试论公路路基及基层设计参数的研究论文_吴胜

试论公路路基及基层设计参数的研究论文_吴胜

(四川川北公路规划勘察设计有限责任公司,628017)

【摘 要】公路路基及基层设计参数对公路工程的质量有着很大的影响,在现实生活中,气候、施工材料、施工条件、地貌地基、公路建设的材料等也都会影响公路路基及基层参数的变化。本文就来分析研究一下公路路基及基层设计的参数的主要内容。

【关键词】公路路基;基层设计参数;研究

随着我国经济的快速发展,我国公路建设的规模也在日渐加大,设定合理的公路路基及基层设计参数不仅能保证公路工程的质量也可以增长公路的使用年限。在公路工程的建设中,影响公路路基及基层设计参数的因素有很多种,有环境因素也有材料等因素,在确定公路路基及基层设计参数的时候一定要注意认真分析这些因素,确保公路工程的质量安全。

一、公路的自然区划

公路的自然区划是影响公路路基及基层设计参数最主要的因素,公路自然区划它主要是根据自然、技术以及经济等因素来判断出公路工程地域建设的可行性以及需要掌握什么样的技术要求。我国幅员辽阔,各地的自然环境也都有着较大的差别,在我国公路的自然区划可以划分为三个等级。其中一级区划主要有季节冻土、多年冻土以及全年不冻三个部分。而后还会根据地理位置等因素再划分出湿润、湿热、干旱、潮湿等七个区间。二级区划主要是根据潮湿系数再做进一步的划分,三级区划就是在二级区划的基础上再进一步的划分出更低一点的区域空间。区划好三个等级之后,就可以以三个等级为参照选择合理的措施与方法来进行公路路基及基层设计参数的设计与确定[1]。

二、分析研究基层设计参数

基层主要就是置于路基之上的,它一般会使用到颗粒性材料、水硬性结合料以及沥青类材料。这些材料都是根据不同的方式来组成各种路面的结构层,就比如说密实型、稳定型等方式。在基层设计参数中,表征材料刚度特性指标的模量值是最为重要的,这个模量值主要就是反应路基的抗压强度,《公路沥青路面设计规范》中对于一些典型的基层材料给出了设计参数的取值推荐。可是在现实生活的应用中,还必须要考虑到两个因素,第一个就是基层材料设计参数会随着龄期的变化而变化,这之中还包括了抗压回弹模量与龄期之间的关系、抗压强度与龄期之间的关系以及劈裂强度与龄期之间的关系。一般基层材料的化学反应会保持很长的时间,不仅如此它还会受到温度、环境等的影响。这些刚性材料的强度和弹性模量也就是回弹模量都是会随着龄期而不断的增长,而且也还会存在着较好的对数关系,所以,基层的设计参数的实验龄期也是很长的。第二个就是强度以及模量的折减系数,从《公路沥青路面设计规范》中获取到的设计参数取值和现场制件获取的数值是不一样的,这主要是因为不论是抗压强度还是劈裂强度等他们都是会受到施工条件以及气候等因素的影响,所以在基层参数的设定时也必须要考虑折减系数[2]。

三、分析研究公路路基设计参数的主要方法

3.1路基回弹模量的现场实测法

路基是路面结构中最基础的一个部分,它的抗荷载能力的大小主要是取决于路基回弹模量。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于含水量、土质以及密实度的不同路基的回弹模量也是会发生相应变化的,所以在计算路基回弹模量的时候也应该采取相应的方法。计算路基回弹模量的方法主要有四种,分别是现场实测法、查表法、室内实验法以及换算法。现场实测法主要就是在路基比较松软的季节,比如雨季过多的季节,对已经建设好的路基表面做一个计算,这个计算主要是根据《公路路基路面现场测试规程》来进行的,首先要选用直径为三十厘米的刚性承载板对路基逐渐的进行加载然后再逐渐卸载,由此来测量出土基0-1mm的变形压力曲线,随后再根据相应的公式算出路基回弹模量。在测试路基回弹模量的方法中现场实测法其实是最基本的一个方法,但是对于路基回弹模量的测试是比较复杂的,在今后的测试中还是要多加注意与完善[3]。

3.2路基回弹模量的查表法

路基回弹模量的查表法是其四种方法中最简单的一种方法,查表法就是查看路基参数推荐表,这个表主要是在原来路基轻型击实标准上提出的,查表所得出的路基回弹模量值是根据路基压实度的变化而变化,当路基压实度从轻型变换成重型的时候,路基回弹模量值也可以相应的提高一点。

查表法主要有三个点,第一点就是要确定临界高度,所谓临界高度就是指当路基在不利季节中处于干燥、湿度适当以及潮湿的状态时,路床表面与地表积水水位或是地下水的最小高度,这个值主要是根据气候因素以及其他路面建设的经验获得。第二点就是制定土的平均稠度,这一步要先根据路基的临界高度来判断出不同路段中路基的干湿程度与类型,然后再根据路基的干湿类型表同时还要参考路基干湿状态的稠度建议值,这样就可以得出不同路段土的平均稠度值。第三点是预测路基回弹模量,首先要确定好自然区划,然后再根据指定的路基土的平均稠度参照“二级自然区划中各土组路基回弹模量的参考值”表中所列的内容,这样就可以预测出路基回弹模量[4]。

3.3路基回弹模量的室内实验法与换算法

室内实验法就是选代表性土样在含水量最佳的条件下根据承载板测定出室内回弹模量,不过所得出的结果也应该要考虑到不利季节的影响。依据路段的路基临界高度和路基的干湿类型,还有土基的含水量确定可以代表不利季节土基的稠度值,之后再让土基根据重型击实的标准进行压实,同时要注意设计压实度,由于之前已经确立了稠度值,所以就可以根据换算关系来确定弹模量。在一些相关文件中也做了大量的实验来总结一些地方土基压实度、弹模量还有稠度值之间的关系,但是不论是之前说到的查表法还是刚刚说到的室内试验以及换算法,根据这些方法所获得的土基回弹模量是存在很大的差异的,它的变异系数平均值大概在30%左右,有时还可能更高。造成这种情况的主要原因就是不同地区土或是土质的含水量也都是不一样的,它们之间的差异也比较大,所以获取到的土基回弹模量的差异也比较大,还有一点就是经济与人为的原因,土基回弹模量很低所以任何土质路基的强度也都要能达到一定的要求,这样的话路况的质量就没有保证。如果定的太高,那一些地区的路基强度也会达不到标准,这是就需要采取一些相应的措施,就比如书换土等,这样就会造成成本的浪费。所以在进行实验的时候,要能考虑到一条路它或许有不同的自然区划,或是同一条路却有不一样的地质条件,这时就需要对不同条件的路段进行不同的分段实验,然后确定多个回弹模量[5]。

结束语

公路工程的建设是推动一个国家经济发展的必然要求,如何能够提高公路工程建设的质量是每个国家都比较关注的一个问题。所以在公路工程的建设中我们国家还需要对基层材料及基层设计参数进行仔细的分析与研究,以此来提高我国公路工程建设的质量。希望相关部门在选取公路路基及基层设计参数的时候能更多的考虑到各方面的因素,希望未来我们国家公路工程建设的质量也能够越来越高。

参考文献:

[1]穆红运.河南省公路路基及基层设计参数的研究[J].长沙理工大学,2012.07(02): 136-163.

[2]王理吉.新疆公路路基路面弯沉验收标准修正方法研究[J].长安大学,2011.07(06): 103-165.

[3]张锋.深季节冻土区重载汽车荷载下路基动力响应与永久变形[J].哈尔滨工业大学,2012.07(06):178-257.

[4]任占聪.公路路基及基层设计参数的研究[J].交通建设与管理,2012,07(01):666- 145.

[5]王慧.云南省高原山区农村公路路基路面典型结构研究[J].长安大学,2014.07(09): 365-125.

论文作者:吴胜

论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年1月供稿

论文发表时间:2016/4/21

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