高等級公路路面排水設(shè)施中瀝青混凝土攔水緣石設(shè)計的探討
摘 要:瀝青混凝土攔水緣石是高等級公路路面排水設(shè)施的一個組成部分。但由于其施工方法復(fù)雜、制約條件多、設(shè)計與施工規(guī)范中有關(guān)技術(shù)要求簡單,使設(shè)計、施工和使用中均存在一定問題。本文結(jié)合滬寧高速公路江蘇段的設(shè)計與施工實踐,對瀝青混凝土攔水緣石的設(shè)計理論與方法、施工組織與管理、施工設(shè)備等提出了自己的看法和建議。
關(guān)鍵詞:高等級公路 攔水緣石 設(shè)計
瀝青混凝土攔水緣石作為高等級公路路面排水設(shè)施的組成部分,在國外很常見。我國自京津塘高速公路采用后,已在多條高速公路建設(shè)中采用,效果良好。但是,目前國內(nèi)論及瀝青混凝土攔水緣石設(shè)計與施工的文獻資料不多,在設(shè)計與施工規(guī)范中,只提出了簡單的要求?,F(xiàn)行《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ032-94)中,有關(guān)瀝青混凝土路緣石施工的要求,是參照美國路緣石規(guī)范(SS-3)的有關(guān)規(guī)定編寫的,不盡周詳。筆者通過工程設(shè)計與施工的實踐,現(xiàn)就有關(guān)問題與同行共同探討。
1 設(shè)計方面?
1.1 設(shè)計目的
水是影響公路質(zhì)量和使用品質(zhì)和一大要素,設(shè)計完善的排水系統(tǒng)是十分重要的。路面排水主要是排出路面范圍內(nèi)的降水即路面徑流,使之不沖刷填方邊坡,保持路基穩(wěn)定,提高路面的使用壽命,保證行車安全。對于高速公路來說,因其路幅寬,降到路面上的雨水量較多,排水不暢的路面將形成積水,高速行車會使積水霧化,迷霧遮擋駕駛員視線,增加行車事故。而且,積水會降低路面的抗滑性能,增加行車的危險性。另外,高速公路必須確保長年通車,以及路基、路面和各種結(jié)構(gòu)物經(jīng)久耐用,保持完好的路容,減少養(yǎng)護工作量。因此,在路肩外側(cè)邊緣處設(shè)置攔水帶,攔截路面水流以形成側(cè)溝,通過泄水口、急流槽將側(cè)溝內(nèi)的水排入路基外的排水溝,以達到既保障路面排水暢通,又防止路面漫流沖刷路堤邊坡的要求。
1.2 設(shè)計原則
《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》(JTJ014-97)的6.2.3條“高速公路、一級公路的路面排水”中,將路面排水劃分為路面排水、路肩排水和中央分隔帶排水三個部分組成。路面排水設(shè)施由路面橫坡、攔水帶(或矩形邊溝)、泄水口和急流槽組成,并對路面橫坡、泄水口的設(shè)置作了一般性規(guī)定,對于攔水帶的設(shè)置原則,沒有提及。而《公路路基設(shè)計規(guī)范》(JTJ014-95)的4.4.3條“路肩排水設(shè)施”中,將攔水帶作為路肩排水設(shè)施的一個組成部分,規(guī)定其縱坡應(yīng)與路面的縱坡一致,“當路面縱坡小于0.3%時,可采用橫向分散排水方式將路面水排出路基,但路基填方應(yīng)進行防護;當路堤邊坡較高,采用橫向分散排水不經(jīng)濟時,應(yīng)采用縱向集中排水方式,在硬路肩邊緣設(shè)置攔水帶,并通過急流槽將水排出路基”。這里對是否設(shè)置攔水帶提出了兩個概念:一個是縱坡0.3%,另一個是路堤邊坡高度。?
而實際上許多高等級公路設(shè)計過程中,只將縱坡0.3%作為是否設(shè)置攔水帶的唯一界定標準。以滬寧高速公路江蘇段為例,其施工圖設(shè)計文件的路面排水中就規(guī)定“在路線縱坡<0.3%的路段不設(shè)攔水帶,路面水隨路面橫坡橫向排出,漫流過填方防護邊坡進入邊溝排水。路線縱坡≥0.3%的路段,在硬路肩外設(shè)瀝青混凝土攔水緣石,每40~80m設(shè)水簸箕接邊坡急流槽、消力池,將路面水集中排入邊溝”。同時,對不同路堤邊坡高度與攔水帶設(shè)置的關(guān)系卻未做深入的探討,即路堤的邊坡高度與是否設(shè)置攔水帶無關(guān)。
2 實際施工和使用過程中遇到的問題?
2.1 施工組織與安排
瀝青混凝土攔水緣石工程,對于一條高等級公路的設(shè)計來說,是一個相對微小的單元,對一條高等級公路的總體質(zhì)量水平也影響不大,因此一般得不到施工與管理人員的重視,在施工組織與計劃安排中也成為一個相對薄弱的環(huán)節(jié)。實施施工過程中,瀝青混凝土攔水緣石必須在瀝青面層鋪筑后連續(xù)鋪設(shè),但從我國高等級公路的建設(shè)經(jīng)驗來看,一般建設(shè)后期的工期相對緊迫,勢必造成瀝青混凝土攔水緣石施工的緊張。
而且,從我國《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ032-94)的10.5.3條中規(guī)定的瀝青混凝土攔水緣石用混合料級配來看(見表1),其級配與AC-13Ⅰ型相近,卻更細一些,與一般高等級公路上面層所采用的瀝青混合料級配完全不同,需要單獨拌制,因此與路面施工拌料沖突,只能利用拌和樓生產(chǎn)的間隙加以拌制?!?/P>
16 |
13.2 |
4.75 |
2.36 |
0.3 |
0.075 |
油石比 |
|
|
通過質(zhì)量百分率(%) |
100 |
85~100 |
65~80 |
50~65 |
18~30 |
5~15 |
7.0±0.3 |
另外,一般情況下瀝青混凝土攔水緣石設(shè)置的位置,正好位于防撞護欄板的下方或靠得很近,為了保證瀝青混凝土攔水緣石成型機有足夠的施工空間,必須等瀝青混凝土攔水緣石施工作業(yè)后,才能安裝防撞護欄板,制約了防撞護欄板的安裝施工。
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2.2 施工設(shè)備
瀝青混凝土攔水緣石成型機,國內(nèi)尚無成熟的產(chǎn)品,需進口,已配備該設(shè)備的施工單位也不多。待到施工前安排生產(chǎn)時再進口該設(shè)備,往往是措手不及。?
從現(xiàn)有進口的該類設(shè)備來看,以美國產(chǎn)的Technotest瀝青混凝土緣石成型機為例,其料斗很小,且相對位置高,施工中無法用運料車直接將拌和好的瀝青混合料倒入料斗,而且因為配重的要求,料斗不能改大。通過實踐,施工中一般在運料車后拖一低底盤平板車,進料時先由運料車卸一部分熱料在平板車上,再由人工鏟入料斗內(nèi)。因此,一般需5~8個工人同時操作,且工作溫度高,工人勞動強度大,瀝青混合料也因攤鋪時間長,易于冷卻,影響質(zhì)量。?
另外,該設(shè)備無自行能力,其前進的力量來自擠壓瀝青混凝土成型時的反作用力,因此速度不快,一般只能達到2~3.5m/min,遇到彎道、上坡等情況速度更慢。除掉天氣和檢修時間等影響因素,通常情況下一天只能完成2km。而且,每行進20~50m還需停機一次,設(shè)置水簸箕以接上邊坡急流槽,大大影響了行進速度。再加上該設(shè)備的螺旋輸送桿、傳動鏈條、擠壓模型等均為磨擦易損件,需要經(jīng)常維護、修補、更新,在使用中很麻煩。
2.3 使用狀況
目前,高等級公路路面大都采用的是粗糙路面,造成平緩坡度下表面排水能力不足,再加上局部沉降等因素,往往造成瀝青混凝土攔水緣石內(nèi)側(cè)路面局部積水,既影響行車安全,又不利于路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
瀝青混凝土攔水緣石每隔20~50m要設(shè)置一個引水至急流槽的水簸箕,該彎頭用瀝青混凝土攔水緣石成型機無法直接施工,很多施工單位就改用水泥混凝土替代,表面刷以黑漆,或是用瀝青混凝土人工砌筑,都很不美觀。?
另外,在高等級公路運營過程中,路面上的很多細小塵土在行車或自然風的作用下,可以吹出路面。而設(shè)置了瀝青混凝土攔水緣石的路段,這些塵土卻集中在瀝青混凝土攔水緣石內(nèi)側(cè),加大了養(yǎng)護清掃工作量,也影響美觀。特別值得一提的是,冬季雨雪天氣后,因受到瀝青混凝土攔水緣石的攔阻,排水不暢,普通除雪設(shè)備又無法將積雪推出路面,容易造成路面反復(fù)凍融形成冰層,極易引發(fā)事故,嚴重地影響了行車安全。
3 意見和建議
從以上分析可以看出,設(shè)置瀝青混凝土攔水緣石雖然可以防止路面涇流對邊坡的沖刷,但是因其施工方法復(fù)雜,受到的制約條件多,相對施工時間長,且使用過程中某些問題不能完全解決,使用效果并不明顯。因此,認為,除了在不降低其質(zhì)量要求的前提下,盡量提高生產(chǎn)效率,縮短其施工期之外,應(yīng)該在不影響整個排水系統(tǒng)功能和使用效果的前提下,盡可能減少瀝青混凝土攔水緣石的設(shè)置數(shù)量,以減少其對整個工程的不利影響。
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