摘要:道路攔水緣石工程,對於一條高等級公路的設計來說,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節。本文結合施工實踐,對道路攔水緣石的設計理論與方法、施工組織與管理、施工裝置等提出了自己的看法和建議。
關鍵詞:公路;攔水緣石;設計
瀝青混凝土攔水緣石作為高等級公路路面排水設施的組成部分,在國外很常見。我國自京津塘高速公路採用後,已在多條高速公路建設中採用,效果良好。但是,目前國內論及瀝青混凝土攔水緣石設計與施工的文獻資料不多,在設計與施工規範中,只提出了簡單的要求。現行《公路瀝青路面施工技術規範》(JTJ032-94)中,有關瀝青混凝土路緣石施工的要求,是參照美國路緣石規範(SS-3)的有關規定編寫的,不盡周詳。
一、設計目的
水是影響公路質量和使用品質和一大要素,設計完善的排水系統是十分重要的。路面排水主要是排出路面範圍內的'降水即路面徑流,使之不沖刷填方邊坡,保持路基穩定,提高路面的使用壽命,保證行車安全。對於高速公路來說,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效能,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、路面和各種結構物經久耐用,保持完好的路容,減少養護工作量。因此,在路肩外側邊緣處設定攔水帶,攔截路面水流以形成側溝,通過洩水口、急流槽將側溝內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。
二、設計原則
《公路瀝青路面設計規範》(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。路面排水設施由路面橫坡、攔水帶(或矩形邊溝)、洩水口和急流槽組成,並對路面橫坡、洩水口的設定作了一般性規定,對於攔水帶的設定原則,沒有提及。而《公路路基設計規範》(JTJ014-95)的4.4.3條“路肩排水設施”中,將攔水帶作為路肩排水設施的一個組成部分,規定其縱坡應與路面的縱坡一致,“當路面縱坡小於0.3%時,可採用橫向分散排水方式將路面水排出路基,但路基填方應進行防護;當路堤邊坡較高,採用橫向分散排水不經濟時,應採用縱向集中排水方式,在硬路肩邊緣設定攔水帶,並通過急流槽將水排出路基”。這裡對是否設定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。
三、施工裝置
瀝青混凝土攔水緣石成型機,國內尚無成熟的產品,需進口,已配備該裝置的施工單位也不多。待到施工前安排生產時再進口該裝置,往往是措手不及。
從現有進口的該類裝置來看,以美國產的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後拖一低底盤平板車,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。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,易於冷卻,影響質量。
另外,該裝置無自行能力,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,設定水簸箕以接上邊坡急流槽,大大影響了行進速度。再加上該裝置的螺旋輸送杆、傳動鏈條、擠壓模型等均為磨擦易損件,需要經常維護、修補、更新,在使用中很麻煩。
四、進一步完善設計理論
目前,我國對暴雨狀態下路面積水在路面合成坡度等因素的綜合作用下如何流動,以及由此對公路本身造成的危害如何產生,尚沒有充足的理論依據。依靠經驗資料,對於各種相關因素之間的經濟性分析更是無據可查。過去,部分專家以縱坡0.5%作為是否設定攔水帶的界定標準。後為提高可靠度,將界定標準改為縱坡0.3%,這裡雖然坡度只差0.2個百分點,但在工程數量上的差別卻很大。
五、邊坡防護綜合設計
邊坡防護有植草防護、幹(漿)砌片石防護和襯砌拱防護等多種形式,因原材料、人工費用不同而使得各種防護形式的價格也高低不一。各地應結合當地的實際情況,對設定瀝青混凝土攔水緣石進行綜合分析、設計。對於一般性低矮路堤,且漿砌片石防護單價不高的情況下,可不考慮路面縱坡大小,均採取滿砌防護而不設攔水帶;或者可以依據地形並結合排水設計,將邊坡改為區域性緩坡,不設攔水帶,而採用路面漫流排水方式;另外,從美觀及施工方便角度出發,對於兩個挖方段之間設定瀝青混凝土攔水緣石長度不足100m的段落,也可不設,而相應加大防護工程的投入。總之,通過攔水帶和邊坡防護等從多方面加以綜合分析比較,在節約投資、保證質量、節省工期的前提下,儘量減少設定攔水帶的數量。
六、加強施工組織管理
在施工組織計劃中,應儘早安排瀝青混凝土攔水緣石的生產,提前落實施工裝置、人員與施工方案,並在購置裝置的同時預先準備充分的備件,落實專人負責,在施工過程中勤保養勤維護,保證裝置最有效地工作。並且,應加強施工組織管理,合理安排生產,歇人不停機,儘量延長裝置的運轉時間,儘量減少對其它設施及整個工程的制約作用。
同時,建議我國的公路機械裝置生產單位加緊對國產瀝青混凝土緣石成型機的開發與研製,以滿足我國日益增長的高等級公路的建設需要。
總之,對於高等級公路瀝青混凝土攔水緣石的設計,應當立足於各地區自然條件、降水量和原材料的來源等情況,因地制宜,結合整個道路排水系統,從功能性、質量可靠性、經濟性等多方面加以綜合考慮,不可簡單片面而造成浪費。目前,我國高等級公路的建設還處在發展階段,某些設計理論和設計思想還不夠成熟,各施工單位的施工方法及施工水平也不盡相同。只有各級公路設計、建設、管理等部門形成共識,深入研究,才能不斷提高設計與建設水平。