道路与桥梁基本知识docWord下载.docx
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安全设施是整个交通工程系统的最基本部分,主要有标志、标线、视线诱导标、护栏、隔离栅、防眩设施、照明设施等。
②管理设施。
主要包括控制、监视、通讯、数据采集处理设施。
③服务设施。
主要指服务区、加油站、公共汽车停靠站等。
④收费设施。
主要指收费站等。
⑤供电设施。
是为了使整个交通工程系统正常运行而设置的配套设施。
⑥环保设施。
主要是指为减少公路交通环境污染而设计的声屏墙、减噪路面、绿化工程及公路景观等。
【考点2】路基、路面应满足的基本要求
1、路基路面应根据公路功能、公路等级、交通量,结合沿线地形、地质及路用材料等自然条件进行设计,保证其具有足够的强度、稳定性和耐久性。
同时路面面层应满足平整和抗滑的要求。
2、路基设计应重视排水设施与防护设施的设计,取土、弃土应进行专门设计,防止水土流失、堵塞河道和诱发路基病害。
3、路基断面形式应与沿线自然环境相协调,避免因深挖高填对其造成不良影响。
高速公路、一级公路宜采用浅挖、低填、缓边坡的路基断面形式。
4、通过特殊地质和水文条件的路段,必须查明其规模及其对公路的危害程度,采取综合治理措施,增强公路防灾、抗灾能力。
5、高速公路、一级公路路面不宜分期修建但位于软土高填方等工后沉降较大的局部路段可按一次设计分期实施的原则实施。
6、路基高度设计,应使路肩边缘高出路基两侧地面积水高度同时考虑地下水、毛细水和冰冻的作用,不使其影响路基的强度和稳定性。
沿河及受水浸淹的路基边缘标高,应高出设计洪水频率的计算水位加壅水高、波浪侵袭高和0.5m的安全高度。
7、路堤基底应清理和压实。
基底强度、稳定性不足时,应进行处理,以保证路基稳定减少工后沉降。
8、路基压实度(见表1)
路基压实度表1
填挖类别
路床顶面以下深度
(m)
路基压实度(%)
高速公路、一级公路
二级公路
三级公路、四级公路
零填及挖方
0-0.30
/
≥94
0-0.80
≥96
≥95
填方
0.80-1.50
≥93
>1.50
≥92
≥90
注:
①表列数值以重型击实试验法为准;
②特殊干旱或特殊潮湿地区的路基压实度,表列数值可适当降低;
③三级公路修筑沥青混凝土或水泥混凝土路面时,其路基压实度应采用二级公路标准。
9、路基防护应根据公路功能,结合当地气候、水文、地质等情况,采取相应防护措施保证路基稳定:
①路基防护应采取工程防护与植物防护相结合的防护措施,并与景观相协调;
②深挖高填路基边坡路段,必须查明工程地质情况,针对其工程特性进行路基防护设计。
对存在稳定性隐患的边坡应进行稳定性分析采用加固、防护措施。
③沿河路段必须查明河流特性及其演变规律,采取防止冲刷路基的防护措施。
凡侵占改移河道的地段必须做出专门防护设计。
10、路面设计标准轴载为双轮组单轴100kN。
11、路面结构层所选材料应满足强度、稳定性和耐久性的要求。
同时路面垫层材料宜采用水稳性好的粗粒料或各种稳定类粒料。
12、路基路面排水应符合以下规定:
①路基、路面排水设计应综合规划合理布局,并与沿线排灌系统相协调,保护生态环境防止水土流失和污染水源。
②根据公路等级,结合沿线气象、地形、地质、水文等自然条件,设置必要的地表排水、路面内部排水、地下排水等设施,并与沿线排水系统相配合,形成完整的排水体系。
③特殊地质环境地段的路基、路面排水设计,必须与该特殊工程整治措施相结合,进行综合设计。
13、路面面层类型的选用(见表2)
路面面层类型及适用范围表2
面层类型
适用范围
沥青混凝土
高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路
水泥混凝土
沥青贯入、沥青碎石、沥青表面处治
三级公路、四级公路
砂石路面
四级公路
【考点3】桥涵的技术要求
1、一般规定
1)桥梁应根据公路功能、等级、通行能力及抗洪防灾要求,结合水文、地质、通航、环境等条件进行综合设计。
2)特大、大桥桥位应选择河道顺直稳定、河床地质良好、河槽能通过大部分设计流量的河段,不宜选择在断层、岩溶、滑坡、泥石流等不良地质地带。
3)桥梁设计应遵循安全、适用、经济、美观和有利环保的原则,并考虑因地制宜、便于施工、就地取材和养护等因素。
4)桥涵的设置应结合农田基本建设考虑排灌的需要。
5)特殊大桥宜进行景观设计;
上跨高速公路、一级公路的桥梁应与自然环境和景观相协调。
6)桥梁结构应考虑桥面铺装进行综合设计。
桥面铺装应有完善的桥面防水、排水系统。
7)采用标准化跨径的桥涵宜采用装配式结构,机械化和工厂化施工。
2、桥涵分类规定(见表3)
桥涵分类表3
桥涵分类
多孔跨径总长L(m)
单孔跨径LK(m)
特大桥
L>1000
LK>150
大桥
100≤L≤1000
40≤LK≤150
中桥
30<L<100
20≤LK<40
小桥
8≤L≤30
5≤LK<20
涵洞
-
LK<5
①单孔跨径系指标准跨径;
梁式桥、板式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长;
拱式桥为两岸桥台内起拱线间的距离;
其他形式桥梁为桥面系车道长度;
②管涵及箱涵不论管径或跨径大小、孔数多少,均称为涵洞;
③标准跨径:
梁式桥、板式桥以两桥墩中线间距离或桥墩中线与台背前缘间距为准;
涵洞以净跨径为准。
3、桥梁全长:
有桥台的桥梁应为两岸桥台侧墙或八字墙尾端间的距离;
无桥台的桥梁应为桥面系长度。
【考点4】施工机械
1、施工机械的作用
施工机械是用来完成公路路基、路面工程作业的一种技术设备,是高等级公路施工过程中必不可少的物质基础,是实现公路建设机械化的重要生产工具。
施工机械的大量使用,可以提高机械化施工水平,加快工程进度,提高工程质量,缩短工期和减轻劳动强度,从而节省劳动力,提高劳动生产率,降低工程造价,对加速基本建设,发展国民经济、改变公路交通面貌起着十分重要的作用。
2、施工机械的选型和组合原则
作为生产工具的施工机械,机种、机型是很多的,各有各的性能和特点,它们的价格一般都比较贵。
为了使施工机械在施工过程中,既能适应复杂的工作环境和施工条件,又能保质保量地完成施工任务,还能发挥其最大的经济效益,选择合适的机种、机型和最佳的组合方案是十分重要的。
1)施工机械的选型
a一般性机械的选定条件
合理选定机种,必须与施工条件、施工方法和技术经济效益联系起来,通过全面分析比较,才能选出理想的机种。
一般性机械选定的原则是:
①能适应工地的土质、地形;
②能满足工程质量要求;
③在保证质量的前提下,不影响和损坏附近建筑物;
④能高效率地完成需要的工作量;
⑤机械运转费少而施工成本低;
⑥容易进行运转、维修、可靠性高;
⑦自动化程度高;
⑧安全而又不会污染环境;
⑨易于筹办,便于转移。
b特殊性机械的选定
根据施工需要,必须引进特殊机械时,除了一些一般性原则外,还应考虑以下几点:
①有无可代替的其它施工方法;
②引进特殊机械后能否具备经营管理的能力并能充分发挥特效;
③能否成为今后新施工方法的典型。
2)施工机械的组合
根据机械造型要点,选出与其相适应的机种和数量后,还需要研究施工工艺、施工组织、合理地进行配组。
组合方法是:
首先在已选定的施工机械中,正确确定机组的主体机械,然后按需要配备辅助机械,使之配套成龙,形成单项工程机械化。
这样可以提高机械化施工水平,逐步向所有工序实行流水作业法的综合机械化发展。
为了使组合的每台机械都能在施工中发挥最大效率,机械选型配套应符合下列要求:
①在规定施工期内,机械应完成给定的工作量;
②要充分利用主机的生产能力;
③主体机械与辅助机械以及运输工具之间,各机械的工作能力要保持平衡,使机组得到合理地配合和使用;
④全套机械设备最低经营费用要进行比较和核算。
【考点5】质量评定标准
1、单位工程、分部工程、分项工程的划分
1)单位工程-在建设项目中,根据签订的合同,具有独立施工条件的工程。
每个合同段范围内的路基工程、路面工程、交通安全设施分别作为一个单位工程;
特大桥、大桥、中桥、隧道以每座作为一个单位工程(特大桥、大桥、特长隧道、长隧道分为多个合同段施工时,以每个合同段作为一个单位工程);
互通式立体交叉的路基、路面、交通安全设施按合同段纳入相应单位工程,桥梁工程按特大桥、大桥、中桥分别作为一个单位工程。
2)分部工程-在单位工程中,应按结构部位、路段长度及施工特点或施工任务划分为若干个分部工程。
每个合同段的路基土石方、排水、小桥、涵洞、支挡、路面面层、标志、防护栏等分别作为一个分部工程;
桥梁上部、下部各作为一个分部工程;
隧道衬砌、总体各作为一个分部工程。
3)分项工程-在分部工程中,应按不同的施工方法、材料、工序及路段长度等划分为若干个分项工程。
2、质量评分
工程质量检验评分以分项工程为单元,采用100分制进行。
在分项工程评分的基础上,逐级计算各相应分部工程、单位工程、合同段和建设项目评分值。
1)分项工程质量评分
分项工程质量检验内容包括基本要求、实测项目、外观鉴定和质量保证资料四个部分。
只有在其使用的原材料、半成品、成品及施工工艺符合基本要求的规定,且无严重外观缺陷和质量保证资料真实并基本齐全时,才能对分项工程质量进行检验评定。
涉及结构安全和使用功能的重要实测项目为关键项目(在文中以“△”标识),其合格率不得低于90%(属于工厂加工制造的桥梁金属构件不低于95%,机电工程为100%),且检测值不得超过规定极值,否则必须进行返工处理。
实测项目的规定极值是指任一单个检测值都不能突破的极限值,不符合要求时该实测项目为不合格。
采用附录B至附录I所列方法进行评定的关键项目,不符合要求时则该分项工程评为不合格。
分项工程的评分值满分为100分,按实测项目采用加权平均法计算。
存在外观缺陷或资料不全时,应予减分。
分项工程评分值=分项工程得分一外观缺陷减分一资料不全减分
①基本要求检查
分项工程所列基本要求,对施工质量优劣具有关键作用,应按基本要求对工程进行认真检查。
经检查不符合基本要求规定时,不得进行工程质量的检验和评定。
②实测项目计分
对规定检查项目采用现场抽样方法,按照规定频率和下列计分方法对分项工程的施工质量直接进行检测计分。
检查项目除按数理统计方法评定的项目以外,均应按单点(组)测定值是否符合标准要求进行评定,并按合格率计分。
检查项目得分=检查项目合格率×
100
③外观缺陷减分
对工程外表状况应逐项进行全面检查,如发现外观缺陷,应进行减分。
对于较严重的外观缺陷,施工单位须采取措施进行整修处理。
④资料不全减分
分项工程的施工资料和图表残缺,缺乏最基本的数据,或有伪造涂改者,不予检验和评定。
资料不全者应予减分,减分幅度可按本标准3.2.4条所列各款逐款检查,视资料不全情况,每款减1-3分。
2)分部工程和单位工程质量评分
附录A所列分项工程和分部工程区分为一般工程和主要(主体)工程,分别给以1和2的权值。
进行分部工程和单位工程评分时,采用加权平均值计算法确定相应的评分值。
3)合同段和建设项目工程质量评分
合同段和建设项目工程质量评分值按《公路工程竣(交)工验收办法》计算。
4)质量保证资料
施工单位应有完整的施工原始记录、试验数据、分项工程自查数据等质量保证资料,并进行整理分析,负责提交齐全、真实和系统的施工资料和图表。
工程监理单位负责提交齐全、真实和系统的监理资料。
质量保证资料应包括以下六个方面:
①所用原材料、半成品和成品质量检验结果;
②材料配比、拌和加工控制检验和试验数据;
③地基处理、隐蔽工程施工记录和大桥、隧道施工监控资料;
④各项质量控制指标的试验记录和质量检验汇总图表;
⑤施工过程中遇到的非正常情况记录及其对工程质量影响分析;
⑥施工过程中如发生质量事故,经处理补救后,达到设计要求的认可证明文件。
3、工程质量等级鉴定
1)总体要求
构造物混凝土强度、路面面层厚度的代表值、路面弯沉代表值等按《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80)评定均合格;
桩基的无破损检测、预应力构件的张拉应力、桥梁荷载试验等均符合设计要求,桥梁主要受力部位无超过规范要求的裂缝,桥梁通航净空尺度满足设计要求;
隧道支护、衬砌厚度无严重不足,隧道支护、衬砌背后无严重空洞;
重要支挡工程无严重变形、高填方无严重沉陷变形、高边坡无失稳等现象。
只有上述要求得到满足后,方可对工程质量进行鉴定。
2)工程质量等级划分
工程质量等级应按分部工程、单位工程、合同段、建设项目逐级进行评定,分部工程质量等级分为合格、不合格两个等级;
单位工程、合同段、建设项目工程质量等级分为优良、合格、不合格三个等级。
①分项工程评分值不小于75分者为合格,小于75分者为不合格;
机电工程、属于工厂加工制造的桥梁金属构件不小于90分者为合格,小于90分者为不合格。
评定为不合格的分项工程,经加固、补强或返工、调测,满足设计要求后,可以重新评定其质量等级,但计算分部工程评分值时按其复评分值的90%计算。
②所属各分项工程全部合格,则该分部工程评为合格;
所属任一分项工程不合格,则该分部工程为不合格。
③所属各分部工程全部合格,则该单位工程评为合格;
所属任一分部工程不合格,则该单位工程为不合格。
④合同段和建设项目所含单位工程全部合格,其工程质量等级为合格;
所属任一单位工程不合格,则合同段和建设项目为不合格。
单位工程所含各分部工程均合格,且单位工程得分大于或等于90分,质量等级为优良;
所含各分部工程均合格且得分大于或等于75分,小于90分,质量等级为合格;
否则为不合格。
合同段(建设项目)所含单位工程(合同段)均合格,且工程质量鉴定得分大于或等于90分,工程质量鉴定等级为优良;
所含单位工程均合格,且得分大于或等于75分、小于90分,工程质量鉴定等级为合格;
不合格分部工程经整修、加固、补强或返工后可重新进行鉴定。
但出现过重大质量事故,造成大面积返工或经加固、补强后造成历史性缺陷的工程,其相应的单位工程、合同段工程质量不得评为优良,并视其对建设项目的影响,由竣工验收委员会决定建设项目工程质量是否可评为优良。
【考点6】软土及公路软土地基施工处理方法
1、什么是软土
把淤泥、淤泥质土以及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般粘性土统称为软土。
对高速公路路基定义为:
标准贯击数小于4,无侧限抗压强度小于50Kpa,含水量大于50%的粘性土和标准贯击数小于10,含水量大于30%的砂性土统称为软土。
根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017—96)规定:
符合天然水含水量≥35%或液限、天然孔隙比≥1.0、十字板剪切强度<35Kpa等三项指标的称软土。
2、软土的种类
1)软土按沉积特征划分
①海沉积类:
分布在我国沿海海岸地区:
温州、乐清湾、连云港地区等。
②湖泊沉积类:
分布在我国的洞庭湖、太湖、洪泽湖周边地带等。
③河滩沉积类:
分布在我国长江、黄河中下游、珠江的下游及河口、汉江下游、淮河平原、闽江下游、松辽平原等。
④谷地沉积类:
分布在我国南方、西南山区或丘陵区。
如广东、湖南、丘陵区沟谷地带等。
⑤沼泽沉积类:
分布在我国江苏盐城、泗洪地带等。
2)按软土土质分类划分
①泥炭性土
②腐殖土
③有机质土
④粘性土
⑤粉性土
3、软土的工程性质
软土无论是按沉积成因还是按土质划分,它们都是具有以下的共同工程性质:
1)颜色以深色为主,粒度成分以细颗粒为主,有机质含量高;
2)天然含水量高,容重小,天然含水量大于液限,超过30%;
相对含水量大于1.0;
软土的饱和度高达100%,甚至更大,天然容重为1.5~19KN/m3;
3)天然孔隙比大,一般大于1.0;
4)渗透系数小,一般小于10-6cm/s数量级,沉降速度慢,固结完成所需时间较长;
5)粘粒含量高,塑性指数大;
6)高压缩性,压缩系数大,基础沉降量大,一般压缩系数大于0.5MPa-1;
7)强度指标小,软土的快剪凝聚力小于10KPa,快剪内摩擦角小于50;
固结快剪凝聚力小于10KPa,快剪内摩擦角小于50;
固结快剪的强度指标略高,凝聚力小于15KPa,内摩擦角小于100;
8)软土的灵敏高,灵敏度一般在2~10之间,有时大于10,具有显著的流变特性。
4、公路软土地基施工处理方法
1)施工处理的方法及适用范围
①排水固结法:
包括堆载预压法、真空预压法、降水预压法、电渗排水法。
它们的适用范围:
适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基,但对于较厚的泥炭层要慎重对待。
②胶结法:
包括如下方法:
a水泥搅拌桩:
它的适用范围为淤泥、淤泥质土、含水量较高地、地基承载力不大于120KPa的粘性土、粉土等软土地基。
b高压喷射注浆法:
它的适用范围为淤泥、淤泥质土、粘性土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。
对于陷性黄土以及土中含有较多的大粒径块石、坚硬性粘性土、大量植物物根茎或过多有机质时,应根据现场试验结果确定其适用程度。
对地下水流速较大或涌水工程以及对水泥有严重侵蚀的地基,应慎用。
尤其适用于软弱地基的加固。
c送浆法:
适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高,且地基承载力标准值不大于120KPa的粘性土等地基。
当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时,宜通过试验以确定其使用程度。
d水泥土夯实桩法:
适用于地下水位以上的素填土,淤泥质土和粉土等。
③加筋土法:
a加筋土:
适用范围为人工填土、砂土的路堤、挡墙、桥台等。
b土工积物:
适用于砂土、粘性土和软土的加固,或用于反滤、排水和隔离的材料。
c树根桩:
适用于各类土。
主要用于既有建筑物的加固及稳定土坡、支挡结构物。
d锚固法:
它能可靠锚固土层和岩层。
对软弱粘土宜通过重复高压灌浆或采用多段扩体或端头扩体以提高锚固段锚固力。
对液限大于50%的粘性土,相对密度小于0.3的松散砂土以及有机质含量较高的土层,均不得作为永久性锚固地层。
④置换法、挤密法及挤密置换法
a振冲置换法:
它适用于不排水剪切强度20KPa≤CU≤50KPa的饱和软粘土、饱和黄土和冲填土。
对不排水剪切强度小于20KPa的地基、应慎重对待。
能使天然地基承载力提高20%—60%左右。
bCFG桩法:
对于淤泥、淤泥质土、杂填土、饱和及非饱和的粘性土、粉土。
能使天然地基承载力提高70%以上。
c钢渣桩法:
适用于淤泥、淤泥质土、饱和及非饱和的粘性土、粉土。
d石灰桩法:
适用于渗透系数适中的软粘土、杂填土、膨胀土、红粘土、湿陷性黄土。
不适合地下水位以下的渗透系数较大的土层。
当渗透系数较小时,软土脱水加固效果不好的土层慎用。
e强夯置换法:
适用于饱和软粘土,一般适合于3—6m底浅层处理。
f砂桩法:
适用于软弱粘性土,但应慎用,且需要较长的时间,对不排水剪切强度小于15KPa的软土应采用袋装砂井桩。
g夯坑基础法:
适用于软粘土非饱和的粘性土、夯填土、湿陷性黄土。
h强夯法:
适用于碎石土、砂土、杂填土、素填土、湿陷性黄土和低饱和度的粉土与粘性土。
对于高饱和度的粉土和粘性土,需经试验论证后,方可使用,且应设置竖向排水通道。
该法最大处理深度达40m。
强夯的震动可能会对周围环境造成不良影响。
因此,使用时要求考虑周围环境因素。
i振冲法:
是一种不添加砂、石材料的振冲挤密法,一般宜用于0.75mm以上颗粒占土体20%以上的砂土,而添加砂、石材料的振冲挤密法宜用于颗粒小于0.005mm的粘性含量不超过10%的粉土和砂土。
j挤密碎石桩法:
适用于松散的非饱和粘性土、杂填土、湿陷性黄土、疏松的砂性土。
对饱和软粘土,应慎重使用。
【考点7】
1、什么是多年冻土?
温度小于和等于0℃,且含有冰的土(石),称为冻土。
在天然条件下,地面以下的冻土保持三年或三年以上者,称多年冻土。
2、多年冻土的分类
1)按其状态分为:
①坚硬冻土,土粒被冰牢固胶结,在荷载作用下,具有一定的脆性和不可压缩性。
砂土和粘土的温度低于一定数值时,便成坚硬冻土。
②塑性冻土,土粒被冰胶结,含有一定的未冻水,在荷载作用下可以压缩,其温度比坚硬冻土高。
③松散冻土,土中含水量很少,没有被冰胶结的砂土和大快碎石土均属此类。
当冻土融化时,其力学性质基本上不会发生变化,也不会出现沉陷。
2)按其总含水量和融沉等级分为:
①少冰冻土,总含水量小于10%~14%,融沉等级为“不融沉”。
②多冰冻土,总含水量10%~21%,融沉等级为“弱融沉”。
③富冰冻土,总含水量16%~28%,融层等级为“融层”。
④饱冰冻土,总含水量25%~45%,融沉等级为“强融层”。
⑤含土冰层,总含水量大于45%,融层等级为“强融陷”。
3、多年冻土地区的两种公路病害
1)冻胀:
在有冻胀性土的路段,当有水分供给时,在冬季负气温作用下,水分连续向上聚流,在路基上部形成冰夹层、冰透镜体,导致路面不均匀隆起,使柔性路面开裂,刚性路面错逢或折断的现象称冻胀。
冻胀性分类:
通常是在土质分类的基础上,按土的冻胀性强弱划分为三类或四类,分别为:
轻冻胀、冻胀、重冻胀、特重冻胀。
2)翻浆:
在有冻胀性土的路段,当冬季负气温时,水分连续向上聚流、冻结成冰,导致春融期间,土基含水过多,强度急剧降低,在行车作用下路面发生弹簧、裂缝、鼓包、冒泥等现象称翻浆。
翻浆分类,根据导致翻浆的水分来源分为五类,分别为地下水类、地面水类、土体水类、气态水类、混合水
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