美国高速公路服务区研究现状论文

分析高速公路路基工程的施工论文

公路工程中路基工程是关键工程之一,路基工程质量的好坏,关系到整条公路质量的优劣。就其工程质量而言,有很多不尽人意的地方,存在一些不同程度的质量问题;公路建设质量来讲,有些还存在路基压实不够、路基沉陷、路面平整度差、桥头跳车、路面早期破坏、外观质量差等质量通病。高速公路路基工程施工过程中,建筑结构物与土方路基施工既相互制约,又相互促进,是矛盾的统一体。要正确认识其中的联系,正确组织好建筑物和土方路基施工,协调好二者的关系,不仅可缩短工期,保证工程质量,而且能减少工程造价,提高经济效益。

1.高速公路的路基工程概述

高速公路的路基顶面宽度, 比一般公路横面要宽一些。我国4车道高速公路路基宽度, 规定为20~26m。美国高速公路采用较宽的中间带,4车道的路基宽度用到30~35m。日本及其他许多国家的路基宽度,大部分与我国规定的宽度相近。路基高度在受河流洪水或洼地积水影响的路段, 由设计洪水频率或积水位高程决定。我国规定的高速公路设计洪水频率为1/100。不受洪水影响的路段, 其路堤填土高度未作特别规定, 可按一般公路路堤的填土高度进行设计, 在受地面积水或地下水影响的路段,其路堤填土高度应高出自然地面0.8m以上。过去对高速公路的路堤高度,认为以偏高为好,有不少人认为,路堤高则有利于防止人畜横穿公路,有利于设置地下通道或拖拉机立交。近年来有许多国家,从节约土方工程量、节约用地和有利于行车安全出发, 倾向于采用低填土路堤。低路堤自重轻, 有利于软土地基的处理。由于高速公路采用多层次的、很厚的路面结构层, 毛细水对路面的危害, 比较容易处理。如果采取稍复杂的截排地下水或地面水的技术措施, 即使增加一些工程费用, 也要比加大填土的工程费用。

2.高速公路路基病害类型及原因分析

2.1路堤沉陷变形

有些高速公路所经软基地段,在设计和建设中采取了堆载预压法、沙垫层、塑料排水固结法、粉体搅拌桩法、碎石桩和沙桩等多种方法进行处治,而且均采用了过渡性沥青路面, 待其沉降稳定后,再进行路面处治。但常发现局部路段沉陷较大,有些水泥混凝土面板产生错台、裂缝甚至断板与地基的这种较大的不均匀沉陷有关。有的地段虽不属软基,但由于排水不畅, 积水难以迅速排走,从而引起地基下的干湿循环效应,导致不均匀胀缩变形, 这也易引起不均匀沉降。在膨胀土路段,这种堤身下陷更加明显。路堤的.不均匀沉陷对水泥混凝土路面危害十分严重, 由于混凝土面板几乎坐落在路基和基层、垫层组成的“浴盆”之中,一旦路堤不均匀沉陷,在面板下会形成不均匀支承,出现脱空,水会通过面板的接(裂)缝渗入其中,在行车荷载的反复作用下不断地冲刷和淘空, 最后形成淤泥、错台、断板等现象。这不仅影响行车舒适性,也会使路面使用寿命下降,增大了养护维修费用, 而且养护维修又不可避免会影响干扰交通,从而使运营效率降低。

2.2路基边坡破坏

高速公路沿线路基边坡破坏的主要类型有剥落、破碎、滑坍、崩坍、塌坍、泥流、滑坡等。剥落是路堑边坡表土或风化岩面在干湿循环、冷热循环和盐分的搬运迁移引起盐胀和风化等作用下, 使得零碎薄层成片从边坡坡面滑落的现象。碎落主要是胀缩、水的侵蚀与冲刷以及车辆等引起的震动使得块状碎屑滚落下来的现象。这些剥落物落入边沟, 会影响排水, 甚至妨碍交通畅通。这两种病害在路堑边坡中均较常见。滑坍是土体或岩体沿一定滑动面向下滑动现象, 主要原因是坡体有倾向公路的软弱构造面或夹层,在施工扰动、水的冲蚀作用下, 使其平衡破坏, 出现滑动。崩坍主要指陡峻斜坡上的巨大岩体或土体脱离母岩, 突然而迅猛地由高而下倾倒、翻滚、崩落的现象。滑坡是岩体整体下滑现象, 其危害和严重性较前面几种更加厉害, 破坏性更大。此三类病害有可能毁坏公路,破坏交通设施, 使交通中断, 严重影响行车安全。路堤边坡的变形和破坏与施工、养护及集中降水都有关系。有些高速公路, 雨量集中, 路面汇水量大,这些水体若对路堤边坡形成直接冲刷, 破坏性是十分明显的。虽然沿线许多路段路面都采用了集中排水形式, 但要注意各排水设施间的衔接, 否则危害更大。如急流槽的出口处防渗加固措施不力, 极易形成集中冲刷, 导致边坡坡脚的淘空, 使边坡失稳滑坍, 甚至使整个道路中断。

2.3排水设施破坏或失效

高速公路沿线排水设施的破坏, 主要集中体现在边沟因边坡剥落等原因而淤积阻塞;排水沟渠因沟底纵坡不当而出现冲刷或淤积;沟底加固被水冲刷后失效而使得水下渗淘空:各种排水设施的衔接处脱节, 使排水系统不完整等。另外,一些设在平原微丘区的路段, 排水设施同农田水利设施交叉干扰很大, 有时会导致公路排水设施的人为破坏。地下水易引起岩溶、管漏、湿陷、次生盐渍化、路基含水量增大、边坡滑坍等病害, 而地下排水设施因隐蔽性而难于检修, 因此, 要保证地下排水设施设计位置合理、形式正确, 同时要严格保证其施工质量, 使其牢固可靠。

3.路基工程施工技术探讨

排除了自然因素的破坏,就要加强人为的防护。对于高速公路的路基的破坏成因,要想减少损失,就要从起因抓起:

3.1软土路基技术的保障

(1)路基换填法。淤泥及软土厚度小于2m时,在路基施工范围内可将淤泥、软土全部挖除,使路堤筑于基底或换填渗水性强的土层上。

(2)强夯法。对于饱和度较高的粘土或淤泥质土路基,强夯法处理的效果不明显,但近年来国内相继采用在夯坑内回填块石、碎石、砂或其他颗粒材料,通过夯击排开软土,从而在地基中形成块(碎)石墩,称为强夯置换法。

(3)土工布软基处理法。当路基的土体松软、土壤潮湿、地下水位高时,以土工布摊铺底层,并拉向边坡作防护,有利于排水,使荷载均匀分布从而加强路基的稳定。在高填土路堤,可适当分层使用土工布,加强路堤刚度。与砂垫层配合使用效果更好。

3.2排水设施的设置与维修

路基受水的影响最明显也最敏感, 路基的变形特性和强度特性都与含水量有关。而路基的强度变形特性又会影响路面结构的强度、刚度、稳定性和表面平整性等, 因而为使路基处于良好的工作状态, 最好的办法就是设置良好的排水系统, 并经常性进行养护与维修, 以保证排水通畅。

4.结语

公路路基是路面的基础,路基的强度与稳定性是保证路面强度与稳定性的基础条件。其稳定性在很大程度上受当地自然条件的各种因素影响,如地形、气候与水文地质等,同时影响路基稳定性的还有人为因素,如荷载作用、路基结构、施工方法、养护措施等。路基施工技术难度不大,但工艺比较复杂。在施工中会遇到各种各样不同的环境条件的制约,只要始终坚持技术标准,注意加强施工管理,强化质量意识,就一定会提高路基路面的耐久性。

摘要：从提高运输能力和经济效益、促使运输市场重新分配等方面，论述高速铁路建设对内部经济发展的影响；从节省时间的价值、对区域经济的影响等方面，论述高速铁路建设对外部经济发展的影响。以京沪高速铁路建设为例，对京沪沿线单位旅行时间价值进行猜测，并对京沪高速铁路旅行时间效益进行计算。关键词：高速铁路，内部经济，外部经济，建设，研究高速铁路是一项投资规模大、建设周期长、影响面广、社会效益大的项目，这已经从日本新干线和法国TGV等国外高速铁路的建设中得到证实。目前，我国对修建高速铁路的研究和讨论，大多集中于项目的资金来源、修建的可行性、成本核算，以及可能的运营收益和投资回收期等内部性经济问题，而对其产生的外部社会经济和环境影响考虑较少。本文以拟建的京沪高速铁路为例，对高速铁路建设的内外部经济进行研究。1高速铁路的内部经济1提高运输能力和经济效益目前，京沪铁路运输能力严重不足。京沪线约占全国铁路总长度的8%，但却负担着全国铁路14%左右的旅客周转量和10%左右的货物周转量。京沪线平均运输密度客运达3000多万人次，货运达8000多万t，分别为全国铁路平均水平的5倍和5倍，已达到客货混用双线铁路运输能力的极限。京沪高速铁路建成后，将从根本上改变京沪通道运能紧张状况。届时，北京—上海旅客列车速度将达到300km／h，全程运行时间只需5小时，单方向年输送旅客可达到8000余万人，形成一条快捷的大能力客运通道。同时，既有京沪线的运输能力也将被释放，其单方向年货运能力达3亿t以上。由于铁路行业具有规模效应，客、货运量的增长将降低铁路运输成本，提高铁路经营利润。在国外高速铁路的经济效益方面，占日本铁路营业里程9%的日本新干线，年收入占铁路总收入的40%。法国TGV东南高速铁路全线开通的第一年即实现盈余。1991年，TGV东南线的客运收入为50亿法郎，纯利润高达19.44亿法郎。经过近10年的运营，TGV东南线的财政收入，已偿还线路建设和高速列车购置的全部债务。2促使运输市场重新分配与高速公路和航空运输相比，高速铁路在多项技术经济指标中具有明显优势，尤其在速度和价格方面，高速铁路是性价比最好的运输方式。如日本新干线的列车运行时间，从原来的5小时缩短到2小时，旅行速度提高了一倍，票价却比飞机便宜，迫使东京—名古屋航班停运。每小时发1趟列车，全程旅行时间仅2小时的巴黎—里昂TGV高速线，已夺走大部分航空市场。连接伦敦、巴黎、布鲁塞尔的欧洲之星列车，以及巴黎与布鲁塞尔之间的Thalgs高速列车，也夺走了航空的相当部分市场份额。德国ICE高速列车投入运营后，也对航空运输产生巨大压力，汉莎航空公司不得不减价，并逐步把中短途运输让位给ICE。在长途旅客运输方面，高速铁路的安全性和舒适度也具有一定的优势。因此高速铁路在各种交通方式的竞争中，能够形成运输市场的重新分配，进一步强化铁路的运输地位。2高速铁路的外部经济1节省时间价值的计算作为基础设施，交通运输业的社会效益远大于其自身的经济效益，其中可计算的旅行时间节约一项，就显示出巨大的社会效益。例如，日本新干线仅旅客由既有铁路改乘高速铁路每年节省的时间价值一项，就相当于修建东海道新干线所需的全部费用。节省时间价值的计算是通过以旅行时间的减少来增加其他活动的时间，再计算其他活动的时间价值而间接得到的，是一种机会成本的计算方法，即计算放弃一种最可能的替代活动所损失的效益。人们的活动一般分为经济活动和闲暇休息游乐活动，因此，计算旅行时间的价值就转化为确定工作时间的价值和闲暇时间的价值，同时考虑将旅行所节约的时间用于工作或用于闲暇的概率。设忽略闲暇时间价值，则旅行时间价值可用式计算：式中：R为旅行时间价值：Q为旅客改乘交通方式的人数：f为年份，r为旅客出行有效利用系数，即为旅客工作出行占总出行的比例，△C为旅客改乘交通方式所节约的旅行时间：P为单位时间价值。R=Q×r×△C×P在公式中计算P是关键，它与地区的经济发展水平、人均收入等密切相关。一般经济发展和人民生活水平越高的地方，旅行的单位时间价值也就越高。1京沪沿线单位旅行时间价值的猜测国民生产总值的猜测。2005年国民生产总值182321亿元，比2004年增长9.9%，2004年比2003年增长10.1%。假设从2006年一2010年的增长率为10%，利用回归分析猜测2010年的国民生产总值约为300000亿元。人均生产总值的猜测。根据猜测的2010年国民生产总值，以2010年全国人口为14亿人计算，可得出2010年人均国民生产总值约为21429元。京沪沿线单位旅行时间价值的猜测。据计算，京沪沿线人均GDP始终保持在全国人均GDP的2倍左右，设2010年京沪地区人均GDP仍保持这个水平。从历年比值中可以算出均值为0取该值为京沪沿线地区人均GDP与全国的比值，则京沪沿线人均国民生产总值约为44786元。目前劳动法规定每周工作时间限时40小时，则一年的工作时间为2000小时，从而京沪沿线单位旅行时间价值约为24元/h。2京沪高速铁路旅行时间效益的计算若仅统计京沪间天天开行的5列一站特快列车的客流，北京—上海的日均直达客流2006年4月份为5506人、5月份为5277人、6月份为4518人。这3个月的日均直达客流为5100人次，若不考虑黄金周及暑期客流的上扬，则一年近1815万人次。根据回归分析，到2010年北京—上海间的直达客流将会达到350万人次。若设北京—上海的运行时间节省为6小时，r取50%，则京沪高速铁路直达客流旅行时间节省的价值为：R=0.035×0.5×6×24=352亿元2对区域经济的影响有利于沿线经济发展及技术创新源的产生。在京沪高速铁路沿线，无论是京津塘，还是长三角，都是中国现阶段最发达的经济区之一。京沪沿线地区面积虽然仅占全国的3%，但工农业总产值却占全国近40%。尽管京沪沿线的工业相当发达，但赖以生存的能源却相当贫乏，大部分能源和原材料需要从区外调入。一旦高速铁路投入运营，在客货分线的基础上，货物运输量将会大幅度增加。北京、上海、苏州、南京等城市都是科技力量雄厚的地区，是我国重要的科学技术开发基地。京沪高速铁路的建设和运营，为沿线技术资源、生产资源和市场间的优化组合提供了便利条件。此外，高速铁路本身就是高科技发展的产物，它涉及电子、信息、材料、航空、环保等一系列高新技术领域。高速铁路的建设不仅能提高铁路系统内的知识密集度，而且还将带动一大批相关的高新技术产业的发展，促进.我国产业向高、精、尖方向发展。促进沿线第三产业的发展。高速铁路建成后，由于旅行时间大大缩短，会产生诱发客流。据猜测，各地区间客流量的诱发率平均为20%—25%。旅客人次的增加，无疑会给沿线的餐饮业、商业、服务业等第三产业的发展带来机遇。增加劳动就业机会。高速铁路对劳动就业机会的增加主要表现在：①建设本身需要投入大量劳动力，其维护和运营也需要新增岗位与部门；②因高速铁路的建成有助于传统经济和知识经济的发展，导致生产的增加，再加上第三产业和旅游业的发展，必然增大就业机会：③高速铁路的运营可以改善旅行条件，节省旅行时间，提高地区的通达性，从而改善投资环境，吸引更多外资，创造更多就业机会。有助于减小地区间的经济发展差异。一个国家或者大范围的区域往往由于历史、地理、政治等原因形成不均衡的区域发展特征，全国性高速铁路网或跨区域的高速铁路可以使不同地区的核心城市连接更加紧密，从而促进经济交流、产业扩散，以及人员和技术的交流，为地区的发展做出贡献。高速铁路不仅能扩大运输能力、降低运输成本、节省旅行时间、促进区域经济发展，而且还能节约资源，减少运输活动对环境的破坏和污染。在法国TGV高速线上，每旅客公里的单位能耗为16g石油当量，而目前许多飞机的平均单位能耗为每旅客公里57g石油当量，同时高速铁路的有害排放物比飞机要小得多。由此可见，高速铁路产生的社会效益是巨大的。