v4 路面結構設計

1、4 路面結構設計4.1路面類型及結構層組合路面設計應根據使用要求及氣候、水文、土質等自然條件，密切結合當地實踐經驗。)在滿足交通量和使用要求的前提下，應遵循因地制宜、合理取材、方便施工、利于養(yǎng)護、節(jié)約投資的原則，進行路面設計方案的技術經濟比較，選擇技術較先進、經濟合理、安全可靠、有利于機械化的路面結構方案。4.1.1路面類型的確定目前，我國等級較高的公路一般采用瀝青混凝土路面或水泥混凝土路面，兩種路面類型各有優(yōu)缺點，比較見表4.1表4.1 路面類型比較表比較項目瀝青混凝土路面水泥混凝土類型柔性剛性接縫無有噪音小大機械化施工容易較困難施工速度快慢穩(wěn)定性易老化水穩(wěn)、熱穩(wěn)均較好養(yǎng)護維修方便困難開放交

2、通快慢晴天反光情況無稍大強度高很高行車舒適性好較好由交通量的計算知本道路為中等交通，則路面要選擇高等級路面。通過對兩種不同類型路面的比較，另外結合當地材料來源及路面設計原則等各方面綜合考慮，選用瀝青混凝土路面類型。4.1.2標準軸載及軸載換算設計采用現行路面設計規(guī)范中規(guī)定的標準軸載bzz-100kn，p=0.7mpa ,=10.65cm，設計使用年限為15年。1)當以設計彎沉值為指標以及驗算瀝青層層底拉應力時凡軸載大于25kn的各級軸載（包括車輛的前、后軸）pi的作用次數ni，按式(6-1)換算成標準軸載p的當量作用次數n： (4-1)式中：n標準軸載的當量軸次，次/d；ni被換算車型的各級軸

3、載作用次數，次/d；p標準軸載，kn；pi被換算車型各級（單根）軸載，kn；c1i被換算車型各級軸載的軸數系數。當軸間距大于3m時，按單獨的一個軸計算，軸數系數即為軸數m；當軸間距小于3m時，按雙軸或多軸計算，軸數系數為c1i=1+1.2(m-1)；c2i被換算軸載的輪組系數，單輪組為6.4，雙輪組為1.0，四輪組為0.38。2)當進行半剛性基層層底拉應力驗算時凡軸載大于50kn的各級軸載（包括車輛的前、后軸）pi的作用次數ni，按式4-2換算成標準軸載p的當量作用次數n： (4-2)式中：被換算車型各級軸載的軸數系數。當軸間距大于3m時，按單獨的一個軸計算，軸數系數即為軸數m；當軸間距小于3

4、m時，雙軸或多軸的軸數系數為；被換算軸載的輪組系數，單輪組為18.5，雙輪組為1.0，四輪組為0.09。上述軸載換算公式僅適用于單軸軸載小于130kn的軸載換算。各種汽車當量軸次計算見表4.2：表4.2（a） 交通量計算表車 型pi(kn)c1,ic2,ic1,i c2,i (pi/p)4.35ni次/日nbi次/日黃河jn150后軸101.6111.07112001285.2前軸49.016.40.2871200344.1太脫拉138后軸80.02.210.758450341.1前軸51.416.40.354450159.3解放a10b后軸60.8516.40.11575086.25前軸19

5、.40110.0057503.75躍進nj130后軸38.30110.00810008n=snbi=2228次/日表4.2（b） 交通量計算表車 型pi(kn)c1,ic2,ic1,i c2,i (pi/p)4.35ni次/日nbi次/日黃河jn150后軸101.6111軸49.0118.50.061120073.2太脫拉138后軸80.0110.503450226.35前軸51.4310.09045040.5解放a10b后軸60.85110.01975014.1躍進nj130后軸-10000n=snbi=1717次/日注：當計算彎沉和瀝青混凝土層底拉應力時，軸載換算

6、系數=c1c2(pi/p)4.35；當計算半剛性基層層底拉應力時，軸載換算系數；總（車輛）換算系數后軸換算系數前軸換算系數；當量軸次交通量總換算系數。在設計年限內，一個車道上的累計當量軸次參照式(4-3)進行計算： (4-3)式中：ne設計年限內一個車道上的累計當量軸次，次；t設計年限，取15年；n1路面竣工后第一年的平均日當量軸次，次/d；nt設計年限最后一年的平均日當量軸次，次/d；設計年限內交通量的平均年增長率，為6%；車道系數，取0.5。所以 （次）（次）、100cm；軟化度=4445c；含蠟量1。（2）礦料礦料包括碎石、礫石、石屑、砂和礦粉。它是瀝青面層的骨架，承受行車荷載和車輪的磨

7、耗主要靠礦料。碎石：有足夠的強度和耐磨行，壓碎值25%28%；含泥量1%，含水量3%；粘結力4級。砂和石屑：砂（粒徑2.36mm），石屑（粒徑4.75mm），砂和石屑要求級配，含泥量3%5%。礦粉（填料，粒徑0.075mm）：由石灰石、白云石磨細的石粉。要求粒徑0.075mm成分占70%、含水量100cm；軟化度=4445c；含蠟量1。（2）礦料礦料包括碎石、礫石、石屑、砂和礦粉。它是瀝青面層的骨架，承受行車荷載和車輪的磨耗主要靠礦料。碎石：有足夠的強度和耐磨行，壓碎值25%28%；含泥量1%，含水量3%；粘結力4級。砂和石屑：砂（粒徑2.36mm），石屑（粒徑4.75mm），砂和石屑要求級配

8、，含泥量3%5%。礦粉（填料，粒徑0.075mm）：由石灰石、白云石磨細的石粉。要求粒徑0.075mm成分占70%、含水量1%，其親水系數應小于1 ,視密度不小于2.5 t/ m3 。2）混合料拌合、運輸拌合：溫度為155165；混合料要均勻，顏色一致，無花白料，無團粒。運輸：每兩車配備帆布，保溫防水；車廂噴液體（水：柴油=1：31：5）防止粘車；車上舊料清除干凈。3）混合料攤鋪攤鋪機連續(xù)不斷攤鋪；攤鋪速度v=22.5m/min；攤鋪溫度為120145；路面下面層、中面層走鋼絲，上面層走雪橇。4）碾壓碾壓溫度為120145；碾壓完成溫度為：鋼輪壓路機不低于70；輪胎壓路機不低于80；震動壓路機

9、不低于65；嚴格可控制含水量，按“初壓、復壓、終壓”碾壓工藝進行碾壓。5）面層質量控制保證瀝青混凝土路面質量達到設計要求，應控制以下質量標準。表4.9 瀝青混凝土面層質量控制標準序號控制質量內容標準1壓實度95%2平整度1.2mm3高程10mm4厚度總厚度-15 上面層-8mm5寬度+0以上6中線偏位20mm7橫坡0.3%8彎沉竣工驗收彎沉值4.5.2水泥粉煤灰碎石基層施工要求1）混合料組成為節(jié)省投資，增加基層強度，在水泥穩(wěn)定碎石中加入就地取材的粉煤灰，組成水泥、粉煤灰穩(wěn)定碎石基層。 混合料配合比為水泥：粉煤灰：碎石=6：14：80，因粉煤灰含水量在2030%左右，所以施工配比調整為6：17.

10、5：80；最佳含水量為9.8%；最大干密度2.15g/cm3松鋪系數1.47。2）材料要求水泥：為了保證混合料在一定時間內能夠拌和、運輸、攤鋪、碾壓完成，不得使用硬水泥、早強水泥、及受潮變質的水泥。粉煤灰：粉煤灰的燒失量應小于20%。碎石：選用硬度大、無風化、潔凈的碎石，碎石中針片狀顆粒的總含量應不超過20%， 壓碎值不大于35%，最大粒徑不超過37.5mm。磨耗率28%，含泥量2.5 t/m3 ，針片狀含量15%。3）混合料的拌合水泥%粉煤灰穩(wěn)定碎石采用集中場拌法，盡量避免水泥含量超過設計配合比的一個百分點。 拌合時，在拌和倉中適量加水，攪拌均勻。拌合時避免出現粒料不均、灰土成團或含水量不均

11、的現象。4）混合料的運輸運輸混合料時，應根據攤鋪層的厚度和要求達到的壓實干密度來計算每車混合料的攤鋪面積。 同時配備適當數量的車輛運送混合料，運輸期間保障施工道路暢通，盡量縮短運輸時間，根據運距和氣溫高低決定是否采用蓬布覆蓋，防止水分散失。5）混合料的攤鋪在基層攤鋪前對下承層進行清理，把浮土、雜物等清掃干凈，并保持下承層處于濕潤狀態(tài)。攤鋪采用攤鋪機進行，攤鋪機后面設專人消除粗細集料離析現象。對于粗集料“窩” 和粗集料“帶” ，及時添加細集料，并拌和均勻；對于細集料“窩” ，添加粗集料，并拌和均勻。攤鋪時應避開下承層的縱向接縫，按照上下層不同縫的原則攤鋪，并盡量避免縱向接縫。 必須分兩幅鋪筑時，

12、 宜采用兩臺攤鋪機一前一后相隔約5-8米同步向前攤鋪。攤鋪機攤鋪時，行進速度要緩慢均勻地進行，不得中途隨意換檔。為保證設計寬度及厚度，中線及邊線處要比設計數多出0.2米，以保證邊緣處的壓實。6）混合料的碾壓由于水泥的水化作用和凝結速度，對于混合料的拌合、運輸、攤鋪、碾壓就要求在較短時間內迅速完成，因此應確定合理的碾壓長度，攤鋪長度以100200m為宜，以便在水泥終凝前完成所有程序的操作。嚴格控制含水量，并按“初壓、復壓、終壓”碾壓工藝進行碾壓。碾壓時應遵循先輕后重、先慢后快的碾壓原則。碾壓順序為：直線應從路邊往路中間碾壓，曲線由內側路肩向外側路肩碾壓。碾壓錯輪時后輪跡的重疊寬度不得大于后輪寬度

13、的二分之一，相鄰兩段的碾壓接頭處應橫向錯成45價梯狀，接縫處應多壓二至三遍。7）基層質量控制表4.10 公路基層質量標準序號內容標準1壓實度98%2平整度10mm3高程+5mm，-10mm4厚度-10mm5寬度+0以上6配合比碎石2% 粉煤灰1.5% 水泥1%7橫坡0.3%8強度0.8mpa4.5.3二灰土施工要求二灰土底基層具有：承載能力大、剛性大、水穩(wěn)定性好、經濟等優(yōu)點。1）材料要求（1）石灰采用iii級以上石灰；石灰必須充分消解，消解時間710天，消解用水量為500800kg/t，通常為700kg/t；石灰必須過篩，篩孔10mm；石灰的含水量70%；比表面積2500cm2/g；含水量5c

14、；（7）二灰土若要過冬，必須覆蓋素土20cm；（8）不能用薄層找平；（9）保濕養(yǎng)生，封閉交通；（10）要連續(xù)施工。6）二灰土底基層質量控制表4.11 二灰土底基層質量標準序號內容標準1壓實度95%2石灰劑量-1%3平整度15mm4高程+5mm，-15mm5厚度-12mm6寬度+0以上7橫坡度0.3%8強度0.5mpa4.5.4路面施工步驟及施工工藝1）底基層（二灰土）施工（1）施工步驟檢查路基灑水按計量上土（整平、穩(wěn)壓，控制厚度）按計量上石灰（整平、穩(wěn)壓、控制厚度）第一次拌和悶料（12天）按計量上粉煤灰（整平、穩(wěn)壓、控制厚度）進行二次拌和粉碎（15mm，通過5mm篩大于60%），通知試驗室取樣做無側限抗壓強度、含水量試驗碾壓養(yǎng)生7天（從第二天起計算養(yǎng)生時間，采用保濕