论道路拦水缘石的应用及施工技术

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论道路拦水缘石的应用及施工技术

山东茂隆新材料 2020-11-16 2205


 沥青混凝土拦水缘石作为高等级公路路面排水设施的组成部分,在国外很常见。我国自京津塘高速公路采用后,已在多条高速公路建设中采用,效果良好。但是,目前国内论及沥青混凝土拦水缘石设计与施工的文献资料不多,在设计与施工规范中,只提出了简单的要求。现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)中,有关沥青混凝土路缘石施工的要求,是参照美国路缘石规范(SS-3)的有关规定编写的,不尽周详。

  一、设计目的

  水是影响公路质量和使用品质和一大要素,设计完善的排水系统是十分重要的。路面排水主要是排出路面范围内的降水即路面径流,使之不冲刷填方边坡,保持路基稳定,提高路面的使用寿命,保证行车安全。对于高速公路来说,因其路幅宽,降到路面上的雨水量较多,排水不畅的路面将形成积水,高速行车会使积水雾化,迷雾遮挡驾驶员视线,增加行车事故。而且,积水会降低路面的抗滑性能,增加行车的危险性。另外,高速公路必须确保长年通车,以及路基、路面和各种结构物经久耐用,保持完好的路容,减少养护工作量。因此,在路肩外侧边缘处设置拦水带,拦截路面水流以形成侧沟,通过泄水口、急流槽将侧沟内的水排入路基外的排水沟,以达到既保障路面排水畅通,又防止路面漫流冲刷路堤边坡的要求。

  二、设计原则

  《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)的6.2.3条“高速公路、一级公路的路面排水”中,将路面排水划分为路面排水、路肩排水和中央分隔带排水三个部分组成。路面排水设施由路面横坡、拦水带(或矩形边沟)、泄水口和急流槽组成,并对路面横坡、泄水口的设置作了一般性规定,

沥青麻绳是有麻绳和公司的技术人员研发的一款具有防腐性沥青为主要材料的添加剂通过浸泡的一款产品。麻绳是取各种麻类植物的纤维。麻绳是麻在大水池里泡一段时间,后扒掉皮,晒干,然后用搓绳机加工。麻绳具有抗拉力和抗阻力较强,而且耐腐蚀、耐摩擦、有弹性,当突然受到冲击时不易断裂,在起重作业中用得较多。然而沥青麻绳在研究开发中通过沥青等添加剂的浸泡后,用于伸缩缝、沉降缝等填缝材料。沥青麻绳的规格有2cm~8cm之间都有。

对于拦水带的设置原则,没有提及。而《公路路基设计规范》(JTJ014-95)的4.4.3条“路肩排水设施”中,将拦水带作为路肩排水设施的一个组成部分,规定其纵坡应与路面的纵坡一致,“当路面纵坡小于0.3%时,可采用横向分散排水方式将路面水排出路基,但路基填方应进行防护;当路堤边坡较高,采用横向分散排水不经济时,应采用纵向集中排水方式,在硬路肩边缘设置拦水带,并通过急流槽将水排出路基”。这里对是否设置拦水带提出了两个概念:一个是纵坡0.3%,另一个是路堤边坡高度。

  三、施工设备

  沥青混凝土拦水缘石成型机,国内尚无成熟的产品,需进口,已配备该设备的施工单位也不多。待到施工前安排生产时再进口该设备,往往是措手不及。

  从现有进口的该类设备来看,以美国产的Technotest沥青混凝土缘石成型机为例,其料斗很小,且相对位置高,施工中无法用运料车直接将拌和好的沥青混合料倒入料斗,而且因为配重的要求,料斗不能改大。通过实践,施工中一般在运料车后拖一低底盘平板车,进料时先由运料车卸一部分热料在平板车上,再由人工铲入料斗内。因此,一般需5~8个工人同时操作,且工作温度高,工人劳动强度大,沥青混合料也因摊铺时间长,易于冷却,影响质量。

  另外,该设备无自行能力,其前进的力量来自挤压沥青混凝土成型时的反作用力,因此速度不快,一般只能达到2~3.5m/min,遇到弯道、上坡等情况速度更慢。除掉天气和检修时间等影响因素,通常情况下一天只能完成2km。而且,每行进20~50m还需停机一次,设置水簸箕以接上边坡急流槽,大大影响了行进速度。再加上该设备的螺旋输送杆、传动链条、挤压模型等均为磨擦易损件,需要经常维护、修补、更新,在使用中很麻烦。

  四、进一步完善设计理论

  目前,我国对暴雨状态下路面积水在路面合成坡度等因素的综合作用下如何流动,以及由此对公路本身造成的危害如何产生,尚没有充足的理论依据。依靠经验数据,对于各种相关因素之间的经济性分析更是无据可查。过去,部分专家以纵坡0.5%作为是否设置拦水带的界定标准。后为提高可靠度,将界定标准改为纵坡0.3%,这里虽然坡度只差0.2个百分点,但在工程数量上的差别却很大。

  五、边坡防护综合设计

  边坡防护有植草防护、干(浆)砌片石防护和衬砌拱防护等多种形式,因原材料、人工费用不同而使得各种防护形式的价格也高低不一。各地应结合当地的实际情况,对设置沥青混凝土拦水缘石进行综合分析、设计。对于一般性低矮路堤,且浆砌片石防护单价不高的情况下,可不考虑路面纵坡大小,均采取满砌防护而不设拦水带;或者可以依据地形并结合排水设计,将边坡改为局部缓坡,不设拦水带,而采用路面漫流排水方式;另外,从美观及施工方便角度出发,对于两个挖方段之间设置沥青混凝土拦水缘石长度不足100m的段落,也可不设,而相应加大防护工程的投入。总之,通过拦水带和边坡防护等从多方面加以综合分析比较,在节约投资、保证质量、节省工期的前提下,尽量减少设置拦水带的数量。

  六、加强施工组织管理

  在施工组织计划中,应尽早安排沥青混凝土拦水缘石的生产,提前落实施工设备、人员与施工方案,并在购置设备的同时预先准备充分的备件,落实专人负责,在施工过程中勤保养勤维护,保证设备最有效地工作。并且,应加强施工组织管理,合理安排生产,歇人不停机,尽量延长设备的运转时间,尽量减少对其它设施及整个工程的制约作用。

  同时,建议我国的公路机械设备生产单位加紧对国产沥青混凝土缘石成型机的开发与研制,以满足我国日益增长的高等级公路的建设需要。

  总之,对于高等级公路沥青混凝土拦水缘石的设计,应当立足于各地区自然条件、降水量和原材料的来源等情况,因地制宜,结合整个道路排水系统,从功能性、质量可靠性、经济性等多方面加以综合考虑,不可简单片面而造成浪费。目前,我国高等级公路的建设还处在发展阶段,某些设计理论和设计思想还不够成熟,各施工单位的施工方法及施工水平也不尽相同。只有各级公路设计、建设、管理等部门形成共识,深入研究,才能不断提高设计与建设水平。


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