路基路面課程課設(shè)(某高速公路瀝青及水泥混凝土路面設(shè)計(jì))

1、<p>　　《路基路面工程》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 設(shè)計(jì)資料····················

2、····································

3、3;····································&#

4、183;········1</p><p>　　1.1工程概況·······················

5、;····································

6、83;····································1

7、</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)資料·······························

8、3;··· ·································&

9、#183;··························1</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)目的任務(wù)····&

10、#183;························ ···········

11、3;····································&#

12、183;·······1</p><p>　　2 交通量分析························

13、;····································

14、83;····································&

15、#183;2</p><p>　　3 瀝青路面設(shè)計(jì)······························

16、83;····································&

17、#183;·························2</p><p>　　4 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)·····

18、····································

19、3;····································11

20、</p><p>　　4.1 混凝土路面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期······························

21、83;····································&

22、#183;·11</p><p>　　4.2 標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載當(dāng)量換算····························&

23、#183;····································

24、;11</p><p>　　4.3 擬定路面結(jié)構(gòu)······························

25、3;····································&#

26、183;··················12</p><p>　　4. 4 方案一的計(jì)算(手算) ···········&

27、#183;····································

28、;··························13</p><p>　　4.4.1 確定材料參數(shù)····&#

29、183;····································

30、··································13</p>&l

31、t;p>　　4.4.2計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力·································

32、····································14&l

33、t;/p><p>　　4.4.3計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力·······························

34、····································

35、3;·15</p><p>　　4.5方案二的計(jì)算（軟件計(jì)算）····························

36、3;····································&#

37、183;····16</p><p>　　4.6接縫設(shè)計(jì)··························

38、3;····································&#

39、183;································17</p><p>　

40、　5 方案比選···································

41、83;····································&

42、#183;·······························18</p><p>　　6 總結(jié)

43、體會(huì)····································&#

44、183;····································

45、·······························19</p><p>　　7 參考文獻(xiàn)

46、83;····································&

47、#183;····································

48、;······························19</p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)資

49、料</b></p><p><b>　　1.1 工程概況</b></p><p>　　擬設(shè)計(jì)路面屬某段高速公路..路段位于平原微丘區(qū),公路自然區(qū)劃為</p><p>　?、? 區(qū),地震烈度為六級(jí),設(shè)計(jì)標(biāo)高240.50m,地下水位1.45m。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)資料</b&

50、gt;</p><p>　　所經(jīng)地區(qū)多處為粘性土。根據(jù)最新路網(wǎng)規(guī)劃,預(yù)測(cè)使用初期2012年平均日交通量見下表：</p><p>　　表1-1交通組成及交通量表</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)目的任務(wù)</p><p>　?。?）根據(jù)所給資料,利用 HPDS2006公路路面設(shè)計(jì)程序系統(tǒng)進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)(瀝青路面水泥路面至少各2種不同的路面結(jié)

51、構(gòu)各，其中水泥路面結(jié)構(gòu)手工完成一個(gè)方案的計(jì)算)。</p><p>　　(2)進(jìn)行水泥混凝土路面及瀝青路面結(jié)構(gòu),厚度設(shè)計(jì),水泥混凝土路面級(jí)構(gòu)組合設(shè)計(jì)、板厚度設(shè)計(jì)、接縫設(shè)計(jì)等，并比選按方案。</p><p><b>　　2 交通量分析·</b></p><p>　　《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：</p><p>　　四

52、車道高速公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交</p><p>　　通量 25000 -55000 輛</p><p>　　六車道高速公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交</p><p>　　通量 45000 -80000 輛</p><p>　　八車道高速公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交</p>

53、<p>　　通量 60000 -100000 輛</p><p>　　表2-1 交通量及換算系數(shù)</p><p>　　將上表折成小客車，對(duì)所給交通量進(jìn)行換算：N= 912+173×1.5+（647+344+420+86+94）×2 =4353.5,設(shè)計(jì)年限為30年時(shí)，N= Nd= N0×(1+γ)n-1遠(yuǎn)期交通量32690輛，故設(shè)計(jì)為四車道高速公路

54、即可滿足交通量要求。</p><p><b>　　3瀝青路面設(shè)計(jì)</b></p><p>　?、旁O(shè)計(jì)年限內(nèi)車道的累計(jì)軸次</p><p>　　根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定..路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載 100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。標(biāo)準(zhǔn)軸載的計(jì)算參數(shù)按表3-1確定</p><p>　　表3-1 標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)</p>

55、;<p>　?、佥S載換算（彎沉及瀝青層彎拉應(yīng)力分析）</p><p>　　當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值設(shè)計(jì)指標(biāo)及瀝青基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡前、后軸軸載大于25kN的各級(jí)軸載的作用次數(shù)均換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量作用次數(shù)。</p><p>　　式中：— 以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量次數(shù)；</p><p>　　— 被換算車型的各級(jí)軸載換算次數(shù)（次/

56、日）；</p><p><b>　　— 標(biāo)準(zhǔn)軸載（）；</b></p><p>　　— 各種被換算車型的軸載（）；</p><p>　　C1— 輪組系數(shù)，單輪組為6.4,雙輪組為1.0,四軸組為0.38；</p><p><b>　　C2— 軸數(shù)系數(shù)。</b></p><p>

57、;　　— 被換算車型的軸載級(jí)別。</p><p>　　當(dāng)軸間距離大于3m時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算；當(dāng)軸間距離小于3m時(shí)，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下面公式計(jì)算：</p><p><b>　　式中：m—軸數(shù)。</b></p><p>　　則其設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)量軸次：</p><p>　　式中 — 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道

58、的累計(jì)當(dāng)量次數(shù)；</p><p>　　t — 設(shè)計(jì)年限，由材料知，t=15年；</p><p>　　— 設(shè)計(jì)端竣工后一年雙向日平均當(dāng)量軸次；</p><p>　　— 設(shè)計(jì)年限內(nèi)的交通量平均增長(zhǎng)率，由材料知，γ=0.072；</p><p>　　— 車道系數(shù)，由材料知η=0.45。</p><p><b>　　

59、則：次</b></p><p>　　② 軸載換算（半剛性層彎拉應(yīng)力分析）</p><p>　　驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力的累計(jì)當(dāng)量軸次時(shí)，凡軸載大于50KN的各級(jí)軸載的作用次數(shù)均按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量作用次數(shù)。</p><p>　　式中：— 以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量次數(shù)；</p><p>　　— 被

60、換算車型的各級(jí)軸載換算次數(shù)（次/日）；</p><p><b>　　— 標(biāo)準(zhǔn)軸載（）；</b></p><p>　　— 各種被換算車型的軸載（）；</p><p>　　—輪組系數(shù)，雙輪組為1.0，單輪組為18.5，四輪組為0.09。</p><p><b>　　—軸數(shù)系數(shù)；</b></p>

61、;<p>　　則其設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)量軸次為：</p><p><b>　　次。</b></p><p>　?、?確定路面等級(jí)和面層類型</p><p>　　路面等級(jí)、面層類型應(yīng)與公路等級(jí)、交通量相適應(yīng)。路面等級(jí)、面層類型的選擇應(yīng)根據(jù) 公路等級(jí)與使用要求、 設(shè)計(jì)年限內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載的累積當(dāng)量軸次、筑路材料和施工機(jī)械設(shè)備等因 素按

62、下表確定。</p><p>　　⑶ 土基回彈模量的確定</p><p>　　路段位于平原微丘區(qū),公路自然區(qū)劃為Ⅱ2 區(qū),地震烈度為六級(jí),設(shè)計(jì)</p><p>　　標(biāo)高240.50m,地下水位1.45m。</p><p>　　由《公路瀝青路面 設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D50-2004附錄 F 知此高度為 H2（2.0），屬于中濕路基</p>

63、;<p>　　⑷ 路面結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)</p><p>　?、俜桨敢?**************************</p><p>　　*新建路面設(shè)計(jì)成果文件匯總*</p><p>　　**************************</p><p>　　一、軸載換算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉

64、應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　表3-2 車型載重</p><p>　　一個(gè)車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量</p><p>　　N= 503 ,屬輕交通等級(jí)</p><p>　　當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí) :</p><p>　　路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 : 916 </p&

65、gt;<p>　　設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次 : 3839494 </p><p><b>　　屬中等交通等級(jí)</b></p><p>　　當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí) :</p><p>　　路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 : 705 </p><p>　　設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上

66、的累計(jì)當(dāng)量軸次 : 2955069 </p><p><b>　　屬輕交通等級(jí)</b></p><p>　　路面設(shè)計(jì)交通等級(jí)為中等交通等級(jí)</p><p>　　公路等 高速公路 公路等級(jí)系數(shù) 1</p><p>　　面層類型系數(shù) 1 路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù) 1 </p><

67、p>　　路面設(shè)計(jì)彎沉值 : 28.9 (0.01mm)</p><p>　　表3-3 劈裂強(qiáng)度容許拉應(yīng)力</p><p>　　二、新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算</p><p>　　新建路面的層數(shù) : 6 </p><p>　　標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100</p><p>　　路面設(shè)計(jì)彎沉值 :

68、28.9 (0.01mm)</p><p>　　路面設(shè)計(jì)層層位 : 5 </p><p>　　設(shè)計(jì)層最小厚度 : 150 (mm) </p><p>　　表3-4 厚度計(jì)算 </p><p>　　按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 :</p><p>　　LD= 28.9 (0.01mm)</p>&

69、lt;p>　　H( 5 )= 150 mm LS= 30.6 (0.01mm)</p><p>　　H( 5 )= 200 mm LS= 28 (0.01mm)</p><p>　　H( 5 )= 182 mm(僅考慮彎沉)</p><p>　　按容許拉應(yīng)力計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 :</p><p>　　H( 5 )= 18

70、2 mm(第 1 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)</p><p>　　H( 5 )= 182 mm(第 2 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)</p><p>　　H( 5 )= 182 mm(第 3 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)</p><p>　　H( 5 )= 182 mm(第 4 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)</p><p><b>　　路

71、面設(shè)計(jì)層厚度 :</b></p><p>　　H( 5 )= 182 mm(僅考慮彎沉)</p><p>　　H( 5 )= 182 mm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力)</p><p>　　驗(yàn)算路面防凍厚度 :</p><p>　　路面最小防凍厚度 600 mm</p><p>　　驗(yàn)算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿

72、足防凍要求 .</p><p>　　通過對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整以及設(shè)計(jì)人員對(duì)路面厚度進(jìn)一步的修改,</p><p>　　最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下:</p><p>　　----------------------------------------</p><p>　　細(xì)粒式瀝青混凝土 40 mm</p><

73、p>　　----------------------------------------</p><p>　　中粒式瀝青混凝土 60 mm</p><p>　　----------------------------------------</p><p>　　粗粒式瀝青混凝土 120 mm</p><p&g

74、t;　　----------------------------------------</p><p>　　水泥穩(wěn)定碎石 150 mm</p><p>　　----------------------------------------</p><p>　　級(jí)配碎石 190 mm</p><

75、;p>　　----------------------------------------</p><p>　　粗砂 150 mm</p><p>　　----------------------------------------</p><p><b>　　新建路基</b></p>

76、<p>　　三、交工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　表3-5 彎沉值和層底拉應(yīng)力 </p><p>　　計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值 :</p><p>　　第 1 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 28.5 (0.01mm)</p><p>　　第 2 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 32

77、 (0.01mm)</p><p>　　第 3 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 38 (0.01mm)</p><p>　　第 4 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 53.1 (0.01mm)</p><p>　　第 5 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 117.1 (0.01mm)</p><p>　　第 6 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 L

78、S= 318 (0.01mm)</p><p>　　路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 258.8 (0.01mm)</p><p>　　計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力 :(未考慮綜合影響系數(shù))</p><p>　　第 1 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 1 )=-0.231 (MPa)</p><p>　　第 2 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 2 )=-

79、0.044 (MPa)</p><p>　　第 3 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 3 )=-0.002 (MPa)</p><p>　　第 4 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 4 )= 0.135 (MPa)</p><p><b>　?、?方案二</b></p><p>　　**************************<

80、;/p><p>　　*新建路面設(shè)計(jì)成果文件匯總*</p><p>　　**************************</p><p>　　軸載換算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　表3-6 軸載換算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉應(yīng)力</p><p>　　一個(gè)車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量</

81、p><p>　　N= 503 ,屬輕交通等級(jí)</p><p>　　當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí) :</p><p>　　路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 : 916 </p><p>　　設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次 : 3839494 </p><p><b>　　屬中等交通等級(jí)</

82、b></p><p>　　當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí) :</p><p>　　路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 : 705 </p><p>　　設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次 : 2955069 </p><p><b>　　屬輕交通等級(jí)</b></p><p>　

83、　路面設(shè)計(jì)交通等級(jí)為中等交通等級(jí)</p><p>　　公路等級(jí) 高速公路 公路等級(jí)系數(shù) 1</p><p>　　面層類型系數(shù) 1 路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù) 1 </p><p>　　路面設(shè)計(jì)彎沉值 : 28.9 (0.01mm)</p><p>　　表3-7 裂強(qiáng)度容許拉應(yīng)力</p><

84、p>　　二、新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算</p><p>　　新建路面的層數(shù) : 5 </p><p>　　標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100</p><p>　　路面設(shè)計(jì)彎沉值 : 28.9 (0.01mm)</p><p>　　路面設(shè)計(jì)層層位 : 5 </p><p>　　設(shè)計(jì)層最小厚度 : 150

85、(mm)</p><p><b>　　表3-8 結(jié)構(gòu)厚度</b></p><p>　　按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 :</p><p>　　LD= 28.9 (0.01mm)</p><p>　　H( 5 )= 150 mm LS= 1.8 (0.01mm)</p><p>　　由于設(shè)計(jì)層

86、厚度 H( 5 )=Hmin時(shí) LS<=LD,</p><p>　　故彎沉計(jì)算已滿足要求 .</p><p>　　H( 5 )= 150 mm(僅考慮彎沉)</p><p>　　按容許拉應(yīng)力計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 :</p><p>　　H( 5 )= 150 mm(第 1 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)</p><p>　

87、　H( 5 )= 150 mm(第 2 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)</p><p>　　H( 5 )= 150 mm(第 3 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)</p><p>　　H( 5 )= 150 mm(第 4 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)</p><p><b>　　路面設(shè)計(jì)層厚度 :</b></p><p>　　H(

88、5 )= 150 mm(僅考慮彎沉)</p><p>　　H( 5 )= 150 mm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力)</p><p>　　驗(yàn)算路面防凍厚度 :</p><p>　　路面最小防凍厚度 600 mm</p><p>　　驗(yàn)算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 .</p><p>　　通過對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整以及設(shè)計(jì)

89、人員對(duì)路面厚度進(jìn)一步的修改,</p><p>　　最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下:</p><p>　　----------------------------------------</p><p>　　細(xì)粒式瀝青混凝土 60 mm</p><p>　　-------------------------------------

90、---</p><p>　　中粒式瀝青混凝土 80 mm</p><p>　　----------------------------------------</p><p>　　水泥碎石土 200 mm</p><p>　　-------------------------------------

91、---</p><p>　　石灰土 150 mm</p><p>　　----------------------------------------</p><p>　　粗砂 150 mm</p><p>　　----------------------------

92、------------</p><p><b>　　新建路基</b></p><p>　　交工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　表3-9 彎沉值和層底拉應(yīng)力</p><p>　　計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值 :</p><p>　　第 1 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值

93、 LS= 1.8 (0.01mm)</p><p>　　第 2 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 2.1 (0.01mm)</p><p>　　第 3 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 2.7 (0.01mm)</p><p>　　第 4 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 5 (0.01mm)</p><p>　　第 5 層路面頂面交工驗(yàn)收彎

94、沉值 LS= 14 (0.01mm)</p><p>　　路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 258.8 (0.01mm)</p><p>　　計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力 :(未考慮綜合影響系數(shù))</p><p>　　第 1 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 1 )=-0.155 (MPa)</p><p>　　第 2 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 2

95、)= 0.001 (MPa)</p><p>　　第 3 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 3 )= 0.026 (MPa)</p><p>　　第 4 層底面最大拉應(yīng)力 σ( 4 )= 0.126 (MPa)</p><p>　　4 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1混凝土路面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期</p><p>　　高速公

96、路􀈔設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為30 年</p><p>　　4.2標(biāo)準(zhǔn)軸載交通量分析</p><p>　　我國(guó)公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范以汽車軸重為100kN的單軸荷載作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載，表示為BZZ—100。凡前、后軸載大于40KN（單軸）的軸數(shù)均應(yīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)，換算公式為：</p><p>　　式中： — 100KN的單軸—雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸數(shù)的通行次數(shù)；<

97、;/p><p>　　— 各類軸—輪型；級(jí)軸載的總重（KN）；</p><p>　　— 軸型和軸載級(jí)位數(shù)；</p><p>　　—各類軸—輪型i級(jí)軸載的通行次—軸—輪型系數(shù)。</p><p>　　表4-1 軸載換算結(jié)果</p><p>　　則設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車道的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù):</p><p>

98、　　式中： — 標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù)(日)；</p><p>　　t — 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)年限；</p><p>　　γ — 交通量年平均增長(zhǎng)率，由材料知，γ=0.072；</p><p>　　η — 臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)，如下（表4-2）。</p><p>　　表4-2 混凝土路面臨界荷位車輛輪跡橫向分布系數(shù)</p&g

99、t;<p>　　=11436313=1143×104次 </p><p>　　因?yàn)榻煌?00×104＜1143×104＜2000×104次，故可知交通屬于重交通等級(jí)</p><p><b>　　4.3擬定路面結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　由上述及表16-20知相應(yīng)于安全等級(jí)一級(jí)的變

100、異水平的等級(jí)為低級(jí)，根據(jù)高速公路重交通等級(jí)和低級(jí)變異水平等級(jí)查表16-17得初擬普通混凝土面層厚度大于240mm。普通混凝土板的平面尺寸為寬4.5m，長(zhǎng)5m，擬定各結(jié)構(gòu)層厚：</p><p>　　方案一：擬普通混凝土面層厚為260mm；基層選用水泥穩(wěn)定粒料，厚為190mm；二級(jí)自然區(qū)劃及規(guī)范知墊層為160mm的天然砂礫（表4-3）</p><p>　　方案二:面層初擬255mm，基層選用水

101、泥穩(wěn)定粒料，厚h1=200mm，墊層選用天然砂礫厚h2=160mm （表4-4）</p><p><b>　　表4-3 方案一</b></p><p><b>　　表4-4 方案二</b></p><p>　　4.4方案一的計(jì)算(手算) </p><p>　　4.4.1 確定材料參數(shù)</p&g

102、t;<p>　　取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為5.0Mpa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為31Gpa；路基回彈模量為29Mpa；低劑量無機(jī)結(jié)合穩(wěn)定土墊層回彈模量去600Mpa；水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取1300Mpa。</p><p>　　基層頂面當(dāng)量的回彈模量值計(jì)算如下：</p><p>　　表4-5 基層頂面當(dāng)量的回彈模量</p><p><

103、b>　　=</b></p><p>　　=960.6 Mpa</p><p><b>　　=1.81</b></p><p><b>　　==0.283m</b></p><p><b>　　==4.250</b></p><p>&l

104、t;b>　　==0.786</b></p><p>　　==150.11 Mpa</p><p>　　普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑為：</p><p><b>　　0.825m</b></p><p>　　4.4.2計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力</p><p>　　根據(jù)高速公路、重交通，初擬

105、普通混凝土面層厚度為0.26m。</p><p><b>　　由下列公式求得：</b></p><p>　　式中 γ— 混凝土板的相對(duì)剛度半徑（m）；</p><p>　　H— 混凝土板的厚度（m）；</p><p>　　Ec— 水泥混凝土的彎沉彈性模量（Mpa）；</p><p>　　σp—

106、 標(biāo)準(zhǔn)軸載Ps在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力（Mpa）；</p><p>　　kr— 考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，縱縫為設(shè)桿拉的平縫，kr=0.87 ～0.92，縱縫為不設(shè)桿拉的平縫或自由邊界kr=1.0，縱縫為設(shè)桿拉的企口縫，kr=0.76 ～0.84，；</p><p>　　kc— 考慮偏載和動(dòng)載因素對(duì)路面疲勞損壞影響綜合系數(shù)，按公路等級(jí)查下表4-6；</p><

107、;p>　　表4-6 綜合系數(shù)kc </p><p>　　σps— 標(biāo)準(zhǔn)軸載Ps在四邊自由板的臨界荷載處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力（MPa）。 </p><p><b>　　==1.014</b></p><p><b>　　=2.411</b></p><p>　　根據(jù)公路等級(jí)，考慮偏載

108、和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜和系數(shù),則荷載疲勞應(yīng)力為：MPa </p><p>　　4.4.3計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力</p><p>　　由《路基路面工程》知，II區(qū)最大溫度梯度取88﹙℃/m﹚。板長(zhǎng)4.5mL/r=4.5/0.760=5.92；已知混凝土板厚0.26m，Bx=0.58，則可知最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力：</p><p>　　式中

109、： αc— 混凝土的溫度線膨脹系數(shù) ；</p><p>　　Tg — 最大溫度梯度，Tg=88°c/m；</p><p>　　Bx— 綜合溫度翹區(qū)應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)；</p><p>　　σtm— 最大溫度梯度時(shí)土板的溫度翹取應(yīng)力（Mpa）。</p><p>　　溫度疲勞系數(shù) ，式中a，b和c為回歸系數(shù)，按所在地區(qū)公路

110、自然區(qū)劃查下表4-7。</p><p>　　表4-7 回歸系數(shù)a，b和c</p><p><b>　　則溫度疲勞應(yīng)力： </b></p><p>　　綜合，高速公路的安全等級(jí)為一級(jí)，相應(yīng)于一級(jí)的安全等級(jí)的變異水平等級(jí)為低級(jí)，目標(biāo)可靠度為95﹪。再根據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí)，確定可靠度系數(shù)。</p><p>　　，

111、故設(shè)計(jì)的混凝土面層厚為260mm滿足要求。由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》知，路面防凍厚度滿足要求。</p><p>　　4.5方案二的計(jì)算（軟件計(jì)算）</p><p>　　*************************</p><p>　　*新建路面設(shè)計(jì)成果文件匯總*</p><p>　　************************

112、**</p><p><b>　　水泥混凝土路面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 : 新建單層水泥混凝土路面設(shè)計(jì)</p><p>　　公 路 等 級(jí) : 高速公路</p><p>　　變異水平的等級(jí) : 低 級(jí)</p><p>　　可 靠 度 系 數(shù) : 1.25 &

113、lt;/p><p>　　面 層 類 型 : 普通混凝土面層</p><p>　　表4-8 軸載交通量</p><p>　　行駛方向分配系數(shù) 1 車道分配系數(shù) .9 </p><p>　　輪跡橫向分布系數(shù) 0 .22 交通量年平均增長(zhǎng)率 7.2 ％</p

114、><p>　　混凝土彎拉強(qiáng)度 5 MPa 混凝土彎拉模量 31000 MPa</p><p>　　混凝土面層板長(zhǎng)度 5 m 地區(qū)公路自然區(qū)劃 Ⅱ</p><p>　　面層最大溫度梯度 88 ℃/m 接縫應(yīng)力折減系數(shù) .87 </p><p&g

115、t;　　基(墊)層類型----新建公路土基上修筑的基(墊)層</p><p>　　表 4-9基(墊)層</p><p>　　基層頂面當(dāng)量回彈模量 ET= 155.8 MPa</p><p>　　HB= 250 r= .784 SPS= 1.06 SPR= 2.9 </p><p>　　

116、BX= .61 STM= 2.07 KT= .52 STR= 1.08 </p><p>　　SCR= 3.98 GSCR= 4.98 RE=-.4 %</p><p>　　設(shè)計(jì)車道使用初期標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù) : 643 </p><p>　　路面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 : 30 年<

117、/p><p>　　設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù) : 5056355 </p><p>　　路面承受的交通等級(jí) :重交通等級(jí)</p><p>　　基層頂面當(dāng)量回彈模量 : 155.8 MPa</p><p>　　混凝土面層設(shè)計(jì)厚度 : 250 mm</p><p>　　驗(yàn)算路面防凍厚度 : </p>&

118、lt;p>　　路面最小防凍厚度 600 mm</p><p>　　新建基(墊)層總厚度 380 mm</p><p>　　驗(yàn)算結(jié)果表明, 路面總厚度滿足路面防凍要求 .</p><p>　　通過對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整以及設(shè)計(jì)人員對(duì)路面厚度進(jìn)一步的修改,</p><p>　　最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下:</p><p&

119、gt;　　---------------------------------------</p><p>　　普通混凝土面層 250 mm</p><p>　　---------------------------------------</p><p>　　中粒式瀝青混凝土 50 mm</p><p>　

120、　---------------------------------------</p><p>　　水泥穩(wěn)定粒料 180 mm</p><p>　　---------------------------------------</p><p>　　中、粗砂 150 mm</p><p>

121、;　　---------------------------------------</p><p><b>　　土基</b></p><p><b>　　4.6接縫設(shè)置</b></p><p><b>　?、?橫縫</b></p><p>　　本水泥混凝土路面設(shè)計(jì)橫縫采用三種

122、：脹縫、縮縫、施工縫。</p><p>　?、僭O(shè)置脹縫時(shí)，由于是高速公路，長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，要設(shè)置傳力桿，傳力桿長(zhǎng)度50cm，傳力桿直徑38cm,半段涂以瀝青、套上朔料套筒。</p><p>　?、诳s縫采用假縫形式，只在板的上部設(shè)施縫隙，縫寬7mm，深度為板厚的1/5</p><p>　　③設(shè)置施工縫時(shí)，每日施工結(jié)束或因臨時(shí)原因中斷施工時(shí)，必須設(shè)置橫向施工縫，位置應(yīng)選在縮縫

123、或脹縫處，設(shè)在縮縫處的施工縫，采用加傳力桿的平縫形式，設(shè)在脹縫處的施工縫，其構(gòu)造與脹縫相同（圖4-1）。傳力桿長(zhǎng)40cm，直徑20mm。</p><p>　　圖4-1 橫向施工縫構(gòu)造圖</p><p><b>　?、?縱縫</b></p><p>　　縱向縮縫采用假縫形式，縱向施工縫采用平頭縫形式，縱縫均設(shè)置拉桿，拉桿長(zhǎng)60cm，拉桿直徑20m

124、m，間距1.25m?？v縫間距4.5m。縫的上部留有縫隙，內(nèi)澆注填縫料，縫與橫縫一般做成垂直正交，使混凝土具有90°的角隅。</p><p><b>　　5 方案比選</b></p><p>　　5.1 瀝青路面方案比選</p><p>　　方案一面層設(shè)三層：分別為細(xì)粒式瀝青混凝土、中粒式瀝青混凝土、粗粒式瀝青混凝土，面層厚度，層數(shù)共6

125、 層，結(jié)構(gòu)總厚度為61.0cm，方案二面層設(shè)為二層：細(xì)粒式瀝青混凝土、中粒式瀝青混凝土，層數(shù)共5層，結(jié)構(gòu)總厚度為64cm，我國(guó)瀝青路面以彎沉值和彎拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)，回彈彎沉值越大，對(duì)路面壽命影響越大，方案一抗彎能力大于方案二，從材料經(jīng)濟(jì)角度分析，方案二材料更易獲得，比如石灰土肯定比級(jí)配碎石容易獲得，從施工角度分析，方案二材料少，施工更易于方案二，綜上所述在兩個(gè)方案都能夠滿足現(xiàn)有交通情況及當(dāng)?shù)貤l件下，選方案二更優(yōu)一些。</p>

126、<p>　　5.2 水泥混凝土路面方案比選</p><p>　　方案一路基潮濕故選用砂性材料，砂礫材料來源廣，透水性好，層數(shù)少，施工方便，且能夠保證路面剛度，總的來說方案一優(yōu)于方案二。</p><p><b>　　5.3 綜合比選</b></p><p>　?。?） 穩(wěn)定性，混凝土路面的水穩(wěn)性、熱穩(wěn)性均較好，特別是它的強(qiáng)度隨著時(shí)間

127、的延長(zhǎng)而逐漸提高，瀝青則出現(xiàn)“老化”現(xiàn)象。 </p><p>　?。?）舒適性，有高度的減振性，可使車輛平穩(wěn)而快速行駛，瀝青路面的摩阻系數(shù)大于水泥路面，汽車耗油更多，水泥混凝土路面有接縫，如果車速過快，給人帶來不適。</p><p>　　（3）施工周期，瀝青路面在鋪筑不久后就可以通車，而</p><p>　　水泥必須經(jīng)過28 天才能達(dá)到一定強(qiáng)度，時(shí)間久。</p

128、><p>　?。?）養(yǎng)護(hù)方面，兩種路面的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用比較雖然瀝青路面比水泥路面有養(yǎng)護(hù)更方便、通車更快的特點(diǎn)，但其養(yǎng)護(hù)費(fèi)用與建造費(fèi)用是成正比的，目前國(guó)內(nèi)許多高速公路瀝青路面出現(xiàn)了建得起、養(yǎng)不起的尷尬局面，路面質(zhì)量問題嚴(yán)重。</p><p>　?。?） 對(duì)周圍環(huán)境的影響，瀝青路面對(duì)公路周圍的土地、地下水等會(huì)造成污染，瀝青的自然分解與降解需要幾十年，而水泥路面對(duì)環(huán)境的影響要小得多。我國(guó)很多地方生產(chǎn)水泥，

129、選用水利路面可帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)。</p><p>　?。?）在經(jīng)濟(jì)成本上比較，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和瀝青煉制技術(shù)的提高，在造價(jià)方面瀝青路面已經(jīng)減少，水泥混凝土路面對(duì)水和水泥的需求量大，這給水泥供應(yīng)不足和缺水地區(qū)（北方）帶來困難。</p><p>　　綜上所述，雖然瀝青路面具有修復(fù)快，乘坐舒服，對(duì)路基、地基變形或不均勻沉降的適應(yīng)性強(qiáng)等一些特點(diǎn)。但水泥路面穩(wěn)定性好平整度的保持期長(zhǎng)，使用年限長(zhǎng)的特點(diǎn)同樣突

130、出，在環(huán)境問題日益突出的今天，綜合考慮，我認(rèn)為選用水泥混凝土路面更優(yōu)：最好選用水泥混凝土方案一，除此之外，也可考慮瀝青方案二。</p><p><b>　　6總結(jié)心得</b></p><p>　　一周的課程設(shè)計(jì)很短，但對(duì)我老說真的算是個(gè)實(shí)踐性的挑戰(zhàn)，我覺得《路基路面課程設(shè)計(jì)》除了知識(shí)以外最需要的是就是耐心，體現(xiàn)在每天都需要花費(fèi)時(shí)間一點(diǎn)一點(diǎn)的查規(guī)范、翻課本，還需要反復(fù)的

131、校核，通過課程設(shè)計(jì)，我學(xué)習(xí)了相關(guān)軟件的應(yīng)用，雖然比較累，但也受益匪淺，每天點(diǎn)點(diǎn)滴滴的積累讓我認(rèn)識(shí)到：首先做事情要有嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度，比如課程設(shè)計(jì)，是實(shí)踐的有效方式，可以說是個(gè)難得的機(jī)會(huì)，以前做課程我都只是為了完成任務(wù)而去做，雖然這周事情比較多，但我告訴自己不要亂，一定要認(rèn)真，不能急，一定要合乎規(guī)范，同時(shí)，還要有明確的計(jì)劃，這次課程設(shè)計(jì)我計(jì)劃的不是很合理，值得自己反思；課程設(shè)計(jì)檢驗(yàn)了我對(duì)知識(shí)的熟悉程度，原本我以為自己對(duì)課本知識(shí)比較熟，但每當(dāng)

132、查些規(guī)范時(shí)，總是要翻書，有時(shí)還要翻幾遍，比如水泥混凝土設(shè)計(jì)材料厚度選擇時(shí)，這說明我課本上的知識(shí)還是有漏洞，掌握知識(shí)大概是沒有用的，知識(shí)的細(xì)節(jié)也要花時(shí)間領(lǐng)悟，我覺得自己在學(xué)習(xí)這些知識(shí)時(shí)，應(yīng)該抓住重要知識(shí)的不同，比如各種基層材料等，這對(duì)我以后的學(xué)習(xí)幫助很大，；理論聯(lián)系實(shí)際的能力不夠，缺乏思考，在初次選擇材料時(shí)，沒有考慮實(shí)際，錯(cuò)選了材料，沒有對(duì)自己的方案聯(lián)系實(shí)際考慮其可行性，被老師指點(diǎn)才恍</p><p><b&

133、gt;　　7參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]、《路基路面工程》（人民交通出版社）和《道路勘察設(shè)計(jì)》</p><p>　　[2]、《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTGB01-2003</p><p>　　[3]、《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD50-2006</p><p>　　[4]、《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD30-200