《某主干道路線的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計案例3800字》

某主干道路線的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計案例綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u15661某主干道路線的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計案例綜述 1189421.1交通荷載確定 114671.1.1交通資料 1289651.1.2設(shè)計指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn) 2172671.1.3車輛當(dāng)量設(shè)計軸載換算 2321491.2初擬路面結(jié)構(gòu) 4122821.3材料參數(shù) 5231951.3.1方案一 5104311.4.2方案二 6230251.4.4路基頂面回彈模量 688121.5路面結(jié)構(gòu)驗算 7266121.5.1等效溫度及溫度調(diào)整系數(shù) 7248071.5.2無機結(jié)合料穩(wěn)定層層底拉應(yīng)力驗算 8261401.5.3瀝青混合料層永久變形量驗算 8246431.5.4路面低溫開裂指數(shù)驗算 1017061.5.5HPDS軟件驗算 10323381.6方案比選 111.1交通荷載確定1.1.1交通資料本設(shè)計交通量參考數(shù)據(jù)如表7-1所示表7-1交通量參數(shù)序號車型前軸重（KN）后軸重（KN）后軸數(shù)交通量(輛/日)1黃河JN163（大貨）58.611414362三菱T653B（大貨）29.34814103湘江HQP40（大貨）23.173.224284少林（大客）28.768.213205凱特（小客）11.32314566江淮HF150（大貨）45.1101.511607福田風(fēng)景G9（小客）1325.614601.1.2設(shè)計指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)（1）根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范A2.4[9]，DDF=0.5，根據(jù)規(guī)范A.2.5[9]，車道系數(shù)LDF為0.55；（2）設(shè)計路段為改造主干道參照二級公路設(shè)計，采用水平三設(shè)計，根據(jù)規(guī)范表A.2.6-2表確定公路TTC分類；（3）經(jīng)過計算，該設(shè)計交通量分類屬于TTC4，按照規(guī)范規(guī)定的車輛類型分布系數(shù)取值。1.1.3車輛當(dāng)量設(shè)計軸載換算EAL根據(jù)規(guī)范A.1.2[9]，此主干道車型分類結(jié)果見7-1，其中1類車不需要考慮軸載換算：表7-1車型分類及交通量1類車2類車3類車4類車車型凱特福田風(fēng)景G9少林江淮HF150黃河JN163三菱T653B湘江HQP40交通量（輛/日）9163201601274應(yīng)用以上公式，進行軸載換算，結(jié)果見表7-2；表7-2車輛當(dāng)量設(shè)計軸載換算車輛類型2類3類4類5類6類7類8類9類10類11類VCDF(%)28.943.95.509.42.04.63.42.30.1非滿載車比例PERml0.850.900.650.750.550.70.450.60.550.65滿載車比例PERmh0.150.100.350.350.450.30.550.40.450.35瀝青混合料非滿載系數(shù)EALFml0.80.40.70.61.31.41.41.52.41.5滿載系數(shù)EALFmh2.84.14.26.31.96.06.75.11.012.1EALF1.10.771.932.664.272.784.322.944.475.21VCDF×EALF0.320.340.1100.400.060.200.10.100.00N1783.9無機結(jié)合料非滿載系數(shù)EALFml0.51.30.30.610.21.816.40.731.82.5滿載系數(shù)EALFmh35.5314.2131.672.91505.7553713.5204.3426.8985.4EALF5.7532.5948.3625.97683.18171.4399.882.14212.9346.5VCDF×EALF1.6614.32.66064.223.4318.392.84.90.35N154360.74路基頂面非滿載系數(shù)EALFml0.60.40.90.71.61.91.82.83.71.6滿載系數(shù)EALFmh2.95.68.812.411.111.712.512.513.320.8EALF0.950.923.674.878.584.841.696.688.028.32VCDF×EALF0.270.40.200.810.10.350.230.180N11232.32N此主干路參照二級公路設(shè)計，則t=12；經(jīng)查閱資料及調(diào)查，該地的γ=5%根據(jù)規(guī)范[9]，以瀝青混合料層層底拉應(yīng)變、瀝青混合料層永久變量作為設(shè)計指標(biāo)，則：N根據(jù)規(guī)范3.0.4[14]，屬于中等交通等級（8.0×10根據(jù)規(guī)范[14]，以無機結(jié)合料穩(wěn)定層層底拉應(yīng)力作為設(shè)計指標(biāo)，則：N根據(jù)規(guī)范3.0.4[9]，屬于極重交通等級（>50×10根據(jù)規(guī)范[9]，以路基頂面豎向壓應(yīng)變作為設(shè)計指標(biāo)，則：N根據(jù)規(guī)范3.0.4[9]，屬于中等交通等級（8.0×10綜上所述，屬于中等交通等級。1.3初擬路面結(jié)構(gòu)根據(jù)淮濱縣的氣候分區(qū)為2-4-2夏熱冬溫濕潤型及地質(zhì)條件等工程條件，擬定兩種方案，見表7-3、7-4所示。表7-3方案一結(jié)構(gòu)層材料厚度（cm）表面層AC-13(SBS改性瀝青)4中面層AC-20(SBS改性瀝青)6下面層AC-25(70號道路石油瀝青)8基層水泥穩(wěn)定級配礫石30底基層水泥穩(wěn)定未篩分碎石17表7-4方案二結(jié)構(gòu)層材料厚度（cm）表面層AC-13(70號道路石油瀝青)4中面層AC-20(70號道路石油瀝青)6下面層AC-25(70號道路石油瀝青)8基層粒料材料25底基層粒料材料201.4材料參數(shù)在對于平安大道東段路面的改造設(shè)計中，所需用到的例如各類瀝青的模量，各類粒料材料的模量等參數(shù)，需要相關(guān)文獻與規(guī)范的結(jié)合查閱出結(jié)果，其中在劉廣[12]同過相關(guān)實驗測得了部分瀝青的DS，因此在對平安大道東段的路面改造設(shè)計中各層瀝青混合料永久變形量的數(shù)據(jù)都是來自上篇文獻相關(guān)公式的換算，其中DS=9365R0?1.48表7-6動穩(wěn)定度表材料類型動穩(wěn)定度DSAC-13(SBS改性瀝青)2800AC-20(SBS改性瀝青)5367AC-13(70號道路石油瀝青)2227AC-20(70號道路石油瀝青)1699AC-25(70號道路石油瀝青)7431.4.1方案一表7-7材料參數(shù)表材料類型模量（MPa）彎拉強度AC-13(SBS改性瀝青)10000AC-20(SBS改性瀝青)11000AC-25(70號道路石油瀝青)12000水泥穩(wěn)定級配礫石125001.7水泥穩(wěn)定未篩分碎石105001.7根據(jù)上述公式及參數(shù)，換算得到方案一的車轍實驗總變形深度，結(jié)果見表7-8。表7-8瀝青混合料R0取值（mm）材料類型車轍實驗總變形深度R0AC-13(SBS改性瀝青)2.26AC-20(SBS改性瀝青)1.46AC-25(70號道路石油瀝青)5.541.4.2方案二表7-9材料參數(shù)表材料類型模量（MPa）彎拉強度AC-13(70號道路石油瀝青)9000AC-20(70號道路石油瀝青)11000AC-25(70號道路石油瀝青)12000級配礫石360級配礫石360同理方案二的瀝青混合料車轍實驗總變形深度，見表7-10。表7-10瀝青混合料R0取值（mm）材料類型車轍實驗總變形深度R0AC-13(70號道路石油瀝青)2.64AC-20(70號道路石油瀝青)3.17AC-25(70號道路石油瀝青)5.541.4.4路基頂面回彈模量表7-13路基參數(shù)泊松比回彈模量Eu(MPa)0.4901.5路面結(jié)構(gòu)驗算1.5.1等效溫度及溫度調(diào)整系數(shù)（1）等效溫度計算根據(jù)規(guī)范G.2.1[9]，經(jīng)查規(guī)范表G.1.2[9],Tε=21.2℃，則T（2）溫度調(diào)整系數(shù)計算根據(jù)規(guī)范G.1.3[9]，式中：K當(dāng)量瀝青面層：上面層和中面層：?上中換算面層和下面層：?E當(dāng)量基層：EλB1.5.2無機結(jié)合料穩(wěn)定層層底拉應(yīng)力驗算根據(jù)規(guī)范B.2.1，疲勞開裂驗算公式如下所示[9]：N經(jīng)查規(guī)范表B.2.1-1得：a=13.24,b=12.52經(jīng)查規(guī)范表3.0.1得，β=1.04經(jīng)查規(guī)范表B.2.1-2得：c1=14,c2=-0.0076,c3=-1.47k凍結(jié)指數(shù)F估計在800-50之間，屬輕凍區(qū)，經(jīng)查規(guī)范表B.1.1[9]得：ka=0.9由以上計算結(jié)果得KT2=0.92,RS=1.7經(jīng)查閱相關(guān)文章及計算得，δ1=0.11MPa，則：由上得：滿足條件。1.5.3瀝青混合料層永久變形量驗算根據(jù)規(guī)范，按照下式計算：總永久變形量：各分層變形量：Rkddhp計算過程如下所示：根據(jù)規(guī)范B.3.1[9]的分層方法，將瀝青混合料層分為6層，具體如下：上面層：分為兩層，20mm一層；中面層：分為三層，20mm一層；下面層：分一層即可，80mm;?a=180mm；?0z1=15mm；z2z4=70mm；z5經(jīng)計算得：p1=0.7,p2=0.7，p3=0.69，p4=0.69，p5=0.68，p6=0.67綜上，各自取值見表7-14；表7-14匯總分層編號車轍變形量R0i（mm）分層厚度hi（mm）豎向壓力pi(MPa)修正系數(shù)kRi第i層永久變形量Rai（mm）永久變形量Ra（mm）12.26200.73.821.4615.1222.26200.76.912.6531.46200.691.381.7841.46200.696.231.5151.46200.684.751.1265.54800.671.96.60由規(guī)范得瀝青層容許永久變形為20mm，由上表得15.12mm<20mm，滿足規(guī)范要求。1.5.4路面低溫開裂指數(shù)驗算平安大道東段的低溫設(shè)計溫度為-21℃，路基類型參數(shù)b=3，蠕變勁度St=120MPa；瀝青混合料層厚ha=180mm，CI=1.95×1.5.5HPDS軟件驗算（1）方案一：經(jīng)過軟件驗算，在各項指標(biāo)均滿足的情況下，優(yōu)化結(jié)果如表7-15所示。表7-15方案一（優(yōu)化）結(jié)構(gòu)層材料厚度（cm）上面層AC-13(SBS改性瀝青)4中面層AC-20(SBS改性瀝青)6下面層AC-25(70號道路石油瀝青)6基層水泥穩(wěn)定級配礫石30底基層水泥穩(wěn)定未篩分碎石17經(jīng)軟件驗算的結(jié)果見表7-16。表7-16方案一驗算結(jié)果驗算類型容許值設(shè)計值第4層無機結(jié)合料穩(wěn)定層疲勞開裂（次）1.084605E+112.309886E+08第5層無機結(jié)合料穩(wěn)定層疲勞開裂（次）5.492539E+092.309886E+08瀝青面層低溫開裂指數(shù)（條）52.5瀝青混合料層永久變形量（mm）203.31(2)方案二：經(jīng)驗算，將結(jié)構(gòu)層優(yōu)化調(diào)整為表7-17所示。表7-17方案二（優(yōu)化）結(jié)構(gòu)層材料厚度（cm）表面層AC-13(70號道路石油瀝青)4中面層AC-20(70號道路石油瀝青)6下面層AC-25(70號道路石油瀝青)8基層級配礫石32底基層級配礫石20驗算結(jié)果見表7-18。表7-18方案二驗算結(jié)果驗算類型容許值設(shè)計值瀝青混合料層疲勞開裂（次）48620912.347019E+07路基頂面豎向壓應(yīng)變（MPa）357×147×瀝青面層低溫開裂指數(shù)（條）52.3瀝青混合料層永久變形量（mm）152.931.6方案比選方案一與方案二的區(qū)別在于方案一的上中面層采用SBS改性瀝青，半剛性基層；方案二上中面層采用70號道路石油瀝青，柔性基層；通過手算及軟件驗算可以看出兩種方案均滿足使用及規(guī)范要求。SBS改性瀝青的動穩(wěn)定度大于70號道路石油瀝青，說明前者的抗高溫能力較強[14]，河南省屬于2-4-2夏熱冬溫濕潤型氣候；年平均氣溫在27℃左右，因此高溫條件不做重點；再者，平安大道是濱水主干道，周圍綠化面積較大，因此可以起到吸聲的效果，彌補了后者吸聲較弱的短板；最后，通過上面計算可得該主干道屬于中等交通等級，交通量較小，因此用70號道路石油瀝青可以滿足使用條件，同時成本較低。從路面的破損、彎沉、車轍的長期效果來