露天礦路面設(shè)計

****************************采礦工程******采礦工程******1作業(yè)三：露天礦道路路面構(gòu)造綜合設(shè)計一．條件：3311E〔85D，自重63200kg85000kg5.54m；66%0.8MPa；每晝夜行車密度200次；道路取材：墊層墊層露天礦自然砂礫、中細(xì)砂承壓層(基層)面層采礦毛石剝離物中的泥結(jié)碎石磨耗層承受泥質(zhì)砂巖土基E =25MPa0本路為四級道路干線，設(shè)計壽命為5年；道路時間利用系數(shù)為t二．要求：

=0.8，雙車道利用系數(shù)為s

。依據(jù)給定的條件繪制典型的路面構(gòu)造示意圖，1:100；用系數(shù)遞推法、路面等效換算法分別算出路面總厚度和基層厚度；確定路面寬度〔全鋪式，4倍車寬；依據(jù)縱斷面設(shè)計，繪制1:500道路橫斷面綜合構(gòu)造圖。概述使用性能，對節(jié)約投資、提高運輸效益具有格外重要的意義。路面構(gòu)造組成路面構(gòu)造層位及功能行車載荷和自然因素對路面的作用和影響，隨深度而遞減。因此，對路面構(gòu)造1所示。磨耗層wearingcourse面層的耐磨性、抗滑性和不透水性。面層面層基層土基圖1-2路面構(gòu)造1路面構(gòu)造劃分示意圖基層墊層上通常都應(yīng)設(shè)置墊層。路面斷面型式和路拱路面斷面型式的分類路面斷面型式分為槽式和全鋪式兩種，見圖1，依據(jù)題意選用全鋪式。路拱橫坡度路拱有直線型和拋物線型兩種，見圖2，露天礦道路一般承受直線型。11%。8~12cm，埋入深度20~30cm10~30cm。中級路面的路肩，可利用當(dāng)?shù)夭牧嫌枰约庸獭?路面斷面型式a槽式；b全鋪式3路拱型式a直線型；b拋物線型各類路面的路拱橫坡度 表1路路面類型路拱平均橫坡度〔%〕瀝青混凝土、水泥混凝土1.0～2.0熱拌瀝青碎石、冷拌瀝青碎〔礫〕石、瀝青外表處治、整齊石塊1.5～2.5半整齊石塊、不整齊石塊2.0～3.0碎〔礫〕石等粒料路面2.5～3.5低級路面3.0～4.0注:1.在降雨量大的道路上，宜承受上限，在降雨量小或有積雪和冰凍的路段上，宜承受下限。在少雨地區(qū)，路肩橫坡宜與路拱坡度一樣。當(dāng)露天礦道路路面上的雨水排泄條件良好時，可考慮不設(shè)路拱。依據(jù)選擇路面斷面型式分為全鋪式，參見表1，路拱承受直線型，路拱3.5%。對路面的要求本錢和延長道路使用年限，要求路面具有下述性能：足夠的強(qiáng)度和剛度還會產(chǎn)生真空吸力。〔即抵抗變形的力量。良好的穩(wěn)定性質(zhì)當(dāng)?shù)貧夂驐l件下具有足夠穩(wěn)定性的路面構(gòu)造。耐久性變形累積；另外，溫度、濕度、日照等自然因素的影響會使路面各構(gòu)造層材料老路面構(gòu)造必需具有足夠的抗疲乏和抗老化力量以及抗變形累積的力量。外表平坦度得要求也不同。外表抗滑性和耐磨性甚至引起事故。不透水性唧泥和網(wǎng)裂的早期水破壞現(xiàn)象。有效防水層。低噪聲和少塵性影響行車視距，降低行車速度；而且，還會給環(huán)境帶來不良影響。與不良的線形設(shè)計導(dǎo)致車輛頻繁的加速、減速、轉(zhuǎn)向有關(guān)。統(tǒng)籌考慮，才能保證路面具有盡可能低的揚塵性和盡可能小的噪聲。路面的選擇〔應(yīng)綜合考慮以下因素〕選擇路面等級依據(jù)道路等級、運量、使用年限及車型選擇路面等級，見表2；依據(jù)礦山生產(chǎn)特點及要求選擇路面選用各種瀝青路面防塵要求較高的生產(chǎn)區(qū)，其道路宜選用各種瀝青路面。選用預(yù)制水泥混凝土塊路面或石塊路面石塊路面。1.4.2.3〕選用碎石路面或石塊路面常常通行履帶車的道路，可選用碎石路面或石塊路面。依據(jù)地區(qū)氣候、土基狀況、材料種類以及施工養(yǎng)護(hù)條件等，選擇與之相適應(yīng)的路面。2道路條件路面等級使用時間類型等級載重量≤35t載重量＞35t＞10年生產(chǎn)干線一、二高級、次高級次高級、中級5～10年生產(chǎn)干線或支線一、二、三次高級、中級次高級、中級3～5年生產(chǎn)支線或聯(lián)絡(luò)線二、三次高級、中級次高級、中級＜3年生產(chǎn)支線或關(guān)心線三中級、低級中級注：1.一般狀況下，等級高的、使用時間長的道路應(yīng)承受等級高的路面；當(dāng)承受60噸及以上的汽車時，在有足夠養(yǎng)路機(jī)械和健全的養(yǎng)路組織的狀況下，宜承受中級路面；＜3年欄中的低級路面，適用于北方地區(qū)、車型很小、交通量很少的關(guān)心線上。一個露天礦中，不宜選用過多的路面種類。柔性路面設(shè)計柔性路面【flexiblepavement】指的是剛度較小、抗彎拉強(qiáng)度較低，主要靠抗壓、抗剪強(qiáng)度來承受車輛荷載作用的路面。身抗彎拉強(qiáng)度較低，它通過各構(gòu)造層將車輛荷載傳遞給土基，使土基承受較大的單位壓力，路基路面構(gòu)造主要靠抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度承受車輛荷載的作用。這樣的路面叫柔性路面。柔性路面主要包括各種未經(jīng)處理的粒料基層和各類瀝青面層、碎(礫)石面層或塊石面層組成的路面構(gòu)造。因瀝青混合料在協(xié)作比設(shè)計中有空隙率的考慮，高溫環(huán)境下，碎石作為骨架根本不動，其他的微小膨脹由預(yù)留的空隙消化，即使多年的路面，空隙完全閉合，膨脹量也可以由瀝青上上進(jìn)展消化。更重要的是柔性路面的“柔”，其本身就有肯定的低溫抗裂性能，這也是柔性路面優(yōu)勢之一，而且低溫環(huán)境下發(fā)生的局部微小裂縫在高溫環(huán)境下也能自身愈合。設(shè)計方法露天礦道路柔性路面的設(shè)計以交通部大路規(guī)劃設(shè)計院1981.10編寫的為藍(lán)本，并利用《大路〔內(nèi)部試行〕中有關(guān)圖表。它承受按典型構(gòu)造及閱歷厚度與彎沉計算相結(jié)合的原則進(jìn)展，步驟如下：確定路面等級和類型和類型。修建方案期修建的方案。技術(shù)措施和處理方法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。進(jìn)展路基、路面的綜合設(shè)計〔巖石、填石、碎石土、土質(zhì)路基等〕，正確劃分路基的干、濕類型〔枯燥、中濕、潮濕、過濕等〕。擬定路面的構(gòu)造組合，進(jìn)展構(gòu)造設(shè)計。在保證構(gòu)造具有要求的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性和便于備料、施工的得前提下，參照圖4，擬定幾種構(gòu)造組合進(jìn)展綜合比較，選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的構(gòu)造組合法方案。構(gòu)造設(shè)計的原則路面構(gòu)造設(shè)計時，須考慮以下技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則。因地制宜，就地取材。一般應(yīng)盡量選用礦區(qū)巖石，經(jīng)加工作為主要路面材料。露天礦道路路面設(shè)計要依據(jù)“路基穩(wěn)定，基層堅實，路面耐用”的原則整體，充分發(fā)揮各構(gòu)造的層的作用。針對露天礦車型大、水平推力強(qiáng)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(qiáng)度和穩(wěn)定性。路面構(gòu)造一般應(yīng)按強(qiáng)度自上而下遞減的方式組合，不宜有倒裝構(gòu)造相鄰層間的模量比，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4~15范圍之內(nèi)。各構(gòu)造層必需結(jié)合嚴(yán)密而穩(wěn)定，以保證構(gòu)造的整體強(qiáng)度和應(yīng)力傳遞的連續(xù)性。構(gòu)造層厚度應(yīng)綜合考慮材料的性能，應(yīng)力傳布得效果和壓實機(jī)具有的效能等，一般先確定面**********************層的最小厚度不宜小于表3規(guī)定。典型構(gòu)造與閱歷厚度露天礦道路常用路面的典型構(gòu)造參見圖4業(yè)廢渣供給，則可用以鋪筑基層、底基層。當(dāng)路基為土質(zhì)時，典型構(gòu)造中底基層厚度確實定方法如下：當(dāng)量總厚度依據(jù)汽車類型、汽車載重、設(shè)計使用年限、年運量等因素，查表3，碎石路面的當(dāng)量總厚度。面層、聯(lián)結(jié)層厚度依據(jù)露天礦道路路面典型構(gòu)造〔4下，車型重，交通量大，承受高限，反之承受低限。h1

圖4礦山道路路面典型構(gòu)造圖--瀝青混凝土或熱拌瀝青碎石混合料4~6cm；h2

--冷拌瀝青碎〔礫〕石或6~8cmh3

--外表油結(jié)碎石或泥灰結(jié)碎〔礫〕石15~20cmh4

--手?jǐn)[片石。次高級路面。h1--冷拌瀝青碎〔礫〕4~10cm；h2--外表泥結(jié)碎石或泥灰結(jié)碎〔礫〕石15~20cmh3--手?jǐn)[片石。h”1--瀝青碎〔礫〕3cmh2--泥結(jié)碎〔礫〕石或泥灰結(jié)碎〔礫〕石15~20cmh3--手?jǐn)[片石。中級路面。h1--泥結(jié)碎〔礫〕石或級配礫〔碎〕石10~20cmh2--手?jǐn)[片石或混鋪塊石。設(shè)計打算確定路面等級參照表2，依據(jù)條件四級泥結(jié)碎石路面為中級路面。確定路面構(gòu)造組合5路基根底層面圖******采礦工程******5路基根底層面圖******采礦工程******7**********************E0

=25MPa4可查出，Ⅰ2

區(qū)中濕路段，泥結(jié)碎石

=245.2MPa。1厚度計算容許回彈彎沉為強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計方法。確定標(biāo)準(zhǔn)車3311〔85。計算標(biāo)準(zhǔn)車得累計通行量N〔輛〕Nn1

DTt式中 n1

----標(biāo)準(zhǔn)車的總?cè)战煌浚v/d；D 年生產(chǎn)日數(shù)，d；T 設(shè)計使用年限，年； 道路時間利用系數(shù)；t故5輛構(gòu)造層名稱最小厚度/cm注粗粒式4.5構(gòu)造層名稱最小厚度/cm注粗粒式4.5單層最小厚度不瀝青混凝土、熱拌瀝青碎石混合料中粒式3.5包括聯(lián)結(jié)層得組細(xì)粒式2.0合厚度冷拌瀝青碎〔礫〕石、瀝青貫入式4.5瀝青碎〔礫〕石外表處治1.02.0瀝青灰土外表處治自然砂礫、級配、泥結(jié)碎〔礫〕石、水結(jié)、干壓碎石6.0泥結(jié)碎〔礫〕石、級配碎〔礫〕石摻灰8.0灰土類〔石灰土、碎石灰土、煤渣灰土等、工業(yè)廢渣8.015cm水泥穩(wěn)定砂礫8.0砂姜石、碎磚等嵌鎖型構(gòu)造6.0塊石、圓石或拳石10.0鋪砌片石、錐形塊石、大塊石基層12.0******采礦工程******平設(shè)計 8**********************路面材料回彈模量E

建議值，kg/cm2 表41******采礦工程******平設(shè)計 9****************************采礦工程******采礦工程******10計算容許回彈彎沉值LR

〔mm〕L A

0.46dd1ddR N0.2

解式中 A 與面層類型有關(guān)的系數(shù)相當(dāng)于一次載荷作用下的容許回彈彎沉值其值見表5；d 標(biāo)準(zhǔn)車單輪胎輪跡的當(dāng)量圓直徑，cm；5P5Ppd=2=2×1 標(biāo)準(zhǔn)車單輪胎輪跡的當(dāng)量圓半徑，cm；P 車軸一側(cè)雙輪載荷，kN；P=G

×66%÷2總p 輪胎接地壓強(qiáng)，MPa；CA-10B型汽車單輪胎輪跡的當(dāng)量圓直徑，cm，見表解55(8563.2)9.866%23.140.8故d=2×1

=76.05cmL

76.050.46=3.03mm R 2.41050.2

19.545面層類型面層類型瀝青混凝土、熱拌瀝青碎石混合料瀝青貫入、冷拌瀝青碎〔礫〕石瀝青碎〔礫〕石外表處治中級路面A13.7115.2816.3319.32汽車輪胎載重總重單后輪后軸汽車輪胎載重總重單后輪后軸輪組 輪胎壓力d/cm9.77型號規(guī)格/t/t重/t數(shù)數(shù)/MPa/cm解放CA-10B9-1248.0251.52112519.54計算實際彎沉系數(shù)sLE R 0 S pdk1式中 E0k

----土基回彈模量，MPa；----輪跡間隙修正系數(shù)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)車的r/E

/E6 0 1中查得；r 標(biāo)準(zhǔn)車的輪隙中心至輪胎中心的距離，cm，查閱資料；E----路面材料回彈模量，MPa4；1L 計算容許回彈彎沉值，cm；R3311E〔85D〕r/=1.5E0

/E=25/245.2=0.1026得k1

=1。故 S

0.303250.876.051

=0.125F

Fa( )0.38Saa1.5 解

0.38n”d1En”0.980.854 0E1式中 a 與車型有關(guān)的系數(shù)，亦可查露天采礦手冊；故n”0.980.8540.102=0.893 a1.519.540.380.893= 76.05 F0.946(0.125)0.38=0.429L計算理論彎沉系數(shù)L SL F故 0.125=0.291L 0.429路面厚度h〔m〕E0需厚度h。

/E及1

，從r/=1.5h/，并計算路面所L多層路面按等效換算方法確定基層或底基層所需的厚度hhnkhi ii1

kh11

kh2

khn n式中 h、h、h1 2 nk、k、k1 2

cm5；7；E0

/E=0.102和1

0.2917得h/=2.8h=2.=2.8×38.03=106.5cmh=kh+k h +k h +k h1 1 2 2 3 3 4 4106.5=6×0.7+20×1+0.9h3

+0.7×6h =96.8cm3圖6輪