路堤进行稳定性验算,且施工工艺、填料未作特别要求说明;施工方面,填筑顺序不当,未在全宽范围内分层填筑,填筑厚度不符合规定,填料质量不符合要求,水稳定性差,原路边坡没有去除植被、树根,未做台阶处理;不同性质的填料混填,因不同土类的可压缩性和抗水性差异,形成不均匀沉降,路基填料含水量控制不严,又无大型整平和碾压设备,使压实达不到要求;施工过程中未注意排水,遇雨天时,路基积水严重,无法自行排水,有的积水浸入路基内部,形成水囊,晴天施工时也未排除积水控制含水量就继续填筑,以致造成隐患,施工单位责任心不强,自检控制不到位。
2.预防处治措施
2.1设计方面
2.1.1做好地质勘探调查对路线经过的地形、地貌、水文地质条件进行详细探查,尤其要对特殊路基段提供详细的设计资料,地表不良路段,设计可考虑换土或掺白灰、水泥及铺设土工布等措施。
2.1.2确保路基最小填筑高度路基最小填筑高度必须保证不因地面水、地下水、毛细水及冻胀作用的影响而降低其稳定性,按照路基设计规范要求,根据土基干湿类型及毛细水位高度,确保路基最小填筑高度,当路基填筑高度受限制而不能达到规范规定时,则应采取相应的处治措施,如:换填砂砾、石渣等透水性材料设置隔离层或修筑地下渗透沟等以避免地面积水和地下水浸入路基,影响路基工作区内的土基强度与稳定性。土质挖方路基,须换填不少于60cm砂砾,石质挖方路基,须设置30cm砂砾垫层,横向排水不畅路段要加设盲沟。
2.1.3明确路基填料质量标准要求在各级公路工程施工图设计中,必须明确不同填高内路基填料的CBR值(最小强度)及最大粒径要求。种植土、腐殖土、淤泥冻土及强膨胀土等劣质土严禁直接用于填筑路基。砾(角砾)类土应优先选作路床填料,土质较差的细粒土可填于路堤底部。
2.1.4完善路基综合排水设计县级以上公路工程设计中,必须遵循因地制宜,整体规划,综合考虑的原则进行路基纵、横向排水设计,避免造成路基两侧长期积水浸泡路基,使路基承载力下降面发生沉降变形。平坡路段边沟须设有纵坡,确保排水通畅。高填方路段采用集中排水措施,并与警示桩、防撞墙统筹考虑,要求在每20-40m及主要变坡点处设置简易或永久性泄水槽。挖方段根据上边坡的汇水而积来设计截水沟,并考虑边坡土质和边坡,设置挡墙防止塌方。
2.1.5确保路基边坡稳定性高填、深挖路基的边坡应根据填料种类、边坡高度和工程地质条件等规范确定,高填路堤必须进行路基稳定性验算。填方边坡过高时,可考虑在边坡中部加置边坡平台。
2.1.6积极采用路基综合防护形式积极推行植物防护与硬防护相结合的综合防护形式,在比较稳定的土质边坡采用种草、铺设草皮、植树等植物防护措施。岩体风化严重、节理发育、软质岩石、松散碎(砾)石土的挖方边坡以及受水流侵蚀,植物不易生长的填方边坡可采用护面墙、砌石等工程防护措施。
2.2施工方面
2.2.1做好施工组织设计,合理安排施工段的先后顺序,明确构造物和路基的衔接关系,对高填方段应优先安排施工,在施工中以施工组织设计为龙头,根据施工现场的实际情况,合理调配人员、设备,是保证高填方路基施工质量的重要环节。
2.2.2做好施工前的准备工作,开工前要认真审阅设计文件,详细了解各段的填、挖情况,地质情况,填、挖土质和调配情况,对重要地段要作重点勘察,进一步核对设计资料,发现设计文件中有误及时上报业主,妥善处理。
2.2.3填筑路基前,首先,必须疏通路基两侧纵横向排水系统,避免路基受水浸泡。特别是地基土为黄土、粘土等细粒土,在干燥状态下(最佳含水量)结构比较强,有较强承载能力,一旦受水浸泡,将易形成翻浆或路基沉降,因此做好路基施工前排水畅通尤为重要,工程监理和施工质量自检人员应认真监督;其次,要严格选取路基填料用土。路基填料确定前,需进行土质分析、CBR值、标准击实等试验,对于种植土、腐殖土、淤泥、强膨胀土等劣质土和CBR值、最大粒径不能满足规范要求的材料,不能用于路基填筑;再则,路基填筑前还要根据设计进行施工放样,建立半永久性的临时水准点和坐标点并做好记录。路基坡脚放样一定要准确,确保路基宽度满足设计要求,路基坡角范围内,要求清除杂草、树根、淤泥等,并进行整形碾压,压实度须达到规范要求。旧路加宽、半填半挖段做好宽度不小6m的向内倾斜的台阶。
2.2.4路基施工必须分层填筑,分层碾压,严禁路改工程中滚填,一般路段压实厚度不得大于30cm,构造物两侧(桥涵头处理)松铺厚度不得大于20cm.不同性质的土不能混填,同一种土填筑厚度不能小于50cm(两层)。路基填筑须全幅填筑,一次到位,严禁帮宽。碾压过程中,要控制好含水量,压实度达到规范要求后,方可进行后续施工。根据不同填土类型和压实厚度,选择好压实设备,对于砂砾土振动压路机具有滚压和振动双重作用,效果较好。
2.2.5路堑施工要保证排水畅通,对上坡施工时,应注意确保坡体的稳定性,避免欠挖或超挖现象发生。石方爆破尽量采用中小炮,光面爆破的方法,避免大规模爆破形成松散面积过大,坡体失稳,机械开挖时,边坡应配以平地机或人工修整。路床顶面如有超挖,应清除松方并采用透水性材料进行回填,并认真碾压,压实度按路床项目标准进行控制。
2.2.6路基施工中,按照设计要求首先做好排水工程以及施工场地附近的临时排水设施,以保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态。路基顶面做成2%~4%横坡,以便于表面水及时排出。
2.2.7路基土石方施工时或完工后,应及时进行路基防护工程施工和养生。各类防护与加固应在稳定的基础或坡体施工。防护工程的砂浆、混凝土,应采用机械拌和,随拌随用,并注重做好养生。
篇5
关键字:公路设计;路基设计;路面设计;公路排水
中图分类号:X734 文献标识码: A 文章编号:
Pick to: in this paper, by combining the highway design experience in practice, the design of highway roadbed, drainage and pavement design key is discussed, and puts forward the design ideas, so as to provide a reference for similar projects.
Key word: highway design; Roadbed design; Pavement design; Road drainage
1、 引言
随着国家公路建设的快速发展,公路设计已经成为一个重要的研究课题,如何合理地设计优质的公路,而使其能长期运营是一个值得公路设计人员深入探讨的问题。针对公路设计中的路基设计、公路排水以及公路路面结构设计重点,现结合云浮市云杨公路新建工程第一期,针对这几点进行深入探讨。
2、 路基设计思路
路基设计是根据路基所处的地理环境及特点,考虑地形、地貌、地质、水文、气象等因素,结合施工条件及材料供应情况,合理地确定路基设计高程,选择适宜的路基断面及排水、边坡支挡和坡面防护形式,保证路基的整体稳定性、耐久性、耐腐蚀性。通过结合工程实践,笔者认为具体来说,对于公路路基设计整体的思路应当是,根据本地区的自然条件和工程地质、水文条件,本着因地制宜,就地取材的原则,选择合理的路基横断面形式和边坡坡率,并采取经济有效的排水防护设施,防止各种不利因素对路基造成危害,确保路基有足够的强度和稳定性。现针对路基设计中遇到的路基横断面设计、路基高度设计以及路基压实设计等相关问题来进一步深入探讨。
2.1路基横断面设计
路基设计对于旧路改造设计来说应当尽可能地利用既有路基段,在路基宽度满足规范最小值要求,且加宽工程量大、施工难度大或对环境影响大时,不宜强行加宽到满足规范一般值要求。对于路线经过村镇混合交通量较大或街道化严重的路段,为保障通行能力和行车安全,路基可根据需要进行局部加宽,加宽渐变段宜设置在交叉口或视线良好、不设超高的地段。
同时路基横断面设计时应当充分考虑到公路的路基横断面是否受地形限制,如果受限制时,对边沟和碎落台可采取灵活设置。当位于曲线上的深切路段需要加宽时,应尽量利用边沟和平台的宽度,也可将加宽段设在公路的外侧,同时对路面标线进行详细设计。在有效地确保安全和排水顺畅的前提下,路拱横坡的限制可适当放宽。
2.2路基高度及其横断面设计
从工程实践经验可知,笔者认为路基设计高度的主要控制因素是隧道、水文地质条件以及考虑填挖土石方的平衡等。根据《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)规定,路基设计洪水频率为1/100,路基边缘标高大于路基设计洪水频率的计算水位加壅水高、波浪侵袭高和0.5米的安全高度。对于公路沿线经过丘陵、山地的情况时,丘陵、山地洪水位受局部汇水区域和冲沟排泄能力控制,则应当根据径流量的大小设置涵洞。根据现场对汇水区域及冲沟的调查,结合初步计算结果,路基边缘设计标高均在百年一遇洪水位控制高程以上,路基设计高程满足设计洪水频率的设计要求。
本项目根据《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)规定以及有关批复意见,对云杨公路K0+000~K9+400段整体式路基横断面宽32.0m、分离式路基单幅宽16.0m;K9+400~K10+572.7终点段整体式路基横断面宽60.0m,其中K9+400~K9+600段为32m到60m的渐变过渡段,宽度如表1所示。
表132.0m整体式路基横断面宽度表
对于本项目的行车道、路缘带及硬路肩横坡为2%,土路肩横坡为3%,非机动车道横坡为2%,人行道横坡为1%。整体式路基超高方式采用绕中央分隔带外侧边缘旋转,分离式路基超高旋转轴为行车道前进方向左侧路基边缘内侧1.0米处。
图132.0m整体式路基标准横断面
图232.0m分离式路基标准横断面
同时公路设计应尽量节省公路用地,原则上填方路段路基两侧排水沟外3m、挖方路段截水沟(无截水沟时为坡顶)外3m为公路征地界。沿河(塘)路段边坡防护基础外缘以外3m为公路用地范围。桥梁路段原则上均以桥梁正投影以外2m为公路用地范围。
2.3路基填筑与压实
公路路基的填筑及其压实设计是确保公路在使用过程中长期正常运营的重要因素。对于路基填料质量差、清表清淤不完全、压实度不满足要求,在长时间车辆荷载作用下,路基顶面形成一层“硬壳”的路段,应详细检测路基弯沉值,结合路面结构设计,综合分析计算确定能否直接利用,确会影响路基路面的稳定与安全时,应对换填方案与加固补强方案进行综合比较,不宜片面采用换除既有路基重新填筑的方案。
3、 路基压实标准与路基压实度设计
鉴于路基在公路中的重要地位,本项目对路基设计均采取严格的把控,对于不同路基种类而采取相应的路基设计思路。
(1)对于陡坡路堤、半挖半填路基设计。该类路基受地形、地貌条件影响,路基填挖交替较为频繁。地面坡度陡于1∶5的填方路段,无论纵向、横向,均须做成向内倾斜2%、宽度不小于2m的台阶进行处理。当地表覆盖土层厚度小于2.5m时,须清除表层覆盖土层后在基岩开挖反向台阶,并结合地形、地质条件和填土高度,设置挡土墙收缩坡脚,以利于路基稳定,节省占地。纵、横向填挖交界及过渡路段将根据具体的地形、地质条件铺设土工格栅,以防止路基、路面纵、横向裂缝的产生。土质陡坡地段的半填半挖路基,在挖方一侧宽度不足一幅行车道时,应将路床深度内的原有土质全部挖除换填,以保证行车道内土基的均匀性。
篇6
关键词:公路工程. 公路路基质量技术
中图分类号:X734 文献标识码: A 文章编号:
Abstract: the foundation works as all part of Highway Engineering in one of the most important of the construction site, in the construction process, we must adopt a series of measures to ensure the quality of science, especially in today's various types of highway are put forward the " high quality, high standards, high demand" the construction, we should careful, meticulous organization, strict checks, to better ensure the quality of roadbed.
Key words: Highway Engineering subgrade quality technology
为了能确保路基施工质量,使之能符合道路设计及国家的技术规范要求,较好地满足未来公路的使用功能,我们必须根据不同的气候环境、地质条件、勘察结论、建设要求等进行合理地设计施工,并严格地按照施工规范及施工设计图纸中的技术方案付之实施,同时确保原材料质量不打折扣,才能使路基建设质量得到充分的保障。
1设计过程的技术措施
1.1做好道路线形的规划选线工作。线路走向对地质勘探调查、地形、地貌、水文地质、施工环境条件等都有较大的影响,这些因素将直接影响建设项目的投资额度和建设工期及建设质量。对路线经过区域的地形、地貌、水文地质、施工环境条件等进行详细探查,对特殊
路基段尤其要提供详细的设计资料及各类设计指标,在地表不良路段,设计可考虑换土或掺白灰、掺碎石、水泥及铺设土工布等措施。
1.2做好路基填筑高度及填筑方案的设计工作。确保路基最小填筑高度必须保证不因地面水、地下水、毛细水及冻胀作用的影响而降低其整体性和稳定性,按照公路路基设计规范要求,根据土基干湿类型及地下水、毛细水位高度,确保路基最小填筑高度。当路基填筑标准因外因限制而不能达到规范规定时,则应采取相应的处治措施,如:换填砂砾、石渣、戈壁料等透水性材料或设置隔离层或修筑地下渗透沟、盲沟等以避免地面积水和地下水浸入路基,影响路基工作区内的土基强度与整体性和稳定性。土质挖方路基,须换填厚度不少于60cm的砂砾,石质挖方路基,须设置30cm砂砾垫层,横向排水不畅路段要加设盲沟。
1.3明确路基填料质量达到标准要求。在各级公路工程施工图设计中,必须明确不同填高内路基填料的CBR值(最小强度)、级配及最大粒径要求(北方盐碱土质地带还应明确易造成病害的易溶盐含量标准)。种植土、腐殖土、盐渍土、淤泥冻土及强膨胀土等劣质土严禁直接用于填筑路基。砾(角砾)类土、戈壁料应优先选作路基填料,土质较差的细粒土应进行掺配后可填于路堤底部。
1.4严格路基综合排水设计,应遵循整体协调,因地制宜,综合考虑路基结构、路基材料等的原则进行路基的纵、横向排水设计,避免造成路基两侧因排水不畅引起积水浸泡路基,造成路基承载力下降,引起路基发生不均匀的沉降变形。在路基两侧应设置排水边沟,平坡路段边沟须设有纵坡,确保排水通畅。高填方路段采用集中排水措施,通常采用各类泄水沟槽,并与警示桩、防撞墙统筹考虑,要求在每20-40m及主要变坡点处设置简易或永久性泄水槽。挖方段根据上边坡的汇水面积来设计截水沟,并考虑边坡土质和边坡,设置挡墙或护坡防止塌方,路基较低路段可以采取加设砂砾层及渗水盲沟,并加大、加深边沟等排水措施。
1.5确保路基边坡稳定性。高填、深挖路基的边坡应根据填料种类、边坡高度和工程地质条件等基本条件确定,高填路堤必须进行路基稳定性验算。填方边坡过高时,应按照规范要求,每7米左右的高度设置一层边坡平台,平台面宽保持1米左右即可。
1.6采用路基综合防护形式提高边坡的稳定性。积极推行植物防护与硬防护相结合的综合防护形式,在比较稳定的土质边坡采用种草、铺设草皮、植树等植物防护措施。
2施工过程的技术措施
2.1编制完善合理的施工组织设计,合理安排各施工段的先后施工顺序,通常高填方段应优先安排施工,施工过程中明确各类构造物和路基的衔接关系。在整个路基的施工中要以施工组织设计为龙头以人员、机械、后勤保障为基础,根据施工现场的实际情况,合理调配人员、设备,是保证高填方路基施工质量的重要环节。
2.2做好施工前的准备工作,开工前要认真审阅设计文件及施工图纸,详细了解各段路基的填、挖情况和前期准备工作。如挖方路段的地质条件、地下水位情况、弃方运距、弃土场能否满足弃方方量要求;填方地段的原地面情况、填方材料的材质、运距;各类拉运车辆的数量、车况及洒水、摊铺、碾压机械的完好情况;土方平衡和调配情况等……。对于重要地段要作重点勘察,现场要进一步核对施工图设计资料,发现设计文件中有误之处要及时上报,提出合理的解决方案,妥善处理。
2.3认真清除地表土不良土质,加强地基压实处理,地表腐殖土植被、树根、垃圾、不良土质(盐渍土,膨胀土等)必须予以彻底清除后进行换填,同时应加大地表的压实密度,采用大吨位振动压路机处置。
2.4填筑路基前应首先做好以下三点:首先,必须疏通路基两侧纵横向排水系统,避免路基受水浸泡。特别是地基土为黄土、粘土、粉土等细粒土时,在干燥状态下(最佳含水量)结构比较强,有较强承载能力,一旦受水浸泡,将易形成翻浆或路基沉降,因此做好路基施工前排水畅通尤为重要;其次,要严格选取路基填料用土。路基填料确定前,需进行土质分析、CBR值、标准击实、标准筛分、液塑性等试验,盐渍土地区还应增加易溶盐试验,对于种植土、腐殖土、淤泥、强膨胀土等劣质土和CBR值、最大粒径、级配等不能满足规范要求的材料,不能用于路基填筑;再则,路基填筑前还要根据设计进行施工放样,建立半永久性的临时水准点和坐标点并做好记录。路基坡脚放样一定要准确,确保路基宽度满足设计要求,路基坡角范围内,要求清除杂草、树根、淤泥等,并进行整形碾压,压实度须达到规范要求。
2.5填石路基与指状冲沟地段路基施工,可利用重型夯实设备进行强夯处理,或将土工隔栅、土工布等各类分层材料水平分层铺设于填石路堤内,防止或减缓细料在填料空隙中的流动。
2.6路基施工必须分段、分层、分材料品种填筑,逐层碾压、分层检测合格才能填筑下一层。施工中严禁采用滚填方式,一般路段填筑厚度不得大于30cm, 压实厚度不得大于25mm,构造物两侧(桥涵头回填处理)松铺厚度不得大于20cm,不同性质的填筑材料不能混填,同一种土填筑厚度不能小于三层。路基填筑须全幅填筑,一次到位,严禁路基两侧帮宽。填筑材料的摊铺工作完成后应及时对填筑材料的含水量进行检测,确保达到材料的最佳含水量后进行碾压,材料填筑之前需对上一填筑层表而进行拉毛处理,这样有利于路基各填筑层之间更好的结合。
2.7路堑施工要保证排水畅通,按照设计及时实施排水边沟、截水沟、盲沟等排水系统。对上边坡施工时,应确保坡体的稳定性和整体性,避免欠挖或超挖,特别是超挖现象,造成帮坡,不仅增加工程成本,还难以保证边坡的质量稳定性,给刷坡和坡面防护制作带来施工难度。
2.8路基施工中,应重视排水工程,防止因各种原因造成的水患,给路基、路面施工造成不必要的损失。按照施工图设计要求先做好路基周边的各类排水工程以及施工场地附近的临时排水设施,以保持路基能处于适中含水量、整体坚固和稳定状态。路基顶面做成2%左右的横坡,以便于表面水及时排出。
3施工过程的材料控制
3.1路基填筑材料中含水量应达标。目前用作路基填筑的材料越来越多,诸如天然戈壁料、碎石土、砾石土等都是较为理想的材料.虽然这些材料作为路基填料有强度高、稳定性好等诸多优点,但他们的优点往往被施工人员认为只要使用这种材料就可以做出好的路基,施工中为了减低成本,许多施工单位不注意材料的最佳含水量,甚至忽略这些,造成路基反复碾压很难达到高标准的压实度现象。
3.2路基填筑材料中易熔盐含量不应超标.路基填筑材料中易溶盐含量超过国家规范要求时即属盐渍土.盐渍土常遇到的易溶盐类有氯化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸钠、硫酸镁、碳酸钠、重碳酸钠,有时也可遇到不易溶解的硫酸钙和很难溶解的碳酸钙.由于土中所含易溶盐会使土的物理、力学性质发生变化,引起许多路基”病害”的出现,随着土中含盐性质和含盐量的不同,盐渍土所引起的路基”病害”的类型与严重程度也不同.常见的盐涨现象就是典型的易熔盐含量超标引起的路基病害。
结束语;
篇7
关键词:公路路基;施工技术
1我国公路路基施工技术现状分析
路基施工技术按照路基形态可以分为软土路基、冻土路基、城市路基等路基形态。其施工质量直接影响到路基的稳定性、影响到公路行车的安全性、影响到公路使用寿命及维护费用。改革开放后,公路建设的大步前进促进了我国公路设计与施工的进度,促进公路路基施工技术的应用与研究。针对我国公路路基形态的多样性,我国各地公路建设施工企业对自身所处地域的路基施工技术都有着深入的分析与研究,以此为企业的发展提供了良好的技术条件。
2路基施工分析
2.1做好施工组织设计,合理安排施工段的先后顺序,明确构造物和路基的衔接关系,对高填方段应优先安排施工,在施工中以施工组织设计为龙头,根据施工现场的实际情况,合理调配人员、设备,是保证高填方路基施工质量的重要环节。
2.2做好施工前的准备工作,开工前要认真审阅设计文件,详细了解各段的填、挖情况,地质情况,填、挖土质和调配情况,对重要地段要作重点勘察,进一步核对设计资料,发现设计文件中有误,及时上报业主,妥善处理。
2.3认真清除地表土不良土质,加强地基压实处理,地表植被、树根、垃圾、不良土质(盐渍土,膨胀土等)必须予以清除,同时应加大地表的压实密度,采用大吨位振动压路机处置。
2.4填筑路基前,首先,必须疏通路基两侧纵横向排水系统,避免路基受水浸泡。特别是地基土为黄土、粘土等细粒土,在干燥状态下结构比较强,有较强承载能力,一旦受水浸泡,将易形成翻浆或路基沉降,因此做好路基施工前排水畅通尤为重要,工程监理和施工质量自检人员应认真监督;其次,要严格选取路基填料用土。路基坡脚放样一定要准确,确保路基宽度满足设计要求,路基坡角范围内,要求清除杂草、树根、淤泥等,并进行整形碾压,压实度须达到规范要求。旧路加宽、半填半挖段做好宽度不小6m的向内倾斜的台阶。
2.5路基施工必须分层填筑,分层碾压,严禁路改工程中滚填,一般路段压实度不得大于30cm,构造物两侧(桥涵头处理)松铺厚度不得大于20cm。不同性质的土不能混填,同一种土填筑厚度不能小于50cm(两层)。路基填筑须全幅填筑,一次到位,严禁帮宽。碾压过程中,要控制好含水量,压实度达到规范要求后,方可进行后续施工。
2.6路堑施工要保证排水畅通,对上坡施工时,应注意确保坡体的稳定性,避免欠挖或超挖现象发生。石方爆破尽量采用中小炮,光面爆破的方法,避免大规模爆破形成松散面积过大,坡体失稳,机械开挖时,边坡应配以平地机或人工修整。路床顶面如有超挖,应清除松方并采用透水性材料进行回填,并认真碾压,压实度按路床项目标准进行控制。
2.7路基施工中,按照设计要求首先做好排水工程以及施工场地附近的临时排水设施,以保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态。路基顶面做成2%~4%横坡,以便于表面水及时捧出。
2.8对于桥头既车质量问题,施工中主要侧重在对桥头软土地基的处理与路基的施工。必须先进行桥头软基的处理、路基填筑施工,并留有足够的预压期,直至桥头路基沉降达到设计要求,再进行桥梁桩基础工程的施工。软基的处理和路基填筑严格按设计要求施工。
2.9路基土石方施工时或完工后,应及时进行路基防护工程施工和养生。各类防护与加固应在稳定的基础或坡体施工。防护工程的砂浆、混凝土,应采用机械拌和,随拌随用,并注重做好养生。
3路基施工中应注意的几个问题
3.1新旧路基结合问题。
按照(公路工程施工技术规范)要求,在路基加宽前,清除原路基上的杂草,并沿旧路基边坡挖成向内倾斜的台阶,台阶宽度应不小于1m,且台阶上不能积水,然后分层填筑,填筑层厚度不应超过30cm,并要求超宽填筑,超宽碾压,这样才能保证路基的稳定和达到规定的密实度。而且某些施工单位在施工时,遇到以上情况,路基填筑时,根本未将施工地段挖成台阶后分层填筑压实,以致影响了路基填筑的质量,搭接部分易造成新旧沉降不均匀,使路面造成破坏。有些旧路基加宽很小(20~30)cm,施工单位往往忽视,沿旧路基边坡没挖成台阶,就直接将一些松散的土倾倒在边坡上,用人工整平拍实。这样补上来的路基部分根本达不到密实度要求。通过雨水冲刷,浸泡,造成路基滑坡,路面破坏。
3.2局部下沉问题。
原路基有软弱层,沼泽地段和翻浆地段,有些单位路基施工时,对原地基没有很好的进行处理就开始填筑,路基填筑完成后,路基填土高度大,而地基的承载力要求满足不了路基土体的压力,从而引起路基的局部下沉。所以施工时,采用换填土的办法来处理,换填土的深度应根据地基承载力的要求和地基上部填土的高度来确定,而换填土的基础宽度要消宽于路基施工宽度,以提高地基的承载能力。
3.3桥(涵)与路基结合部处理问题。桥(涵)台背跳车是公路工程质量通病中的顽症,然而最明显的是台背沉陷或错台。主要原因是设计不周,施工不规范,监理不到位等等。施工方面的原因是台背回填质量差,台背回填要求每层松铺厚度不得大于20cm,压实度必须达到95%,回填材料应具有良好的级配和透水性。但是有些施工单位在进行台背回填时,回填材料没有认真地选取,松铺厚度达到40~70cm,压实时仅用人工夯实或用小型机具进行夯实。这样台背回填密实度达不到规范要求。在自然因素和行车荷载反复作用下,台背出现逐渐沉降或错台,这将直接影响路面的质量。
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【关键词】路基设计;要点
现今,我国城市化进程逐渐加快,交通流量的剧增对道路的设计与施工提出了更高的要求。路基是路面的基础,只有路基长期稳定,才能保证其为路面工程提供长期有效的、坚实的支撑基础,并防止各类病害对路面的损害。现今,我国路基设计所遵循的相关规范与标准,是2004年所颁布实施的《公路路基设计规范》。一直以来,该规范对我国公路路基的设计起到了良好的规范作用,是规范路基设计、有效建设施工的保障。但是,《公路路基设计规范》中也存在着某些缺陷与不足,对路基设计工作有着一定的限制作用。因此,本文就当前我国公路路基设计的要点进行分析,探究规范中存在的缺陷与不足,并提出改进意见。
一、公路路基设计的要点分析
1、软土地基路段中的路基加固设计 稳定性的保证是公路路基设计的根本要求。公路的修建一般占地面积较大,所以,软土的地基基本会出现。而软土地基对公路稳定性的保证有着极为不利的负面影响,所以,我们在公路路基的设计与施工过程中,必须要对软土地基进行有效处理,消除其的不均匀沉降现象,这对我国公路的有效施工建设有着重要的现实意义。对于软土地基的加固工程,具体的设计方法有很多,通常,我们都会因地制宜,采用不同的设计方法来对软土地基进行加固。但在实际设计施工中,最常采用的是换填法及固化剂法。换填法即对一定厚度的不良土层如淤泥、腐殖土等采用全部或部分挖除换填事宜材料的方法,一般用于换填厚度不超过3米的路基处理。本方法施工简便,造价低廉适用范围相当广泛。固化剂法即对软土地基中的填料加入固化剂进行相应处理,来保证对软土地基中不均匀沉降现象的消除。
2、路基在高度上的设计 在某些情况下,公路在竣工投入使用之后,会出现部分的凸起或凹陷的现象,甚至还会出现较为严重的开裂情况。这些现象的产生,都与公路路基的高度设计不合理有关。比如说,公路路面的凹陷现象,其产生的主要原因就是路基严重的沉降现象。而沉降现象的出现,就是因为路基的高度在设计时过高,并且没有考虑到公路地下水与地质的负面影响,从而导致在路面承载力过高时,沉降现象的产生。
二、现行路基设计规范中的缺陷与不足
1、某些关键概念模糊不清
①路基工作区
路基工作区,是控制整个路基累积塑性变形的关键层位。路基工作区的规范定义是现代公路路基规范设计的基础。但是,在现行的2004版《公路路基设计规范》中却没有对这一关键层位做出明确的定义。
②路基最小填土高度
路基高度对路基的设计工作有着重要的现实意义,是路基设计中的重要因素,对整体路基的设计质量以及公路建设工程社会经济效益的保证都有着极为现实的意义。但是,现行的《公路路基设计规范》中,也没有对这一关键概念做出明确的阐述。
2、特殊路基设计指导不明确
以软土地基为例,对于这类的特殊地基设计,我们常采用的处理方式像是置换、水泥搅拌桩法、碎石桩等都会在一定程度上受到限制,从而降低了其对软土地基加固效果。所以,对于现代新型的软土地基处理方法,如预应力管桩、低强度素混凝土桩等刚性桩复合地基,对软土地基有着明显的加固效果,应得到广泛的应用。但是,在现行的《公路路基设计规范》中,其也没有对各种刚性桩的设计进行明确的指导,使得对于特殊路基的设计缺乏一定的设计灵活性。
三、对现行路基设计规范所提出的策略性改进意见
1、明确各类路基设计的关键概念
①路基工作区
仍以路基工作区为例,要明确路基工作区的规范定义,笔者认为,《公路路基设计规范》应在规范路基工作区定义的同时,深入进行某些方面的研究工作。比如说,对于车辆载荷在路基中的附加应力以及道路自重应力的比值,其表示的是恒载作用下的固结变形。但是,路基工作区的意义却是控制车辆载荷重复作用下所产生的累积塑性变形。这两者之间的理论模型各有侧重与不同,所以应在进一步明确路基工作区定义的同时,对其深入研究。
②路基最小填土高度
在实际工作中,对路基高度进行设计的同时,还需考虑公路设计中洪水频率、路基工作区等对路基高度设计的影响。所以,笔者认为在《公路路基设计规范》明确路基最小填土高度的定义与计算方法时,也应该对路基最小填土高度的影响因素进行细分,特别是设计洪水位这一影响因素。另一方面,《公路路基设计规范》也要对换填高强度材料后,且路基高度满足洪水位的前提下,路基工作区以及干湿临界状态填筑高度的限制放宽要求也应进行明确的规定。
2、一般路基设计指导的明确
《公路路基设计规范》中,有关交通循环荷载作用下路基设计强度、变形的研究成果的成熟度还不够,其对于路基填料的最小强度的要求,仍维持了原有的规定。但是,在实际工作中的路面结构设计中,路基填料的最小强度却是表明材料抵抗局部压入变形能力的指标,而不是路基结构的设计指标。所以,《公路路基设计规范》应对其进行进一步的修改与创新。国外对于路基设计,是用不同的交通载荷等级路基承载能力的路基填料最小强度指标与路基顶面压应变控制标准,来确保路基设计中路面的长期使用性能。笔者认为,这一路基设计方法值得我们借鉴。土体所受动载荷的类型与土体的破坏形式决定了土体的动强度,而同时,路基所承受的载荷为车辆载荷的重复作用。所以,路基破坏就是由累积应变而引发的。因此,路基填料的动强度可以用重复加载次数以及控制累积应变作为标准的控制指标。
3、特殊路基设计指导的明确
这里,仍以特殊条件下的软土地基设计为例。笔者认为,对于现行的《公路路基设计规范》,应该进一步明确软土地基中刚性桩的设计要求。同时,还应该加强对刚性桩施工技术要求的明确。因为,在当前的软土地基设计中,刚性桩的施工方式主要是排土法,而这一方法对刚性桩的周围环境土体有着很大的扰动影响,特别是那些高灵敏度的海相软土。所以,《公路路基设计规范》在对刚性桩的施工技术进行明确规范时,要加强对部分问题的重视程度。如施工过程对周围环境土体的扰动影响;地基承载力的时间效应问题等。
四、总结
公路路基的设计对公路工程的建设施工及后期的安全使用都很重要。现行的《公路路基设计规范》对路基的规范设计及有效施工建设具有指导作用,但其中存在的不足影响了路基设计的有效性与规范性。我们应在分析路基设计要点的基础上,探究《公路路基设计规范》中存在的不足,并对其提出具有针对性的意见,从而提高其规范性与引导作用,以切实保证公路路基设计的稳定性与安全性。
参考文献
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【关键词】 路基 施工 质量 控制
一、公路路基质量控制的重要性
质量控制在公路工程中起着举足轻重的作用,路基质量的好坏,直接关系到整个公路的质量的优劣,给国民经济及工程建设将会带来深远的影响。因此,加强路基施工的工程质量控制,促进道路良好的使用性能,为全面推动现代化公路交通运输事业的发展作出贡献。
二、路基的主要病害及其施工中的质量缺陷
在大气中的路基,经受各种自然因素、行车荷载以及路基本身自重的影响使路基的各部位将产生不同程度的变形,由于路基的不可恢复变形,危及路基的整体性和稳定性。导致路基的沉陷、边坡滑塌或路基滑动等路基的主要病害。
路基在施工当中由于:路基填筑顺序不当,未在路基全断面范围内分层填筑,填筑厚度不符合规定,填筑材料不符合要求,水稳定性差,路基原地表清理不彻底,陡坡处未设置台阶;不同性质的填筑材料混填,导致不同材料的压缩性和抗水性差异形成不均匀沉降;再次由于填筑材料含水率得不到有效控制,碾压整平机械不能满足要求,使压实度达不到设计及规范要求;雨季施工未能及时排水,工作面积水严重,路基填筑处未设置排水横坡,导致路基表面无法自行排水,使有积水渗入路基内部,形成软基,晴天施工时路基积水未能及时排除就继续施工,以致造成路基质量隐患,自检控制不到位等,导致路基的各种病害发生。
路基的沉陷、边坡滑塌或路基滑动导致公路的使用功能受阻。在交通荷载和自然环境的综合作用下,道路路面变得凹凸不平。直接影响汽车的行驶速度、旅行时间、行驶安全及其降低公路的使用寿命。为了适应日益增长的社会经济,实现公路工程的使用功能,就必须提高路基的稳定性,防止各种病害的发生。
三、公路路基病害的防治与处理措施
根据公路路基的特点以及影响路基稳定的各种因素,结合路基施工的基本方法,归纳出以下路基病害的防治与处理措施的办法:
1.路基施工前,结合本工程的各种因素,做好切实可行的施工组织设计,合理的安排施工程序,并根据现场实际情况,合理的调配人员、设备,确保路基施工质量的重要环节。
2.做好施工前的准备工作。开工前认真熟悉设计文件,详细了解工程概况及地质分布情况,进一步核对设计图纸,审核工程量,做相关的检测试验。
3.依据设计文件及规范,清理路基基底不良土质,加强地基处理。
4.路基填筑施工前,必须根据地型位置设置纵横向排水系统,避免路基受水浸泡,施工监理及质量自检人员应认真监督;其次,要严格选取路基填筑材料,并进行相关的颗粒分析、CBR值、标准击实等试验,对于不能满足设计及规范要求的材料,不能用于路基填筑;再次,路基填筑前根据设计及规范要求进行施工测量,建立临时、永久性导线点并做好记录。路基放样应根据施工测量要求,确保路基宽度满足设计及规范技术要求。旧路加宽、半挖半填段应做好宽度不小于6m的内向倾斜台阶。
5.填石路基及鸡爪形地段路基施工时,可采用强夯及土工隔栅进行处理,其要求满足设计及相关规范。
6.路基施工必须分层填筑,分层碾压,一般路段填土松铺厚度不得大于30cm,结构物两侧松铺厚度不得大于20cm,不同性质的材料不能混填,同一性质的填筑材料连续填筑厚度不得小于50cm。路基填筑同一断面须全断面进行填筑,严禁帮宽。碾压时,应根据路基填筑材料和压实厚度,选用相应的压实机具,碾压过程中,控制好含水率,压实达到规范要求后,检测人员根据检验要求进行自检,自检合格后通知监理工程师进行检测验收,验收合格后进行下道工序施工。
7.路堑施工时要确保排水系统畅通,注意保护边坡坡体的稳定性,避免超挖或欠挖。石方爆破应尽量采用中小炮,进行光面松动爆破,避免大规模爆破造成松散面积过大,边坡失稳。机械开挖时,应配人工进行边坡修整。路床顶面如有超挖,应清除松动部分,采用透水性材料进行回填,压实度按路床标准进行控制。
8.路基施工中,依据设计要求做好排水工程,以保持路基处于干燥、稳定状态。路基顶面应做2%-4%的横坡,以便路基表面不积水。
9.路基施工时及完成后,应进行路基防护工程施工和养生。防护工程的砂浆、混凝土,应采用机械拌合,随伴随用,并注重做好养生。
10.路基必要时设置隔离层隔绝毛细水上升,设置隔温层减少路基冰冻深度和水分的积累,设置砂垫层以疏干土基。
11.路基边坡应采取边坡加固、修筑挡土墙、加筋土体等防护措施,以提高路基整体稳定性。
基于上述个项技术措施的宗旨在于,提高路基的整体强度与稳定性,以确保公路路基的质量。
四、结束语
为了确保路基的强度与稳定性,使路基在外界因素的作用下,不致产生过量的变形;在路基整体质量结构中达到预期的功效,使其具有良好的强度及整体稳定性能,以促进路基施工质量控制工作的有效开展。正常维护交通运输,减少公路病害,确保行车安全,保持公路的耐久性,增强道路的使用价值,致使路基的质量控制更具有意义。
参考文献:
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关键字:铁路路基;设计;基床结构;趋势
中图分类号:U213.1 文献标识码:A
十九世纪的时候,西方国家进行了工业革命,这时候铁路和蒸汽机相继出现在了我们的生活当中,从研发出来到现在铁路已经发展了将近三百年了,它带动了全球所有国家经济的发展,让每个国家的发展速度都有了一个明显的提高,同样和其他的事物是一样的,随着经济的繁荣与萧条,铁路的发展情况也是不断地经历与低谷。日本以及一些在铁路方面比较发达的西方国家为了能够满足高铁的运行,要求并减少对铁路的维修工作,通过不断地努力和实践,他们在铁路的路基结构方面创出了一个能够适应任何国家的一个技术标准。我国的铁路工程技术人员经过长期的学习、探索、实践,在铁路工程方面也同样取得了可喜的成绩。制定了符合本国实际情况的相关设计施工规范标准等。现在我们已经对铁路的路基结构有了一个全面的认识,同时标准也较以往相比都有了一个明显的提高。
1 对国外铁路路基结构的分析
现在国际上铁路发展比较好的国家主要是日本以及一些欧洲的发达国家(德国和法国等国家),特别是现在高铁的出现,使得在铁路路基结构设计理念和设计水平上达到了一个全新的高度。为了能够对铁路的路基有一个更加全面的认识,下面我们先了解一下日本、德国的路基结构设计。
1.1 日本的铁路路基结构简介
日本的铁路路基结构主要分为基床的表层、上部分的填土以及下部分的填土这三个部分,这三个部分当中基床的表层主要是指的道床下部直接或者是间接地承受轨道的那个垫层,上部分的填土指的是基床表面下面3m之内的那个区域,下部分填土主要指的就是上部分填土之下的部分。
(1)基床的表层部分。基床的表层可以分为土基床表层和强化基床表层这两个种。强化基床表层能够按照材质的不同划分为水硬性的矿渣基床表层和碎石基床表层两种;土质的基床表层选用的都是质量比较好的自然土进行填土的,和强化的路基比起来,这种路基的工程造价是比较低的。对基床表层的选择可以根据铁路的线路或者是区间的重要程度来进行选择,那些比较重要的线路或者是区间应该选择强化基床表层,普通的线路或者是区间选择要求比较低的土基床表层就可以了。
(2) 上部分的填土。目前我们了解到的比较适合进行填土工作的材料有A类、B类以及其他的一些材料的土。我们应该本着尽可能的去利用那些已经废弃的土,因为有些地方的基床底层填土对土质的要求并不是很严格,使用那些已经废弃的土完全可以满足要求,这时候我们就应该去使用这些已经被废弃的土,这也是废物利用的一种体现,但是有些地方对土质的要求是非常高的,这时候我们不仅不能够使用那些已经废弃的土,而且还应该去针对特殊的环境去选择不同的土进行填充。
(3) 下部分的填土。下部分填土相对于上部分的填土来说要求就少很多了,因为它不是直接与导轨直接相连的部分,他所起的作用主要就是一个地基的作用,这时候对土质的要求是比较低的,只要在填土结束之后把所填的土进行一个夯实处理就可以。
1.2 德国的铁路路基结构简介
对于那种有碴轨道来说,铁路路基的结构可以分为路基保护层、防冻层、地基过渡层以及填筑路堤层。这几种当中,路基保护层对材料和材料的性能以及材料的压实系数都有着非常严格的要求,其中最小的厚度应该保证在20厘米左右;其中的防冻层要求用粗粒土进行填充,因为这一层的作用主要是起到防冻以及性能过渡的作用;其中路堤填筑层的分距路基结构面通常可以分为两种情况,一种是2米以内的,还有一种就是2米以外的。2米以内的是路堤的上半部分,2米以外的是路堤的下半部分;最后的地基过渡层要求就不是很严格了,也是非常多变的,通常厚度应该保证在0.5米左右,不能够太薄,也不能够太厚。
对那种无碴的轨道来说,它和有碴轨道做比较的话,在路基的技术要求方面设计施工要求基本是相通的,但是无碴轨道的关键核心技术采用的是水硬性的胶结层来代替保护层。对于水硬性胶结层来说,德国目前所使用的水硬性胶材料,就是低标号的水泥和沙、石所组成的混凝土层,这种设计的厚度通常在30厘米左右。这个结构的主要作用是分布载荷,给无碴轨道的结构提供一定的基础,同时还可以起到防水和排水的作用。
2 我国国内铁路路基的现状
我国铁路路基设计方面有着不同的要求,主要是针对不同的车速进行分级。路基结构层一般为基床表层、基床底层及基床以下填料部分。无论路堤或路堑形式的路基设计,基床结构都至关重要,除此之外,地基土的稳定性、特殊性都在设计重点考虑范畴之内,它直接决定了边坡坡率、防护、加固体系等一整套复杂的路基设计。本文着重讨论基床设计部分。
2.1 国内的普通路基基床
基床是指路基上部受列车动力作用和水文气候变化影响较大的土层。我国路基基床厚度的确定依据大量实测的动应力衰减比数据而确定,一般规定为2.5m,该厚度处动应力衰减比约为0.15。但高速铁路基床厚度一般采用3m,该处动应力衰减比约为0.12。国外部分铁路基床厚度主要为:日本3m、德国2m、美国1.22~2m、俄罗斯1.5m、法国仅为0.6m。由此可见,本国基床厚度除日本外,均高于其他国标准。
基床表层填料的选取应该优先选择A组材料,且所选材料的颗粒直径大小不能够超过150mm,如选用其他材料应对土质进行改良或加固处理;基床底层填料的选取应优先选择A、B组填料,当选用C组填料时其塑性指标不能够超过12,同时其液限不能够超过32%。必要时需进行改良或加固。对基床土来说,压实标准根据填料类型不同而采用不同的标准来控制,对细粒土、粉砂、改良土应采用压实系数和地基系数作为控制指标;对砂类土(粉砂除外)应采用相对密度和地基系数作为控制指标;对砾石类、碎石类、级配碎石或砂砾石应采用地基系数和孔隙率作为控制指标。
2.2 国内的特殊路基基床
我国的特殊路基分类主要包括有:软土、膨胀土(岩)、黄土、盐渍土、冻土、风沙、雪害地区、滑坡、危岩、岩堆地段、岩溶与人为坑洞、浸水及水库地段等。一般并不会直接采用特殊类土作为路基基床填料,但一些地区却大面积处于特殊路基段,考虑工程造价,可根据实际情况对原状土进行改良加固处理,以到达满足工程要求节省建设资金的要求。以下列举一工程实例简述特殊路基设计特别是该路基的基床设计。
2.3 工程实践
本文结合国内某地区膨胀土铁路路基进行分析,针对该特殊路基提出对应的结构形式。该段铁路周围地势为低山丘陵区,覆盖厚度在5~24m。填方地段长度8km,边坡高度最大14m,挖方地段长度20km,边坡高度最大为22m。沿线取样分析大部分地区为膨胀土,属弱-中等膨胀土。依据《铁路特殊路基设计》要求,膨胀土不可直接作为路堤填料,需进行改良、加固并需要完善路基防排水措施。因地制宜,为节约投资,该段路基设计路堤部分的填料采用改良过的路堑弃碴(膨胀土)填筑。如下图1:
图1 某地区膨胀土路堤加固图
因膨胀土路基边坡的破坏形式基本分为浅层破坏与深层破坏,浅层破坏包括冲蚀与溜坍,造成局部破坏;深层破坏包括坍塌与滑坡,影响整体边坡稳定。据此对路堤路堑地段路基设计分述如下:
在路堤设计中,对膨胀土掺入5%~8%的石灰改良处理,膨胀特性明显改善,力学强度提高,水稳性大大增强,石灰改良土的现场7d无侧限抗压强度可达0.6MPa以上。在满足本文2.1段中相关要求后能作为路基填料。而路堤边坡在干缩湿胀下会降低边坡土的抗剪强度,故在边坡外沿设置了土工格栅增加土体侧限提高抗剪强度。同时完善整个路基排水。
在路堑设计中,在坡脚处设置挡土墙进行加固,高度为3m。挡土墙以上部分的路堑边坡用混凝土方格骨架,骨架内播种草籽,坡率控制在1:1.5~1:1.75。由于不良基床土质在受到水的浸润后,列车挤压会使其液化并冒出基床。因此路堑设计基床部分采用“路堤式路堑”形式,基床底部铺设复合土工膜,并延伸至侧沟,设泄水孔入侧沟,如下图2。
图2 某地区膨胀土路堑设计图(路堤式路堑)
3 结束语
目前中国铁路正处于高速发展时期,特别是高速铁路的建设,使得我国铁路技术整体得到了长足的提升。高速铁路的发展,也使得很多客货两用线路逐步趋向于重载货运,使得既有铁路年货运量急剧提升,这就提高了铁路路基的负担,特别是位于顶层的受列车动应力影响较大的基床。本文仅对铁路路基设计中基床部分做了简单讨论,旨在抛砖引玉,愿与广大铁路工程技术人员共同讨论路基设计,特别是特殊路基的设计,我国地域广阔,地质条件复杂,特殊地基问题大面积普遍性的存在,为了保证铁路的行车速度及安全,路基是基础,现阶段仍旧存在很多需要进一步优化深化且待实践解决的问题。现在我们需要做的就是一向国外借鉴经验,二同时也要自主研发,最终目的就是要把我国的铁路建设成一流水平,服务于大众。
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