二級公路路面設計方案

二級公路路面設計方案1.1路面設計原則路面結(jié)構(gòu)是直接為行車服務的結(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占公路造價的很大多數(shù)，最大時可達50%以上。所以，做好路面設計是至關重要的。1.1.1路面類型與結(jié)構(gòu)方案設計路面類型選擇應在充分調(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、施工和養(yǎng)護工藝等，并在路面類型選擇的基礎上考慮路基支承條件確定結(jié)構(gòu)方案。因為路面工程量大，基墊層材料應盡可能采用當?shù)夭牧?，并注意使用各類廢棄物。必要時，應考慮采用新型路新材料、新施工工藝。同時，應注意路面的功能和結(jié)構(gòu)承載力等是通過設計、施工、養(yǎng)護等共同保證的，可采用壽命周期費用分析技術合理確定路面類型和結(jié)構(gòu)。路面結(jié)構(gòu)設計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)，同時設計路面結(jié)構(gòu)，便于改變道路行駛條件，提高服務水平，滿足汽車運輸?shù)囊螅月访鎽鸫a具備三個方面的使用要求：平整、抗滑、承載能力。設計路段內(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?？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，便于機械化施工，能加快施工進度；當破壞后，瀝青混凝土路面易于修補。故本設計采用瀝青混凝土路面1.1.2路面結(jié)構(gòu)設計路面結(jié)構(gòu)設計就是對擬訂的路面結(jié)構(gòu)方案和選定建筑材料，使用規(guī)范建議的設計理論和方法對結(jié)構(gòu)進行力學驗現(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，學生應綜合考慮當?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，然后進行設計。1.2路面設計步驟本設計路面采用瀝青混凝土，瀝青路面結(jié)構(gòu)設計有以下(1)根據(jù)設計任務書的要求：進行交通量分析，確定路面等級和面層類型，計算設計年限內(nèi)一個車道的累計當量軸(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不宜小于500m,若為大規(guī)模機械化施工，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)選用的材料進行配合比試驗及測定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強度，確定各結(jié)構(gòu)層材料設計公路、二級公路瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、底基層，應驗算拉應力是否滿足容許拉應力的要求。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、提高極限抗拉強度，再重新計算。設計時，應先擬定某一層作為設計層，擬定面層和其他1.3路面設計本設計為雙車道二級公路，路面設計年限為15年，預測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,公路等級為二級公路。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各分段時間增長率序號分段時間(年)交通量年增長率1625341.3.2設計方案當以設計彎沉值為指標及瀝青層層底拉應力驗算時：路面竣工后第一年日平均當量軸次：3792設計年限內(nèi)一個車道上累計當量軸次：當進行半剛性基層層底拉應力驗算時：路面竣工后第一年日平均當量軸次：5192設計年限內(nèi)一個車道上累計當量軸次：表7—4路面設計系數(shù)名稱公路等級系數(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)設計資料，由設計規(guī)范《公路瀝青路面設計規(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.查設計規(guī)范《公路瀝青路面設計規(guī)范JTGD50-2006》中“二級自然區(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)組合設計(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，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)層的厚度按二級路的路面來設計，由設計規(guī)范《公路瀝青路面設計規(guī)范JTGD50-2006》規(guī)定二級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)各層材料的設計參數(shù)(抗壓模量與劈裂強度)：土(20℃或15C)為550MPa。各層材料的劈裂強度：細粒式1.3.5方案的計算情況新建路面的層數(shù)：5路面設計彎沉值：30(0.01mm)路面設計層層位：4設計層最小厚度：15(cm)(1)容許拉應力如下表：表7—5各層材料劈裂強度與容許拉應力層位結(jié)構(gòu)層材料名稱劈裂強度容許拉應力(MPa)1細粒式瀝青混凝土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力1細粒式瀝青混凝土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)按設計彎沉值計算設計層厚度：H(4)=19.7cm(僅考慮彎沉)(4)按容許拉應力驗算設計層厚度：H(4)=19.7cm(第1層底面拉應力驗算滿足要求)H(4)=19.7cm(第2層底面拉應力驗算滿足要求)H(4)=19.7cm(第3層底面拉應力驗算滿足要求)H(4)=21.2cm(第4層底面拉應力驗算滿足要求)H(4)=24.3cm(第5層底面拉應力驗