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[摘 要]本文主要对福清核电进厂道路的设计与施工进行了说明,从道路的选线一直到设计与施工都分别进行了阐述,对选线、路基处理、基层做法以及路面板的设计以及各种接缝的设置等都进行了阐述。
[关键词]路基 路面 设计与施工
中图分类号:U448.18 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)09-0202-02
道路是一条三维空间的实体。它是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线性构造物。通常来说我们所指的路线都是指道路中心线的空间位置。在道路设计中包括平面和纵向设计。实际上道路设计主要指道路在空间的位置和各部分的几何尺寸。
路线是道路的骨架,它的优劣直接关系到道路本身功能的发挥和在路网中是否能起到应有的作用。在选线的过程中要做多方案进行比较优化,并且应当遵循首先要保证行车安全、舒适,又要尽可能的减少工程量,降低造价。选线时根据国家相关规范尽量少占农田,避开地质不良地段,避开古建筑物、历史遗迹等。
下面就以福清核电厂的进厂道路进行说明。
福建福清核电厂位于福清市三山镇前薛村的岐尾山前沿,厂址距福州市71 Km,距长乐市58 Km,距福清市32 Km,距厦门市250 Km。交通条件便利,整个核电厂与外部联系的一条道路从陈三路口至厂区大门口全长约11.3Km。厂区内部东西贯穿的三条道路由南至北依次为纬一路、纬二路和纬三路,纬一路靠近南护堤,纬三路靠近北护岸,纬二路布置在核岛南侧和生产临建区之间。厂外道路在设计初期,经过多次踏勘,充分考虑沿线地质、水文、地形、气象、地震等因素,本着因地制宜的原则,选择适当的路基横断面和边坡,最终确定基本上以原有的村民使用的道路进行重新设计,中间有部分经过改线,避开河流以及山区,以最短捷的线路连接至厂区。由于福建福清基本上属于山区地形,地形比较复杂,陡坡、河流较多,在设计路线时不可避免的要进行穿越一些地形复杂的地段。这些都为道路的设计带来非常大的难度,挖、填工作量大,回填地段高,边坡设计量大。
1 路基設计
在路基设计中充分考虑沿线地质、水文、地形、地貌、气象、地震等因素,结合地方上筑路经验,本着因地制宜、就地取材的原则,选择适当的路基横断面和边坡,采取经济有效的路基防护、排水系统以及特殊路基处理措施,确保路基的整体强度和长期稳定性。并使路容美观,与周围环境相协调。
1.1 边坡设计
厂外道路整个路基宽度设计为21.0m,道路两边设置750mm排水沟。路基设计标高采用道路内侧路面边缘标高,设计洪水位为1/50。
当路基填土边坡高度小于6m时,路堤边坡采用1:1.5;当填土高度大于等于6m时,采用阶梯型边坡,上下均采用1:1.5的边坡,中间设置坡道。
对于路堑形式的边坡,当高度小于8m时,采用1:1.0的坡比,当高度大于等于8m时,同样采用阶梯式布置形式,每8米设一级护坡道,下部采用1:0.75的边坡,上部边坡为1:1。
1.2 路基换填、压实
对于整个路基要求应该密实、均匀、稳定,土基回填模量不应小于20Mpa,对于填方路基段,有水田、池塘段应先排水、疏干、挖除淤泥、抛填片石进行处理。路堤按照最优的分层填筑方式进行分层填筑。而对于挖方路基段首先综合考虑土石方的利用和废弃,力求做到运距短,占地少,处理好边坡问题,保证路堑边坡稳定。土基内原有的树根、草皮以及埋在地下的孤石木板必须进行清除,并以透水性良好的土进行回填。整个路基应分层夯实,填方混泥土路面下土基上层80cm内的压实度应达到或超过标准压实度0.98,80cm以下达到0.95,低填零填方或者挖方路段0~30cm内应达到0.95。
1.3 路基、路面排水系统
厂区路面采用双坡形式,以2%的横坡双侧排水,排水收入道路两边排水沟,通过边沟排放至涵洞或者天然沟渠。
为了防止地面径流对路基产生冲刷,能迅速的排除路基范围和流向路基的少量的地面水,在路基两侧设置浆砌片石梯形排水沟,断面尺寸为60×60cm;在高路堑地段,为了防止路基上方水流对坡面产生冲刷,保证边坡的防护稳定性,在坡顶以外5m外设置浆砌片石截水沟。
而对于填挖过渡段,在其填挖结合路段设置盲沟,将含水层内的地下水拦截在路基范围之外,在盲沟透水性回填料上方设置30cm的夯实粘土作为不透水封闭层,以防止地面水渗入;盲沟内透水性回填料采用粒径5~40mm的碎石。
1.4 防护工程
在一般路段,当边坡高度小于3.0m时,采用植草皮的方法;在填方路段3~6m(挖方3~8m)时,采用方格网护坡进行防护;填方高度大于6m时设两级防护,并设2m宽的护坡道;当挖方边坡防护高度大于8m时同样设两级防护,护坡道宽2.0m,护坡道采用30cm厚M5.0浆砌片石铺筑。对于受地形限制的地段,护坡放坡坡度满足不了要求时,采用挡土墙形式进行边坡防护。
2 路面设计
路面设计标准按交通分级为重交通形式,设计基准期为20年,水泥砼面板抗弯拉强度大于等于5.0(MPa)。底基层采用15cm厚3%水泥稳定碎石,基层采用20cm厚5%水泥稳定碎石,面层采用24cm水泥砼。
道路中间设置双黄线,补充交通标志等,高填方地段路边设置保护隔离措施。
3 竖向设计
在进行道路竖向设计的时候,为保证车辆在通行的过程中能以设计的时速进行安全、舒适的行驶,纵坡应有一定的平顺性,起伏不宜过大,尽量减少变坡点,避免行车时出现上下颠簸,尽量避免使用极限纵坡值。在设计的过程中,充分考虑挖填平衡,降低造价。在相邻变坡点坡度大于2%时,设置缓和曲线;在转弯的路段,行车道从直线上的双坡断面过渡到圆曲线上的单坡面,由于惯性作用,产生离心力,为了抵消这一会给行车带来危险的离心力,一般需设置超高,适当的超高不仅能给行车带来舒适感,同时也最大程度的减少行车事故的发生。 4 道路施工
水泥混凝土路面受气候、温度变化的影响,板体会产生膨胀和收缩的现象,如果在混凝土路面设计和施工中没有考虑设置必要的胀缩缝,路面修筑后就会因受温度变化影响而产生许多不规则裂缝,或者发生路面隆起现象,在使用中就会使整个路面面板破坏。因此在修筑水泥混凝土路面时,隔适当距离,沿纵向和横向设置接缝。
水泥混凝土路面的接缝分为横缝和纵缝。水泥混凝土路面的横向接缝垂直于行车方向,一般分为缩缝、胀缝、施工缝三种。缩缝保证面板因温度和湿度的降低而收缩时,板沿该薄弱断面缩裂,从而产生不规则裂缝。胀缝保证面板在温度升高时能部分伸张,从而避免面板在热天的拱胀和折断破坏,同时胀缝也能起到缩缝的作用。在混凝土浇筑施工过程中,如果因某种原因不能连续进行或间隔时间较长时,应设置施工缝,施工缝应尽量与胀缝相结合。
路面板的板宽即纵向缩缝间距按路面宽度和每条行车带宽度而定。
路面板的板长即横向缩缝一般采用4.5m~6.0m,一般不超过6.0m,并且板宽与板长比以1:1~1:1.3为宜。
在施工过程中,当一次铺筑宽度大于4.5m时,应增设纵向缩缝,纵缝采用假缝形式,并设置拉杆,以防止板块横向位移。假缝见下图:
当一次铺筑宽度小于路面宽度时,应设置纵向施工缝,见下图:
每天摊铺结束或摊铺中断时間超过30分钟时,水泥混凝土将出现初凝、中断或结束摊铺,应使用端头钢模板设横向施工缝。横向施工缝的位置宜与胀缝或缩缝重合,确有困难不能重合时,施工缝应采用设螺纹传力杆的企口缝形式。
胀缝尽量少设或不设,但是在连接桥涵或其他固定建筑物处、与柔性路面相接处板厚改变断面处、隧道口及纵坡变化处,均应设置胀缝。设置胀缝时,胀缝应与路面中心线垂直,缝壁必须垂直;缝隙宽度要一致;缝中不得连浆。缝隙上部浇灌填缝料,下部设置胀缝板。胀缝传力杆的活动端,可设在缝的一边或者交错布置。固定后的传力杆必须平行于板面及道路中心线,其误差不得大于5mm。传力杆采用顶头木模固定或支架固定安装的方法。
5 道路养护
5.1 混泥土面板的养护
混泥土面板完成后要及时的进行养护,面层抹平后沿横坡方向拉毛或用机具压槽,深度设为1-2mm。养护时根据施工工地情况和条件选用养护条件,福清核电进厂道路采用湿治养护法进行养护。用草袋、草帘等,在混泥土终凝后覆盖于混泥土面板上,每天均匀洒水,使其保持潮湿状态。养护期间禁止车辆通行,在达到设计强度的40%时可允许行人通行。养护期一般为14-28d。
5.2 道路边坡
道路边坡采用“人”字骨架或者“门”型骨架时,中间植草皮或者种草籽,选用适合当地气候条件的根系发达、茎干低矮并且生长能力强的混合多年生草种,均匀分布,草籽埋深不小于5cm,定期喷水,保证土体流失。
6 结束语
道路的设计与施工涉及到方方面面,从最初的选线、踏勘一直到路线方案的对比、路基的处理要求、填挖方比列控制,道路纵坡的坡度控制以及道路诸多要素,边坡的设置和道路路面施工时各种接缝的设置等,任何一个环节的差错都会影响到道路的通行能力甚至安全,尤其是路面接缝的设置是一个相对比较复杂的程序。在整个过程中,设计与施工应紧密结合,以使路线、路基以及整个路面达到最优化的程度。使道路最大程度的满足通行要求,并能给行车带来一定得舒适感。
参考文献
[1] 张雨化主编,《道路勘测设计》,北京:人民交通出版社,1997.
[2] (《道路》J007-1~2),中国建筑标准设计研究所出版.
[3] (《道路》J007-5~8),中国建筑标准设计研究所出版.
[4] 交通部公路科学研究所主编,《公路路面基层施工技术规范》,北京:人民交通出版社,2000.
[5] 中华人民共和国交通部主编,《水泥砼路面施工及验收规范》,北京:中国计划出版社,2000.
[关键词]路基 路面 设计与施工
中图分类号:U448.18 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)09-0202-02
道路是一条三维空间的实体。它是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线性构造物。通常来说我们所指的路线都是指道路中心线的空间位置。在道路设计中包括平面和纵向设计。实际上道路设计主要指道路在空间的位置和各部分的几何尺寸。
路线是道路的骨架,它的优劣直接关系到道路本身功能的发挥和在路网中是否能起到应有的作用。在选线的过程中要做多方案进行比较优化,并且应当遵循首先要保证行车安全、舒适,又要尽可能的减少工程量,降低造价。选线时根据国家相关规范尽量少占农田,避开地质不良地段,避开古建筑物、历史遗迹等。
下面就以福清核电厂的进厂道路进行说明。
福建福清核电厂位于福清市三山镇前薛村的岐尾山前沿,厂址距福州市71 Km,距长乐市58 Km,距福清市32 Km,距厦门市250 Km。交通条件便利,整个核电厂与外部联系的一条道路从陈三路口至厂区大门口全长约11.3Km。厂区内部东西贯穿的三条道路由南至北依次为纬一路、纬二路和纬三路,纬一路靠近南护堤,纬三路靠近北护岸,纬二路布置在核岛南侧和生产临建区之间。厂外道路在设计初期,经过多次踏勘,充分考虑沿线地质、水文、地形、气象、地震等因素,本着因地制宜的原则,选择适当的路基横断面和边坡,最终确定基本上以原有的村民使用的道路进行重新设计,中间有部分经过改线,避开河流以及山区,以最短捷的线路连接至厂区。由于福建福清基本上属于山区地形,地形比较复杂,陡坡、河流较多,在设计路线时不可避免的要进行穿越一些地形复杂的地段。这些都为道路的设计带来非常大的难度,挖、填工作量大,回填地段高,边坡设计量大。
1 路基設计
在路基设计中充分考虑沿线地质、水文、地形、地貌、气象、地震等因素,结合地方上筑路经验,本着因地制宜、就地取材的原则,选择适当的路基横断面和边坡,采取经济有效的路基防护、排水系统以及特殊路基处理措施,确保路基的整体强度和长期稳定性。并使路容美观,与周围环境相协调。
1.1 边坡设计
厂外道路整个路基宽度设计为21.0m,道路两边设置750mm排水沟。路基设计标高采用道路内侧路面边缘标高,设计洪水位为1/50。
当路基填土边坡高度小于6m时,路堤边坡采用1:1.5;当填土高度大于等于6m时,采用阶梯型边坡,上下均采用1:1.5的边坡,中间设置坡道。
对于路堑形式的边坡,当高度小于8m时,采用1:1.0的坡比,当高度大于等于8m时,同样采用阶梯式布置形式,每8米设一级护坡道,下部采用1:0.75的边坡,上部边坡为1:1。
1.2 路基换填、压实
对于整个路基要求应该密实、均匀、稳定,土基回填模量不应小于20Mpa,对于填方路基段,有水田、池塘段应先排水、疏干、挖除淤泥、抛填片石进行处理。路堤按照最优的分层填筑方式进行分层填筑。而对于挖方路基段首先综合考虑土石方的利用和废弃,力求做到运距短,占地少,处理好边坡问题,保证路堑边坡稳定。土基内原有的树根、草皮以及埋在地下的孤石木板必须进行清除,并以透水性良好的土进行回填。整个路基应分层夯实,填方混泥土路面下土基上层80cm内的压实度应达到或超过标准压实度0.98,80cm以下达到0.95,低填零填方或者挖方路段0~30cm内应达到0.95。
1.3 路基、路面排水系统
厂区路面采用双坡形式,以2%的横坡双侧排水,排水收入道路两边排水沟,通过边沟排放至涵洞或者天然沟渠。
为了防止地面径流对路基产生冲刷,能迅速的排除路基范围和流向路基的少量的地面水,在路基两侧设置浆砌片石梯形排水沟,断面尺寸为60×60cm;在高路堑地段,为了防止路基上方水流对坡面产生冲刷,保证边坡的防护稳定性,在坡顶以外5m外设置浆砌片石截水沟。
而对于填挖过渡段,在其填挖结合路段设置盲沟,将含水层内的地下水拦截在路基范围之外,在盲沟透水性回填料上方设置30cm的夯实粘土作为不透水封闭层,以防止地面水渗入;盲沟内透水性回填料采用粒径5~40mm的碎石。
1.4 防护工程
在一般路段,当边坡高度小于3.0m时,采用植草皮的方法;在填方路段3~6m(挖方3~8m)时,采用方格网护坡进行防护;填方高度大于6m时设两级防护,并设2m宽的护坡道;当挖方边坡防护高度大于8m时同样设两级防护,护坡道宽2.0m,护坡道采用30cm厚M5.0浆砌片石铺筑。对于受地形限制的地段,护坡放坡坡度满足不了要求时,采用挡土墙形式进行边坡防护。
2 路面设计
路面设计标准按交通分级为重交通形式,设计基准期为20年,水泥砼面板抗弯拉强度大于等于5.0(MPa)。底基层采用15cm厚3%水泥稳定碎石,基层采用20cm厚5%水泥稳定碎石,面层采用24cm水泥砼。
道路中间设置双黄线,补充交通标志等,高填方地段路边设置保护隔离措施。
3 竖向设计
在进行道路竖向设计的时候,为保证车辆在通行的过程中能以设计的时速进行安全、舒适的行驶,纵坡应有一定的平顺性,起伏不宜过大,尽量减少变坡点,避免行车时出现上下颠簸,尽量避免使用极限纵坡值。在设计的过程中,充分考虑挖填平衡,降低造价。在相邻变坡点坡度大于2%时,设置缓和曲线;在转弯的路段,行车道从直线上的双坡断面过渡到圆曲线上的单坡面,由于惯性作用,产生离心力,为了抵消这一会给行车带来危险的离心力,一般需设置超高,适当的超高不仅能给行车带来舒适感,同时也最大程度的减少行车事故的发生。 4 道路施工
水泥混凝土路面受气候、温度变化的影响,板体会产生膨胀和收缩的现象,如果在混凝土路面设计和施工中没有考虑设置必要的胀缩缝,路面修筑后就会因受温度变化影响而产生许多不规则裂缝,或者发生路面隆起现象,在使用中就会使整个路面面板破坏。因此在修筑水泥混凝土路面时,隔适当距离,沿纵向和横向设置接缝。
水泥混凝土路面的接缝分为横缝和纵缝。水泥混凝土路面的横向接缝垂直于行车方向,一般分为缩缝、胀缝、施工缝三种。缩缝保证面板因温度和湿度的降低而收缩时,板沿该薄弱断面缩裂,从而产生不规则裂缝。胀缝保证面板在温度升高时能部分伸张,从而避免面板在热天的拱胀和折断破坏,同时胀缝也能起到缩缝的作用。在混凝土浇筑施工过程中,如果因某种原因不能连续进行或间隔时间较长时,应设置施工缝,施工缝应尽量与胀缝相结合。
路面板的板宽即纵向缩缝间距按路面宽度和每条行车带宽度而定。
路面板的板长即横向缩缝一般采用4.5m~6.0m,一般不超过6.0m,并且板宽与板长比以1:1~1:1.3为宜。
在施工过程中,当一次铺筑宽度大于4.5m时,应增设纵向缩缝,纵缝采用假缝形式,并设置拉杆,以防止板块横向位移。假缝见下图:
当一次铺筑宽度小于路面宽度时,应设置纵向施工缝,见下图:
每天摊铺结束或摊铺中断时間超过30分钟时,水泥混凝土将出现初凝、中断或结束摊铺,应使用端头钢模板设横向施工缝。横向施工缝的位置宜与胀缝或缩缝重合,确有困难不能重合时,施工缝应采用设螺纹传力杆的企口缝形式。
胀缝尽量少设或不设,但是在连接桥涵或其他固定建筑物处、与柔性路面相接处板厚改变断面处、隧道口及纵坡变化处,均应设置胀缝。设置胀缝时,胀缝应与路面中心线垂直,缝壁必须垂直;缝隙宽度要一致;缝中不得连浆。缝隙上部浇灌填缝料,下部设置胀缝板。胀缝传力杆的活动端,可设在缝的一边或者交错布置。固定后的传力杆必须平行于板面及道路中心线,其误差不得大于5mm。传力杆采用顶头木模固定或支架固定安装的方法。
5 道路养护
5.1 混泥土面板的养护
混泥土面板完成后要及时的进行养护,面层抹平后沿横坡方向拉毛或用机具压槽,深度设为1-2mm。养护时根据施工工地情况和条件选用养护条件,福清核电进厂道路采用湿治养护法进行养护。用草袋、草帘等,在混泥土终凝后覆盖于混泥土面板上,每天均匀洒水,使其保持潮湿状态。养护期间禁止车辆通行,在达到设计强度的40%时可允许行人通行。养护期一般为14-28d。
5.2 道路边坡
道路边坡采用“人”字骨架或者“门”型骨架时,中间植草皮或者种草籽,选用适合当地气候条件的根系发达、茎干低矮并且生长能力强的混合多年生草种,均匀分布,草籽埋深不小于5cm,定期喷水,保证土体流失。
6 结束语
道路的设计与施工涉及到方方面面,从最初的选线、踏勘一直到路线方案的对比、路基的处理要求、填挖方比列控制,道路纵坡的坡度控制以及道路诸多要素,边坡的设置和道路路面施工时各种接缝的设置等,任何一个环节的差错都会影响到道路的通行能力甚至安全,尤其是路面接缝的设置是一个相对比较复杂的程序。在整个过程中,设计与施工应紧密结合,以使路线、路基以及整个路面达到最优化的程度。使道路最大程度的满足通行要求,并能给行车带来一定得舒适感。
参考文献
[1] 张雨化主编,《道路勘测设计》,北京:人民交通出版社,1997.
[2] (《道路》J007-1~2),中国建筑标准设计研究所出版.
[3] (《道路》J007-5~8),中国建筑标准设计研究所出版.
[4] 交通部公路科学研究所主编,《公路路面基层施工技术规范》,北京:人民交通出版社,2000.
[5] 中华人民共和国交通部主编,《水泥砼路面施工及验收规范》,北京:中国计划出版社,2000.