江油市城市道路设计论文
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谈江油市的城市道路设计
摘要:根据江油市气候、地质水文等条件,本文针对江油市城市道路设计中路面类型选择、路基处理、地下管线敷设及道路排水设计提出一些合理建议。
关键字:江油市城市道路路基路面管线排水
引言
江油市自然地质环境条件较复杂,所处的地形地貌梯度较大,地处前龙门山地与四川盆地西北部的接合地带,地势总体北高南低。
该区属亚热带湿润季风气候区,前半年干冷少雨,后半年炎热、潮湿,降雨量大。
龙门山前山断裂即江油一-灌县断裂贯穿全区,地质灾害的频繁发育,对原有地质环境的改变在进一步增强。
况且境内河流纵横交错,地下水位较高。
本文笔者参与了江油市一批道路的实际工程建设,简要阐述了笔者总结的设计经验,为当地城市道路建设提供参考。
一、工程地质
江油市地貌单元为涪江东岸i级阶地,地势平坦,土层钻探分析如下:
1.1第一层
耕植土和少量杂填土,褐灰色,稍密,主要由粘质土组成,含有机质、植物根茎及少量小卵石、砖瓦碎片等。
1.2第二层
粉质粘土,褐灰-褐黄色,湿~饱和,可塑~硬塑, 干强度中等,
无摇振反应。
1.3第三层
粉土,灰黄-褐黄色,湿,稍密, 干强度低,摇振反应中等,韧性低,局部夹有薄层粉砂和中粗砂土。
1.4第四层
卵石夹砂层,杂色,以灰色为主,饱和,稍密。
卵石含量约为55.2%,砾石和砂约占40%,其它为细粒土。
部分地段缺失该层。
1.5第五层
卵石层,杂色,以褐黄色为主,饱和,中密。
卵石含量约为65%,砾石和中粗砂约占30%,其它为细粒土。
水文地质资料表明:该地区地质结构较为复杂,地下管道穿越土质主要为粉质粘土和卵石土,地下水埋深在0.7~3.5m,主要补给源为地表水和大气降水,水位年变幅1.5m左右。
根据公路自然区划,江油市属于ⅴ2区,根据地勘报告,地下水位基本上都处于粉质粘土层内。
在整个区域内及勘察的宽度范围内不存在诸如岩溶、滑坡、崩塌、泥石流、塌陷、采空区、地面沉降、地裂等不良地质作用。
江油市抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第二组,场地设计基本地震加速度值为0.15g。
本场地在7度地震条件下不存在可液化地层,属可进行建设的一般场地。
二、路基处理
对于新建道路,施工前需要进行清表处理,路基范围内的腐殖
土、生活垃圾应予以清除。
清除的草皮、树根、腐殖土和生活垃圾等杂物不得作为路基填土。
根据该地区土层钻探分析,道路路床基本位于粉质粘土层,参照《公路沥青路面设计规范》jtg d50-2006中附表f.0.1路基临界高度参考值,确定道路设计中地下水位至设计路面高度1~1.5m之间属于潮湿路段,地下水位至设计路面高度小于1m属于过湿路段。
路基处于潮湿状态时,需要在路面结构层底做两层天然砂砾垫层,每层厚度15cm;路基处于过湿状态时,需要在路面结构层底做两层天然砂砾垫层,每层厚度20cm,在垫层底部铺设400g/m2的针刺土工布,沿路基横断面方向将底层20cm天然砂砾垫层两侧各反包1m,并在两侧人行道结构层下做15cm天然砂砾垫层。
三、路面结构类型选择
3.1面层
路面面层选择有沥青混合料面层和水泥混凝土面层两种,可根据不同情况进行选择。
对于行车速度较慢的道路如重车行驶的工业园区道路、街坊支路等,以及立交下穿道路引道段,路面结构推荐采用水泥路面,使用年限长,强度高,耐久性好,维修费用低。
对于干路等车速较快的道路,推荐采用沥青路面,行车舒适,同时便于路面维修养护及管线开挖敷设。
3.2基层
根据当地工程经验和就地取材的原则,推荐水泥粉煤灰稳定碎石基层。
3.3底基层
采用透水性能好的级配碎砾石作为道路底基层,便于排出路面、路基中滞留的自由水,确保路面结构处于干燥或中湿状态。
四、地下排水管线敷设
由于江油市抗震设防烈度为7度,地质结构又较为复杂,并且可能会有重车行驶,所以需要选用抗压和抗不均匀沉降性能好的管材。
道路管线综合布置中,排雨、排污管线大多位于车行道下,且埋设深度较大,对管材要求较高。
对于地下水位较高的路段,在管道施工时还需要降水处理。
4.1管材
埋地排水用钢带增强聚乙烯(pe)螺旋波纹管和高密度聚乙烯双壁波纹排水管(hdpe双壁波纹排水管)刚柔兼备,环刚度和柔韧性能优良,良好的环刚度可保证管道铺设路面的重载通行安全,不会因管道破裂导致路面塌陷,其柔韧性能又可克服地面不均匀沉降造成的破坏力导致管道破裂,可有效提高排水管道设施的可靠性,适合在复杂地质条件下使用。
4.2降水处理
开挖管沟前,先做工程地质,水文地质及地下构筑物的调查,及时制订相应的技术安全措施。
根据地下水及地质情况,核对出适用的开槽形式,如果地下水高于沟底时,采取排水措施,用明沟排水,如果不能保证时则采用井点降水以确保沟槽底保持干燥,不能存在长时间的积水,并应防止浮管现象。
放出开挖控制桩后,进行井点降水装置的安装和打支护桩。
因为本工程管槽大部位在地下水以下,开挖时会出现大量的渗水,为防止施工时出现大量的砂土被水带入坑内,布置井点降水装置,用人工方法降低地下水位。
井点降水的平面布置,采用单排井点,每1~2m布置一根,每次布置50m左右(两检查井为一段),抽水设备布置在总管的中部,以发挥其最大效能。
井点降水装置的高程布置,应根据天然地下水位高低、降水深度要求及透水层所在位置等确定。
在任何情况下,必须将滤管埋在透水层内。
井点管要靠近坑槽布设,距坑壁一般在1.0~1.5m。
井点降水装置配备2套,第一段开挖安装管子时,就进行第二段井点降水装置布置。
4.3管道基础
地质结构较为复杂,地下多为鹅卵石,为了保证雨水管道的使用安全,本工程采用砂砾垫层基础,分两层铺设,下层用粒径5~32mm的碎石,厚度100mm,上层铺中粗砂,厚度100mm。
4.4管沟回填
管子安装一段及时覆盖一段,采用中粗砂从管底回填至0.25倍管外径处,回填中粗砂严格按技术规范要求进行夯实。
中粗砂上用净素土回填至管外顶300mm。
超出管顶300mm以上到路基以下部分若管道位于车行道下的采用间隔土回填(20cm细粒土,10cm碎石,碎石粒径不大于5cm)。
4.5检查井
由于当地地下水水位较高,为防止地下水入渗至雨水管道,推荐采用混凝土雨水检查井,并对井圈进行加固处理。
五、路面排水及地下水导排
江油市气候湿润,降雨多,加上河流纵横交错,地下水位较高,道路排水设计就显得尤为重要。
5.1路面排水
江油市地势平坦,道路设计纵坡较小,而当地的降雨量比较大,为避免道路排水不畅,可对纵坡小于规范要求的路段做锯齿形偏沟,便于快速排出路表积水。
立交下穿式道路是立交最容易积水的部位。
由于下穿式立交引道坡度一般都较大,降雨时聚水较快,且汇水面积大,容易在底部形成积水,若排除不及时就会威胁行车和行人的安全。
路面排水宜采用坡道截留、底部集中排水的设计原则。
一般在立交最低点设置多箅雨水口来收集雨水,就近进入泵站集水池,经泵站提升后排入附近水体或雨水管道。
5.2立交地下水导排
对于立交下穿式道路,路面标高较低,地下水位高于路面部分,容易渗入并侵蚀道路结构,且一般不能自流排放,需要泵站提升排出。
因此,为了保证路基处于良好的工作状态,使其具有足够的强度及稳定性,必须采取必要的措施尽快排出地下水。
以江油市东南部某铁路立交引道地下水导排为例:
通过上述比较,边沟方案属于地上排水,使用效果难保证,尽量避免采用;盲沟排水效果优于边沟方案,但运营费用高;船坞方案的造价较高,但是由于船坞是整体密封处理的,使用效果最好。
因此在资金允许的情况下优先推荐采用船坞方案,其次是盲沟方案。
六、结束语
本文针对江油市道路工程的设计建议是根据笔者实地考察,参考当地工程经验并吸取专家意见后并得出的,切实可行,希望本文能对当地的城市道路建设提供一定的参考价值。
【参考文献】
[1]《公路沥青路面设计规范》jtg d50-2006.
[2]《土工合成材料应用技术规范》gb 50290-98.
[3]《给水排水管道工程施工及验收规范》(gb 50268-97).
[4] 公路与城市道路设计手册.
[5] 下穿式立交桥雨水系统设计[j].王建伟.中国给水排
水.2002.
注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。