二級(jí)公路路面設(shè)計(jì)方案

二級(jí)公路路面設(shè)計(jì)方案1.1路面設(shè)計(jì)原則路面結(jié)構(gòu)是直接為行車服務(wù)的結(jié)構(gòu)，不但受各類汽車荷載的作用，且直接暴露于自然環(huán)境中，經(jīng)受各種自然因素的作用。路面工程的工程造價(jià)占公路造價(jià)的很大多數(shù)，最大時(shí)可達(dá)50%以上。所以，做好路面設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。1.1.1路面類型與結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)路面類型選擇應(yīng)在充分調(diào)查與勘察道路所在地區(qū)自然環(huán)境條件、使用要求、材料供應(yīng)、施工和養(yǎng)護(hù)工藝等，并在路面類型選擇的基礎(chǔ)上考慮路基支承條件確定結(jié)構(gòu)方案。因?yàn)槁访婀こ塘看?，基墊層材料應(yīng)盡可能采用當(dāng)?shù)夭牧?，并注意使用各類廢棄物。必要時(shí)，應(yīng)考慮采用新型路新材料、新施工工藝。同時(shí)，應(yīng)注意路面的功能和結(jié)構(gòu)承載力等是通過設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等共同保證的，可采用壽命周期費(fèi)用分析技術(shù)合理確定路面類型和結(jié)構(gòu)。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是提供在特定的使用期限內(nèi)同所處環(huán)境相適合并能承受與其交通荷載適用的路面結(jié)構(gòu)，同時(shí)設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)，便于改變道路行駛條件，提高服務(wù)水平，滿足汽車運(yùn)輸?shù)囊?，所以路面?yīng)起碼具備三個(gè)方面的使用要求：平整、抗滑、承載能力。設(shè)計(jì)路段內(nèi)無不良地質(zhì)概況，沿線有小型石灰廠和水泥廠，砂石材料豐富；水泥與瀝青均需外運(yùn)?？紤]到與水泥路面相比，瀝青混凝土路面表面平整、無接縫、行車舒適，便于機(jī)械化施工，能加快施工進(jìn)度；當(dāng)破壞后，瀝青混凝土路面易于修補(bǔ)。故本設(shè)計(jì)采用瀝青混凝土路面1.1.2路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是對(duì)擬訂的路面結(jié)構(gòu)方案和選定建筑材料，使用規(guī)范建議的設(shè)計(jì)理論和方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)驗(yàn)現(xiàn)階段公路路面使用的路面類型主要有瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，學(xué)生應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、降水、材料、交通量等各方面因素后選定路面的類型，然后進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.2路面設(shè)計(jì)步驟本設(shè)計(jì)路面采用瀝青混凝土，瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有以下(1)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求：進(jìn)行交通量分析，確定路面等級(jí)和面層類型，計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸(2)按路基土類與干濕類型：將路基劃分為若干路段(在一般情況下路段長(zhǎng)不宜小于500m,若為大規(guī)模機(jī)械化施工，不宜小于lkm),確定各路段土基回彈模量。(3)可參考規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)：擬定幾種可能的路面結(jié)組合與厚度方案，根據(jù)選用的材料進(jìn)行配合比試驗(yàn)及測(cè)定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強(qiáng)度，確定各結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)公路、二級(jí)公路瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、底基層，應(yīng)驗(yàn)算拉應(yīng)力是否滿足容許拉應(yīng)力的要求。如不滿足要求，或調(diào)整路面結(jié)構(gòu)層厚度，或變更路面結(jié)構(gòu)組合，或調(diào)整材料配合比、提高極限抗拉強(qiáng)度，再重新計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先擬定某一層作為設(shè)計(jì)層，擬定面層和其他1.3路面設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)為雙車道二級(jí)公路，路面設(shè)計(jì)年限為15年，預(yù)測(cè)該路竣工后第一年的交通組成如下表7—1所示，在使用期內(nèi)交通量年平均增長(zhǎng)率為8%。本路段位于西安省南部地表7—1交通組成前軸重后軸重后軸輪組數(shù)后軸距交通量(次/2雙輪組太脫拉2雙輪組1雙輪組2雙輪組—2,取0.7,公路等級(jí)為二級(jí)公路。表7—2車道系數(shù)表行車道數(shù)特征n單車道雙車道有分離無分離四車道六車道表7—3各分段時(shí)間增長(zhǎng)率序號(hào)分段時(shí)間(年)交通量年增長(zhǎng)率1625341.3.2設(shè)計(jì)方案當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)：路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次：3792設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次：當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)：路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次：5192設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次：表7—4路面設(shè)計(jì)系數(shù)名稱公路等級(jí)系數(shù)面層類型系數(shù)基層類型系數(shù)系數(shù)111.3.3確定土基的回彈模量2.根據(jù)設(shè)計(jì)資料，由設(shè)計(jì)規(guī)范《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD50-2006》,該路段處于IV區(qū)，為粉質(zhì)土，確定土基的稠度為1.10。3.查設(shè)計(jì)規(guī)范《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD50-2006》中“二級(jí)自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值(Mpa)”表得1.3.4路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)(1)擬定路面結(jié)構(gòu)組合方案：根據(jù)規(guī)定推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到公路沿途有大量碎石且有石灰供應(yīng)，路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土(取13cm),基層采用水泥穩(wěn)定碎石(厚度待定),底基層石灰粉煤灰碎石25cm。(2)擬訂路面結(jié)構(gòu)層的厚度按二級(jí)路的路面來設(shè)計(jì)，由設(shè)計(jì)規(guī)范《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD50-2006》規(guī)定二級(jí)公路的面層由二層至三層組成。采用三層式瀝青面層，表面層采用細(xì)粒式瀝青混凝土(厚度為3cm),中面層采用中粒式瀝青混凝土(厚度為4cm),下面層采用粗粒式瀝青混凝土(厚度為6cm)。(3)各層材料的設(shè)計(jì)參數(shù)(抗壓模量與劈裂強(qiáng)度)：土(20℃或15C)為550MPa。各層材料的劈裂強(qiáng)度：細(xì)粒式1.3.5方案的計(jì)算情況新建路面的層數(shù)：5路面設(shè)計(jì)彎沉值：30(0.01mm)路面設(shè)計(jì)層層位：4設(shè)計(jì)層最小厚度：15(cm)(1)容許拉應(yīng)力如下表：表7—5各層材料劈裂強(qiáng)度與容許拉應(yīng)力層位結(jié)構(gòu)層材料名稱劈裂強(qiáng)度容許拉應(yīng)力(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土12中粒式瀝青混凝土3粗粒式瀝青混凝土4水泥穩(wěn)定碎石5石灰粉煤灰土表7—6各層厚度表層位結(jié)構(gòu)層材料名稱抗壓模量抗壓模量容許應(yīng)力1細(xì)粒式瀝青混凝土32中粒式瀝青混凝土43粗粒式瀝青混6凝土4水泥穩(wěn)定碎石?5石灰煤渣碎石6土基(3)按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度：H(4)=19.7cm(僅考慮彎沉)(4)按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度：H(4)=19.7cm(第1層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H(4)=19.7cm(第2層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H(4)=19.7cm(第3層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H(4)=21.2cm(第4層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H(4)=24.3cm(第5層底面拉應(yīng)力驗(yàn)