瀝青路面及抗滑式擋土墻設(shè)計(jì)

1、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目：瀝青路面及扶壁式擋土墻設(shè)計(jì) 院 部 水土學(xué)院 專業(yè)班級 道路橋梁與渡河工程四班 屆 次 2008級 學(xué)生姓名 * 學(xué) 號 * 指導(dǎo)教師 * 年 2011 月 5月 日一、概述 本設(shè)計(jì)是在詳細(xì)闡述我國路面工程的發(fā)展?fàn)顩r、發(fā)展趨勢及國內(nèi)外路面設(shè)計(jì)方法；路面基本理論；行車荷載、環(huán)境因素對路面體系的影響；柔性路面設(shè)計(jì)原理等內(nèi)容后，以彈性層狀體系理論為基礎(chǔ)，對某一具體道路進(jìn)行了柔性路面設(shè)計(jì)，其中包括路面結(jié)構(gòu)組合方案、路面厚度計(jì)算、彎拉應(yīng)力和剪應(yīng)力驗(yàn)算以及路面組合方案比選，最后選定一種比較合理的路面方案。同時又對該道路路面各結(jié)構(gòu)層次施工工藝作了簡要介紹?！娟P(guān)鍵詞】柔性路面

2、、結(jié)構(gòu)組合、厚度計(jì)算、施工工藝AbstractIt is to explain the road surface project state of development , development trend and domestic and international road surface design method of our country in detail to originally design; Basic theories of road surface ; Drive a vehicle and load, the impact on road surface sys

3、tem of environmental factor; Design principle of flexible pavement ,etc. are based on system theory of one floor of forms of the elasticity after the content , design the flexible pavement to a certain concrete road, include road surface structure make up scheme , road surface thickness calculate ,

4、not curved to draw stress and shearing stress checking computations and road surface make scheme up than select, select a kind of more rational road surface scheme finally. Did the brief introduction to this road of every structure level construction crafts of road surface at the same time . 【Key wo

5、rds】The flexible pavement ;Structure make ;Thickness calculating ; Construction craft up1.1路基路面工程意義隨著我國改革開放的不斷深入，道路的現(xiàn)有狀況已不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，因此國家將投入大量資金用于道路建設(shè)，特別是高等級道路的建設(shè)，從而改善道路的現(xiàn)狀，進(jìn)而形成全國高速公路干線網(wǎng)，以加快地區(qū)之間的交流與合作，更好地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本次設(shè)計(jì)的目的是對某一具體道路進(jìn)行路面設(shè)計(jì)和施工工藝分析。路面工程是道路工程的重要組成部分，它主要研究公路與城市道路路面的設(shè)計(jì)原理和方法、路面結(jié)構(gòu)組合、對路面材料性能以及路面結(jié)構(gòu)

6、層施工、養(yǎng)護(hù)、維修和管理技術(shù)等。1.2我國瀝青路面發(fā)展概況 瀝青路面概述瀝青面層分為瀝青混凝土、熱拌瀝青碎石，乳化瀝青碎石混合料、瀝青貫人式、瀝青表面處治五種類型。 瀝青混凝土適用于做各級公路的瀝青路面面層，對高速公路、一級公路的表面層、中間層、下面層應(yīng)采用瀝青混凝土，二級公路的表面層宜用瀝青混凝土。 熱拌瀝青碎石適用于做二級及二級以下公路的面層、柔性路面的上基層以及調(diào)平層。乳化瀝青碎石很合料適用于做三級、四級公路的瀝青面層、二級公路養(yǎng)護(hù)罩面以及各級公路的調(diào)平層。 瀝青貫入式碎石(含上拌下貫式)適用于做二級及二級以下公路的瀝青面層。若瀝青貫入碎石設(shè)在瀝青混凝土層與半剛性基層粒料基層之間時，瀝青

7、貫人式碎石應(yīng)不擻封層料，也不做上封層。 瀝青表面處治適用于三級、四級公路的面層、舊瀝青面層上加鋪罩面或抗滑層、磨耗層等。我國瀝青路面設(shè)計(jì)研究歷程1.古代用條石、塊石或石板等鋪筑道路路面；2.20世紀(jì)初一些公路與城市道路開始用砂石鋪筑路面；3.20年代末少數(shù)大城市用瀝青、水泥混凝土和塊料等鋪筑的高級、次高級路面；4.30、40年代公路上也開始出現(xiàn)上述高級、次高級路面；5.解放初期各地根據(jù)就地取材原則，廣泛修筑了級配碎（礫）石路面，并進(jìn)行試驗(yàn)研究；6.50年代中期我國首創(chuàng)一種路面結(jié)構(gòu)形式泥結(jié)碎石路面，此外在中、低路面上還廣泛修筑了磨耗層保護(hù)層；7.60年代初期隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展，北方開始使用國

8、產(chǎn)瀝青修筑表面處治和貫入式次高級路面；8.70年代后期開始使用水泥混凝土和水泥穩(wěn)定砂礫修筑路面基層；9.近年來我國已能使用國產(chǎn)瀝青修筑瀝青混凝土和瀝青碎石等高級路面，目前全國鋪有各類瀝青路面的公路與城市道路占較大的比重。隨著道路交通科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，大車型、重噸位和高速度的客貨運(yùn)車輛的大量涌現(xiàn)，修建高等級高質(zhì)量的道路工程在交通建設(shè)事業(yè)中已占有越來越重要的地位。作為道路工程組成部分的路面工程也正飛躍發(fā)展。路面工程發(fā)展趨勢的主要特點(diǎn)1：1.設(shè)計(jì)自動化 路面材料和配合比設(shè)計(jì)，路面應(yīng)力、應(yīng)變計(jì)算，路面結(jié)構(gòu)選型、各層厚度計(jì)算，工程概預(yù)算以及路面優(yōu)化設(shè)計(jì)，均能使用計(jì)算機(jī)自動進(jìn)行計(jì)算；2.施工機(jī)械化 在路面施

9、工中，從土基整修、路面材料的備料及拌制、運(yùn)料到攤鋪、壓實(shí)、成形，已全部采用機(jī)械化流水作業(yè)。路面工程建設(shè)普遍使用高效率的工程機(jī)械施工。如振動壓路機(jī)、瀝青灑布機(jī)、瀝青混凝土自動攤鋪機(jī)、水泥混凝土自動聯(lián)合攤鋪機(jī)等，機(jī)械化提高了效率，縮短了工期，并保障工程的高質(zhì)量；3.勘測新技術(shù) 隨著電子、激光、紅外線、微波技術(shù)以及航空航天科技的發(fā)展，利用這些新技術(shù)進(jìn)行道路勘測和設(shè)計(jì)，已達(dá)到一個嶄新的、全自動化的新水平。利用航空攝影測量、地面立體測量、電磁波測量儀器以及遙感技術(shù)，使勘測技術(shù)正進(jìn)一步向自動化、數(shù)字化、多功能化和高精度方向發(fā)展。如紅外線測距儀、激光經(jīng)緯儀等；4.量測自動化 路面量測是對路面工程結(jié)構(gòu)物進(jìn)行檢

10、查、質(zhì)量鑒定、技術(shù)品質(zhì)檢測、工作狀態(tài)測定的工作。自動化測試儀器如核子密度儀、自動彎沉儀、激光平整儀、自動噪聲測量車等，為路面設(shè)計(jì)與建設(shè)提供了快速而正確的采集數(shù)據(jù)的有效工具；5.設(shè)計(jì)和質(zhì)檢規(guī)范化 對于各類路面材料和結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度檢驗(yàn)和穩(wěn)定性監(jiān)測等都先后制定了有關(guān)設(shè)計(jì)和工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。如公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范、公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范等，使我國路面設(shè)計(jì)和施工逐漸做到標(biāo)準(zhǔn)化；6.材料和結(jié)構(gòu)多樣化 在高等級瀝青路面中，廣泛采用高性能、高粘度的重交通瀝青和改性瀝青。水泥混凝土路面中廣泛使用了減水劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑和加氣劑，可以顯著改善水泥混凝土路面的強(qiáng)度和有關(guān)的工程性質(zhì)。路面結(jié)構(gòu)呈多樣化的趨勢，如瀝青

11、路面采用土工布、土工格柵、瀝青碎石瑪蹄脂SMA；水泥混凝土路面有碾壓混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、連續(xù)配筋混凝土路面等。除了柔性路面、剛性路面和半剛性路面，還出現(xiàn)了復(fù)合式路面，其中最為典型的是由水泥混凝土作下面層，瀝青混合料作上面層組成。這類路面綜合了水泥混凝土強(qiáng)度高、剛度大、使用壽命長和瀝青混凝土舒適性好、便于修補(bǔ)的長處，是一種經(jīng)久耐用的優(yōu)質(zhì)面層；7.路面管理系統(tǒng)（簡稱PMS） 路面管理系統(tǒng)是路面工程技術(shù)、系統(tǒng)工程理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種現(xiàn)代化的路面養(yǎng)護(hù)管理新技術(shù)。該管理系統(tǒng)運(yùn)用現(xiàn)代管理科學(xué)的理論、系統(tǒng)分析的方法和計(jì)算機(jī)運(yùn)輸手段，為管理部門提供科學(xué)餓分析工具和方法，使有限的資源實(shí)現(xiàn)最佳配

12、置，提供足夠的服務(wù)水平的路面。路面工程的持續(xù)發(fā)展必將為快速、安全和舒適的交通運(yùn)輸服務(wù)創(chuàng)造美好的前景。在路面設(shè)計(jì)方面，解放以前完全憑借經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行路面設(shè)計(jì)，解放初期我國一直采用前蘇聯(lián)方法，這不僅不符合我國的實(shí)際情況，而且其理論本身也存在一定的問題。進(jìn)入60年代，我國開始采用國產(chǎn)瀝青修筑路面，在此推動下柔性路面設(shè)計(jì)理論和方法得到初步建立與完善。70年代以來，除了對柔性和剛性路面設(shè)計(jì)理論進(jìn)行系統(tǒng)而深入研究外，還對這兩種路面的設(shè)計(jì)參數(shù)和工作狀態(tài)進(jìn)行大量試驗(yàn)，并運(yùn)用于實(shí)踐進(jìn)行理論驗(yàn)證?，F(xiàn)在我國對柔性路面是采用以彈性層狀體系為理論基礎(chǔ)，并以路表回彈彎沉和層底抗彎拉應(yīng)力等為控制指標(biāo)的設(shè)計(jì)方法；對剛性路面是采用

13、以彈性半無限地基上彈性薄板理論為基礎(chǔ)，以混凝土疲勞強(qiáng)度為控制指標(biāo)，并根據(jù)位移法有限元分析結(jié)果來進(jìn)行設(shè)計(jì)。這些都將為我國路面設(shè)計(jì)理論和方法打下良好的基礎(chǔ)。1.3本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 通過對交通量軸載分析，結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境，合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合與材料選取，研究材料抗壓模量與劈裂強(qiáng)度，確定土基回彈模量，總結(jié)設(shè)計(jì)資料，確定三層體系的厚度，確定剪應(yīng)力跟抗剪強(qiáng)度，從而設(shè)計(jì)出合理的路基路面結(jié)構(gòu)。二、瀝青路面設(shè)計(jì)理論瀝青道路路面是在路基表面上用各種不同瀝青材料或混合料分層鋪筑而成的一種層狀結(jié)構(gòu)物，其功能不僅是提供汽車在道路上能全天候地行駛，而且要保證汽車以一定的速度，安全、舒適而經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。本課程設(shè)計(jì)主要從以下幾個方面

14、闡述路面基本理論：路面分級與分類、路面結(jié)構(gòu)層次劃分、路面必須滿足的基本要求。2.1瀝青路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)2.1.1路面設(shè)計(jì)彎沉值路面設(shè)計(jì)彎沉值是表征路面整體剛度大小的指標(biāo)。路面設(shè)計(jì)彎沉值應(yīng)根據(jù)公路等級、設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)童軸次、面層和基層類型按式(9-11)計(jì)算確定. 1d=600Ne-0.2AC·Ae·Ab (9-11) 式中1d為路面設(shè)什彎沉值(0. 01mm) ; Ne為設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個車道上累計(jì)當(dāng)量軸次; AC為公路等級系數(shù)，高速公路、一級公路為1.0，二級公路為1.1，三、四級公路為1. 2; Ae為面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0;熱拌瀝青碎石、乳化瀝青碎石、上

15、拌下貫或貫人式路面為1.1,瀝青表面處治為1.2，中、低級路面為1.3; Ab為基層類型系數(shù)，對半剛性基層、底基層總厚度等于或大于20cm時，Ab=1.0;若面層與半剛性基層間設(shè)置等于或小于15cm級配碎石層、瀝青貫人碎石、瀝青碎石的半剛性基層結(jié)構(gòu)時. Ab可取1. 0;柔性基層、底基層Ab=1. 6，當(dāng)柔性基層厚度大于15cm,底基層為半剛性下臥層時，Ab可取 1.6. 2.1.2容許拉應(yīng)力 高速公路、一級公路、二級公路的瀝青混凝土面層或半剛性材料基層、底基層，在進(jìn)行層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時，結(jié)構(gòu)層底面計(jì)算點(diǎn)的拉應(yīng)力m應(yīng)小于或等于該層材料的容許拉應(yīng)力R，即 m R (9-12)容許拉應(yīng)力R按下式計(jì)算

16、為R =sp/Ks (9-13)式中R為路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力(MPa); sp為瀝青混凝土或半剛性材料的劈裂強(qiáng)度(MPa)，對瀝青棍凝土系指15時的劈裂強(qiáng)度，對水泥穩(wěn)定類材料為齡期90d的劈裂強(qiáng)(MPa)；對二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類的材料為齡期180d的劈裂強(qiáng)度(MPa); Ks為抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù);瀝青混凝土面層為 Ks=0.09Aa*Ne0.22/Ac Aa為瀝青混凝土級配類型系數(shù)，細(xì)、中粒式瀝青混凝土為1.0，粗粒式瀝青混凝土為1. 1;無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類為 Ks=0.35Ne0.11/ Ac無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類為Ks=0.45Ne0.11/ Ac2.2瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì) 瀝青路

17、面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)實(shí)際就是結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。路面結(jié)構(gòu)是一種層狀體系，一般最多不會超過六層(不含土基)，盡管各類設(shè)計(jì)手冊當(dāng)中很強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)，但實(shí)際上對其作的并不夠。瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)的基本原則有以下三條: 1)根據(jù)使用要求及當(dāng)?shù)貧夂?、水文、土質(zhì)材料等自然條件，密切結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行路基路面綜合設(shè)計(jì);2)應(yīng)遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)的原則，比選路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案;3)對分期修建的路面工程應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)層次和厚度，使前期工程能在后期充分利用。組合設(shè)計(jì)時可按以下幾條進(jìn)行:1)面層、基層的結(jié)構(gòu)類型及厚度應(yīng)與交通量相適應(yīng)，交通量大，路面等級要高。規(guī)范推薦了各類瀝青面層厚度及適

18、應(yīng)的交通量，可參考選用。在交通量大的道路上，應(yīng)加設(shè)一層瀝青類材料層作為面層的下層。采用空隙較大的瀝青混合料做面層時，應(yīng)在其上加鋪瀝青砂或用瀝青表面處治作為封層.但是加封層后降低了面層抗滑能力，因此為保證路面表層有較高抗滑能力，可將封層設(shè)在下面。交通繁重時，應(yīng)選用強(qiáng)度較高的結(jié)合料穩(wěn)定類材料做基層并可加設(shè)底基層。基層厚度一般為15-25cm，對于高等級公路，可達(dá)30-40cm以上。墊層材料可選用粗砂、砂礫、碎石、煤渣、礦渣等粒料以及水泥或石灰煤渣穩(wěn)定粗粒土，石灰粉煤灰穩(wěn)定粗粒土等.厚度均為15-25cm。2)各結(jié)構(gòu)層的材料回彈模最應(yīng)使各層處千最優(yōu)受力狀態(tài)。一般應(yīng)自上面下遞減，以符合輪載作用下應(yīng)力和

19、應(yīng)變隨深度逐漸減小的規(guī)律。使用半剛性基層材料，面層和基層的模量比可不滿足此項(xiàng)要求.3)要注意各結(jié)構(gòu)層本身的結(jié)構(gòu)特性，采取措施限制或消除不利影響。例如在無機(jī)結(jié)合料類整體性基層上修建面層時，應(yīng)從材料組成設(shè)計(jì)上采取措施減少低溫收縮或干縮裂縫。為此，可增加粗粒料含量(70%左右)，或適當(dāng)加厚面層或其間加設(shè)一層聯(lián)結(jié)層(采用瀝青碎石，瀝青貫入等)或設(shè)置應(yīng)力吸收層(如橡膠瀝青層)。4)要考慮水溫狀況的不利影響，在潮濕路段修筑瀝青路面時，首先應(yīng)對路基進(jìn)行必要的處理，如提高路基或降低地下水位等措施，并采用半剛性基層或水穩(wěn)定性好的透水基層。在季節(jié)性冰凍區(qū)有凍脹可能的中濕、潮濕路段，要考慮凍脹和翻漿的危害.路面結(jié)構(gòu)

20、除了要滿足力學(xué)強(qiáng)度的要求外，其總厚度還要滿足防凍層厚度的要求，以避免路基產(chǎn)生過大的不均勻凍脹，導(dǎo)致路面開裂。5)適當(dāng)?shù)膶哟魏蛯雍?，各級公路及各類結(jié)構(gòu)層按所用材料的規(guī)格和施工工藝的要求，有一最小厚度的規(guī)定，低于此厚度就難以滿足使用性能的要求或不能形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)層次。6)除以上原則外，還要注意結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到可能的施工工藝和技術(shù)水平，要注意各類材料的最大最小厚度和可施工厚度，見表9-6.表9-6 各類結(jié)構(gòu)層的最小厚度和適宜的厚度結(jié)構(gòu)層類型施工最小厚度(cm)結(jié)構(gòu)層適宜厚度(cm)瀝清混凝土、熱拌瀝青碎石粗粒式5.058中粒式4.046細(xì)粒式2.52.54瀝青石屑1.51.52.5瀝青砂1.01

21、1.5瀝青貫人式 4 .0 48 瀝青上拌下貫式 6.0 610 瀝青表面處治 1 .0 層鋪13，拌和24水泥穩(wěn)定類 15.0 1620 石灰穩(wěn)定類 15.0 1620 石灰工業(yè)廢渣類 15.0 1620 級配碎、礫石 81015 泥結(jié)碎石81015 填隙碎石1010127)注意應(yīng)用新材料和廢棄物，大膽科學(xué)地應(yīng)用新型材料不僅可解決高等級公路建設(shè)中的很多技術(shù)關(guān)鍵問題，又有利于道路工程科學(xué)的發(fā)展。諸如鋼渣、粉煤灰、建筑垃圾、廢舊輪胎等固體廢棄物在道路工程應(yīng)用有利于環(huán)境保護(hù)和降低工程造價。 規(guī)范依據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)推薦了各級公路的瀝青路面結(jié)構(gòu)，可參考選用。2.3設(shè)計(jì)步驟瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般有以下五步:1）

22、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，進(jìn)行交通盆分析，確定路面等級和面層類型、計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個車道的累計(jì)當(dāng)量軸次和設(shè)計(jì)彎沉值. 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度不宜小于500m,若為大規(guī)模機(jī)械化施工，不宜小于1km)，確定各路段土基回彈模量值。 3)可參考規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)(見規(guī)范附錄A)，擬定幾種可能的路面結(jié)構(gòu)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)參數(shù)。 4)根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度，對高速公路、一級公路、二級公路瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、底基層，應(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

23、，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.上述計(jì)算應(yīng)采用多層彈性體系理論編制的專用設(shè)計(jì)程序進(jìn)行。對于季節(jié)性冰凍地區(qū)的高級和次高級路面，尚應(yīng)驗(yàn)算防凍厚度是否符合要求，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定采用的路面結(jié)構(gòu)方案.2.4路面厚度計(jì)算 1.按設(shè)計(jì)彎沉確定路面厚度 先按式計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值，瀝青路面厚度是根據(jù)多層彈性理論、層間接觸條件為完全連續(xù)體系時，先按在雙圓均布荷載作用下，輪隙中心處路表彎沉值ls等于設(shè)計(jì)彎沉值Ib的原則進(jìn)行計(jì)算，其力學(xué)圖式如圖9-1所示，路表彎沉值按式計(jì)算為ls=1000*（2p/Eo）*acF （9-14）F=1.63（ls/2000）

24、0.38（Eo/p）0.36（9-15）式中l(wèi)s為路面彎沉值(0.01mm); p、為標(biāo)準(zhǔn)車型的輪胎接地壓強(qiáng)(MPa)和當(dāng)量圓半徑(cm); F為彎沉綜合修正系數(shù); ac為理論彎沉系數(shù)由于上式中彎沉綜合修正系數(shù)與路面彎沉值本身有關(guān)，必須試算。 設(shè)計(jì)時，應(yīng)先擬定某一層作為設(shè)計(jì)層，擬定面層和其他各層的厚度。當(dāng)采用半剛性基層、底基層結(jié)構(gòu)時，可選任一層為設(shè)計(jì)層，當(dāng)采用半剛性墓層、粒料類材料為底基層時，應(yīng)擬定面層、底基層厚度，以半剛性基層為設(shè)計(jì)層才能得到合理的結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用柔性基層、底基層的瀝青路面時，宜擬定面層、底基層的厚度，求算基層厚度，當(dāng)求得基層厚度太厚時，可考慮選用瀝青碎石或乳化瀝青碎石做上基層，

25、以減薄路面總厚度，增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 2.層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 對高速公路、一級公路、二級公路的瀝青棍凝土面層和半剛性基層、底基層應(yīng)進(jìn)行拉應(yīng)力的驗(yàn)算。層底拉應(yīng)力的力學(xué)計(jì)算圖式如圖9-1。驗(yàn)算層底拉應(yīng)力時應(yīng)根據(jù)多層彈性理論，層間接觸條件為完全連續(xù)體系，以雙圓荷載作用下按式計(jì)算層底最大拉應(yīng)力m為 m= p m (9-16)式中m為理論最大拉應(yīng)力系數(shù).驗(yàn)算瀝青混凝土面層及半剛性材料的基層、底基層的層底拉應(yīng)力時，以單圓的中心點(diǎn)B，單圓半徑的二分之一點(diǎn)D，單圓的內(nèi)側(cè)邊緣點(diǎn)E及雙圓間隙中心點(diǎn)C為計(jì)算點(diǎn)，并取最大值作為層底最大拉應(yīng)力。三、柔性路面設(shè)計(jì)實(shí)例3.1工程資料在黃淮海平原上擬建一條一級公路，雙向六車道

26、，并設(shè)有中央分隔帶，經(jīng)調(diào)查路線經(jīng)過的地區(qū)土質(zhì)為粉質(zhì)中液限粘土，地面水位離地面1.7m，多年觀測最大凍深為1.2m，填土高度為1.1m。交通量組成見下表（4-1），交通量年平均增長率為10%，擬選用瀝青混凝土面層，使用年限為15年。試設(shè)計(jì)該一級公路的路面結(jié)構(gòu)和厚度。3.2交 通 量 組 成 交 通 量 組 成 表4-1車型躍進(jìn)NJ130交通SH141太脫拉138黃河JN150日野KB211格斯51小汽車輛/d250012009007203002402001.進(jìn)行交通分析現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定：高速公路、一級、二級公路及城市道路應(yīng)采用BZZ-100重型標(biāo)準(zhǔn)，因此該一級公路選用BZZ-100重型標(biāo)準(zhǔn)。由于大客

27、車、貨車的重量遠(yuǎn)較小客車大，因此在路面設(shè)計(jì)中主要考慮大客車與貨車的作用。將各種軸載作用次數(shù)換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)，計(jì)算結(jié)果如下表所示:車 型交通量（輛/日）輪壓（MPa）單輪輪跡直徑（cm）輪組系數(shù)后軸軸數(shù)前軸軸載（KN）躍進(jìn)NJ13025000.4017.501115.30交通SH14112000.4519.761125.55太脫拉1389000.6020.601251.40黃河JN1507200.7021.491149.00日野KB2113000.6023.031147.55格斯512400.3518.501116.00車型后軸換算系數(shù)前軸換算系數(shù)車輛（總）軸載換算系數(shù)當(dāng)量軸次（次/日）躍

28、進(jìn)NJ1300.0140.0020.01640交通SH1410.0630.0170.08096太脫拉1380.3600.2790.999899黃河JN1501.0690.2311.300936日野KB2110.8310.2041.035311格斯510.0110.0030.0143后軸換算系數(shù)：前軸換算系數(shù)： 車輛（總）軸載換算系數(shù)=后軸軸數(shù)后軸換算系數(shù)+前軸換算系數(shù)當(dāng)量軸次=交通量車輛（總）軸載換算系數(shù)由上表得： =2285次/日設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次為：查表（各種路面適應(yīng)的累計(jì)當(dāng)量軸次）可知該一級公路路面等級為高級路面。2.確定土基的回彈模量值由公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)查得遼河平原屬區(qū)

29、。路槽底距地下水位的高度為=1.7+1.1=2.8m，查表（路基臨界高度參考值）可知介于（3.4）和（2.6）之間，接著查表（路基干濕類型）可知該路基屬中濕路基。然后查表（分界相對含水量建議值）可得出路基平均含水量介于（0.60）和（0.65）之間，取0.60，由表（二級自然區(qū)劃各土組土基回彈模量建議值）可知：=25Mpa。3.計(jì)算路表容許彎沉值一級公路=1，瀝青混凝土面層=1cm3.3擬定路面結(jié)構(gòu)組合方案，確定路面材料的相關(guān)參數(shù)層次結(jié)構(gòu)層名稱厚度（cm）抗壓回彈模量（MPa）彎拉回彈模量（MPa）極限抗彎拉強(qiáng)度（MPa）1瀝青混凝土5120016002.32瀝青碎石108003石灰碎石土？4

30、0012000.44天然砂礫201405土基253.4按容許彎沉值計(jì)算路面厚度1）計(jì)算綜合修正系數(shù)2）計(jì)算理論彎沉系數(shù)3）計(jì)算石灰碎石土層的厚度瀝青混凝土面層作為當(dāng)量三層體系的上層，第二、三、四層換算成當(dāng)量三層體系的中層，土基作為當(dāng)量三層體系的下層。由，查（三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖中主圖）得：由，查（三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖中扇形圖）得：查（三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖中梅花圖）得：，則中層當(dāng)量厚度：，取31。3.5驗(yàn)算彎拉應(yīng)力1）驗(yàn)算瀝青混凝土面層底面的彎拉應(yīng)力瀝青混凝土面層作為當(dāng)量三層體系的上層，第二、三、四層換算成當(dāng)量三層體系的中層，土基作為當(dāng)量三層體系的下層。當(dāng)量三層體系中層當(dāng)量厚度

31、：則該路在瀝青碎石鋪筑后，要開放交通一段時間再鋪筑瀝青混凝土面層，故層間為滑動接觸。由，查（三層體系上層底面彎拉應(yīng)力系數(shù)諾謨圖（上層、中層間滑動）得：，最大彎拉應(yīng)力：計(jì)算瀝青混凝土抗彎拉結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)：計(jì)算瀝青混凝土容許彎拉應(yīng)力：可知：>，滿足要求2）驗(yàn)算石灰碎石土層底面的彎拉應(yīng)力由于石灰碎石土層下有天然砂礫層，故天然砂礫層作為當(dāng)量三層體系的中層，第一、二、三層換算成當(dāng)量三層體系的上層，土基作為當(dāng)量三層體系的下層。上層當(dāng)量厚度為；cm中層當(dāng)量厚度為：cm,按規(guī)范規(guī)定屬連續(xù)體系，查（三層體系上層底面彎拉應(yīng)力系數(shù)諾謨圖（上層、中層間連續(xù)）得：，最大彎拉應(yīng)力：計(jì)算石灰碎石土基層抗彎拉結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)

32、：計(jì)算石灰碎石土容許彎拉應(yīng)力：可知：>,滿足要求。3.6驗(yàn)算高溫月份緊急制動時瀝青混凝土面層的剪應(yīng)力考慮驗(yàn)算面層剪切時，應(yīng)為夏季高溫月份，土基處于非不利季節(jié)，土基的回彈模量可比春融期提高40%，。上層采用高溫季節(jié)值。第二層。確定剪應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度：由，查圖（三層體系表面最大剪應(yīng)力系數(shù)諾謨圖）得，查圖（三層體系表面主壓應(yīng)力系數(shù)諾謨圖）得，。因而得時緊急制動時已知瀝青混凝土面層，：粘聚力；：內(nèi)摩擦角；：摩擦系數(shù)，可知>，滿足要求3.7瀝青混凝土面層施工瀝青混凝土面層的施工工藝流程圖見下圖（5-4）。接縫施工施工前準(zhǔn)備工作進(jìn)行攤鋪進(jìn)行拌和碾壓運(yùn)輸瀝青混合料圖5-4 瀝青混凝土面層的施工工藝

33、流程圖具體施工方法為9：1.施工前的準(zhǔn)備工作：1）下承層準(zhǔn)備與施工放樣 下承層準(zhǔn)備 瀝青混凝土路面的下承層是瀝青貫入式聯(lián)結(jié)層，下承層完成后，雖已進(jìn)行過檢查驗(yàn)收，但在兩層施工的間隔，很可能因下雨、施工車輛通行等而使其發(fā)生不同程度的破壞，瀝青貫入式聯(lián)結(jié)層下層表面可能泥濘，需要對其進(jìn)行清洗干凈。施工放樣 施工放樣包括標(biāo)高測定與平面控制兩項(xiàng)內(nèi)容。標(biāo)高測定的目的是確定下承層表面的高程與原設(shè)計(jì)高程相差的確切數(shù)值，以便在掛線時糾正到設(shè)計(jì)值或保證施工層厚度。根據(jù)標(biāo)高值設(shè)置掛線標(biāo)準(zhǔn)樁，藉以控制攤鋪厚度和標(biāo)高。標(biāo)高放樣應(yīng)考慮下承層標(biāo)高差值、厚度和本層應(yīng)鋪厚度。綜合考慮后定出掛線樁頂?shù)臉?biāo)高，再打樁掛線。2）拌和設(shè)備

34、選型 通常根據(jù)工程量和工期選擇拌和設(shè)備的餓生產(chǎn)能力和移動方式進(jìn)行選型，同時要求其生產(chǎn)能力應(yīng)和攤鋪能力相匹配，不應(yīng)低于攤鋪能力。高等級公路瀝青路面施工，應(yīng)選用拌和能力較大的設(shè)備。目前應(yīng)用較多的是生產(chǎn)率在300t/h以下的拌和設(shè)備。3）路面施工機(jī)械組合 高等級公路路面的施工機(jī)械應(yīng)優(yōu)先選擇自動化程度較高和生產(chǎn)能力較強(qiáng)的機(jī)械，以攤鋪、拌和為主導(dǎo)機(jī)械并與自卸汽車、碾壓設(shè)備配套作業(yè)，進(jìn)行優(yōu)化組合，使瀝青路面施工全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。2.拌和 瀝青混合料在拌和廠制備。在拌制瀝青混合料之前，應(yīng)根據(jù)確定的配合比進(jìn)行試拌，試拌時對所用的各種礦料及瀝青應(yīng)嚴(yán)格計(jì)量。對試拌的瀝青混合料進(jìn)行試驗(yàn)之后，即可選定施工的配合比。為使

35、瀝青混合料拌和均勻，在拌制時需要控制礦料和瀝青的加熱溫度與拌和溫度。經(jīng)過拌和后的瀝青混合料應(yīng)均勻一致，無細(xì)料和粗料分離及花白、結(jié)成團(tuán)塊現(xiàn)象。3.運(yùn)輸 瀝青混合料成品應(yīng)及時采用自動傾卸汽車運(yùn)往施工現(xiàn)場。開工前應(yīng)查明施工位置、施工條件、攤鋪能力、運(yùn)輸路線、運(yùn)距和運(yùn)輸時間，以及所需混合料的種類和數(shù)量等。拌和設(shè)備時開時停會造成燃料的浪費(fèi)，并且影響混合料的質(zhì)量，因此車輛數(shù)量必須滿足拌和設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)的要求。4、攤鋪 高等級公路瀝青混凝土路面采用機(jī)械攤鋪。瀝青混合料攤鋪機(jī)的主要組成部分為：料斗、鏈?zhǔn)絺魉推?、螺旋攤鋪器、振搗板、攤平板、行駛部分和發(fā)動機(jī)等。瀝青混合料攤鋪機(jī)攤鋪的過程中，自動傾卸汽車將瀝青混合料

36、卸到攤鋪機(jī)料斗后，經(jīng)鏈?zhǔn)絺魉推鲗⒒旌狭贤髠鞯铰菪龜備伷鳎S著攤鋪機(jī)向前行駛，螺旋攤鋪器即在攤鋪帶寬度上均勻地?cái)備伝旌狭希S后由振搗板搗實(shí)，并由攤鋪板整平。5、碾壓 瀝青混合料攤鋪平整之后，應(yīng)趁熱及時進(jìn)行碾壓。瀝青混合料的碾壓過程分為初壓、復(fù)壓和終壓三個階段。初壓用60-80kN雙輪壓路機(jī)先碾壓2遍，使混合料得以初步穩(wěn)定。隨即用100-120kN三輪壓路機(jī)或輪胎式壓路機(jī)復(fù)壓4-6遍，碾壓至穩(wěn)定無顯著輪跡為止。復(fù)壓是碾壓過程中最重要的階段，混合料能否達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度，關(guān)鍵全在于這階段的碾壓。終壓是在復(fù)壓之后用60-80kN雙輪壓路機(jī)碾壓2-4遍，以消除碾壓過程中產(chǎn)生的輪跡，并確保路面表面的平整。碾壓時壓路機(jī)開行的方向應(yīng)平行于路中心線，并由一側(cè)路邊緣壓向路中。6、接縫施工 瀝青路面的各種施工縫初，往往由于壓實(shí)不足，容易產(chǎn)生臺階、裂縫、松散等病害，影響路面的平整度和耐久性，施