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設(shè)計題目:南充市嘉陵區(qū)鳳埡山公路路基面結(jié)構(gòu)設(shè)計201摘要鳳埡山是從嘉陵區(qū)至的一條二級路,它的建設(shè)對完善路網(wǎng),促進沿線地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展,帶動貧困地區(qū)早日脫貧致富,促進嘉陵區(qū)之間的橫向聯(lián)系,意義重大。本設(shè)計根據(jù)嘉陵公路沿線地質(zhì)、地形、水文等自然條件,依據(jù)交通部頒發(fā)的有關(guān)技術(shù)標準、規(guī)范,完成K355+900~K358+700段施工圖設(shè)計。本次設(shè)計應用緯地道路輔助設(shè)計軟件HintCAD5.8、繪圖軟件AutoCAD2004、辦公軟件Offices2003等計算機工具,對公路路線、路基路面、排水工程、附屬工程、平面交叉及沿線設(shè)施等進行施工圖設(shè)計,并繪制出相應表格和圖紙。通過對瀝青路面和水泥路面的設(shè)計,確定瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面的各結(jié)構(gòu)層厚度,本著優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟、合理的原則進行整體施工組織設(shè)計。關(guān)鍵詞路基;瀝青混凝土;水泥混凝土;平面交叉;施工組織-5目錄摘要 I第一章概述 11.1建設(shè)項目背景 11.2工程概況 11.2.1地理、地形條件 11.2.2水文、地質(zhì)條件 21.2.3氣候條件 21.2.4設(shè)計標準 2第二章路線設(shè)計 42.1路線設(shè)計 42.1.1定線 42.1.2平面設(shè)計說明書 42.1.3縱斷面設(shè)計說明書 62.1.4平、縱組合設(shè)計說明書 72.1.5橫斷面設(shè)計說明書 9第三章瀝青路面設(shè)計 103.1軸載分析 103.2軸載換算 103.2.1以設(shè)計彎沉值為設(shè)計指標時累計車輛軸次 103.2.2當進行半剛性基層層底拉應力驗算時累計車輛軸次 123.3結(jié)構(gòu)組成與材料選取 133.4各層材料的抗壓模量和劈裂強度 133.5設(shè)計指標的確定 133.5.1設(shè)計彎沉值 133.5.2各層材料容許拉應力 143.6路面結(jié)構(gòu)層厚度的計算 153.6.1確定理論彎沉系數(shù) 153.6.2確定設(shè)計層厚度 163.7瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層層底拉應力驗算 163.7.1驗算瀝青面層底部彎拉應力 173.7.2驗算水泥碎石底部拉應力 173.7.3驗算石灰土碎石的底部拉應力 183.8確定路面結(jié)構(gòu)層 183.9防凍厚度檢驗 19第四章普通水泥混凝土路面設(shè)計 204.1交通量分析 204.1.1標準軸載與軸載換算 204.1.2設(shè)計年限內(nèi)設(shè)計車道的標準軸載累計作用次數(shù) 214.2路面結(jié)構(gòu)及材料參數(shù) 224.2.1.初擬路面結(jié)構(gòu) 224.2.2.確定材料參數(shù) 234.3應力計算 244.3.1計算荷載疲勞應力 244.3.2計算溫度疲勞應力 244.3.3應力驗算 254.4防凍厚度檢驗 254.5接縫設(shè)計 264.5.1縱向接縫 264.5.2橫向接縫 264.5.3交叉口接縫布設(shè) 294.5.4接縫填封材料 294.5.5邊緣鋼筋和角隅鋼筋 294.6混凝土路面與瀝青路面相接 30第五章路基路面排水設(shè)計 315.1路界地表排水 315.1.1路面表面排水 315.1.2坡面排水 325.2路面內(nèi)部排水 335.2.1一般規(guī)定 335.2.2宜設(shè)置路面內(nèi)部排水系統(tǒng)的情況 345.2.3路面內(nèi)部排水系統(tǒng)設(shè)計要求 345.2.4路面邊緣排水系統(tǒng) 345.3地下排水 355.3.1一般規(guī)定 355.3.2地下水調(diào)查和測定 365.3.3含水層介質(zhì)的滲透系數(shù)室內(nèi)或野外試驗確定方法 365.3.4地下排水設(shè)施 36第六章平面交叉設(shè)計 396.1平面交叉設(shè)計原則 396.2平面交叉設(shè)計速度 396.3平面交叉渠化設(shè)計 406.4平面交叉處公路的線形 406.4.1平面線形 406.4.2縱面線形 406.4.3立面設(shè)計 406.5通視三角區(qū) 416.6工程實況 41第七章施工組織設(shè)計 437.1工程概況 437.1.1主要工程量 437.2施工總安排 437.2.1施工總安排 437.2.2施工組織設(shè)計的基本原則 447.3路基施工 447.3.1測量放樣 447.3.2清理場地 447.3.3路堤施工 447.3.4路塹施工 467.4瀝青混凝土路面施工 467.4.1未篩分水泥碎石基層 467.4.2石灰土碎石底基層施工 487.4.3石灰土碎石結(jié)構(gòu)層的壓實 507.4.4橫向接縫處理 507.4.5施工工藝流程圖 517.4.6瀝青混凝土面層施工 527.4.7瀝青混合料的攤鋪 537.4.8瀝青混合料的壓實及成型 547.4.9接縫、修邊和清場 547.5水泥混凝土路面施工 577.5.1施工準備 577.5.2混凝土拌和物攪拌與運輸 577.5.3混凝土層鋪筑 587.5.4接縫 587.5.5抗滑構(gòu)造施工 597.5.6混凝土路面養(yǎng)生 597.6設(shè)備、人員、材料運到施工現(xiàn)場 59結(jié)論 61參考文獻 62致謝 72鳳埡山公路(K355+900-K358+700)段施工圖設(shè)計PAGE64概述1.1建設(shè)項目背景鳳埡山公路建設(shè)項目是一條重要的交通干線,鳳埡山公路是我市“九五”計劃重點建設(shè)項目,是南充市嘉陵區(qū)的8條國道干線公路之一,也是我市公路網(wǎng)“OK”型主骨架的重要組成部分。鳳埡山位于國道212旁,全長240.563公里,其中一級路36.91公里,路基寬度25.5米,設(shè)計時速為100公里。二級路203.653公里,路基寬度為12米,設(shè)計時速為80公里。本次設(shè)計為其中的二級路部分。通過此次的設(shè)計,望達成鞏固知識,加深拓展的目的,為將來從事工作打下理論實踐基礎(chǔ),并熟悉掌握專業(yè)相關(guān)軟件的操作與使用,力求創(chuàng)新。1.2工程概況該設(shè)計項目K355+900~K358+700標段為二級公路施工圖設(shè)計,路線全長2.8公里,該標段設(shè)計填方21690.067,挖方29979.464,路面工程70000m2,防護工程400m3;設(shè)涵洞3道、與大車道平面交叉5處并設(shè)有配套交通工程及沿線設(shè)施。1.2.1地理、地形條件鳳埡山沿線地面自然植被茂密。地貌總體為平原微丘類型,全線地勢由北向南逐漸傾斜,北部為低山區(qū),群山密布,森林茂密。中部為低山丘陵和山前臺地,地勢較平緩,土質(zhì)肥沃。其中山地44225平方公里,占64.3%,海拔300—800米左右,平原24051平方公里,占35%;洼地450平方公里,占1%,多為黑龍江、嫩江及主要支流地帶。本設(shè)計路段(K355+900-K358+700)屬平原微丘區(qū)地形,地形平坦,海拔高度374米~385米,沿線多為農(nóng)田。1.2.2水文、地質(zhì)條件沿線地質(zhì)構(gòu)造為新生代第四紀沉積層和沖積層,露出巖層為下元古代緒晶片巖、大理石巖和混合花崗巖等,巖層含水性不均,埋藏條件復雜,有風化裂隙水、層間水和深洞水等。地表土質(zhì)以低液限粘土、碎石土和風化山砂為主。山體碎石土層厚度較大,土質(zhì)優(yōu)良,儲量豐富,可作為路堤填筑材料。地質(zhì)構(gòu)造,決定地基及路基附近巖層的穩(wěn)定性,確定有無滑坍、碎落和崩坍的可能;同時也決定土石方工程施工難易和筑路材料的質(zhì)量。本設(shè)計標段(K355+900~K358+700)由于該地區(qū)冬季氣溫較低,屬于季節(jié)性東凍土區(qū),故在公路設(shè)計和施工時要著重考慮個別路段路基路面排水情況,防止水流積聚后體積增大,造成路基隆起而開裂。1.2.3氣候條件項目區(qū)屬南亞熱帶亞濕潤氣候。具有夏季長、溫度日變化大,四季不分明,降雨少而集中,易發(fā)生泥石流等災害。日照多,太陽輻射強,氣候垂直差異顯著等特征。

所處的河谷地區(qū)比較溫暖,年平均氣溫在19℃~21℃之間。全年無冬,最冷月的月平均氣溫也在10℃以上。夏季的氣溫卻不高,最熱月的月平均氣溫也不過26℃左右。這里降水不多,云量少而光照充足,全年日照時數(shù)長達2300~2700小時。年總降水量760在1200毫米之間,分干、雨兩季,降水量高度集中在雨季(6~10月),雨季降雨量占年降雨量的90%左右。從河谷到高山具有南亞熱帶至溫帶的多種氣候類型。夏無酷暑,冬無嚴寒,路線所經(jīng)區(qū)域?qū)儆陂L江流域,其大部分路段沿金沙江干流和支流布設(shè)。地震基本烈度為Ⅶ度。1.2.根據(jù)四川省及中華人民共和國交通部公路網(wǎng)整體規(guī)劃,按照設(shè)計交通量、公路使用功能及服務(wù)水平等,依據(jù)《公路工程技術(shù)標準》(JTGB01-2003),采用標準如表2-1所示。表2-1黑河到北安段(K355+900-K358+700)設(shè)計指標序號指標名稱單位數(shù)量1公路等級級公路-Ⅱ級2設(shè)計速度Km/h803路線總長Km2.84路基寬度m125硬路肩寬度m2×1.506土路肩寬度m2×0.757行車道寬度m2×3.758圓曲線最小半徑一般值m400極限值m2509最大縱坡%510最小坡長m20011最小縱坡%0.312豎曲線最小半徑一般值(凸)m450013豎曲線最小半徑一般值(凹)m3000第二章路線設(shè)計2.1路線設(shè)計2.1.1定線本設(shè)計利用緯地軟件進行平面定線,本地區(qū)地表平坦,無明顯起伏,地面自然坡度在3°以內(nèi),最高低程為374.800m,最高高程為383.900m.相對高差在9m左右,故布線一般不受地形限制,定線線可按平原微丘區(qū)定線線原則進行,所選定路線可見地形圖所示。本地區(qū)農(nóng)業(yè)較為發(fā)達,故選線時根據(jù)地形、地物條件,并在對工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、自然災害、筑路材料、生態(tài)環(huán)境、自然景觀等進行充分調(diào)查的基礎(chǔ)上,結(jié)合沿線小區(qū)域氣候特征進行方案研究,盡量將線位選在地質(zhì)條件較好的地段,盡量做到少占農(nóng)田和不占高產(chǎn)田;還應考慮填方和挖方的影響,路基可選用半填半挖,既節(jié)省土方,又避免了借土的遠運;最后在合理的設(shè)計范圍內(nèi),盡可能地滿足當?shù)鼐用窈蛙囕v的出行需要,保證出行安全。本圖路線的起點和終點均已確定,即路線的基本方向基本確定,按地形、地質(zhì)、水文等自然條件選出一些細部控制點,進行路線布局,最后通過試算和比選的方法選擇最優(yōu)方案。本次路線設(shè)計充分考慮道路與周圍環(huán)境的配合、道路與生態(tài)平衡的關(guān)系、道路自身線性的美觀和協(xié)調(diào),以及駕駛員視覺和心理反映等問題。2.1.2平面設(shè)計說明書根據(jù)汽車行駛的力學性質(zhì)和行駛的軌跡來確定各線形要素的幾何要求。各幾何元素的確定是以設(shè)計車速為主要根據(jù)的。平面設(shè)計原則(1)道路平面位置應按照道路總體規(guī)劃道路網(wǎng)布設(shè)。(2)道路平面線形設(shè)計應與地形、地質(zhì)、水文等結(jié)合,并綜合考慮公路的平面、縱斷面、橫斷面三者間關(guān)系,做到平面順適、縱斷面均衡、橫斷面合理。(3)路線設(shè)計必須貫徹執(zhí)行加強環(huán)境保護和合理利用土地資源的基本國策,在確定路基、路面、橋梁、隧道、交叉、交通工程及沿線設(shè)施等人工構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)形式、布設(shè)位置、取齊土場、征用土地等設(shè)計中,應減少因修建公路給沿線生態(tài)帶來的影響,并結(jié)合綠化或采取相應工程措施,協(xié)調(diào)、改善人工構(gòu)造物與沿線自然景觀間的配合,提高公路環(huán)境質(zhì)量。(4)平面線形應直捷、連續(xù)、順適,并與地形、地物相適應,與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。(5)除滿足汽車行駛力學上的要求外,還應滿足駕駛員和乘客在視覺和心理上的要求。(6)保持平面線性的均衡與連貫。為使一條公路上的車輛盡量以均勻的速度行駛,應注意使線形要素保持連續(xù)性而不出現(xiàn)技術(shù)指標的突變。(7)應避免連續(xù)急彎的線形。這種線形給駕駛造成不便,也影響乘車舒適性。設(shè)計時可在曲線間插入足夠長的直線或緩和曲線。(8)為避免長直線路段景觀單調(diào)的缺陷,考慮駕駛者的視覺、心理等因素,直線的最大長度應有所限制,一般不大于設(shè)計車速的20倍為宜。(9)直線的最小長度:當設(shè)計速度≥60km/h時,同向曲線間最小直線長度以不小于設(shè)計速度的6倍為宜,反向曲線間最小直線長度以不小于設(shè)計速度的2倍為宜。適宜采用直線的路段(1)市鎮(zhèn)及近郊、或規(guī)劃方正的農(nóng)耕區(qū)等以直線條為主的地區(qū)。(2)不受地形、地物限制的平坦地區(qū)或山間的開闊谷地。(3)長大橋梁、隧道等構(gòu)造物路段。(4)路線交叉點及其前后。(5)雙車道公路提供超車的路段。圓曲線的特點(1)圓曲線的設(shè)置適應地形,適應汽車行駛的軌跡,能滿足汽車行駛的平順、舒適、速度的要求,且線形美觀。(2)曲線上任意一點的曲率半徑R=常數(shù),計算方便,故具有現(xiàn)場易設(shè)置的特點。(3)采用平緩而適當?shù)膱A曲線既可引起駕駛員的注意,對常常促使他們自然緊握方向盤,而且可以從正面看到路側(cè)的景觀,起到誘導視線的作用。(4)視距條件差。汽車在圓曲線內(nèi)側(cè)行駛時,視線受到路塹邊坡或其它障礙物的影響,視距條件差,容易發(fā)生交通事故。緩和曲線設(shè)計緩和曲線設(shè)置的場合為直線和圓曲線之間;半徑相差較大的同向圓曲線之間。緩和曲線的作用為曲率連續(xù)變化,便于車輛遵循;離心加速度逐漸變化,旅客感覺舒適;超高橫坡度逐漸變化,行車更加平穩(wěn);與圓曲線配合得當,增加線形美觀。工程實況本路段內(nèi)共設(shè)3個交點,圓曲線半徑在500—1000米之間,最小半徑500m,最大半徑1000m。平曲線半徑小于2500m者,按《公路工程技術(shù)標準》(JTGB01-2003)要求進行超高設(shè)計其超高旋轉(zhuǎn)方式為繞行車道中心旋轉(zhuǎn),設(shè)置緩和曲線最小緩和曲線長度100米。本設(shè)計圓曲線半徑都大于250m,所以無需設(shè)置加寬。同向曲線間的最小直線長度不小于設(shè)計車速的6V(即480m)為宜。反向曲線間的最小直線長度不小于設(shè)計車速的2V(即160m)為宜。具體詳見直線、曲線及轉(zhuǎn)角表及路線平面設(shè)計圖。全線設(shè)計均滿足設(shè)計規(guī)范的要求,且與地形變化相協(xié)調(diào),可以保證行車的安全與舒適。2.1.3縱斷面設(shè)計說明書縱斷面設(shè)計一般原則(1)應滿足縱坡及豎曲線的各項規(guī)定(最大縱坡、最小縱坡、坡長設(shè)置、坡段最小長度、豎曲線最小半徑及豎曲線最小長度等)。(2)縱坡應均勻平順。(3)設(shè)計標高的確定應結(jié)合沿線自然條件,如地形、土壤、水文、氣候等因素綜合考慮。(4)縱斷面設(shè)計應與平面線型和周圍地形景觀相協(xié)調(diào),應考慮人體視覺心理上的要求,按照平豎曲線相協(xié)調(diào)及半徑的均衡來確定縱面的設(shè)計線。(5)應爭取填挖平衡,盡量移挖作填,以節(jié)省土石方量,降低工程造價。(6)依路線的性質(zhì)要求,適當照顧當?shù)孛耖g運輸工具、農(nóng)業(yè)器械、農(nóng)田水利等方面的要求。工程實況嘉陵區(qū)(K355+900-K358+700)屬于平原微丘地區(qū),縱斷面設(shè)計要保證最小縱坡的要求。該設(shè)計路段最大縱坡0.562%,最小縱坡0.311%,最小直坡段長為900米。全線共設(shè)2處豎曲線,其中一個為凸形豎曲線,半徑45000米,一個為凹形豎曲線,半徑45000米。均大于標準規(guī)定一般最小值,滿足規(guī)范要求。沿線共設(shè)有三個涵洞,涵洞是宣泄路堤下少量水流的道路工程構(gòu)造物,它從路面下方橫穿過道路,埋置于路基土層中。涵洞頂上一般都有較厚的填土(大于50cm)。本設(shè)計中涵洞為單孔領(lǐng)圈式洞口形式暗涵,結(jié)構(gòu)形式按構(gòu)造形式設(shè)為圓管涵,按洞身斷面形狀設(shè)計為圓形。直徑2米。本設(shè)計為二級公路采用路基邊緣標高,最大超高6%,旋轉(zhuǎn)方式為繞行車道中心旋轉(zhuǎn),漸變方式為線性漸變,在設(shè)置超高段為設(shè)超高前該處邊緣標高。外側(cè)土路肩不超高,曲線不設(shè)置加寬。橫向排水不暢的路段或長路塹段,采用平坡小于0.3%的縱坡時,其邊溝應作縱向排水。本設(shè)計中坡度均大于0.3%。2.1.4平、縱組合設(shè)計說明書平、縱線形組合設(shè)計原則(1)應在視覺上能自然的引導駕駛員的視線,并保持視覺的連續(xù)性。(2)注意保持平縱線形的技術(shù)指標大小均衡。(3)選擇組合得當?shù)暮铣善露?以利于行車安全和路面排水。(4)注意與道路周圍環(huán)境的配合。平、縱線形組合的的基本要求(1)當豎曲線與平曲線組合時,豎曲線均包含在平曲線之內(nèi),平曲線長于豎曲線。(2)要選擇適當?shù)暮铣善露取?3)要保持平曲線與豎曲線大小的均衡。(4)當平曲線緩而長,縱斷面坡差較小時,可不要求平、豎曲線一一對應,平曲線中可包含多個豎曲線或豎曲線略長于平曲線。平、縱組合中應注意避免的組合(1)避免豎曲線的頂?shù)撞坎迦胄“霃降钠角€。(2)避免將小半徑的平曲線起訖點設(shè)在或接近豎曲線的頂?shù)撞俊?3)避免使豎曲線頂、底部與反向平曲線的拐點重合。(4)避免出現(xiàn)駝峰、暗凹、跳躍、斷背、折曲等使駕駛員視線中斷的線型。(5)避免在長直線上設(shè)置陡坡或曲線長度短、半徑小的凹形豎曲線。(6)避免急彎與陡坡的不利組合。(7)應避免小半徑的豎曲線與緩和曲線的重合。具體平縱組合如下圖2-1所示:圖2-1平曲線與豎曲線組合對一般公路的視覺分析得出,平豎曲線的半徑在下表所列數(shù)值以下時,最好避免這兩種線形重合,或把急彎與陡坡線形錯開,或考慮把其中一線形增大到表2-2所列數(shù)值的兩倍以上。表2-2避免平縱線形相對應的界限設(shè)計車速m平曲線半徑m豎曲線半徑m設(shè)計車速m平曲線半徑m豎曲線半徑m8040050003050150060200250020501000工程實況本設(shè)計中有兩處平、縱組合(K356+800與K357+750處),如圖2-2a),b)滿足豎曲線家包含在平曲線之內(nèi)等規(guī)范要求。a)K356+800b)K357+750圖2-2平、縱組合設(shè)計2.1.5橫斷面設(shè)計說明書橫斷面設(shè)計的任務(wù)主要是根據(jù)交通性質(zhì)、交通量、行車速度,結(jié)合地形、氣候、土壤等條件進行道路車行道、路肩等的布置,確定路基幾何尺寸,并進行必要的結(jié)構(gòu)設(shè)計以保證它們強度和穩(wěn)定性。橫斷面設(shè)計原則公路橫斷面的組成和各部分的尺寸要根據(jù)規(guī)劃交通量、交通組成、設(shè)計車速、地形條件等因素確定。在保證必要的通行能力和交通安全與暢通的前提下,盡量做到用地省、投資少,使道路發(fā)揮其最大的經(jīng)濟效益與社會效益。橫斷面應由設(shè)計線和地面線組成,其中地面線由實際測量得到,而設(shè)計線應包括行車道、路肩、邊溝、邊坡、截水溝、護坡道以及取土坑、棄土堆和環(huán)境保護設(shè)施等。另外,橫斷面設(shè)計應遠近結(jié)合,使近期工程成為遠期工程的組成部分。路面寬度及標高等應留有一定的發(fā)展余地。工程實況二級公路路基的標準橫斷面應有車道、路肩(右側(cè)硬路肩、土路肩)等部分組成。路基寬度12米,行車道橫坡度為1.5%。雙車道,單車道寬3.75米,硬路肩寬1.50m,土路肩寬0.75m。其中填方邊坡為1:1.5,挖方邊坡為1:0.5,填挖邊坡形式為一級臺階形式,左右側(cè)形式相等,邊溝邊坡為1:1,邊溝設(shè)置形式為梯形,左右側(cè)一樣,H=0.6m,W=0.6m。排水溝設(shè)置形式為矩形排水溝,左右側(cè)一樣,H=0.6m,W=0.6m。如圖2-3所示。圖2-3(K356+080)處橫斷面設(shè)計圖(尺寸單位:mm)瀝青路面設(shè)計該設(shè)計路段(K355+900-K358+700)設(shè)計年限為12年,是一條雙車道的二級公路,使用期內(nèi)交通量的年平均增長率為10%。該路段處于Ⅰ2區(qū),土質(zhì)屬于粘土,土基回彈模量為35Mpa,沿線有碎石、石灰、粉煤灰、瀝青、水泥等供應。路面寬度為B=12m,行車道為2×3.75m。此公路設(shè)有一個收費站,要求此處采用水泥混凝土路面,其它路段均采用瀝青混凝土路面,該設(shè)計路段處于中濕路段。其交通組成及交通量見表3-1。表3-1交通組成及交通量車型名稱雙向交通量(輛/d)解放CA10B700黃河JN15085依土茲TD5020東風EQ1403003.1軸載分析我國瀝青路面設(shè)計以雙輪組單軸載100KN為標準軸載,表示為BZZ-100標準軸載計算參數(shù)如表3-2。表3-2標準軸載計算參數(shù)標準軸載BZZ-100標準軸載BZZ-100標準軸載P(KN)100單輪傳壓面當量圓直徑d(cm)21.3輪胎接地壓強(MPa)0.7兩輪中心距(cm)1.5d3.2軸載換算3.2.1以設(shè)計彎沉值為設(shè)計指標時累計車輛軸次當以設(shè)計彎沉值為設(shè)計指標及瀝青層層底拉應力驗算時,凡是軸載大于25KN的各級軸載(包括車輛的前后軸)Pi的作用次數(shù)ni,均應按下式換算成標準軸載P的當量作用次數(shù)N:N-標準軸載的當量軸次。ni-被換算車型的各級軸載作用次數(shù)(次/日)。P-標準軸載p=100KN。C1-輪組系數(shù),雙輪組為1,單輪組為6.4,四輪組為0.38。C2-軸數(shù)系數(shù),當軸間距大于3m時,接單獨的一個軸載計算,此時軸數(shù)系數(shù)為1,車軸間距小于3m時,雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)應按下式計算,C1=1+1.2(m-1),m—軸數(shù)。見表3-3。表3-3軸載計算結(jié)果表車型解放CA10B前軸19.40117000.56后軸60.851170080.66黃河JN150前軸49.0011853.82后軸101.60118591.08依土茲TD50前軸42.211200.47后軸90.00112012.65東風EQ140前軸23.70113000.57后軸69.201130060.48N==250.29累計車輛軸次:式中:Ne-設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當最軸次〔次/車道);t-設(shè)計年限(年);N-營運第一年雙向日平均當最軸次(次/d);γ-設(shè)計年限內(nèi)交通量的平均年增長率(%);η-車道系數(shù)。見《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》(JTJ.D50-2006)中表3.1.6。雙向兩車道時取為0.6。==1172147.652次/車道3.2.2當進行半剛性基層層底拉應力驗算時累計車輛軸次當進行半剛性基層層底拉應力驗算時,凡是軸載大于50KN的各級軸載(包括車輛前,后軸),Pi的作用次數(shù)ni應按下式換算成標準軸載P的當量作用次數(shù)。式中:C1'-輪組系數(shù),單軸組為18.5,雙軸組為1.0,四軸組為0.09。C2'-軸數(shù)系數(shù),當軸間距大于3m時,按單獨的一個軸載計算,則C1'=1,當軸間距小于3m時,按雙軸或多軸計算C1'=1+2(m-1)m—軸數(shù)。表3-4軸載計算結(jié)果表車型''解放CA10B前軸19.4011700-后軸60.851170013.16黃河JN150前軸49.0011850.28后軸101.60118592.77依土茲TD50前軸42.211200.02后軸90.0011208.6東風EQ140前軸23.711300-后軸69.201130015.77=130.6==611620.4537次/車道3.3結(jié)構(gòu)組成與材料選取由上面的計算得到設(shè)計年限內(nèi)一個行車道上的累計標準軸次在<150萬次,屬于低交通。根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu),考慮到公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰供應,路面結(jié)構(gòu)面層采用4cm中粒式瀝青混凝土+7cm粗粒式瀝青混凝土;基層作為設(shè)計層采用水泥穩(wěn)定碎石;底基層用20cm石灰土碎石。3.4各層材料的抗壓模量和劈裂強度土基回彈模量的確定可查表,各層材料的抗壓模量和劈裂強度,由《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》(JTG.D50-2006)查得以路面設(shè)計彎沉值計算路面結(jié)構(gòu)厚度時,采用20℃的抗壓模量;驗算層底拉應力時采用15℃的抗壓模量。各層材料的抗壓模量和劈裂強度如表3-4。表3-5各層材料的抗壓模量和劈裂強度層次厚度(cm)抗壓回彈模量(Mpa)劈裂強度(Mpa)20℃15℃1中粒式瀝青混凝土4120018001.02粗粒式瀝青混凝土7100012000.83水泥穩(wěn)定碎石?15000.54石灰土碎石2010000.35土基—35—3.5設(shè)計指標的確定3.5.1設(shè)計彎沉值公路等級為二級,根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》(JTG.D50-2006)可知公路等級系數(shù)取Ac=1.1,瀝青混凝土面層As=1.0,基層類型為半剛性基層則Ab=1.0。ld=600Ne-0.2AcAsAb式中:ld-設(shè)計彎沉值(0.01mm);Ne-從設(shè)計年限內(nèi)一個車道累計當量軸次(次/陣道);Ac-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;As-面層類型系數(shù)。瀝青混凝土面層為1.0;熱拌和冷拌瀝青碎石、瀝青貫人式路面(含上拌下貫式路面)、瀝育表面處治為1.1。Ab-路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù),半剛性基層瀝青路面為1.0,柔性基層瀝青路面為1.6。則ld=600Ne-0.2AcAsAb=600×(1172147.652)-0.2×1.1×1×1=40.34(0.01mm)3.5.2各層材料容許拉應力式中:σR-路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應力((MPa);σs-瀝青混凝土或半剛性材料的極限劈裂強度(MPa);Ks-抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù)。(1)中粒式密級配瀝青混凝土Ks=0.09Ne0.22/Ac=0.09×1172147.6520.22/1.1=1.77;=1.0/1.77=0.56MPa(2)粗粒式密級配瀝青混凝土Ks=0.09Ne0.22/Ac=0.09×1172147.6520.22/1.1=1.77;=0.8/2.56=0.45MPa(3)水泥碎石Ks=0.35×Ne'0.11/Ac=0.35×1172147.6520.11/1.1=1.48=0.5/1.48=0.34MPa(4)石灰土碎石Ks=0.35×Ne'0.11/Ac=0.35×1172147.6520.11/1.1=1.48=0.3/1.48=0.20MPa3.6路面結(jié)構(gòu)層厚度的計算進行結(jié)構(gòu)厚度計算時,將多層體系轉(zhuǎn)換為三層體系的方法為:將多層體系里的第一層作為換算后的第一層,這一層的回彈模量取原多層體系里的第一層的回彈模量值;將多層體系里其余的結(jié)構(gòu)層作為三層體系的第二層,這一層的回彈模量取原多層體系里的第二層的回彈模量值;三層體系中的第三層為土基層,E0為土基回彈模量。h1=4cmE1=1200Mpah1=4cmE1=1200MPah2=7cm E2=1000MpaH=? E2=1000MPah3=? E3=1500MpaE0=35Mpah4=20cmE4=1000MpaE0=35Mpa3.6.1確定理論彎沉系數(shù)式中:ls-路表計算彎沉值(0.01mm),此時取ld=ls;F-彎沉綜合修正系數(shù);P,δ-標準車型的輪胎接地壓強(MPa)和當量圓半徑(cm),為單輪傳壓面當量圓直徑d的一半,即21.3/2=10.65cm。-理論彎沉系數(shù);E0-土基抗壓回彈模量值(MPa)。==×1200/(2000×10.65×0.7×0.62)=確定設(shè)計層厚度由由三層體系表面彎沉系數(shù)諾模圖查得=6.60由=35/1000=0.035查三層體系表面彎沉系數(shù)諾模圖得K1=1.35因此K2=/(K1)=5.24/(6.60×1.35)=0.59又因為==27+1.18h3由K2=0.59,=0.035,,查諾模圖得H/=4.40,則H=4.40×10.65=46.86cm,則h3=20cm。3.7瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層層底拉應力驗算進行結(jié)構(gòu)層拉應力驗算時,將多層體系轉(zhuǎn)變?yōu)槿龑芋w系的方法與前面所述的進行結(jié)構(gòu)厚度計算的方法有所不同。假設(shè)共有n個結(jié)構(gòu)層(第n層為土基層),則第n-1層為中層,中層以上的結(jié)構(gòu)層為上層。上層的換算公式為:、;E1=Ei,E2=Ei+1中層的換算公式為:;H=hn-1;E1=En-2,E2=En-1。3.7.1驗算瀝青面層底部彎拉應力瀝青面層底部結(jié)構(gòu)層為總結(jié)構(gòu)層里的第二層,所以第二層為i層。h1=4cmE1=1800Mpah=?E1=1200MPah2=7cm E2=1200MpaH=? E2=1500MPah3=? E3=1500MpaE0=35Mpah4=20cm E4=1000MpaE0=35Mpa換算后的厚度:cmcm,=1500/1200=1.25查諾模圖,上層結(jié)構(gòu)的,由上述計算結(jié)果得,得<0滿足要求。3.7.2驗算水泥碎石底部拉應力水泥碎石底部所在的結(jié)構(gòu)層為第三層,仍為上層結(jié)構(gòu),第三層為i層。h1=4cmE1=1800Mpah=?E1=1500MPah2=7cm E2=1200MpaH=20 E2=1000MPah3=? E3=1500MpaE0=35Mpah4=20cm E4=1000MpaE0=35Mpa換算后的厚度:h=cm由H/=20/10.65=1.88,=35/1000=0.035,=1000/1500=0.67,h/=30.64/10.65=2.88查表得:=Pm1m2=0.7×0.15×1.49×1.10=0.178MPa<=0.34MPa滿足要求。3.7.3驗算石灰土碎石的底部拉應力石灰土碎石的底部結(jié)構(gòu)層為中層。h1=4cmE1=1800Mpah=?E1=1500MPah2=7cmE2=1200MpaH=20 E2=1000MPah3=? E3=1500MpaE0=35Mpah4=20cmE4=1000MpaE0=35MpaH/=20/10.65=1.88=35/1000=0.035查表得=0.478H/=1.88=1000/1500=0.67查表得n1=1.170H/=1.88h/=30.81/10.65=2.89=0.67查表得n2=0.70m=Pn1n2=0.7×0.465×1.170×0.70=0.27Mpa>=0.20Mpa不符合要求需要加大石灰土碎石層的厚度。取石灰土碎石層厚度h4=30cmH/=30/10.65=2.82=35/1000=0.035查表得=0.30H/=2.82=0.67查表n1=1.135H/=2.82h/=30.81/10.65=2.89=0.67查表n2=0.80m=Pn1n2=0.7×0.30×1.135×0.80=0.19Mpa<=0.20Mpa符合要求。3.8確定路面結(jié)構(gòu)層綜上所述,路面結(jié)構(gòu)面層采用4cm中粒式瀝青混凝土+7cm粗粒式瀝青混凝土+20cm水泥穩(wěn)定碎石基層+30cm石灰土碎石底基層。如圖3-1。圖3-1路面層結(jié)構(gòu)設(shè)計(尺寸單位:cm)3.9防凍厚度檢驗因路面結(jié)構(gòu)總厚度為61cm,查《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》(JTG.D50-2006)表5.2.4得最小防凍層厚度為50cm~60cm,所以可不考慮防凍層。第四章普通水泥混凝土路面設(shè)計設(shè)計中收費站附近的標段要求采用水泥混凝土路面,故進行水泥混凝土路面設(shè)計。4.1交通量分析4.1.1標準軸載與軸載換算水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計以100KN的單軸-雙輪組荷載作為標準軸載。不同軸-輪型和軸載的作用次數(shù),按《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD40-2003)換算為標準軸載的作用次數(shù)。凡是前后軸軸載大于40KN(單軸)的軸數(shù)均應換算成標準軸數(shù)。式中:Ns-100KN的單軸-雙輪組標準軸載的作用次數(shù);Pi-單軸-單輪、單軸-雙輪組、雙軸-雙輪組或三軸-雙輪組軸型軸載的總重(KN);n-軸型和軸載級位數(shù);Ni-各類軸—輪型i級軸載的作用次數(shù);-軸-輪型系數(shù),單軸-雙輪組時,=1;單軸-單輪時,按式δi=2.22×103Pi-0.43計算;雙軸-雙輪組時,按式δi=1.07×10-5Pi-0.22計算;三軸—雙輪組時,按式=2.24×10-8×計算。表4-1交通參數(shù)車型PiNi解放CA10B前軸19.407001—后軸60.8510.247黃河JN150前軸49.008510.001后軸101.601109.577依土茲TD50前軸42.20201—后軸90.0013.706東風EQ140前軸23.703001—后軸69.2010.830114.3614.1.2設(shè)計年限內(nèi)設(shè)計車道的標準軸載累計作用次數(shù)設(shè)計基準期內(nèi)水泥混凝土面層臨界荷位處所承受的標準軸載累計作用次數(shù),可按《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD40-2003)中式A.2.2計算確定。式中:Ne-標準軸級累計作用次數(shù);t-設(shè)計基準期;gr-交通最年平均增長率;η-臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)。按表4-2選用。表4-2車輛輪跡橫向分布系數(shù)公路等級縱縫邊緣處高速公路、一級公路、收費站0.17~0.22二級及二級以下公路行車道寬>7m0.34~0.39行車道寬≤7m0.54~0.62注:車通或行車道寬或者交通量較大時。取高值;反之,取低值。由上表可知本設(shè)計η的取值范圍為0.34~0.39,現(xiàn)按中間值取用,η=0.37。Ne==884581.041次水泥混凝土路面所承受的軸載作用,按設(shè)計基準期內(nèi)設(shè)計車道所承受的標準軸載累計作用次數(shù)分為4級,分級范圍如表4-3。表4-3軸載作用分級表交通等級特重重中等輕設(shè)計車道標準軸載累計作用次數(shù)Ne(104)>2000100~20003~100<3得本水泥混凝土路面設(shè)計交通等級為中等交通。表4-4混凝土彎拉強度標準值交通等級特重重中等輕水泥混凝土的彎拉強度標準值(MPa)5.05.04.54.0鋼纖維混凝土的彎拉強度標準值(MPa)6.06.05.55.0得本設(shè)計混凝土彎拉強度fr為4.5Mpa。4.2路面結(jié)構(gòu)及材料參數(shù)4.2.1初擬路面結(jié)構(gòu)由《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD40-2003)查得:表4-5適宜各交通等級的面層類型面層類型適用條件連續(xù)配筋混凝土面層高速公路瀝青上面層與連續(xù)配筋混凝土或橫縫設(shè)傳力的普通混凝土下面層組成的復合式路面特重交通的高速公路碾壓混凝土面層二級及二級以下公路、服務(wù)區(qū)停車場得本設(shè)計應采用碾壓混凝土面層。表4-6水泥混凝土面層厚度的參考范圍交通等級中等輕公路等級二級三、四級三、四級三、四級變異水平等級高中高中高中面層厚度(mm)240-210230-200220-200270~240<=230<=220得本設(shè)計面層厚度取值范圍為230mm~200mm。表4-7適宜各交通等級的基層類型交通等級基層類型特重交通貧混凝土、碾壓混凝土或瀝青棍凝土基層重交通水泥穩(wěn)定粒料或瀝青穩(wěn)定碎石基層中等或輕交通水泥穩(wěn)定粒料、石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料或級配粒料基層得本設(shè)計基層宜采用水泥穩(wěn)定粒料、石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料或級配粒料基層。表4-8各類基層厚度的適宜范圍基層類型厚度適宜的范圍(mm)貧混凝十或碾壓混凝土基層120~200水泥或石灰粉煤灰穩(wěn)定??苹鶎?50~250瀝青混凝土基層40~60瀝青穩(wěn)定碎石基層80~100級配粒料基層150~200多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層100~140瀝青穩(wěn)定碎石亨排水基層80~100得本設(shè)計基層厚度適宜的范圍為150mm~250mm。綜上所述,路面結(jié)構(gòu)初步擬定如下:面層:碾壓混凝土面層,由規(guī)范查得推薦厚度22cm,其長度為5m,寬為3.75m。基層:采用水泥穩(wěn)定粒料15cm。墊層:采用天然砂礫20cm。4.2.2確定材料參數(shù)(1)由上可知,交通量為88.5×104次,為中等交通,由表4-3混凝土彎拉強度標準值得本設(shè)計混凝土彎拉強度fr為4.5Mpa,混凝土彎拉彈性模量為29Gpa,抗壓強度為35.8Mpa,擬定結(jié)果如下:面板:22cmE=29GPa水泥穩(wěn)定粒料:15cmE1=1500MPa天然砂礫:20cmE2=200MPaE0=35MPa(2)計算基層頂面當量回彈模量如下:普通混凝土面層的相對剛度半徑按《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD40-2003)中式B.1.4.3應力計算4.3.1計算荷載疲勞應力標準軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應力計算為:接縫類型為設(shè)拉桿平口接縫kj=0.87,綜合系數(shù)kc查表得1.20Kf=Ne0.065=884581.0410.065=2.43由《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD40-2003)中式B.1.2計算得:σpr=KjKfKcσPS=0.87×2.43×1.20×1.27=3.20MPa4.3.2計算溫度疲勞應力l/r=5/0.686=7.29h=22cm查板溫度翹曲應力系數(shù)值圖可得Bx=0.70a=0.828b=0.041c=1.323a、b和c-回歸系數(shù),按所在地區(qū)的公路自然區(qū)劃查《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD40-2003)中的表B.2.3確定。Tg-最大溫度梯度,查《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD40-2003)中表3.0.8取用。Tg=88℃/m。αc-混凝土的線膨脹系數(shù)(1/℃),通常可取為1×10-5/℃。溫度疲勞應力系數(shù)kt:計算溫度疲勞應力為4.3.3應力驗算查表可得,二級公路的安全等級為三級,相應于三級安全等級的變異水平等級為中級,且目標可靠度為85%,再由目標可靠度和變異水平等級,查表可得可靠度系數(shù)=1.08。(+)=1.08(3.20+0.95)=4.48MPa<fr=4.5MPa因而,所選普通混凝土面層厚度(0.22m)可以承受設(shè)計基準期內(nèi)荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用。4.4防凍厚度檢驗在季節(jié)性冰凍地區(qū),路面的總厚度不應小于表4-9規(guī)定的最小防凍厚度。表4-9水泥混凝土路面最小防凍厚度(m)路基干濕類型路基土質(zhì)當?shù)刈畲蟊鶅錾疃龋╩)0.50~1.001.01~1.501.51~2.00>2.00中濕路基低、中、高液限粘土0.30~0.500.40~0.600.50~0.700.60~0.95粉土,粉質(zhì)低、中液限粘土0.40~0.600.50~0.700.60~0.850.70~1.10潮濕路基低、中、高液限粘土0.40~0.600.50~0.700.60~0.900.75~1.20粉土,粉質(zhì)低、中液限粘土0.45~0.700.55~0.800.70~1.000.80~1.30注:①凍深小或填方路段,或者基、墊層為隔溢性能良好的材料,可采用低值;凍深大或挖方及地下水位高的路段,或者基、墊層為隔溫性能較差的材料,應采用高值;②凍深小0.50m的地區(qū),一般不考慮結(jié)構(gòu)層防凍厚度。由表4-9知,中濕路基,當?shù)刈畲蟊鶅錾疃仍?.01~1.50m間,粉質(zhì)中液限粘土水泥混凝土路面最小防凍厚度為50cm,路面總厚度為22+15+20=57cm>50cm滿足要求。4.5接縫設(shè)計4.5.1縱向接縫縱向接縫的布設(shè)應按路面寬度和施工鋪筑寬度而定,一次鋪筑寬度小于路面寬度時,應設(shè)置縱向施工縫。本設(shè)計縱向施工縫采用平縫形式,上部應鋸切槽口,深度為35mm,寬度為5mm,槽內(nèi)灌塞填縫料,構(gòu)造如圖4-1所示;圖4-1槽內(nèi)灌塞填縫料構(gòu)造圖(尺寸單位:mm)縱縫應與路線中縫平行。在路面等寬的路段內(nèi)或路面變寬路段的等寬部分,縱縫的間距和形式應保持一致。路面變寬段的加寬部分與等寬部分之間,以縱向施工縫隔開。加寬板在變寬段起終點處的寬度不應小于1m。拉桿應采用螺紋鋼筋,設(shè)在板厚中央,并應對拉桿中部100mm范圍內(nèi)進行防銹處理。拉桿的直徑、長度和間距,參照表4-10選用。施工布設(shè)時,拉桿間距應按橫向接縫的實際位置予以調(diào)整,最外側(cè)的拉桿距橫向接縫的距離不得小于100mm。表4-10拉桿直徑、長度和間距(mm)面層厚度(mm)到自由邊或未設(shè)拉桿縱縫的距離(m)3.003.503.754.506.007.50200-25014×700×90014×700×80014×700×70014×700×60014×700×50014×700×400260-30016×800×90016×800×80016×800×70016×800×60016×800×50016×800×400注:拉桿直徑、長度和間距的數(shù)字為直徑×長度×間距。4.5.2橫向接縫每日施工結(jié)束或因臨時原因中斷施工時,必須設(shè)置橫向施工縫,其位置應盡可能選在縮縫或脹縫處。設(shè)在縮縫處的施工縫,應采用傳力桿的平縫形式,其構(gòu)造如圖4-2a)所示;設(shè)在脹縫處的施工縫,其構(gòu)造與脹縫相同.遇有困難需設(shè)在縮縫之間時,施工縫采用設(shè)拉桿的企口縫形式,其構(gòu)造如圖4-2b)所示。圖4-2橫向施工縫構(gòu)造(尺寸單位:mm)橫向縮縫可等間距(5m)布置,采用假縫形式。特重和重交通公路、收費廣場以及鄰近脹縫或自由端部的3條縮縫,應采用設(shè)傳力桿假縫形式,其構(gòu)造如圖4-3a)所示。其他情況可采用不設(shè)傳力桿假縫形式,其構(gòu)造如圖4-3b)所示。圖4-3橫向縮縫構(gòu)造(尺寸單位:mm)橫向縮縫頂部應鋸切槽口,深度為面層厚度的1/4,寬度為5mm,槽內(nèi)填塞填縫料。其構(gòu)造如圖4-4所示。圖4-4淺槽口構(gòu)造圖(尺寸單位:mm)在鄰近橋梁或其他固定構(gòu)造物處或其他道路相交處應設(shè)置橫向脹縫。設(shè)置的脹縫條數(shù),視膨脹量大小而定。低溫澆筑混凝土面層或選用膨脹性高的集料時,宜酌情確定是否設(shè)置脹縫。脹縫寬20mm,縫內(nèi)設(shè)置填縫板和可滑動的傳力桿。脹縫的構(gòu)造如圖4-5所示。圖4-5脹縫構(gòu)造(尺寸單位:mm)傳力桿應采用光面鋼筋。其尺寸和間距可按表4-11選用。最外側(cè)傳力桿距縱向接縫或自由邊的距離為200mm。表4-11傳力桿尺寸和間距(mm)面層厚度(mm)傳力桿直徑傳力桿最小長度傳力桿最大間距220284003004.5.3交叉口接縫布設(shè)兩條道路正交時,各條道路和直道部分均保持本身縱縫的連貫,而相交路段內(nèi)各條道路的橫縫位置應按相對道路的縱縫間距作相應變動,保證兩條道路的縱橫縫垂直相交,互不錯位。兩條道路斜交時,主要道路的直道部分保持縱縫的連貫,而相交路段內(nèi)的橫縫位置應按次要道路的縱縫間距作相應變動,保證與次要道路的縱縫相連接。相交道路彎道加寬部分的接縫布置,應不出現(xiàn)或少出現(xiàn)錯縫和銳角板。在次要道路彎道加寬段起終點斷面處的橫向接縫,應采用脹縫形式。膨脹量大時,應在直線段連續(xù)布置2~3條脹縫。4.5.4接縫填封材料接縫填料應選用與混凝土接縫槽壁粘結(jié)力強、回彈性好、適應混凝土板收縮、不溶于水、不滲水、高溫時不流淌、低溫時不脆裂、耐老化的材料。本設(shè)計脹縫接縫板采用瀝青橡膠類材料,接縫填料采用橡膠嵌縫條。4.5.5邊緣鋼筋和角隅鋼筋當采用板中計算厚度的等厚板時,或混凝土板縱橫向自由邊緣下的基礎(chǔ)有可能產(chǎn)生較大的塑性變形時,應在其自由邊緣和角隅處設(shè)置下述兩種補強鋼筋。如圖4-6,圖4-7所示。圖4-6邊緣鋼筋圖4-7角隅鋼筋4.6混凝土路面與瀝青路面相接在混凝土路面和瀝青路面相接處,由于瀝青路面難以頂住混凝土面板末端的水平推力,因而首先在瀝青路面的一端,然后在混凝土路面的一端發(fā)生損壞。此外,出于瀝青路面與混凝土路面之間的沉降不同,使得接頭處變得不平整,引起跳車。因此,對高速公路和一級公路,混凝土路面與瀝青路面相接時,應在瀝青路面面層下埋設(shè)長度為3m的混凝土板,此板在混凝土路面相接的一端的厚度與混凝土面板相同,另一端不小于15cm,如圖4-6所示。埋設(shè)在混凝土板與混凝土路面相接處的拉桿,應采用螺紋鋼,直徑一般為25cm,長70cm,間距40cm。對于其他各等級公路.由于汽車行駛速度較低,交通量不大,水泥混凝土路面與瀝青路面相接,可采用混凝土預制塊過渡或徑相連接。圖4-8混凝土路面與瀝青路面相接的處理第五章路基路面排水設(shè)計5.1路界地表排水路界地表排水包括路面,路基邊坡坡面和路界范圍內(nèi)地表坡面的表面排水以及有可能進入路界的公路毗鄰地帶的地表水和由相交道路進入路界內(nèi)的地表水的排除。地表排水設(shè)施的布設(shè)應充分利用地形和天然水系形成完善的排水系統(tǒng)并做好進出口位置的選擇和處理使水流順暢不出現(xiàn)堵塞,溢流,滲漏,淤積沖刷、凍結(jié)等造成對路基,路面和毗鄰地帶的危害。5.1.1路面表面排水路面表面排水應遵循的設(shè)計原則(1)降落在路面上的雨水,應通過路面橫向坡度向兩側(cè)排流,避免行車道路面范圍內(nèi)出現(xiàn)積水。(2)在路線縱坡平緩、匯水量不大、路堤較低且邊坡坡面不會受到?jīng)_刷的情況下,應采用在路堤邊坡上橫向漫流的方式排除路面表面水。(3)在路堤較高,邊坡坡面未做防護而易遭受路面表面水流沖刷或者坡面雖已采取防護措施但仍有可能受到?jīng)_刷時應沿路肩外側(cè)邊緣設(shè)置攔水帶,匯集路面表面水,然后通過泄水口和急流槽排離路提。(4)設(shè)置攔水帶匯集路面表面水時,攔水帶過水斷面內(nèi)的水面,在二級及二級以下公路上不得漫過右側(cè)車道中心線。(5)無中間帶或采用分離式路基的公路,在未設(shè)超高路段上行車道路面應沿路中心線設(shè)置向兩側(cè)傾斜的雙向橫坡,在設(shè)超高路段上,應設(shè)置向曲線內(nèi)側(cè)傾斜的單向橫坡。(6)路面和路肩橫坡的坡度應依據(jù)鋪面類型,按《公路工程技術(shù)標準》(JLJ01)中的規(guī)定選用。泄水口的設(shè)置在道路交叉口構(gòu)造物連接處、超高路段和一般路段的橫坡轉(zhuǎn)換處,應設(shè)置泄水口以避免路面表面水橫向流過行車道或結(jié)構(gòu)物。在縱坡符號變換的凹形豎曲線底部,泄水口應設(shè)在最低點,并在其前后相距3m~5m處各增設(shè)一個泄水口。泄水口的設(shè)置間距,可按《公路排水設(shè)計規(guī)范》(JTG018-97)所規(guī)定的方法計算確定,并以20m~50m為宜。在硬路肩寬度較窄,匯水寬度或匯水量大,使攔水帶的過水斷面不足時,可沿土路肩設(shè)置由U形水泥混凝土預制件鋪筑的路肩邊溝。5.1.2坡面排水各種坡面排水溝渠的設(shè)計應符合的要求(1)溝渠縱坡坡度和出水口間距的設(shè)計,應使溝內(nèi)水流的流速不超過溝渠最大允許流速,超過時應對溝壁采取沖刷防護措施。(2)溝底縱坡坡度一般不宜小于0.5%。土質(zhì)溝渠的最小縱坡為0.25%,溝壁鋪砌的溝渠的最小縱坡為0.12%。(3)溝槽的頂面高度應高出設(shè)計水位0.1m~0.2m。邊溝的設(shè)置挖方路段及填土高度小于邊溝深度的填方路段,應在挖方邊坡或填方邊坡坡腳外設(shè)置邊溝,以匯集和排泄降落在坡面和路面上的表面水。邊溝可采用三角形、碟形、梯形或矩形橫斷面,按公路等級、所需排泄的設(shè)計流量、設(shè)置位置和土質(zhì)或巖質(zhì)選定。此次設(shè)計的公路等級為二級,可采用梯形橫斷面,邊溝內(nèi)側(cè)邊坡坡度按土質(zhì)類別采用1:1;巖石挖方路段,可采用矩形橫斷面,其內(nèi)側(cè)坡面用漿砌片石砌筑以保持直立。深度及寬度取為0.6m。挖方路段邊溝的外側(cè)坡面與路塹下部坡面的坡度一致。邊溝的縱坡坡度應結(jié)合路線縱坡、地形、土質(zhì)、出水口位置等情況選定,盡可能與路線縱坡坡度保持一致,當路線縱坡坡度小于溝底最小縱坡坡度時,邊溝應采用溝底最小縱坡坡度,并縮短邊溝出水口的間距。邊溝出水口的間距,一般地區(qū)不宜超過500m,多雨地區(qū)不宜超過300m,三角形和碟形邊溝不宜超過200m。邊溝出口水的排放應結(jié)合地形、地質(zhì)條件以及橋涵水道位置,排引到路基范圍外,使之不沖刷路堤坡腳。設(shè)計構(gòu)造圖5-1所示。圖5-1邊溝構(gòu)造圖截、排水溝的設(shè)置當路塹或路堤邊坡上方流入路界的地表徑流量大時,應設(shè)置排除地表徑流的截水溝,在坡面匯流長度大的山坡上,應酌情設(shè)置一道以上大致平行的截水溝。在坡體穩(wěn)定性較差或有可能形成滑坡的路段應在滑坡體的周界外設(shè)置截水溝。如圖5-2所示。截水溝設(shè)在路塹坡頂5m或路堤坡腳2m以外,如土質(zhì)良好、路塹邊坡不高或溝壁進行鋪砌時,前者也可不小于5m。排水溝應結(jié)合地形和地質(zhì)條件沿等高線布置,將排除的水順暢地排向自然溝谷或水道,排除水溝長度一般設(shè)置為350m;超過500m時,可在中間適宜位置處增設(shè)泄水口,由急流槽或急流管分流排引。截水溝采用矩形橫斷面,深度及寬度取為0.6m。地質(zhì)或土質(zhì)條件差,有可能產(chǎn)生滲漏或變形時,應采取相應的防護措施。由于本設(shè)計地勢平坦,只需設(shè)少量截水溝即可,在填、挖方量大路段,相應設(shè)置排水溝即可。如圖5-2所示。圖5-2截水溝構(gòu)造圖5.2路面內(nèi)部排水5.2.1一般規(guī)定為排除通過路面接縫、裂縫或空隙,或者由路基或路肩滲入并滯留在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的自由水,可沿路面邊緣設(shè)置邊緣排水系統(tǒng),或者在路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)設(shè)置排水基層或排水墊層排水系統(tǒng)。5.2.2宜設(shè)置路面內(nèi)部排水系統(tǒng)的情況(1)年降水量為600mm以上的濕潤和多雨地區(qū),路基由透水性差的細粒土(滲透系數(shù)不大于10-5cm/s)組成的高速公路、一級或重要的二級公路。(2)路基兩側(cè)有滯水,可能滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)。(3)嚴重冰凍地區(qū),路基為由粉性土組成的潮濕、過濕路段。(4)現(xiàn)有路面改建或改善工程,需排除積滯在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水分。5.2.3路面內(nèi)部排水系統(tǒng)設(shè)計要求(1)路面內(nèi)部排水系統(tǒng)中各項排水設(shè)施的泄水能力均應大于滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水量,且下游排水設(shè)施的泄水能力應超過上游排水設(shè)施的泄水能力。(2)滲入水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的最大滲流時間,冰凍地區(qū)不應超過1h,其它地區(qū)不應超過2h(重交通時)~4h(輕交通時)。滲入水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲流路徑長度不宜超過45m~60m。(3)各項排水設(shè)施不應被滲流從路面結(jié)構(gòu)、路基或路肩中帶來的細料堵塞,以保證系統(tǒng)的排水效率不隨時間推移而很快喪失。圖5-4邊緣排水系統(tǒng)(圖注尺寸單位:cm)5.2.4路面邊緣排水系統(tǒng)沿路面邊緣設(shè)置由透水性填料集水溝、縱向排水管、橫向出水管和過濾織物組成的邊緣排水系統(tǒng)(圖5-4)??v向排水管通常選用聚氯乙烯或聚乙烯塑料管。排水管設(shè)3排槽口或孔口,其開口總面積不小于42cm2/延米。管徑按設(shè)計流量由水力計算確定,通常在70mm~150mm范圍內(nèi)選用。排水管的埋設(shè)深度,應保證不被車輛或施工機械壓裂,并應超過當?shù)氐谋鶅錾疃?。橫向出水管選用不帶槽或孔的聚氯乙烯或聚乙烯塑料管,管徑與排水管相同,其間距和安設(shè)位置由水力計算并考慮鄰近地面高程和公路縱橫斷面情況確定,一般在50m~100m范圍內(nèi)選用。出水管的橫向坡度不宜小于5%。埋設(shè)出水管所開挖的溝,須用低透水材料回填。出水管的外露端頭用鍍鋅鐵絲網(wǎng)或格柵罩住,出水口的下方應鋪設(shè)水泥混凝土防沖刷墊板或者對泄水道的坡面進行漿砌片石防護,以防止水流沖刷路基邊坡和植物生長。出水水流應盡可能排引至排水溝或涵洞內(nèi)。透水性填料由水泥處治開級配粗集料組成,其孔隙率約為15%~20%。粗集料最大粒徑不大于40mm,粒徑4.75mm以下的細粒含量不應超過16%,2

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