v4 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、4 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1路面類(lèi)型及結(jié)構(gòu)層組合路面設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)使用要求及氣候、水文、土質(zhì)等自然條件，密切結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)。)在滿足交通量和使用要求的前提下，應(yīng)遵循因地制宜、合理取材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)、節(jié)約投資的原則，進(jìn)行路面設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇技術(shù)較先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、有利于機(jī)械化的路面結(jié)構(gòu)方案。4.1.1路面類(lèi)型的確定目前，我國(guó)等級(jí)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(lèi)型各有優(yōu)缺點(diǎn)，比較見(jiàn)表4.1表4.1 路面類(lèi)型比較表比較項(xiàng)目瀝青混凝土路面水泥混凝土類(lèi)型柔性剛性接縫無(wú)有噪音小大機(jī)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(hù)維修方便困難開(kāi)放交

2、通快慢晴天反光情況無(wú)稍大強(qiáng)度高很高行車(chē)舒適性好較好由交通量的計(jì)算知本道路為中等交通，則路面要選擇高等級(jí)路面。通過(guò)對(duì)兩種不同類(lèi)型路面的比較，另外結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧蟻?lái)源及路面設(shè)計(jì)原則等各方面綜合考慮，選用瀝青混凝土路面類(lèi)型。4.1.2標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載換算設(shè)計(jì)采用現(xiàn)行路面設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸載bzz-100kn，p=0.7mpa ,=10.65cm，設(shè)計(jì)使用年限為15年。1)當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)以及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力時(shí)凡軸載大于25kn的各級(jí)軸載（包括車(chē)輛的前、后軸）pi的作用次數(shù)ni，按式(6-1)換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載p的當(dāng)量作用次數(shù)n： (4-1)式中：n標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次，次/d；ni被換算車(chē)型的各級(jí)軸

3、載作用次數(shù)，次/d；p標(biāo)準(zhǔn)軸載，kn；pi被換算車(chē)型各級(jí)（單根）軸載，kn；c1i被換算車(chē)型各級(jí)軸載的軸數(shù)系數(shù)。當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)即為軸數(shù)m；當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)為c1i=1+1.2(m-1)；c2i被換算軸載的輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為1.0，四輪組為0.38。2)當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)凡軸載大于50kn的各級(jí)軸載（包括車(chē)輛的前、后軸）pi的作用次數(shù)ni，按式4-2換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載p的當(dāng)量作用次數(shù)n： (4-2)式中：被換算車(chē)型各級(jí)軸載的軸數(shù)系數(shù)。當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)即為軸數(shù)m；當(dāng)軸間距小于3

4、m時(shí)，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)為；被換算軸載的輪組系數(shù)，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(chē)當(dāng)量軸次計(jì)算見(jiàn)表4.2：表4.2（a） 交通量計(jì)算表車(chē) 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(jìn)nj130后軸38.30110.00810008n=snbi=2228次/日表4.2（b） 交通量計(jì)算表車(chē) 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(jìn)nj130后軸-10000n=snbi=1717次/日注：當(dāng)計(jì)算彎沉和瀝青混凝土層底拉應(yīng)力時(shí)，軸載換算

6、系數(shù)=c1c2(pi/p)4.35；當(dāng)計(jì)算半剛性基層層底拉應(yīng)力時(shí)，軸載換算系數(shù)；總（車(chē)輛）換算系數(shù)后軸換算系數(shù)前軸換算系數(shù)；當(dāng)量軸次交通量總換算系數(shù)。在設(shè)計(jì)年限內(nèi)，一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)當(dāng)量軸次參照式(4-3)進(jìn)行計(jì)算： (4-3)式中：ne設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)當(dāng)量軸次，次；t設(shè)計(jì)年限，取15年；n1路面竣工后第一年的平均日當(dāng)量軸次，次/d；nt設(shè)計(jì)年限最后一年的平均日當(dāng)量軸次，次/d；設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均年增長(zhǎng)率，為6%；車(chē)道系數(shù)，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(chē)荷載和車(chē)輪的磨

7、耗主要靠礦料。碎石：有足夠的強(qiáng)度和耐磨行，壓碎值25%28%；含泥量1%，含水量3%；粘結(jié)力4級(jí)。砂和石屑：砂（粒徑2.36mm），石屑（粒徑4.75mm），砂和石屑要求級(jí)配，含泥量3%5%。礦粉（填料，粒徑0.075mm）：由石灰石、白云石磨細(xì)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(chē)荷載和車(chē)輪的磨耗主要靠礦料。碎石：有足夠的強(qiáng)度和耐磨行，壓碎值25%28%；含泥量1%，含水量3%；粘結(jié)力4級(jí)。砂和石屑：砂（粒徑2.36mm），石屑（粒徑4.75mm），砂和石屑要求級(jí)配

8、，含泥量3%5%。礦粉（填料，粒徑0.075mm）：由石灰石、白云石磨細(xì)的石粉。要求粒徑0.075mm成分占70%、含水量1%，其親水系數(shù)應(yīng)小于1 ,視密度不小于2.5 t/ m3 。2）混合料拌合、運(yùn)輸拌合：溫度為155165；混合料要均勻，顏色一致，無(wú)花白料，無(wú)團(tuán)粒。運(yùn)輸：每?jī)绍?chē)配備帆布，保溫防水；車(chē)廂噴液體（水：柴油=1：31：5）防止粘車(chē)；車(chē)上舊料清除干凈。3）混合料攤鋪攤鋪機(jī)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(jī)不低于70；輪胎壓路機(jī)不低于80；震動(dòng)壓路機(jī)

9、不低于65；嚴(yán)格可控制含水量，按“初壓、復(fù)壓、終壓”碾壓工藝進(jìn)行碾壓。5）面層質(zhì)量控制保證瀝青混凝土路面質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，應(yīng)控制以下質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。表4.9 瀝青混凝土面層質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)控制質(zhì)量?jī)?nèi)容標(biāo)準(zhǔn)1壓實(shí)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(yàn)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(qiáng)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(diào)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(shù)1.47。2）材料要求水泥：為了保證混合料在一定時(shí)間內(nèi)能夠拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓完成，不得使用硬水泥、早強(qiáng)水泥、及受潮變質(zhì)的水泥。粉煤灰：粉煤灰的燒失量應(yīng)小于20%。碎石：選用硬度大、無(wú)風(fēng)化、潔凈的碎石，碎石中針片狀顆粒的總含量應(yīng)不超過(guò)20%， 壓碎值不大于35%，最大粒徑不超過(guò)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(chǎng)拌法，盡量避免水泥含量超過(guò)設(shè)計(jì)配合比的一個(gè)百分點(diǎn)。 拌合時(shí)，在拌和倉(cāng)中適量加水，攪拌均勻。拌合時(shí)避免出現(xiàn)粒料不均、灰土成團(tuán)或含水量不均

11、的現(xiàn)象。4）混合料的運(yùn)輸運(yùn)輸混合料時(shí)，應(yīng)根據(jù)攤鋪層的厚度和要求達(dá)到的壓實(shí)干密度來(lái)計(jì)算每車(chē)混合料的攤鋪面積。 同時(shí)配備適當(dāng)數(shù)量的車(chē)輛運(yùn)送混合料，運(yùn)輸期間保障施工道路暢通，盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間，根據(jù)運(yùn)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(duì)下承層進(jìn)行清理，把浮土、雜物等清掃干凈，并保持下承層處于濕潤(rùn)狀態(tài)。攤鋪采用攤鋪機(jī)進(jìn)行，攤鋪機(jī)后面設(shè)專人消除粗細(xì)集料離析現(xiàn)象。對(duì)于粗集料“窩” 和粗集料“帶” ，及時(shí)添加細(xì)集料，并拌和均勻；對(duì)于細(xì)集料“窩” ，添加粗集料，并拌和均勻。攤鋪時(shí)應(yīng)避開(kāi)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(shí)，

12、 宜采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)一前一后相隔約5-8米同步向前攤鋪。攤鋪機(jī)攤鋪時(shí)，行進(jìn)速度要緩慢均勻地進(jìn)行，不得中途隨意換檔。為保證設(shè)計(jì)寬度及厚度，中線及邊線處要比設(shè)計(jì)數(shù)多出0.2米，以保證邊緣處的壓實(shí)。6）混合料的碾壓由于水泥的水化作用和凝結(jié)速度，對(duì)于混合料的拌合、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓就要求在較短時(shí)間內(nèi)迅速完成，因此應(yīng)確定合理的碾壓長(zhǎng)度，攤鋪長(zhǎng)度以100200m為宜，以便在水泥終凝前完成所有程序的操作。嚴(yán)格控制含水量，并按“初壓、復(fù)壓、終壓”碾壓工藝進(jìn)行碾壓。碾壓時(shí)應(yīng)遵循先輕后重、先慢后快的碾壓原則。碾壓順序?yàn)椋褐本€應(yīng)從路邊往路中間碾壓，曲線由內(nèi)側(cè)路肩向外側(cè)路肩碾壓。碾壓錯(cuò)輪時(shí)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(yīng)橫向錯(cuò)成45價(jià)梯狀，接縫處應(yīng)多壓二至三遍。7）基層質(zhì)量控制表4.10 公路基層質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)1壓實(shí)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(qiáng)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(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。1）材料要求（1）石灰采用iii級(jí)以上石灰；石灰必須充分消解，消解時(shí)間710天，消解用水量為500800kg/t，通常為700kg/t；石灰必須過(guò)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(guò)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(zhì)量控制表4.11 二灰土底基層質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)1壓實(shí)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(qiáng)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(jì)量上土（整平、穩(wěn)壓，控制厚度）按計(jì)量上石灰（整平、穩(wěn)壓、控制厚度）第一次拌和悶料（12天）按計(jì)量上粉煤灰（整平、穩(wěn)壓、控制厚度）進(jìn)行二次拌和粉碎（15mm，通過(guò)5mm篩大于60%），通知試驗(yàn)室取樣做無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、含水量試驗(yàn)?zāi)雺吼B(yǎng)生7天（從第二天起計(jì)算養(yǎng)生時(shí)間，采用保濕