路面結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計

1、道路路面結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計班級：2008級 采礦工程設(shè)計人：王彥磊學(xué)號：2008171537指導(dǎo)老師：孟愛國設(shè)計日期：2011 年 05月 10日露天礦道路路面結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計一：已知條件 ：1. 車型選擇：礦用重型自卸汽車 3311E（85D ）、自重 63200kg 、載重 85000kg 、車寬 5.54m ；2. 載重后軸分布：后橋 66% 、輪胎壓力 0.8MPa ；3. 每晝夜行車密度： 200 次；4. 道路取材：墊層：露天礦天然砂礫、中細砂，承壓層（基層）：采礦毛石，面層：剝離物中的泥結(jié)碎石，磨耗層：采用泥頁砂巖，土基 E 0 ：25MPa 。5. 本路為四級道路干線，設(shè)計壽命為五年；6

2、. 道路時間利用系數(shù)為 0.8，雙車道利用系數(shù)為 0.5。二、要求：1.根據(jù)給定的條件繪制典型的路面結(jié)構(gòu)示意圖；2.利用系數(shù)遞推法、路面等效換算法分別算出路面總厚度、基層厚度；3.確定路面寬度（全鋪式），（四倍車寬）；4.根據(jù)縱斷面設(shè)計繪制1：500 道路橫斷面綜合結(jié)構(gòu)圖。三、參考文獻：1.中國礦業(yè)大學(xué)主編.露天采礦手冊 .徐州 .中國礦業(yè)大學(xué)出版社.1983露天礦道路路面結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計一、 路面類型的選擇及路拱橫坡（一）路面的選擇應(yīng)綜合考慮下列因素 ；1 根據(jù)道路等級、運量、首映年限及車型選擇路面等級，2 根據(jù)礦山生產(chǎn)特點及要求選擇路面a 防塵要求較高的生產(chǎn)區(qū)， 其道路宜選用各種瀝青路面。b

3、跨越需要經(jīng)常開挖檢修的地下線路段，可選用預(yù)制水泥混凝泥土塊路面或石塊路面。c 經(jīng)常行使履帶車的道路， 可選用碎石路面或石塊路面。3 根據(jù)地區(qū)氣候、土基狀況、材料種類以及施工養(yǎng)護條件等，選擇與之相適應(yīng)的路面。一個露天礦中不宜選用多種路面。（二）路面斷面形勢和路拱1 路面斷面形式分為槽子是式和全鋪式兩種，露天礦一般采用槽式斷面。槽式斷面的結(jié)構(gòu)層大都做成相等的厚度。食料豐富地區(qū)，中、低級路面可選用全鋪式斷面。其邊緣部分購讀不小于3 厘米。2 路拱由直線型和拋物線型兩種。 露天礦道路員工一般采用直線型路拱，其中間宜用圓弧圓弧半徑可按下式計算：R = b = 22 =1.22 ，米6i63式中R- 圓弧

4、半徑，米；b- 路面寬度，米；i- 路拱坡度， %；3 各種面層類型的路拱坡度表表 4路面坡度路面面層類型路拱坡度， %水泥混凝土、瀝青混凝土、熱拌瀝青碎10. 2.0石混合料瀝青貫入式、冷拌瀝青碎（礫）石、瀝青碎（礫）石表面處治1.5 2.5、瀝青灰土表面處治、整齊石塊半整齊、不整齊石塊2.0 3.0泥結(jié)、水結(jié)、干結(jié)及級配碎（礫）石等，砂姜石、碎磚2.5 3.5礫料改善土、當(dāng)?shù)夭牧细纳仆?.0 4.0二、柔性路面設(shè)計（一）設(shè)計的方法它采用按典型結(jié)構(gòu)及經(jīng)驗厚度與彎沉計算相結(jié)合的原則進行，步驟如下：1.根據(jù)道路類型、級別、設(shè)計使用年限、車型及年運量確定路面等級和類型。2.根據(jù)露天礦規(guī)劃及采礦設(shè)計

5、，考慮路面結(jié)構(gòu)是否分期建設(shè)以及擬定分期建設(shè)的方案。3.根據(jù)所在地區(qū)的水文、氣象、低質(zhì)、土壤等自然條件與路基狀況，對路基水濕狀況不良的路段， 擬定改善的技術(shù)措施和處理方法。4.進行路基路面的綜合設(shè)計。正確劃分基巖石類型（巖石、填石、碎石土、土質(zhì)路基等），正確劃分路基干、濕類型（干燥、中濕、潮濕、過濕等）5.擬定路面的結(jié)構(gòu)組合，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。在保證結(jié)構(gòu)具有要求的強度、穩(wěn)定性、 耐久型和便于備料、施工的前提下參考圖擬定幾種結(jié)構(gòu)組合進行比較，選擇技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)組合方案。6.路面各結(jié)構(gòu)層的厚度。（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計對保證路面質(zhì)量和降價造價有很大關(guān)系，因此，在進行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時，須

6、考慮下列經(jīng)濟原則。1.因地制宜，就地取材。一般應(yīng)盡量選取礦區(qū)巖石，經(jīng)加工作為主要路面材料。2.露天礦道路設(shè)計要按照“路基穩(wěn)定、基層堅實、路面耐用”的原則，將路基、墊層、底基層、基層、層面作為一個相互聯(lián)系和相互制約的整體，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)層的作用。針對露天礦車型大、水平推力強的特點，設(shè)計面層時，不應(yīng)片面追求減薄面層、降低造價，而應(yīng)保證面層有足夠的強度和穩(wěn)定性。3.路面結(jié)構(gòu)一般應(yīng)按強度自上而下遞減的方式組合，不宜有倒裝結(jié)構(gòu)，相鄰層間的模量比，面層與基層不宜大于3；基層底基層各層間不宜大于 5，基層（底基層）與土基在415 范圍之內(nèi)。各結(jié)構(gòu)層必須緊密而且穩(wěn)定，以保證結(jié)構(gòu)的整體強度和應(yīng)力傳布的連續(xù)性。結(jié)構(gòu)

7、層厚度應(yīng)綜合考慮材料的性能，應(yīng)力傳布的效果和壓實機具有的效能等，一般先確定面層的類型和厚度，面層以下各層厚度，應(yīng)視壓實條件和需要而定。（三）路基路面綜合設(shè)計1.路面設(shè)計一般均要求路基處于干燥和中濕狀態(tài)，過濕狀態(tài)的路基必須經(jīng)過處治方可鋪筑路面。正確劃分路基干事類型是合理選擇路面結(jié)構(gòu)和選用設(shè)計參數(shù)的主要依據(jù)。路基干濕類型是根據(jù)路槽底面以下80 厘米深度內(nèi)的平均相對含水量與外界含水量的關(guān)系來劃分路槽底面以下 80 厘米深度內(nèi)的平均相對含水量按下式確定。W x = W ，%Wy式中W- 路槽底面以下80 厘米深度內(nèi)的算術(shù)平均含水量， %；W y -土樣液限含水量， %。原有道路的 W y 應(yīng)在部里季節(jié)

8、測定。新建的道路突擊平均含水量應(yīng)根據(jù)水位和天然適度調(diào)查資料與路基臨界高度理論論證確定。2.房東層設(shè)置（1）對于干燥路基，凍深小于1.8 的干濕路基和凍深小于1.2的潮濕路基或石路基或以非凍性土壤填筑的路基，中、低級路面設(shè)計均不考慮凍脹影響。（2）對于粘性土、粉性土和西亞沙土路基，在下列情況下設(shè)計高級和次高級路面時，應(yīng)考慮凍脹影響；1在中濕路段，道路凍深大于1.8 米；2在潮濕路段，道路凍深大于1.2 米；3由于土質(zhì)變化，日照不均勻或因地下設(shè)施影響可能引起嚴(yán)重不均勻凍脹的路段。(3) 當(dāng)路面總厚度小于規(guī)定值時，應(yīng)以防凍層的補足。防凍層宜選用爐渣、砂礫、砂石或者其他多孔而耐凍的材料。（四）典型結(jié)構(gòu)

9、與經(jīng)驗厚度1 露天礦道路常用路面的典型結(jié)構(gòu) （參考露天采礦手冊第 197頁）。使用時根據(jù)實際情況給于調(diào)整。2 當(dāng)路基為石質(zhì)時，典型結(jié)構(gòu)中底基層厚度表表 5 石質(zhì)路基底基層厚度路基類底基層厚注型度厘米巖石0 30底基層主要起調(diào)平作用， 應(yīng)在能調(diào)平的原則下， 盡量減薄該層厚度填石10 40底基層起調(diào)平和部分加強的作用，車型越重，厚度應(yīng)越大3 當(dāng)路基為土質(zhì)時，典型結(jié)構(gòu)中底基層厚度的確定方法如下。（1）根據(jù)路基類型、汽車載重、設(shè)計使用年限、年運量等因素，查表 8-3-11 （參考露天采礦手冊第197 頁）。（ 2）根據(jù)露天礦山道路路路面典型結(jié)構(gòu)確定面層、連接層的厚度。一般情況下， 車型越重，交通量越大

10、， 采用高線，反之采用低限。（ 3）根據(jù)查得的碎石路面當(dāng)量總厚度及確定的面層、連接層的厚度，按照多層路面等效的換算方法， 計算并確定基層或底基層所需的厚度。解：根據(jù)查表并根據(jù)確定該礦的施工條件， 采用中級路面， 參考表 1 確定面層和墊層的厚度。 然后根據(jù)確定的面層和墊層的厚度， 查表 8-3-11 （參考露天采礦手冊第 197 頁）。的路面的當(dāng)量總厚度為 124 厘米，最后按多層路面等效換算方法，確定基層毛石的厚度為：124=0.7 ×20+1.0 ×h 2 +1.3 ×20+0.6 ×3h 2 =82.2（五）厚度計算露天礦道路柔性路面厚度，采用以層

11、狀體系彈性理論為基礎(chǔ)和路面表面容許回彈彎沉為強度標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計方法。1 確定路段上的標(biāo)準(zhǔn)車標(biāo)準(zhǔn)車一般為該路段承擔(dān)運輸任務(wù)的主要重型汽車。 若有兩種以上的主要重型汽車時，則以載重量較大的作為標(biāo)準(zhǔn)車。2 計算設(shè)計使用年限內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)車的累積交通量先將路段上的其它車型的日交通量n 2 ，按公式換算成標(biāo)準(zhǔn)車的日交通輛 n 1，并計算標(biāo)準(zhǔn)車的總?cè)战煌縩 1 。d2n,5.0n 1 = n 2 C 1 C 2P20.54P1d1n,0. 54,式中n 1- 標(biāo)準(zhǔn)車的交通量，輛 /日；n 2-被換算汽車的交通量，輛 /日；P 1-標(biāo)準(zhǔn)車的輪胎壓力，公斤 /厘米； 2P 2- 被換算汽車的輪胎壓力，公斤 /厘米 2

12、；d1- 標(biāo)準(zhǔn)車的單輪胎輪機的相當(dāng)圓直徑，厘米；d2-被換算車的單輪胎輪機的相當(dāng)圓直徑，厘米；C 1 - 后軸數(shù)系數(shù)，單軸為1，雙軸為 2；C2-輪組數(shù)系數(shù)，雙輪組為1，單輪組為 1/4；n '- 與路面結(jié)構(gòu)特性有關(guān)的指數(shù)；n ' =0.980-0.854 E0E1E0-土基回彈模量 ,公斤 /厘米 2 ;E 1 - 路面材料回彈模量,公斤 /厘米 2 ;若為多層路面時,E 1 采用泥結(jié)碎石的回彈模量;設(shè)計使用年限內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)車的累積交通量(雙車道 ):，Ne= (n1 n1)DTK=20036550.80.5=146000( 輛 )式中n1 -標(biāo)準(zhǔn)車的總?cè)战煌?,輛/日;D- 年

13、生產(chǎn)日數(shù) ;T - 設(shè)計使用年限 ,按道路設(shè)計使用年限及路面設(shè)計使用年限 ,取其其低值而定；K - 時間利用系數(shù)；- 車道實際作用系數(shù)，雙車道為 0.5 。3 確定實際日彈彎沉值L R1.10LR= Ne0. 2 AcAs= 1.101460000.2 1.2 1.3=0.0269(cm)=0.269mm式中Ne- 設(shè)計年限內(nèi)累積交通量 (軸作用次數(shù) )四級道路年限為五年 ,標(biāo)準(zhǔn)軸次10 萬次；A c -道路等級系數(shù)，三級以下取1.2；A s -面層層數(shù)系數(shù)，粒料類面層取1.3。說明：L R 在相同載荷下取值越大， 路面抵抗垂直變性能力越強。4 計算實際彎沉系數(shù)sLRE0sP1d1k= 0.2

14、69 2508 76.8 1=0.109式中 d 1 -單輪的輪直圓直徑P(6320085000)66%d 1 =22=24=0.768P10.8（m）式中 P- 單輪載荷（ MN ）；P 1- 輪胎壓力（ MPa ）。5 計算綜合修正系數(shù) FF=S0. 38=0.9000.109 0.380.388-與車型有關(guān)系數(shù)d 解0.38200.38=1.50.900=1.5d176.86 計算理論彎沉系數(shù)LL =S= 0.109 =0.281F0.3887 根據(jù)諾漠圖以 E0E1=0.1 為曲線、以L =0.281 為橫坐標(biāo)交點查得h =3.1 ，并計算路面所需的厚度h=3.1 ×38.4

15、=119.04 。8 多層路面按等效換算方法確定基層或底基層所需的厚度nh=ki hi = k1h1 + k2h2 + kn hni1式中h 1 、h 2 、h n -各結(jié)構(gòu)層的厚度，厘米；K 1 、k 2 、k n -各結(jié)構(gòu)層相應(yīng)的等效換算系數(shù)，查表1、表2 、表3 得：h=0.7 ×20+1.0 ×h 2 +1.3 ×20+0.6 ×3=119.04 h 2 =77.24 厘米78 厘米表 1結(jié)構(gòu)層最小厚度結(jié)構(gòu)層名稱最小厚度注厘米粗粒式4.5單層最小厚度瀝青混泥土、熱拌瀝青碎石混合料中粒式3.5細粒式2.0冷拌瀝青碎（礫）石、瀝青貫入式4.0瀝青碎（

16、礫）石表面處治1.5瀝青灰土表面處治2.0天然礫石、級配、泥結(jié)碎（礫）石、水結(jié)、干壓6.0碎石泥灰結(jié)碎（礫）石、級配碎（礫）石摻灰8.0灰土類、（石灰土、碎石灰、煤渣灰土等） 、工業(yè)8.0新路可增厚至 15廢渣（二渣、三渣、二渣土等）厘米水泥穩(wěn)定砂礫8.0砂姜石、碎磚等鎖性結(jié)構(gòu)6.0塊石、圓石或拳石10.0鋪切片石、錐形塊石、大塊基石12.0表 2等效換算系數(shù)路面材料名稱等效換算系數(shù) K瀝青混泥土、熱拌瀝青碎石混合料2.4 2.8冷拌瀝青碎（礫）石2.0 2.4瀝青貫入1.4 1.8瀝青碎（礫）石表面處恰1.3 1.5石灰石、泥灰結(jié)碎（礫）石1.2 1.4工業(yè)廢渣1.0 1.4泥結(jié)碎（礫）石、

17、干壓碎石1.0手?jǐn)[片石0.9 1.0級配碎（礫）石0.8 1.0混鋪塊碎石0.7 0.8天然砂礫0.6 0.7表 3三、路基斷面圖設(shè)計要考慮的因素（一）超高當(dāng)采用小于規(guī)定值時，應(yīng)在曲線上設(shè)置超高。行車在15 公里/小時以內(nèi)時，可布設(shè)超高。在長期積雪、冰凍和多余地區(qū)，不宜采用大于4% 的超高橫坡。陡山坡度路段，當(dāng)曲線圓心位于山坡外方（即明彎），陰干路拱坡度設(shè)置超高，并設(shè)置安全措施。在傍山險路易于積雪、冰凍和多雨地區(qū)的直線路段，宜將路面向山坡內(nèi)做成13%的單向橫坡。表 6超高坡度計算行車速度，公里 / 時403020超高橫坡曲線半徑，米225010015055100253 1008555 5048

18、5 7550 45 2520575 6545 40665 4540 25 2015由最大速度為 45kmh 曲線半徑為 117m，查表可得超高橫坡為2%。（二）曲線加寬露天礦道路曲線半徑等于或小于200 米時應(yīng)在曲線內(nèi)坡加寬路面。雙車道路面加寬值見下表表 7雙車道路面加寬曲線半徑，121520253035404550607080100150200米52.72.21.71.61.41.21.11.00.90.80.70.60.50.40.35 2.72.11.91.61.41.31.21.10.90.80.70.60.50.462.01.81.51.41.31.11.00.90.80.70.50.4軸距62.92.3加前72.42.01.91.71.51.41.21.11.00.80.60.5懸，米7 3.02.52.32.11.91.71.51.31.10.90.70.588 3.32.82.62.32.11.91.61.41.21.0