高速公路双向八车道毕业论文

高速公路桥梁设计的安全性评价探讨论文

摘要 ：本文文章主要根据当前国内的高速公路桥梁设计领域进行研究，并结合省内某段高速公路桥梁建设项目为主要研究对象，通过对高速公路路线总体规划的探究，以及对公路桥梁设计的安全性评价进行深入的分析。本次关于高速公路桥梁设计安全性评价的探讨与分析，目的就是对于我国公路工程建设项目发展领域中所存在的一些问题进行研究，提出一些公路桥梁设计安全性建议和科学方法，之后进行定性定量分析问题，以便有助于进一步提高我国高速公路桥梁设计的安全性。

关键词 ：高速公路；桥梁设计；安全性；实践

高速公路桥梁设计工作是公路工程中重要的组成环节，包括桥梁的测量、设计、施工、养护、管理等。随着近些年的不断发展，我国高速公路事业也在持续前进的过程之中，尤其是在“十二五”规划发展时期。根据国家统计局的数据信息显示，截止到2014年12月份，全国范围内的高速公路通车里程已经达到了85000公里，在这种发展背景环境下，关于我国高速公路工程建设安全以及交通安全的理论与实践领域的研究工作是势在必行，也是适应新时代社会发展的实际要求。本文重点以高速公路桥梁设计的安全性进行研究与分析，就以我省某段高速公路工程项目为例。

一、高速公路桥梁设计案例工程概括

该区间段高速公路全长为公里，公路工程专业的设计人员在设计之初将速度设定在110km/h，该段高速公路为双向车道，由于该段高速公路所处地势比较复杂，并且公路全线的桥梁比较多，其中就包括了大桥与特大桥10座，所占的公路长度范围也达到了公里，基本占到了总长度的62%。因此，当地相关管理部门为了加强与提升该路段设计以及桥梁设计的安全性，有针对性的'进行了一系列的安全性评价管理机制。

二、高速公路桥梁设计安全性评价

（一）关于高速公路桥梁设计安全性评价体系的构建

交通安全一直都是国家重点强调的社会安全问题，尤其是在一些地势相对复杂多变的高速公路工程建设领域，加强其安全性对于保护人们群众的生命与财产安全至关重要。在本次关于高速公路桥梁设计安全性评价的探讨与分析过程中，首先在于对安全性评价体系的理解与构建。根据该段高速公路的实际情况，笔者认为可以从两大方面重点操作下去：一是高速公路跨线桥对其相交道路、铁路、通航河流等相关交通安全的不利影响的方面；另一个方面则是该段高速公路桥梁工程本身的规划与设计。包括桥梁的安全性结构、施工质量、以及桥梁上所通车量的交通安全性。高速公路桥梁设计安全性评价体系中，详细的介绍了有关桥梁设计安全性评价分析的主要内容。分别是桥梁引线、桥梁断面、相交道路等。在桥梁引线环节中主要体现在对其速度协调性的安全评价；在桥梁断面安全性评价环节主要包括对桥梁横断面的安全性评价、对桥梁防撞护栏的安全性评价、对桥梁桥面铺装的安全性评价、对桥梁桥面排水系统设计的安全性评价；在相交道路安全影响这一环节，主要体现在对桥梁墩台施工设计、构架、质量建设的安全性评价、对桥梁防护网的安全性评价、对桥下净空地带进行安全性评价、对桥下视距的安全性评价等。在第二部分内容重点针对其中的桥梁引线和桥梁断面进行安全性评价分析。

（二）高速公路桥梁设计安全性评价的科学方法

1.速度协调性安全评价方法高速公路桥梁引线中的速度协调性对于桥梁的总体安全与发展规划相当的关键，在这里假设该高速公路桥梁路段的平均设计行驶速度为V1，将桥梁引线路段的运行速度设为速度V2，得出了二者之间的差值△V=丨V1-V2丨。假若△V的绝对值小于10km/h的时候，则说明该路段桥梁引线的速度协调性较好，假若速度在10—20km/h之间，则代表还是在条件允许的范围之。假若速度大于20km/h，则就说明桥梁引线的速度协调性表现不良，这个时候就需要相关人员重新进行桥梁引线路段的调整与设计。

（三）高速公路桥梁断面安全性评价方法

关于高速公路桥梁断面安全性评价，分别是桥梁横断面、防撞护栏、桥面铺装、桥面排水等。关于桥梁横断面的安全性评价，综合考虑到对交通运行安全的影响，包括其路段的设计速度、公路桥梁设计的长度以及该桥梁路段交通流量的大小。在桥梁防撞护栏的设计领域，对其进行安全性评价与分析可以实施安全等级分类。对于桥面排水这一环节，重点可以根据桥梁工程所设计的交通流量以及泄水孔的泄水能力等方面进行评价。

三、结语

随着我国高速公路事业的不断发展，会存在一系列的问题与矛盾，这些都需要我们及时的发现与解决。本文主要基于高速公路桥梁设计安全性评价进行的研究与探索工作，这些在文章中都做了较为系统的分析与总结，包括高速公路桥梁设计安全性评价体系的建设，以及对各项安全评价工作进行的方法分析。总而言之，关于高速公路桥梁设计的安全性评价，并不只是人们传统意识中单纯的对交通安全性进行评估，更重要的安全性评价内容还包括对公路桥梁的设计问题、质量水平、以及周边相交道路、铁路、河流对交通安全的影响。各地区应该根据道路不同的现状区别对待，在高速公路桥梁设计与规划建设的过程中，应当在按照国家行业标准规范进行操作的前提下，对一些具体安全性评价内容作出适当的调整与修改。在该段高速公路桥梁工程总体概况中也提到了这一点，这也是值得注意的地方，在该段高速公路上桥梁引线路段的小客车运行的速度应当控制在100－110km/h，而那些大货车、超大货车应该控制在70－80km/h。

参考文献：

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改性沥青是指添加了橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细了的胶粉等改性剂，或采用对沥青进行轻度氧化加工，从而使沥青的性能得到改善的沥青混合物。用它铺设的路面有良好的耐久性、抗磨性，实现高温不软化，低温不开裂。 改性沥青的特点 1、耐高温，抗低温，适应性强； 2、韧性好，抗疲劳，增大路面承载能力； 3、抗水、油和紫外线辐射，延缓老化； 4、性能稳定，使用寿命长，降低养护费用。 下面的是详细的： 改性沥青的优良性能来源于它所添加的改性剂，这种改性剂在温度和动能的作用下不仅可以互相合并，而且还可以与沥青发生反应，从而极大地改善了沥青的力学性质，犹如在混凝土中加了钢筋。为了阻止一般改性沥青可能发生的离析现象，沥青的改性过程是在一种特殊的移动设备中完成的，将液态的包含沥青和改性剂的混合料通过布满沟槽的胶体磨，在高速旋转的胶体磨的作用下，改性剂的分子被裂解，形成了新的结构然后被激射到磨壁上再反弹回来，均匀地混合到沥青当中，如此循环往复，不仅使沥青与改性得了均化处理，而且使改性剂的分子链相互牵拉，网状分布，提高了混合料的强度，增强了抗疲劳能力。当车轮压过改性沥青时，沥青层面发生相应的轻微变形，当车轮过后，由于改性沥青对骨料的粘结力强，弹性恢复好，使受挤压的部分迅速恢复平展的原状。 在沥青中加入某种称之为改性剂（Modifier）的材料，使沥青的某些特性从根本上得到改善，扩大了沥青的使用范围。这种加入改性剂的沥青，我们称为为改性沥青（Modified asphalt）。 改性沥青的种类及其特性，在国内使用情况： 在国内使用过的改性沥青有： （一）丁苯橡胶（SBR）；粉碎后按2%加入沥青，制成改性沥青母体，然后使用时再加入一定比例与普通沥青混合。还有将SBR加入溶剂成为Sspan>胶乳，直接掺入沥青，但这种方法施工工艺料为繁琐，效果也不甚明显，未能大面积推广使用。 （二）聚乙稀（PE）；奥地利使用了一种称之为Novophalt的改性沥青，使用已有15年的历史，其后在意大利、捷克、美国也相应推广使用。在沥青加入聚乙稀(PE)或再掺苯乙烯共聚物（热塑料性体(SBS），在表面层中还使用了石棉纤维，称之为沥青玛蹄脂碎石混合料 路面(SMA)。我国首次使用改性沥青是1994年首都机场高速公路，使用了奥地利技术NOVOPHALT。其关键技术在于利用间隙可不断调整的大型胶体磨使改性剂反复多次通过磨体而达 到非常均匀与沥青共混，用400倍显微镜面观察切片晶体结构是否混合均匀。PE对改善高温稳定性较好，而SBS对改善低温稳定性较好，96年首都机场东跑道罩面掺入4%PE+2%SBS，另外还掺入石棉纤维，使用改性剂以后，针入度比原来沥青减少了一个等级，软化点大 为升高，粘度增加了7倍，说明沥青的高温稳定性有显著提高。 96年夏季在北京至八达岭高速公路中再次使用了改性沥青仍然是奥地利技术Nobohalt，在沥青砼上面层中加入4%PE+2%SBS,中面层中加入5%PE，经胶体磨六次循环研磨，方可达到混 匀效果，每一周期约需半小时，产时为4吨。加入改性剂以后的沥青软化点可达60-70℃，马氏稳定度均在10KN以上，而稳定度的改变特别显著，号称“80度不软，30度不脆”（后者指零下温度）。其成本由于租用奥地利设备再加上原材料及能源消耗，每吨沥青混合料 约需增加100元左右。 改性沥青的施工工艺条件也有所改变，不能完全按现有施工技术规范进行控制。例如其“固化”温度明显高于变通沥青，辗压温度宜控制130-140，因此压路机必须紧随摊铺机之后不得拖延。 北京市公路局已自行研制成功大型胶体磨，研磨后的晶体直径可达15（微米）以下，其性能已超过奥地利设备，故生产成本可以大幅度降低。 （三）北美沥青UN-A：是美国犹他州东部UINTAH盆地所产的一种天然树脂，呈块状，经加工研磨成粉末，成为商品。根据北京公路局所作试验，加入5%-10%的UN-A。沥青的针入度延度脆点以及粘附性、马歇尔稳定度均有明显的改善。 UN-A是粉末状，可直接加入沥青。所以它的添加使用非常方便。目前尚未使用于工程。有 待进一步论证。 沥青玛蹄脂碎石混合料是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂，填充间断级配的粗集料骨架间隙而形成的眼挤型密实结构混合料。SMA改性沥青及SMA路面是一种新型的路面结构，改性沥青及SMA混合料冷却后非常坚硬，强度高。本文结合上海城市外环线(浦东段)环南一大道工程的施工，谈谈如何对改性沥青及SMA路面的施工进行控制。 一、工程综述 本工程北起张扬路立交东至环东一大道，路幅红线宽度100米，为城市Ⅰ级主干道，双向8车道，总长2387米。车行道结构形式为沥青柔性路面，结构层组成为路基+15厘米砂砾垫层+40厘米二灰碎石基层+15厘米三层式沥青混凝土面层。面层组合如下：表面层为改性沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA-16）4厘米；中面层为中粒式改性沥青砼（LH-25）6厘米；底面层为粗粒式改性沥青砼（CLH-35）6厘米；下封层1厘米。 二、改性沥青施工质量控制的难点 1.改性沥青混合料粘度较高，各工序的施工温度均比普通沥青混合料的施工温度要求高，贮存、运输期间的降温不应超过10℃，生产厂至施工现场的距离较长，上海交通繁忙，气候变化大，混合料贮藏温度控制难。 2.沥青路面施工质量与摊铺机械的性能密切相关，沥青摊铺机械型号多种，性能不一。如何选择性能良好的施工机械，是工程质量控制的重点。 3.沥青摊铺时，必须均匀、连续，工人素质必须高，要能正确判断摊铺界面。 三、SMA沥青的拌合及施工 1.沥青混合料拌合。由于SMA与普通密级配沥青砼最大不同之处是SMA为间断级配，粗集料粒径单一、量多、细集料很少，矿粉用量多。细集料包括石屑和砂一共只需15%左右，给混合料的供料拌和带来不少困难。为此，料斗、料仓要重新安排，增加粒径为5～10毫米的骨料仓，以保证冷料数量，而细集料用量很少，冷料仓门开启很少，供料过程中要保持细集料干燥，以保证细集料顺利供料。主皮带把粗配料送入滚洞，通过燃烧器对骨料加热，有热电偶检测料温，自动调节燃烧器的风油比，使骨料温度达到190℃～200℃。热料经提升机进入振动筛，把热料按目标配合比的规格要求分筛到不同的热料仓（筛网尺寸可根据要求更换），有计算机控制各热料仓拉门，按输入的生产配合比自动配料、计量，由于SMA粗料粒径单一，细料很少，热料可能会发生粗集料仓经常不足（亏料），而细集料仓经常溢仓的不正常情况，控制室的操作人员不可调整放料的数量，使SMA的配合比不准。然后将木质素纤维加入到搅拌锅与骨料共同进行干拌，再添加经计算机控配比控制计量的石粉及沥青，拌和后，完成成品料的生产。SMA的干拌时间为4秒～5秒，湿拌30秒～45秒。 各种材料加热温度控制：沥青加热温度160℃～165℃，现场制作温度165℃～170℃，加工最高温度175℃，集料加热温度190℃～200℃，混合料出场温度175℃～185℃，混合料最高温度（废弃温度）195℃，摊铺温度不低于160℃，初始开始温度不低于150℃，复压最低温度不低于130℃，碾压终了温度不低于130℃，开放交通温度不高于60℃。 2.运输。由于SMA沥青混合料的沥青玛蹄脂的粘性较大，运输车的车厢底部要涂较多的油水混合物，而且为了防止运输车表面混合料结成硬壳，运输车运输过程中必须加盖油布，同时车量要适当增加。 3.摊铺。沥青必须缓慢、均匀连续不间断地摊铺。摊铺过程中，不得随意变换速度或中途停顿，摊铺速度应根据拌和机产量，施工机械配套情况及摊铺层厚度、宽度确定。摊铺速度为米/分钟。 4.碾压。碾压过程是面层施工中的重要环节，碾压SMA的八字方针为“紧跟、碾压、高频、低幅”，并合理地选择压路机组合方式及碾压步骤。 5.接缝。 （1）纵缝：根据本工程特点，我单位在沥青混合料摊铺过程中采用一台德国产ABG423摊铺机并排摊铺，采用此方式可以一次整幅摊铺，纵缝热接提高了路面的平整度，美化了路面的视觉效果。 （2）横缝：SMA路面的接缝处理要比普通混合料困难一些，因此，摊铺时在边部设置挡板，也可以在沥青SMA层每天施工完工后，在其尚未冷却之前，即切割好，并利用水将接缝冲洗干净。第二天涂刷粘层油，即进行摊铺新混合料。 沥青混合料施工中容易产生的问题： （1）过碾压：由于SMA路面的集料嵌挤作用，压实程度不大，压实度较易达到，但是随着碾压遍数的增加，集料不断地往下走，玛蹄脂一点点地向上浮，造成构造深度减小。在碾压过程中，特别注意表面构造保持在1～毫米，以便有适宜的构造深度。 （2）出现油斑：SMA路面通车后出现油斑也是常见的一种病害，这是由于SMA的纤维拌合不均匀造成的。因此在拌合时，要严格控制纤维的投放数量和投放时间，并延长干拌时间，确保纤维拌合均匀。还要注意储藏期间纤维干燥，防止纤维受潮成团。 （3）碾压成型温度不够高是常见的毛病。SMA在130℃碾压的效果就很差了。在低温时碾压，容易出现不平整。在行车过程中出现车辙，是因为碾压不足造成的。 虽然我对沥青懂一点，但还是回答不好你的问题。呵呵。但是有个中国沥青论坛，你可以去那里问问，那里都是有专家解答问题。 参考资料：

八车道，单向是四条车道。