地區(qū)二級(jí)公路畢業(yè)設(shè)計(jì)

摘要說(shuō)明為了鞏固我們所學(xué)知識(shí)，并在各方面得到更深入提升，我們選擇了重慶某地域新建二級(jí)公路設(shè)計(jì)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)，這是在畢業(yè)之前對(duì)本身學(xué)習(xí)情況最終一次檢驗(yàn)。我所選擇設(shè)計(jì)路段是從K0+000至K1+692段，全長(zhǎng)1692米，設(shè)計(jì)車(chē)速60km/h,路基寬度為10此次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要包含內(nèi)容以下：1、路線(xiàn)設(shè)計(jì)：在已知平面圖情況下，進(jìn)行平面線(xiàn)路定線(xiàn)，要求線(xiàn)路順暢、填挖平衡、經(jīng)濟(jì)合理。路基設(shè)計(jì)：包含各個(gè)樁號(hào)填挖計(jì)算、填挖較大地段穩(wěn)定分析、整個(gè)線(xiàn)路土石調(diào)運(yùn)借配等。路面設(shè)計(jì)：路基在不一樣干濕狀態(tài)下，所設(shè)計(jì)瀝青路面和水泥混凝土路面方案比選，要求經(jīng)濟(jì)合理，便于施工并滿(mǎn)足各設(shè)計(jì)規(guī)范要求。路基、路面排水工程；高填挖地段防護(hù)工程以及路基加固工程：這一部分相當(dāng)主要，對(duì)于路基排水，采取了邊溝、截水溝、急流槽等排水設(shè)施；對(duì)于路面排水，除了對(duì)路面進(jìn)行了路拱設(shè)計(jì)，還進(jìn)行中央分隔帶排水設(shè)計(jì)；對(duì)于特殊路段防護(hù)和加固主要采取了骨架內(nèi)植草和擋土墻。專(zhuān)題研究：對(duì)此行業(yè)新觀(guān)點(diǎn)或者新技術(shù)綜述。一.平面路線(xiàn)設(shè)計(jì)1.1線(xiàn)形設(shè)計(jì)通常標(biāo)準(zhǔn)(1)平面線(xiàn)形應(yīng)與地形、地物相適應(yīng)，與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)在地勢(shì)平坦平原微丘區(qū)，路線(xiàn)以方向?yàn)橹鲗?dǎo)，平面線(xiàn)形三要素中以直線(xiàn)為主；在地勢(shì)起伏很大山嶺重丘區(qū)，路線(xiàn)以高程為主導(dǎo)，為適應(yīng)地形，曲線(xiàn)所占百分比較大。直線(xiàn)、圓曲線(xiàn)、緩解曲線(xiàn)選取與合理組合取決于地形地物等詳細(xì)條件，不要片面強(qiáng)調(diào)路線(xiàn)以直線(xiàn)為主或曲線(xiàn)為主。(2)保持平面線(xiàn)形均衡與連貫①長(zhǎng)直線(xiàn)盡頭不能接以小半徑曲線(xiàn)。長(zhǎng)直線(xiàn)和大半徑曲線(xiàn)會(huì)造成較高車(chē)速，若突然出現(xiàn)小半徑曲線(xiàn)，會(huì)因減速不及而造成事故。②高、低標(biāo)準(zhǔn)之間要有過(guò)渡。同一等級(jí)道路因?yàn)榈匦胃淖冊(cè)谥笜?biāo)采取上會(huì)有改變，同一條道路按不一樣設(shè)計(jì)速度各設(shè)計(jì)路段之間也會(huì)形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)改變。(3)平曲線(xiàn)應(yīng)有足夠長(zhǎng)度汽車(chē)在曲線(xiàn)路段上行駛，假如曲線(xiàn)過(guò)短，司機(jī)就必須很快轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，這么在高速行駛情況下是非常危險(xiǎn)。同時(shí)，如不設(shè)置足夠長(zhǎng)度緩解曲線(xiàn)，使離心加速度改變率小于一定數(shù)值，從乘客心理和生理感受來(lái)看也是不好。當(dāng)?shù)缆忿D(zhuǎn)角很小時(shí)，曲線(xiàn)長(zhǎng)度就顯得比實(shí)際短，輕易引發(fā)曲線(xiàn)很小錯(cuò)覺(jué)。所以，平曲線(xiàn)具備一定長(zhǎng)度是必要。為了處理上述問(wèn)題，最小平曲線(xiàn)長(zhǎng)度通常應(yīng)考率下述條件確定：①汽車(chē)駕駛員在操縱方向盤(pán)時(shí)不感到困難通常按6s經(jīng)過(guò)時(shí)間來(lái)設(shè)置最小平曲線(xiàn)長(zhǎng)度，當(dāng)設(shè)計(jì)車(chē)速為60km/h時(shí)，平曲線(xiàn)通常值取200m，最小值取125m。②小偏角平曲線(xiàn)長(zhǎng)度當(dāng)路線(xiàn)轉(zhuǎn)角α≤7°時(shí)稱(chēng)為小偏角。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)角等于7°時(shí)，平曲線(xiàn)按6s行程考慮；當(dāng)轉(zhuǎn)角小于7°時(shí)，曲線(xiàn)長(zhǎng)度與α成反比增加；當(dāng)轉(zhuǎn)角小于2°時(shí)，按α＝2°計(jì)。1.2平面線(xiàn)形要素組合類(lèi)型平面線(xiàn)形幾何要素為直線(xiàn)、圓曲線(xiàn)和緩解曲線(xiàn)，這三種基本線(xiàn)形要素能夠組合得到很多個(gè)平面線(xiàn)形形式。就公路平面線(xiàn)形設(shè)計(jì)而言，主要有基本型、S型、卵型、凸型、C型和復(fù)合型六種。1.3平面設(shè)計(jì)方法（1）平面設(shè)計(jì)重點(diǎn)公路平面設(shè)計(jì)重點(diǎn)是選線(xiàn)和定線(xiàn)，在滿(mǎn)足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)前提下，路線(xiàn)距離短，挖方量少，土石方平衡時(shí)公路平面主要內(nèi)容。（2）平面設(shè)計(jì)詳細(xì)步驟和要求資料搜集現(xiàn)場(chǎng)踏勘選線(xiàn)與定線(xiàn)校核與審核1.4平曲線(xiàn)設(shè)計(jì)本路段主要技術(shù)指序號(hào)指標(biāo)名稱(chēng)規(guī)范值序號(hào)指標(biāo)名稱(chēng)規(guī)范值1公路等級(jí)兩車(chē)道二級(jí)公路8停車(chē)視距(m)752路基寬度(m)109凸形豎曲線(xiàn)通常最小半徑(m)3設(shè)計(jì)行車(chē)速度(km/h)6010凹形豎曲線(xiàn)通常最小半徑(m)15004平曲線(xiàn)極限最小半徑(m)12511最短坡長(zhǎng)(m)1505平曲線(xiàn)通常最小半徑(m)20012設(shè)計(jì)洪水頻率特大橋1/300;6不設(shè)超高最小平曲線(xiàn)半徑(m)1500其余1/1007最大縱坡(％)613汽車(chē)荷載等級(jí)公路－Ⅱ級(jí)依照本段路線(xiàn)所處路段，綜合全路段路線(xiàn)走向及線(xiàn)形要求，本路段共有兩個(gè)交點(diǎn)，1.4.1逐樁坐標(biāo)計(jì)算設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為JD（XJ，YJ）交點(diǎn)相鄰直線(xiàn)方位角分別為A1和A2。ZH點(diǎn)坐標(biāo)：XZH=XJ+Tcos(A1+180)（1-1）YZH=YJ+Tsin(A1+180)（1-2）HZ點(diǎn)坐標(biāo)：XHZ=XJ+TcosA2（1-3）YHZ=YJ+TsinA2（1-4）設(shè)直線(xiàn)上加樁里程為L(zhǎng)，ZH，HZ表示曲線(xiàn)起終點(diǎn)里程，則直線(xiàn)上任意點(diǎn)坐標(biāo)（L〈=ZH)X=XJ+（T+ZH-L）cos(A1+180)（1-5）Y=YJ+（T+ZH-L）sin(A1+180)（1-6）后直線(xiàn)上任意點(diǎn)坐標(biāo)(L>ZH)X=XJ+（T+L-ZH）cosA2（1-7）Y=YJ+(T+L-ZH)sinA2（1-8）二.縱斷面設(shè)計(jì)沿著道路中線(xiàn)豎直剖開(kāi)然后展開(kāi)即為道路縱斷面，它反應(yīng)了道路中線(xiàn)地面高低起伏情況及設(shè)計(jì)路線(xiàn)縱向坡度情況，從而能夠看出縱向土石方工程挖填情況。把道路縱斷面圖與平面圖結(jié)合起來(lái)，就能完整表示出道路空間位置。2.1豎曲線(xiàn)設(shè)計(jì)豎曲線(xiàn)是設(shè)在縱斷面上兩個(gè)坡段轉(zhuǎn)折處，為了便于行車(chē)，起緩解作用一段曲線(xiàn)。豎曲線(xiàn)形式可采取拋物線(xiàn)或圓曲線(xiàn)，在使用范圍二者幾乎沒(méi)有差異。豎曲線(xiàn)諸要素計(jì)算：以變坡點(diǎn)1為例計(jì)算以下：K0+560，高程為388.97m，i1=-0.68%，i2=-3.78%,ω=i2-i1=-3.1%，為凸形。取豎曲線(xiàn)半徑R=m。曲線(xiàn)長(zhǎng)=×3.1%=62切線(xiàn)長(zhǎng)=31外距=0.24（2）計(jì)算設(shè)計(jì)高程豎曲線(xiàn)起點(diǎn)樁號(hào)=K0+591-T=K0+529豎曲線(xiàn)起點(diǎn)高程=530-T*(-0.68%)=529.5784變坡點(diǎn)2、3按照一樣方法計(jì)算，詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)《縱坡、豎曲線(xiàn)表》。三.橫斷面設(shè)計(jì)公路橫斷面，是指公路中線(xiàn)上各點(diǎn)法向切面，它是由橫斷面設(shè)計(jì)線(xiàn)和地面線(xiàn)所組成。其中橫斷面設(shè)計(jì)線(xiàn)包含行車(chē)道、路肩、分隔帶、邊溝邊坡、截水溝、護(hù)坡道以及隔離柵、環(huán)境保護(hù)等設(shè)施。公路橫斷面組成和各部分尺寸要依照設(shè)計(jì)交通量、交通組成、設(shè)計(jì)車(chē)速、地形條件等原因。在確保必要通行能力和交通安全與通暢前提下，盡可能做到用地省、投資少，使道路發(fā)揮其最大經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。道路橫斷面布置及幾何尺寸應(yīng)能滿(mǎn)足交通、環(huán)境、城市面貌等要求，橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足以下一些要求：（1）設(shè)計(jì)應(yīng)符合公路建設(shè)基本標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)行《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》要求詳細(xì)要求。（2）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)兼顧當(dāng)?shù)剞r(nóng)田基本建設(shè)需要，盡可能與之相配合，不得任意減、并農(nóng)田排灌溝渠。（3）路基穿過(guò)耕種地域，為了節(jié)約用地，如當(dāng)?shù)厥戏奖?，可修建石砌邊坡。?）沿河線(xiàn)橫斷面設(shè)計(jì)，應(yīng)注意路基不被洪水淹沒(méi)或沖垮。3.1路基寬度確實(shí)定路基寬度是指公路路幅頂面寬度，即兩路肩外緣之間寬度，公路路基寬度為行車(chē)到與路肩寬度之和。依照規(guī)范，二級(jí)公路采取單幅路形式，行車(chē)道寬2×3.5m，硬路肩寬度：2×0.75m，土路肩寬度：2×0.75m。路基寬：7+0.75+0.75=8布置以下列圖4-1所表示：圖4-1路基設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖3.2路堤和路塹邊坡坡度確實(shí)定由《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》，結(jié)合實(shí)際工程地質(zhì)條件綜合考慮：路堤邊坡坡度取為1：1.5～1：1.75；路塹邊坡取為1：0.5～1：0.75。3.3超高與加寬1）路線(xiàn)平曲線(xiàn)半徑小于1500m時(shí)均設(shè)置超高，超高漸變率在緩解曲線(xiàn)內(nèi)完成。超高橫坡過(guò)渡方式采取：繞內(nèi)邊緣旋轉(zhuǎn)，先將外側(cè)車(chē)道繞路中線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)達(dá)成與內(nèi)側(cè)車(chē)道一樣單向橫坡度后，整個(gè)斷面繞未加寬前內(nèi)側(cè)車(chē)道邊緣旋轉(zhuǎn)，直至超高橫坡度。此時(shí)超高緩解段長(zhǎng)度L按下式計(jì)算：式中：B——路面寬度，m；——超高橫坡，%；——超高漸變率，即旋轉(zhuǎn)軸與車(chē)行道外側(cè)邊緣之間相對(duì)升降比率，車(chē)速60km/h時(shí)，取1/125。超高詳細(xì)漸變過(guò)程見(jiàn)《路線(xiàn)縱斷面圖》超高欄。2）為確保汽車(chē)在轉(zhuǎn)變中不侵占相鄰車(chē)道，凡小于250m半徑曲線(xiàn)路段，均需要對(duì)應(yīng)加寬。本路段最小圓曲線(xiàn)半徑為255m四.路基設(shè)計(jì)公路路基是路面基礎(chǔ)，它是按照路線(xiàn)位置和一定技術(shù)要求修筑帶狀結(jié)構(gòu)物，承受由路面?zhèn)鱽?lái)荷載，必須具備足夠強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。4.1通常路基設(shè)計(jì)4.1.1路基類(lèi)型和結(jié)構(gòu)（1）路堤路基設(shè)計(jì)標(biāo)高高于天然地面標(biāo)高時(shí)，需要進(jìn)行填筑，這種路基形式稱(chēng)為路堤。按填土高度不一樣，劃分為高路堤、矮路堤和通常路堤。路基邊坡坡度取1：1.5和1：1.75，在路基兩側(cè)設(shè)置邊溝。高路堤填方數(shù)量大，占地多，為使路基穩(wěn)定和橫斷面濟(jì)濟(jì)合理，能夠在適當(dāng)位置設(shè)置擋土墻。為預(yù)防水流侵蝕和坡面沖刷，高路堤邊坡采取適當(dāng)坡面防護(hù)和加固方法。（2）路塹路基設(shè)計(jì)標(biāo)高低于天然地面標(biāo)高時(shí)，需要進(jìn)行挖掘，這種路基形式稱(chēng)為路塹。挖方邊坡依照高度和巖土層情況設(shè)置成直線(xiàn)或折線(xiàn)，通常坡度取1：0.5和1：0.75。挖方邊坡坡腳設(shè)置邊溝，以聚集和排除路基范圍內(nèi)地表徑流，路塹上方設(shè)置截水溝，以攔截和排除流向路基地表徑流。（3）半挖半填路基半挖半填路基兼有路堤和路塹特點(diǎn)，上述對(duì)路堤和路塹要求均應(yīng)滿(mǎn)足。4.1.2設(shè)計(jì)依據(jù)《公路路基設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》4.1.3路基填土與壓實(shí)（1）填土選擇路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性，取決于土性質(zhì)和當(dāng)?shù)刈匀辉?。并與填土高度和施工技術(shù)關(guān)于。在填土?xí)r應(yīng)綜合考慮，據(jù)《路基設(shè)計(jì)規(guī)范》可知，二級(jí)公路路基填料最小強(qiáng)度和最大粒徑以下表：路基壓實(shí)度及填料要求表項(xiàng)目分類(lèi)路面底面以下深度（cm）填料最小強(qiáng)度（CBR）（%）填料最大粒徑（cm）填方路基上路床0～30610下路床30～80410上路堤80～150315下路堤150以下215零填及路塹路床0～30610（2）不一樣土質(zhì)填筑路堤如透水性較小土層，位于透水性較大土層下面，則透水性較小土層表面應(yīng)自填方軸線(xiàn)向兩邊做成大于4%坡度。如透水性較大土層位于透水性較小土層下面，則透水性較大土層表面應(yīng)做成平臺(tái)。為了預(yù)防雨水沖刷，可覆蓋透水性較小土層。允許使用取土場(chǎng)內(nèi)上述各種土天然混合物。水土與不透水土，不能非成層使用，以免在填方內(nèi)形成水囊。（3）路基壓實(shí)與壓實(shí)度路堤填土需分層壓實(shí)，使之具備一定密實(shí)度。土壓實(shí)效果同壓實(shí)時(shí)含水量關(guān)于。對(duì)于路基不一樣層位應(yīng)提出不一樣壓實(shí)要求，上層和下層壓實(shí)度應(yīng)高些，中間層可低些。據(jù)《路基設(shè)計(jì)規(guī)范》，高速公路路基壓實(shí)度應(yīng)滿(mǎn)足下表：路基壓實(shí)度（重型）要求表填挖類(lèi)型路面底面以

下深度（cm）壓實(shí)度（%）填方路基上路床0—30≥95下路床30—80≥95上路堤80—150≥94下路堤150以下≥92零填及路塹路床0—30≥954.2軟基處理軟土地基，通常情況下地基承載力達(dá)不到其上面結(jié)構(gòu)物要求承載力，或雖在建筑物施工時(shí)能達(dá)成要求，但在后期使用過(guò)程中因?yàn)榈鼗旧碓蚧蛩颍沟鼗Х€(wěn)，造成路面嚴(yán)重破壞，處理好路基，是設(shè)計(jì)重大步驟。公路是一條帶狀承受動(dòng)靜兩種荷載特殊人工建筑物，因?yàn)樗植驾^廣，使用要求較高，因而對(duì)地基提出了較高要求。本設(shè)計(jì)所經(jīng)過(guò)路段除田間地段有淤泥不良地段外，其它地段地基承載力很好，地質(zhì)也良好。對(duì)于有淤泥層地段，因?yàn)樯疃榷荚?m以?xún)?nèi)，通常經(jīng)過(guò)清淤泥換填法進(jìn)行處理。填料采取碎石土，石渣等，其上鋪0.5m砂礫墊層土工隔柵。對(duì)于地質(zhì)條件差，且在路基范圍內(nèi)有少許地下水滲出土質(zhì)地段，邊坡采取護(hù)面墻進(jìn)行防護(hù)。4.3路基防護(hù)路基防護(hù)是確保道路全天候使用，使路基不致因地表流和氣候改變而失穩(wěn)必要工程方法，是路基設(shè)計(jì)主要項(xiàng)目之一。路基防護(hù)方法，通常可分為坡面防護(hù)和沖刷防護(hù)兩類(lèi)。坡面防護(hù)主要有植物防護(hù)和工程防護(hù)兩類(lèi)。對(duì)于土路堤坡面鋪砌防護(hù)工程，最好待填土沉實(shí)或扎實(shí)后施工，并依照填料性質(zhì)及分層情況決定防護(hù)方式。鋪砌坡面應(yīng)預(yù)先整平，坑洼處應(yīng)填平扎實(shí)。沖刷防護(hù)有間接和直接防護(hù)兩類(lèi)。對(duì)于沖刷防護(hù)，通常在水流流速不大及水流破壞作用較弱地段，可在沿河路基邊坡設(shè)砌石護(hù)坡、石籠和混凝土預(yù)制板等。（1）路堤邊坡防護(hù)路堤高度小于3米邊坡均直接撒草種防護(hù)；路堤高度大于3米均采取方格網(wǎng)植草護(hù)坡，詳細(xì)尺寸見(jiàn)圖紙《路堤方格網(wǎng)植草防護(hù)圖》。（2）路塹邊坡防護(hù)路塹高度小于3米邊坡均直接撒草種防護(hù)；路塹高度大于3米均采取人字形骨架植草護(hù)坡。4.4支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擋土墻用途擋土墻是用來(lái)支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定建筑物。在公路工程中廣泛應(yīng)用于支擋路堤或路塹邊坡、隧道洞口、橋梁兩端及河流岸壁等。（2）擋土墻類(lèi)型及適用范圍擋土墻類(lèi)型分類(lèi)方法較多，通常以擋土墻結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)為主，常見(jiàn)擋土墻形式有：重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、加筋土式、錨桿式和錨定板式。按照墻設(shè)置位置，擋土墻可分為路肩墻、路堤墻、路塹墻和山坡墻。路肩墻或路堤墻設(shè)置在高填路堤或陡坡路堤下方，能夠預(yù)防路基邊坡或基底滑動(dòng)，確保路基穩(wěn)定，同時(shí)能夠收縮填土坡腳，降低填方數(shù)量，降低拆遷和占地面積，以及保護(hù)臨近線(xiàn)路已經(jīng)有主要建筑物。路塹擋土墻設(shè)置在塹坡底部，主要用于支撐開(kāi)挖后不能自行穩(wěn)定邊坡，同時(shí)可降低挖方數(shù)量，降低邊坡高度。（3）本路段擋土墻設(shè)置在路段K1+100～K1+160右側(cè)，為收縮坡腳、加強(qiáng)路基穩(wěn)定性，設(shè)置擋土墻長(zhǎng)60m，高7.4～8.2m，詳細(xì)布置及結(jié)構(gòu)見(jiàn)《擋土墻布置圖》和《擋土墻結(jié)構(gòu)圖》。五.路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1路面結(jié)構(gòu)組成⑴面層面層是直接承受車(chē)輛荷載作用及大氣降水和溫度改變影響路面結(jié)構(gòu)層次，并為車(chē)輛提供行駛表面，直接影響行車(chē)安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性。所以，面層應(yīng)具備足夠結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，抗變形能力，很好水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性，而且應(yīng)該耐磨，不透水；其表面還有良好抗滑性和平整度。面層可由一層或多層組成；其上層可為磨耗層，其下層可為承重層、連接層或整平層。修筑面層所用材料主要有：水泥混凝土、瀝青混凝土、瀝青碎石混合料等。⑵基層基層主要承受由面層傳來(lái)車(chē)輛荷載垂直力，并擴(kuò)散到下面墊層和土基中去。它應(yīng)具備足夠強(qiáng)度和剛度，具備良好擴(kuò)散應(yīng)力能力及足夠水穩(wěn)定性?；鶎雍穸却髸r(shí)，可設(shè)為兩層，分別稱(chēng)為上基層和底基層，并選取不一樣強(qiáng)度或質(zhì)量要求材料。修筑基層所用材料主要有：各種結(jié)合穩(wěn)定土、天然砂礫，各種碎石和礫石、片石，各種工業(yè)廢渣等。⑶墊層墊層介于土基與基層之間，將基層傳下來(lái)車(chē)輛荷載應(yīng)力加以擴(kuò)散，以減小土基產(chǎn)生應(yīng)力和變形，阻止路基土擠入基層中，影響基層結(jié)構(gòu)性能。修筑墊層材料強(qiáng)度不一定要高，但水穩(wěn)定性和隔溫性能要好，慣用材料有：砂、礫石、爐渣、水泥或石灰穩(wěn)定土等。按面層所用材料來(lái)分，有水泥混凝土路面、瀝青路面、砂石路面等。高等級(jí)公路路面特點(diǎn)是強(qiáng)度高、剛度大、穩(wěn)定好、使用壽命長(zhǎng)，能適應(yīng)較繁重交通量，通常采取水泥混凝土路面或?yàn)r青路面。5.2新建瀝青混凝土路面5.2.1設(shè)計(jì)理論和方法瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)采取雙圓垂直均布荷載作用下多層彈性連續(xù)體系理論，以設(shè)計(jì)彎沉值為路面整體剛度設(shè)計(jì)指標(biāo)，計(jì)算路面結(jié)構(gòu)厚度。對(duì)二級(jí)公路瀝青面層和半剛性材料基層、底基層應(yīng)進(jìn)行層底拉應(yīng)力驗(yàn)算。5.2.2面層面層直接同行車(chē)和大氣接觸，承受較大行車(chē)荷載垂直力、水平力和沖擊抗變形能力，很好水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性，而且應(yīng)該耐磨，不透水，表面還應(yīng)具備良好抗滑性和平整度。經(jīng)過(guò)計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)計(jì)算累計(jì)當(dāng)量軸次200多萬(wàn)次，則確定該二級(jí)公路采取瀝青混凝土高級(jí)路面，設(shè)計(jì)年限為。鑒于該地域交通荷載較重，車(chē)轍破壞嚴(yán)重，故依照規(guī)范推薦，面層厚度設(shè)計(jì)為10cm，采取密級(jí)配瀝青混合料，提升動(dòng)穩(wěn)定度，以改進(jìn)車(chē)轍影響。面層分為雙層，瀝青面層由雙層瀝青混合料組成，上面層為中粒式瀝青混凝土（厚度4cm），用來(lái)預(yù)防雨水下滲。下面層采取粗粒式瀝青混凝土（厚度6cm）。瀝青混合料中，瀝青采取AH-90，中集料選取碎石，細(xì)集料選取石屑，填料采取石灰?guī)r礦粉。5.2.3基層基層主要承受由面層傳來(lái)車(chē)輛荷載垂直力，并擴(kuò)散到下面墊層和土基中去，應(yīng)具備足夠強(qiáng)度和剛度，并具備良好擴(kuò)散應(yīng)力能力。為增加基層強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低低溫收縮裂縫，采取半剛性基層。半剛性基層整體性強(qiáng)，承載力高，剛度大，水穩(wěn)定性好，且較為經(jīng)濟(jì)。經(jīng)過(guò)調(diào)查，基層缺點(diǎn)是誘發(fā)瀝青路面早期龜裂唧漿主要原因，主要表現(xiàn)在基層厚度、分層施工上下層分層厚度以及分層施工時(shí)間間隔等方面，造成龜裂唧漿主要原因在于基層厚度太薄。基層分層一定要確保各分層最小施工厚度，就我國(guó)現(xiàn)在施工情況及施工水平而言，基層厚度不合理易造成薄夾層最終造成路面損壞。分層施工時(shí)間間隔應(yīng)為10—18天。1.石灰穩(wěn)定類(lèi)石灰與土結(jié)合，使土塑性降低，最好含水量增大和最大密實(shí)度降低，提升土強(qiáng)度和穩(wěn)定性。因?yàn)槭彝翉?qiáng)度形成需要一定濕度和強(qiáng)度，高溫和適當(dāng)濕度對(duì)其強(qiáng)度形成有利，高溫使反應(yīng)過(guò)程加緊，適當(dāng)濕度為Ca(OH)2結(jié)晶和火山灰反應(yīng)提供了必要結(jié)晶水。不過(guò)分過(guò)大會(huì)影響新生物膠凝結(jié)晶硬化，從而影響石灰土強(qiáng)度形成。石灰穩(wěn)定土具備較高抗壓強(qiáng)度，也具備一定抗彎強(qiáng)度，且強(qiáng)度隨齡期增加，但因其抗干縮、溫縮能力較差，通常不選取作高級(jí)路面基層。2.水泥穩(wěn)定類(lèi)水泥礦物與土中水分發(fā)生強(qiáng)烈水解和水化反應(yīng)，改進(jìn)土性，提升強(qiáng)度。水泥穩(wěn)定土強(qiáng)度隨水泥劑量增加而增加，但應(yīng)有一個(gè)合理范圍。含水量對(duì)其強(qiáng)度有重大影響，混合料中含水量不足時(shí)，水泥與土爭(zhēng)水；若土對(duì)水有較大親和力，就不能確保水泥充分作用。水泥穩(wěn)定土強(qiáng)度形成與含水量有著極大關(guān)系，適適用于溫差不大地域。3.二灰穩(wěn)定類(lèi)在石灰土中加入粉煤灰，石灰土最好含水量增大，最大干密度降低，但其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性都有不一樣程度提升，尤其是抗凍性有顯著改進(jìn)，而濕度收縮系數(shù)比石灰土有所降低，反抗裂有主要意義。粉煤灰是一個(gè)緩凝物質(zhì)，在火山灰中反應(yīng)遲緩，這造成其后期強(qiáng)度高，而早期強(qiáng)度底。條件可能時(shí)，優(yōu)先選取二灰穩(wěn)定類(lèi)，具備較強(qiáng)膠結(jié)能力和穩(wěn)定性，成板體，抗水、抗裂、抗凍性好，抗干縮與溫縮能力都較強(qiáng)，適宜各種氣候環(huán)境和水文地質(zhì)，可適適用于不一樣地域。主要處理早強(qiáng)不足問(wèn)題。基層厚度通常按設(shè)計(jì)計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)得到，應(yīng)不會(huì)對(duì)路面早期病害形成組成多大影響，然因?yàn)楝F(xiàn)在施工水平、施工設(shè)備等限制，以及施工管理不善，很輕易造成施工缺點(diǎn)而引發(fā)路面早期病害。綜合考慮以上問(wèn)題，本設(shè)計(jì)中基層采取水泥穩(wěn)定碎石16cm，底基層采取石灰土，符合施工厚度要求。5.2.4墊層墊層主要用于改進(jìn)土基濕度和溫度情況，以確保面層和基層強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，不受土基水溫情況改變所造成不良影響。慣用渙散材料或穩(wěn)定類(lèi)材料，選取粗、中砂。在地下水位高，排水不良，路基經(jīng)常處于潮濕、過(guò)濕路段，以及排水不良土質(zhì)路塹，有裂隙水、泉眼等水文不良巖石挖方路段應(yīng)該設(shè)置墊層。季節(jié)性冰凍地域中濕、潮濕路段、可能產(chǎn)生凍脹時(shí)需要設(shè)置防凍墊層，基層或底基層可能受污染以及路基軟弱路段，也需要設(shè)置墊層。在本設(shè)計(jì)路線(xiàn)中，路基均處于干燥狀態(tài)，不需要設(shè)置墊層5.2.5路面設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程（一）交通分析1.設(shè)計(jì)原始資料如表4.1。表4.1車(chē)型解放CA10B躍進(jìn)NJ130黃河JN150小汽車(chē)增加率擬建成時(shí)間輛/日160030026010000.07.6.212.標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載換算瀝青路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN（BZZ—100）為標(biāo)準(zhǔn)軸載。依照設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所給資料，先將各種軸載換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載1)當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，將各級(jí)軸載（大于25KN）pi作用次數(shù)ni換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P當(dāng)量作用次數(shù)N1，如表4.2。表4.2車(chē)型PiC1C2ni（次/日）Ni解放CA10B后軸60.85111600184.4躍進(jìn)NJ130后軸38.30113004.6黃河JN150前軸49.0016.426074.7后軸101.6011260278.6N=∑Ni=∑C1C2ni（Pi/P）542.3：軸載小于25kN軸載作用不計(jì)。2)半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載大于50KN各級(jí)軸載Pi作用次數(shù)ni均應(yīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P當(dāng)量作用次數(shù)N＇如表4.3。表43車(chē)型PiC/1C/2ni（次/日）Ni解放CA10B后軸60.8511160030.07躍進(jìn)NJ130后軸38.30113000.14黃河JN150前軸49.0011.852601.60后軸101.6011260295.20N=∑Ni=∑C/1C/2ni（Pi/P）327.01注：軸載小于50kN軸載作用不計(jì)。3.準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量軸次依照該公路等級(jí)為平原微丘區(qū)二級(jí)公路，車(chē)道數(shù)為雙車(chē)道，按《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ014—97要求，雙車(chē)道車(chē)道系數(shù)η是0.6～0.7，取η=0.65，設(shè)計(jì)年限t=。則累計(jì)當(dāng)量軸次為：=次由上面計(jì)算得到設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車(chē)道上累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載次約為200萬(wàn)左右，屬于中交通，依照《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ014—97推薦結(jié)構(gòu)，并考慮當(dāng)?shù)夭牧掀鹪?，路面結(jié)構(gòu)層采取瀝青混凝土（15cm），基層采取水泥碎石（16cm），底基層采取石灰土（厚度待定）。（二）確定路基土回彈模量該路段為粘性土，查《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ014—97附錄E“土基回彈模量參考值”表E2“二級(jí)自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值（MPa）”，干燥路基，取ωc=1.1，再查表確定E0=45.0Mpa。（三）結(jié)構(gòu)組合與材料選取 由上述計(jì)算得到設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車(chē)道上累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次大于200萬(wàn)次。依照規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到該地域含有豐富石灰石，為了便于就地取材，節(jié)約造價(jià)，擬路面結(jié)構(gòu)面層采取瀝青混凝土（15cm）,基層采取水泥碎石（取20cm）規(guī)范要求瀝青面層可由單層或雙層或三層瀝青混合料組成。查《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ014—97中表4.2.1“瀝青混合料類(lèi)型選擇（方孔篩）”,擬采取瀝青面層由雙層瀝青混合料組成，上面層為中粒式瀝青混凝土（厚度4cm），用來(lái)預(yù)防雨水下滲。下面層采取粗粒式瀝青混凝土（厚度6cm(四)各層材料抗壓模量于劈裂強(qiáng)度查《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ014—97附錄D“材料設(shè)計(jì)參數(shù)”表D1“瀝青混合料設(shè)計(jì)參數(shù)”和表D2“基層材料設(shè)計(jì)參數(shù)”，選取各層材料抗壓模量與劈裂強(qiáng)度?？箟耗Ａ咳?0℃模量，各值均取規(guī)范給定范圍中值，則20中粒式密集配瀝青混凝土1200MPa粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土1000MPa水泥碎石1500MPa石灰土550MPa.各層材料劈裂強(qiáng)度為：中粒式密集配瀝青混凝土1.0MPa粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土0.8MPa水泥碎石0.5MPa石灰土0.225MPa(五)設(shè)計(jì)指標(biāo)確實(shí)定對(duì)于二級(jí)公路，規(guī)范要求以設(shè)計(jì)彎沉值作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力驗(yàn)算。1）設(shè)計(jì)彎沉值路面設(shè)計(jì)彎沉值依照公式ld=600Ne-0.2·Ac·As·Ab計(jì)算，該公路為二級(jí)公路，由規(guī)范可知，公路等級(jí)系數(shù)Ac=1.1，面層系數(shù)As=1.0，底基層總厚度大于20cm，基層類(lèi)型系數(shù)Ab=1.0.所以設(shè)計(jì)彎沉值為：ld=600×（2301540）-0.2×1.1×1.0×1.0=35.25（0.01mm）2)各層材料允許層底拉應(yīng)力：бR=бsp/KsбR---路面結(jié)構(gòu)層材料允許拉應(yīng)力（MPa）бsp---瀝青混凝土或半剛性材料劈裂強(qiáng)度(MPa)Ks---抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。對(duì)瀝青混凝土面層：Ks=0.09Aa·Ne0.22/Ac式中：Aa---瀝青混凝土級(jí)配類(lèi)型系數(shù)，細(xì)、中粒式瀝青混凝土為1.0,粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1.1;對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類(lèi)：Ks=0.35Ne0.11/Ac對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土：Ks=0.45Ne0.11/Ac由上述公式可得：中粒式密級(jí)配瀝青混凝土:Ks=0.09Aa·Ne0.22/Ac=0.09×1.0×（2301540）0.22/1.1=2.05бR=бsp/Ks=1.0/2.05=0.4878MPa粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土:Ks=0.09Aa·Ne0.22/Ac=0.09×1.1×（2301540）0.22/1.1=2.26бR=бsp/Ks=0.8/2.26=0.3540MPa水泥碎石:Ks=0.35Ne0.11/Ac=0.35×（1387842）0.11/1.1=1.51бR=бsp/Ks=0.5/1.51=0.3311MPa石灰土：Ks=0.45Ne0.11/Ac=0.45×（1387842）0.11/1.1=1.94бR=бsp/Ks=0.25/1.94=0.1289MPa(六)確定路面結(jié)構(gòu)一級(jí)路面面層需要有雙層結(jié)構(gòu)，表面層應(yīng)具備平整密實(shí)、抗滑耐磨、穩(wěn)定耐久服務(wù)功效，同時(shí)應(yīng)具備高溫抗車(chē)轍、抗低溫開(kāi)裂、抗老化等品質(zhì)。下面層應(yīng)密實(shí)、基本不透水，并具備高溫抗車(chē)轍、抗剪切、抗疲勞力學(xué)性能。上面層能夠設(shè)為中粒式瀝青混凝土或中粒式瀝青瑪蹄脂碎石，雙層面層厚度分別為4、6厘米。對(duì)半剛性基層要注意降低低溫縮裂、預(yù)防反射裂縫。上基層采取骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石，能夠發(fā)揮其很好抗反射能力，使面層不宜出現(xiàn)反射裂縫。因?yàn)檠鼐€(xiàn)有豐富石灰能夠利用，底基層采取水穩(wěn)性良好石灰土，同時(shí)能夠降低造價(jià)。依照這種思緒，重復(fù)進(jìn)行對(duì)路面結(jié)構(gòu)層計(jì)算，使其有較合理厚度達(dá)成較佳經(jīng)濟(jì)性和適當(dāng)壓實(shí)厚度。影響道路原因在設(shè)計(jì)中都應(yīng)予了充分考慮?，F(xiàn)確定路面結(jié)構(gòu)以下：表10－10路面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)層位材料名稱(chēng)厚度（cm）20℃15℃極限強(qiáng)度1中粒式瀝青混凝土4120018001.02石灰水泥綜合穩(wěn)定碎石15.0150015000.53填隙碎石105505500.24土基**29.5****六.