天津港東疆港區(qū)是天津港的重要組成部分,為淺海灘涂人工吹填形成的三面環(huán)海半島式港區(qū),二線路位于東疆港區(qū)內(nèi),本工程主要特點(diǎn)歸納如下:①地基形成時(shí)間短、強(qiáng)度低,不均勻沉降嚴(yán)重。東疆港區(qū)是利用疏浚航道棄土人工吹填造陸的半島,地基形成時(shí)間短,地基雖經(jīng)軟基加固,但其壓實(shí)度遠(yuǎn)低于天然地基,而且地基沉降嚴(yán)重。②交通組成以重載交通為主。由于本工程建成后為東疆港區(qū)的開發(fā)建設(shè)和東疆保稅港區(qū)運(yùn)營(yíng)服務(wù),整個(gè)港區(qū)內(nèi)交通組成中重載交通占絕大多數(shù)。

  同時(shí)建設(shè)單位不同意施作過渡路面結(jié)構(gòu),此種情況對(duì)本工程的設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn),而排水工程也需采取針對(duì)性方法,以應(yīng)對(duì)管道的施工及后期沉降出現(xiàn)的問題。

  1.道路路基路面設(shè)計(jì)

  1.1 概述 二線路道路等級(jí)為港區(qū)集疏運(yùn)干道,交通組成為重載交通車輛,面結(jié)構(gòu)組成為:4cm細(xì)粒式瀝青混凝土(AC-13C)+6cm中粒式瀝青混凝土(AC-20C)+15cm密級(jí)配瀝青碎石(ATB-30)+20cm水泥穩(wěn)定碎石(5%)+18cm石灰粉煤灰土(12:35:53)+18cm石灰土(12%),結(jié)構(gòu)總厚81cm.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,瀝青面層中的細(xì)粒式、中粒式瀝青混凝土分段采用了SBS改性瀝青和印尼布敦巖改性瀝青;在密級(jí)配瀝青碎石層與水泥穩(wěn)定碎石層之間設(shè)置1cm應(yīng)力吸收層,采用環(huán)保的廢輪胎膠粉改性瀝青施做;在路面結(jié)構(gòu)中的半剛性基層上滿鋪一層防裂土工布;在路床頂面滿鋪一層雙向拉伸土工格柵。

  1.2 路基設(shè)計(jì) 針對(duì)真空預(yù)壓后的地基,路基設(shè)計(jì)分別采取超挖山皮土后晾曬、戧灰、石灰土處理、換填山皮土和局部換填塊石等處理方式,提高路基強(qiáng)度。

  2.排水工程設(shè)計(jì)

  2.1 雨水管道設(shè)計(jì) 雨水管道采用鋼筋混凝土承插口管,柔性膠圈接口,并于管道接口處包裹兩圈土工布,寬度不小于1.0米,兩端用鉛絲等緊箍件箍緊。

  2.2 雨水收水口設(shè)計(jì) 雨水口采用預(yù)制混凝土U型槽線性排水收水井。

  3.新技術(shù)新材料應(yīng)用

  3.1土工格柵、防裂土工布 本工程路床頂面滿鋪土工格柵,保證結(jié)構(gòu)的整體性,抵抗地基的不均勻沉降,以延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)壽命。

  本工程在半剛性基層滿鋪防裂土工布,由于半剛性基層的干縮、溫縮性能,無(wú)法避免其開裂,裂縫反射到面層中,影響結(jié)構(gòu)使用壽命,對(duì)此,該處設(shè)置防裂土工布,減少裂縫的發(fā)生,具有很好的效果,同時(shí)其具有耐溫、高強(qiáng)、表面均勻、性能穩(wěn)定、施工便利等特點(diǎn)。

  3.2 應(yīng)力吸收層 本工程在半剛性基層和密級(jí)配瀝青碎石層之間設(shè)置1cm厚應(yīng)力吸收層,主要起到消減應(yīng)力和封水的作用,消減應(yīng)力指削減半剛性基層裂縫在瀝青面層底部引發(fā)的應(yīng)力,起到防止反射裂縫的作用。封水是指防止水分進(jìn)入到半剛性基層,引起基層的破壞。

  應(yīng)力吸收層采用的環(huán)保材料—廢輪胎膠粉改性瀝青施做,采用瀝青單層表面處治施做,施工簡(jiǎn)單方便。

  3.3 剛?cè)岵?jì)結(jié)構(gòu)基層 本工程路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)置15cm厚密級(jí)配瀝青碎石+20cm水泥穩(wěn)定碎石這一剛?cè)岵?jì)的基層組合形式,防止半剛性基層的開裂、抵抗重載交通。

  半剛性基層強(qiáng)度高、剛度大,而瀝青碎石材料屬于散體,對(duì)上層傳遞來(lái)的荷載只起分散作用,結(jié)構(gòu)本身不受拉應(yīng)力影響,除材料軟弱個(gè)體的破壞,基本上不存在結(jié)構(gòu)的破壞,同時(shí)可避免干縮裂縫的產(chǎn)生,并對(duì)溫度裂縫能夠“自愈”,達(dá)到一定的修筑厚度后是理想的結(jié)構(gòu)層材料。

  3.4 布敦巖改性瀝青 針對(duì)東疆港區(qū)的重載交通特性,為增強(qiáng)瀝青混凝土抗車轍、抗低溫開裂、抗水損害等路用性能,本工程在局部路段結(jié)構(gòu)面層中應(yīng)用了印尼布敦巖改性瀝青。

  布敦巖改性瀝青產(chǎn)于南太平洋印度尼西亞蘇拉威西島東南部布敦島,其形成是由于石油不斷地從地殼中冒出,經(jīng)過長(zhǎng)期蒸發(fā)凝固而形成的天然瀝青。其主要特點(diǎn)為:軟化點(diǎn)高,增強(qiáng)混合料的高溫穩(wěn)定性;含氮量高,改善其與集料的粘附性,增強(qiáng)混合料的抗水損能力;抗老化能力強(qiáng)、耐候性好,增強(qiáng)路面的耐久性,減緩瀝青老化速度;不含蠟,大大降低蠟在瀝青中的危害,提高路用性能。

  通過本工程試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析,摻加布敦巖改性瀝青可以大大改善瀝青混合料的水穩(wěn)性和抗車轍、抗開裂性能,同時(shí)摻加布敦巖改性瀝青混合料的各項(xiàng)路用指標(biāo)均不低于同等條件下SBS改性瀝青混合料。

  3.5 雨水工程管道接口設(shè)計(jì) 東疆港區(qū)為大面積吹填造陸形成,雖然經(jīng)過地基處理,但處理時(shí)間較短,沉降尚未穩(wěn)定。在大片軟土地基上修建排水管道,特別是在沉降趨于穩(wěn)定之前修建,即使對(duì)管道基礎(chǔ)進(jìn)行了加固處理也肯定會(huì)產(chǎn)生局部不均勻沉降,且其多由泥沙吹填而成,管道滲漏將對(duì)路基產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

  針對(duì)東疆港區(qū)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)采用管道接口新工藝,該工藝在使用常規(guī)方法施工管道后,使用土工布包裹管道接口,其后即使管道接口因各種不良影響而產(chǎn)生滲漏也可保證不會(huì)將其周圍的砂土隨管中水流帶走,從而保證了管道基礎(chǔ)及路基土層的穩(wěn)定,減小了路面塌陷的發(fā)生幾率。該工藝施工簡(jiǎn)單,土工布造價(jià)低廉并且土工布具有良好的透水性、過濾性、保土性、強(qiáng)度高、耐酸堿、耐老化,適用于各種地質(zhì)情況,在全國(guó)各地均可實(shí)施,具有可廣泛推廣的優(yōu)勢(shì)。

  3.6 雨水收水口設(shè)計(jì) 采用新型U型槽線性雨水收水口,其優(yōu)點(diǎn)為:①設(shè)置于路緣帶,保證路面平整度。②尺寸狹長(zhǎng),避免過往車輛的碾壓,使用壽命長(zhǎng)。③收水井的收水能力較平箅式收水井好,整體外形美觀。④雨水口為預(yù)制構(gòu)件拼裝而成,施工快捷,占地小、土方量少,可縮短工期。

  4.結(jié)語(yǔ)

  針對(duì)東疆港區(qū)軟基、重載的特點(diǎn),在本工程道路設(shè)計(jì)中采用了土工織物、應(yīng)力吸收層、剛?cè)岵?jì)結(jié)構(gòu)基層以及布敦巖改性瀝青等新材料。這些材料的使用可大大減少由于軟基、重載等引起的路面破壞,延長(zhǎng)路面結(jié)構(gòu)的使用壽命。而在排水設(shè)計(jì)中采用了管道接口的新技術(shù)及新型收水井,創(chuàng)出一種軟基上管道接口防止?jié)B漏的新方法。

  本工程中,新技術(shù)、新材料的應(yīng)用,為今后的設(shè)計(jì)工作積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和財(cái)富。