城市道路工程及新技术

城市道路工程及新技术内容1.道路概述2.路基工程3.路面工程4.道路常见病害5.SMA沥青混合料路面6.SBS在改性沥青中的应用1.道路概述1.1道路分类1、公路：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路；2、城市道路：快速路、主干路、次干路、支路；3、其他：厂矿道路、林区道路。1.2公路与城市道路的异同1.2.1相同点（1）结构层相同：都分为路基、基层、面层。（2）筑路材料相同：主要材料为土、砂、碎石、粉煤灰、水泥、沥青等。（3）施工方法、施工机械相同：压路机、摊铺机等。1.2.2不同点（1）功能的区别：公路位于城际之间，为长距离客货运输服务，服务对象主要是机动车，兼有少量的非机动车和行人。城市街道除了服务机动车外，还为非机动车以及行人服务。城市道路为公共设施，其它配套市政公用设施有给排水、电力、通、照明、燃气、热力等。城市街道是这些附属设施的载体。（2）构造的异同：公路一般不设置人行道，城市街道除了设置人行道外，还要埋设地下管线。人行道设置绿化景观、导盲带、垃圾桶、照明等市政设施。单幅路（一块板）双幅路（两块板）三幅路（三块板）四幅路（四块板）–按照路面材料不同道路可分为：水泥混凝土路面、沥青路面。–水泥路面优点是使用年限长，不易损坏，行车省油，有利于夜间行车，对施工的要求较低，缺点是施工后不能立即开放交通，噪音大，接缝多，损坏修复困难。–沥青路面优点是行车噪音小，感觉舒适，没有跳车，施工完成后能立即开放交通；缺点是使用年限较水泥路面短，易受天气影响，不利于夜间行车。2.路基工程2.1路基类型路基：按断面型式分为：路堤、路堑、填挖结合路基、零填零挖路基四种；按材料分为：土路基、石路基、土石路基三种1、路堤1）概念①路床：路面底面以下0.8m范围内的路基部分。在结构上分为上路床（0~0.30m）及下路床（0.30~0.80m）两层。②路堤：高于原地面的填方路基。路堤在结构上分为上路堤和下路堤，上路堤指路面底面以下0.80~1.50m范围内的填方部分；下路堤指上路堤以下的填方部分。2）按填土高度分①矮路堤：H1.0~1.5m②一般路堤：H=1.5~18m③高路堤：H18~20m3）常用横断面形式a)矮路堤b)一般路堤c)浸水路堤d)护脚路堤e)挖沟填筑路堤2、路堑常见断面形式a)全挖路基（图a)b)台口式路基（图b)c)半山洞路基（图c)3、填挖结合常用断面形式：a)一般填挖路基b)矮挡土墙路基c)护肩路基d)砌石护坡路基e)砌石护墙路基f)挡土墙支撑路基g)半山桥路基2.2路基施工程序(1)准备工作(2)修建小型构造物与埋设地下管线：小型构造物和地下管线是城市道路路基工程中必不可少的组成部分。小型构造物可与路基(土方)同时进行，但地下管线必须遵循“先地下，后地上”、“先深后浅”的原则来完成。修筑地表水和地下水排除设施，为后续土石方工程施工创造条件。(3)路基(土、石方)工程(4)质量检查与验收1.路基施工测量1）恢复中线测量：恢复道路设计中线，对道路中线的各点进行复测，确认无误后进入施工测量。2）钉线外边桩：由道路中心线测出道路宽度，在道路两侧边线外0.5—1.0m处，以5m、10m或15m为间距钉木(边)桩。3）测标高：测出道路中心高程，标于边桩上（即“红印”），以供施工2.3路基施工要点2.填土路基1）路基填土不得使用腐殖土、生活垃圾土、淤泥、冻土块或盐渍土。填土内不得含有草、树根等杂物，粒径超过100mm的土块应打碎。2）排除原地面积水，清除树根、杂草、淤泥等。应妥善处理坟坑、井穴，并分层填实至原基面高。3）填方段内应事先找平，当地面坡度陡于1：5时，需修成台阶形式，每层台阶高度不宜大于300mm，宽度不应小于1.0m。4）根据测量中心线桩和下坡脚桩，分层填土，压实。5）碾压前检查铺筑土层的宽度与厚度，合格后即可碾压，碾压“先轻后重”，最后碾压应采用不小于12t级的压路机。6）填方高度内的管涵顶面填土500mm以上才能用压路机碾压。7）填土至最后一层时，应按设计断面、高程控制填土厚度，并及时碾压修整。3.挖土路基1）路基施工前，应将现况地面上积水排除、疏干，将树根坑、粪坑等部位进行技术处理。2）根据测量中线和边桩开挖。3）挖方段不得超挖，应留有碾压而到设计标高的压实量。4）压路机不小于12t级，碾压应自路两边向路中心进行，直至表面无明显轮迹为止。5）碾压时，应视土的干湿程度而采取洒水或换土、晾晒等措施。6）过街雨水支管沟槽及检查井周围应用石灰土或石灰粉煤灰砂砾填实。4.质量检验1、土方路基（路床）质量检验应符合下列规定：–主控项目–1路基压实度应符合本规范的规定。–检查数量：每1000m2、每压实层抽检1组（3点）。–检验方法：查检验报告（环刀法、灌砂法或灌水法）。–2弯沉值，不得大于设计规定。–检查数量：每车道、每20m测1点。–检验方法：弯沉仪检测。一般项目3土路基允许偏差应符合下表的规定。4外观质量检查：路床应平整、坚实，无显著轮迹、翻浆、波浪、起皮等现象，路堤边坡应密实、稳定、平顺等。检查数量：全数检查。检验方法：观察。–压实应符合下列要求：1）路基压实度应符合表6.3.9-2的规定。2）压实应先轻后重、先慢后快、均匀一致。压路机最大速度不宜超过4km／h。3）填土的压实遍数，应按压实度要求，经现场试验确定。4）压实过程中应采取措施保护地下管线、构筑物安全。5）碾压应自路基边缘向中央进行，压路机轮外缘距路基边应保持安全距离，压实度应达到要求，且表面应无显著轮迹、翻浆、起皮、波浪等现象。6）压实应在土壤含水量接近最佳含水量值的±2％时进行。2.4城市道路路基压实作业要求2.5影响城市道路路基稳定的因素（一）地理、地质条件（二）气候条件（三）水文和水文地质条件（四）土的种类及其工程性质。（五）其他因素压实度和弯沉是两个不同的概念:–由于土颗粒比重大于水、气，而使单位体积的密度增大，减小孔隙率，称之为压实。–工程上衡量路基路面的压实程度是工地实际达到干密度与室内标准击实试验得到最大干密度的比值百分数为压实度。–一般应先做压实度，待稳定几天(一般7天以上)，再检测弯沉。在验收规范里稳定层的实测项目里也有压实度的要求。如果是级配碎石的话，用普通的方法是测不出来压实度的.在工程上一般都是控制弯沉来进行路面设计的.弯沉是表征路基或路面各结构层抵抗竖直变形的能力。弯沉值越大，说明结构层强度越低。弯沉值的作用主要反映在以下三个方面：（1）评价路基或路面结构强度车辆荷载在路基、路面结构中产生的有效作用区通常在1.5～2.0m，路面各结构层顶面检测的弯沉值包含有一定厚度土基及其相应下承层的强度。因此，弯沉是一个综合反映路基路面整体强度。这也是世界上很多国家采用弯沉作为沥青路面设计强度指标的原因。（2）评价路基或路面各结构层次的均匀性即使同一路段，土基填料千差万别，填土高度交替变化。这些因素引起路床强度差异显著，最终导致在强度薄弱处首先出现早期局部损坏。因此，路基、路面各结构层次强度的均匀性正越来越受重视。其均匀性的控制一方面通过宏观调节，如材料的进场、摊铺、平整、碾压等工艺流程，可采用目视法，随时纠正；另一方面通过具体指标检验评价。压实度、厚度、平整度等指标均可用作为评价均匀性的辅助指标，但由于检验这些指标的频率很低，如验评标准中抽检基层压实度频率仅要求每200m每车道仅检测2处；施工规范要求检测每评定段或每2000m2仅检测6处，很难综合评价结构层的均匀性。应加大弯沉检测频率，每车道每20m一个断面检测（最低频率每公里也达40～50个测点），这样才更真实评价路面弯沉情况。（3）消除土基或基层下承层的质量隐患检测弯沉值结果还不仅仅局限于检测层，综合地反映其下承层，甚至土基的强度和均匀性。土基、底基层、基层交工后可能要相隔一段时间才能进行下一道工序。期间由于气候、水分等因素变化，引起其自身强度和稳定性变化。若因为土基或底基层引起基层弯沉值过大，在施工期间可通过及时处理这些薄弱部位，达到消除质量隐患。软土地基定义由软弱土层构成的地基就是软土地基。软弱土：（1）从性质上理解：滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的土。的（2）从具体土层上理解：由淤泥、淤泥质土、松软冲填土与杂填土，或其他高压缩性软弱土层。我国公路行业规范是指强度低,压缩量较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质。1、软土地基介绍2.6不良土质路基的处理方法软土地基的基本特点（1）高压缩性：软土由于孔隙比大于1，含水量大，容重较小，且土中含大量微生物、腐植质和可燃气体，故压缩性高，且长期不易达到固结稳定。（2）抗剪强度低：一般由淤泥、泥炭、有机质组成，因此，抗剪强度低。所以软土的抗剪强度最好在现场作原位试验。（3）透水性小：软土的透水性能很低，垂直层面几乎是不透水的，对排水固结不利，反映在建筑物沉降延续时间长。同时，在加荷初期，常出现较高的孔隙水压力，影响地基的强度。（4）触变性：软土是絮凝状的结构性沉积物，当原状土未受破坏时常具一定的结构强度，但一经扰动，结构破坏，强度迅速降低或很快变成稀释状态。软土的这一性质称触变性。所以软土地基受振动荷载后，易产生侧向滑动、沉降及其底面两侧挤出等现象。（5）流变性：是指在一定的荷载持续作用下，土的变形随时间而增长的特性。使其长期强度远小于瞬时强度。这对边坡、堤岸、码头等稳定性很不利。因此，用一般剪切试验求得抗剪强度值，应加适当的安全系数。（6）不均匀性：软土层中因夹粉细砂透镜体，在平面及垂直方向上呈明显差异性，易产生建筑物地基的不均匀沉降。软土地基能引起的不良的后果，但我们需要解决的主要有三方面问题：（1）强度和稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以承受路堤及路面外荷载时，地基可能会产生局部或整体剪切破坏，造成路堤塌方、失稳，桥台破坏。（2）沉降变形问题。当地基产生过大的沉降变形，特别是不均匀变形时，路面会开裂、引起桥头跳车，引起涵洞漏水，路面积水等。（3）在外来（地震、车辆振动）动力荷载作用下，可引起地基土特别是饱和无粘性土的液化、失稳及震陷。2、地基处理的解决问题软土地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，改良地基土的工程特性。（1）提高地基的抗剪强度（2）降低地基的压缩性（3）改善地基的透水特性（4）改善特殊土的不良地质特性最终目的：提高地基的稳定性和承载能力。3、地基处理目的针对软土地基的特点进行相应的处理：浅层承载力不足，可进行置换法处理；针对软土透水性差，采用增加排水途径、缩短排水距离等方法处理，增加承载力；通过加入其他物质，改善土质性能，提高承载力等等。根据不同的原理，地基处理的方法可大致分为：表层处理法、开挖置换法、排水固结法、灌入固化物、加筋法、冷热处理法。4、地基处理原理和分类（1）表层处理法在原软土层顶面通过铺筑一层能改善剪切特性、压缩特性或透水特性的其他材料或土工材料，来提高地基承载力或稳定性的处理方法。主要有砂垫层法、反压护道法、土工合成材料法。（2）开挖置换法利用物理力学性质较好的岩土材料，置换天然地基中部分（或全部）软弱土或不良土，形成双层地基或改良地基，以达到提高地基承载力、减小沉降的目的。置换法包括：换土垫层法、抛石挤淤强夯置换法、振冲置换法（振冲碎石桩法）、沉管碎石桩法、砂桩法、石灰桩法以及超轻质料填土法（轻质混凝土）等。（3）排水固结法对天然地基或先在地基中设置砂井（袋装砂井或塑料排水板）等竖向排水体，然后利用路基本身重量分级逐渐加载；或在建筑物建造前在场地上先行加载预压，使土体中的空隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。排水固结法包括：加载预压法、超载预压法、砂井法（普通砂井、袋装砂井和塑料排水带法）、真空预压与堆载预压联合作用降低地下水位法。（4）灌入固化物向土体中灌入或拌入水泥、石灰或其他化学固化浆材（水玻璃+氯化钙浆液、纸浆液如重铬酸盐类），在地基中形成增强体，以达到地基处理的目的。灌入固化物法包括：深层搅拌法、高压喷射注浆法、渗入性灌浆法、劈裂灌浆法、电动化学注浆