路面设计方案比选.docx
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路面设计方案比选.docx
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路面设计方案比选
方案
(一)路面设计方案比选1.确定累计标准轴次
计算设置:
根据交通量计算.1路面基层,底基层的材料比选论证
根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)》3.0.3材料的比选主要是从材料的性质上考虑,而半刚性材料的特点是整体性强,承载力高,刚度大,水稳定性好,条与3.0.4条的规定计算累计标准轴次Ne
且较为经济,其缺点主要是半刚性材料抗变形能力低,易产生开裂,形成发射裂缝造成路面开裂,唧浆和松散等不1)交通参数
公路等级:
高速公路良病害。
路面等级:
而要解决半刚性材料的这种缺点充分利用它的优点就可以采用沥青路面的粗粒式沥青混凝土,因为它下面层高级路面
具有很强的柔性和变形能力,作为应力消散层,可以有效的减少路面结构层的应力集中现象,大大缓解路面反射裂设计年限:
15年
缝的产生。
而根据这段路的材料来源来看,本路段的砂砾和石料储量丰富。
半刚性材料的选择,应根据沿线的材料建设期限:
2年
特征及分布情况和稳定类材料的力学性能综合来选择,在这种条件下就将基层初步拟定水泥稳定砂砾。
底基层初步年平均增长率:
6.00%
车道特征:
拟定水泥稳定土类。
四车道
车道系数:
0.45)按设计的要求,本沥青路面设计按97年颁布的新规范(在实际设计时,同时参考了将要颁布实施的2004规范,根据土质和干湿类型设计了并按要求,采用专用的计算机程序进行路面结构计算与分析。
现将设计过程列在下面;2)交通量组成多种路面结构,并过方案比较,选择了一种较合理的路面结构组合方案。
交通量组成、汽车计算参数及轴载换算计算结果表.2路面面层材料的比选论证
序号合计
汽车名称
交通量日次/Ni9800
汽车总重(KN)
轴位
轴重(KN)
轮组)(个
轴数)(根
轴距(m)
弯沉及沥青面层换算交通(轴次/日)3210.84
基层拉应力换算交通量(轴次/日)2571.68
1
五十铃EXR18
100
360.00
前轴
60.00
1
1
69.36
31.07
后轴
100.00
2
3
>3m
300
300
2
日野KB222
900
154.50
前轴
50.20
1
1
287.40
67.15
后轴
104.30
2
1
1080.88
1260.42
3
黄河JN150
700
150.60
前轴
49.00
1
1
201.2
后轴
101.60
2
1
750.04
794.78
4
东风EQ140
800
92.90
前轴
23.70
1
1
后轴
69.20
2
1
161.27
42.07
5
解放CA50
1000
92.90
前轴
28.70
1
1
28.05
后轴
64.20
2
1
145.47
28.86
6
北京BJ130
1600
40.80
前轴
13.40
1
1
后轴
27.40
2
1
5.73
7
大客车CA50
900
92.90
前轴
23.70
1
1
后轴
69.20
2
1
181.43
47.33
8
中客车SH130
600
39.50
前轴
16.5
1
1
后轴
23.0
2
1
9
小客车SN130
3200
34.50
前轴
23.00
1
1
后轴
11.5
2
1
合计
9800
3210.84
2571.68
首先必须考虑的本路段是修建在江西西部,是否经济是这条路考虑的一个很重要的因素。
路面结构的面层材而决定国民经济效益评价和行车硬件环境优劣的关键也是面层材料料选择上主要有沥青混凝土或水泥混凝土两种。
的选用。
从运营环境方面:
采用水泥混凝土路面接缝多,噪声大,影响行车的舒适性;而采用沥青混凝土路面运营
维修养质量均比水泥混凝土路面优良。
技术运用,下面针对典型路段的沥青混凝土和水泥混凝土上再从建设投资,
护和建设条件四个方面进行分析比较:
1.从建设投资方面来看:
采用水泥混凝土路面在建设投资方面要略小于用沥青混凝土路面。
可确保施工质量,从技术运用方面来看:
采用水泥混凝土路面水泥混凝土施工采用滑摸摊铺机机械施工工艺,2.但在赣西地区尚缺乏大型机械化实践经验,如采用小型机械,则工期和质量均无法保证,特别是路面的平整度;而
.
沥青混凝土同时需工厂化拌和,机械化施工,这已有成功经验从维修养护方面来看:
采用水泥混凝土路面路面养护次数远小于沥青路面,但一旦出现破裂等病害,则修复3.困难且严重影响通车;而采用沥青混凝土路面维修方便,利于养护。
从建设条件方面看:
采用水泥混凝土路面本地工程地质条件好,且当地盛产筑路材料,因地制宜,建水泥混4.
凝土路面可以保证质量;而采用沥青混凝土路面沥青需外购。
水泥混凝土方案比沥以上从路面各层的材料使用情况和各层的相互改善情况分析可以看出:
从初始投资考虑,
青混凝土方案略低;但从实际应用上来看,与水泥混凝土路面相比,沥青路面具有表面平整,无接缝,行车舒适,耐磨等优点,能够很好的保持路面的质量;从养护条件上来看,沥青路面维修方便,适于分期修建,且振动小,噪年来使用沥音低,施工期短,能够减少施工过程以及以后养护过程中对环境的影响。
我国的公路和城市道路近20随着国民经济沥青路面是我国高速公路的主要路面型式。
积累了大量的经验。
青材料修筑了相当数量的沥青路面,和现代化道路交通运输的发展,沥青路面必将有更大的发展。
经综合分析本工程初步设计推荐沥青混凝土路面。
中湿状态选为第二种方案;其中干燥状态选为第二种方案;因此本路段就决定采用沥青混凝土路面的设计方案,潮湿状态选定为第三种方案。
9组3以下按路基土的干湿状态列出了种方案。
.I假设路基土为干燥状态3)累计标准轴次计算结果
以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:
Ne=14878938轴次一.方案设计进行半刚性基层层底拉应力验算时:
Ne=11917075轴次
1
┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫
┃1┃细粒式沥青混凝土┃沥青混凝土┃4.0┃1400.0┃2000.0┃1.40┃0.4112.确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数┃
┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫
┃2┃中粒式沥青混凝土┃沥青混凝土┃6.0┃1200.0┃1800.0┃1.00条与根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)》7.0.27.0.3条的规定计算设计指标┃0.294┃
┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫1)设计指标各系数
┃3┃粗粒式沥青混凝土┃沥青混凝土┃8.0┃1000.0┃公路等级系数:
1.01400.0┃0.80┃0.235┃公路等级:
高速公路
┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫1.0面层类型系数:
面层类型:
沥青混凝土面层
┃4┃水泥稳定砂砾基层类型:
半刚性基层、底基层总厚度≥20cm基层类型系数:
1.0┃稳定集料┃20.0┃1500.0┃非沥青砼┃0.50┃0.238┃
┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫1.0级配类型系数:
沥青混凝土级配类型:
中粒式沥青混凝土
┃5┃水泥稳定土┃稳定细粒土┃设计层┃1100.0┃非沥青砼┃0.35┃0.130┃
┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫2)设计指标┃6┃土基┃ld=22.06(0.01mm)a.设计弯沉值:
┃┃49.2┃┃┃┃
┗━┻━━━━━━━━━━┻━━━━━┻━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━┛
抗拉强度结构系数b.
5.Ks=3.4057确定最小防冻厚度对沥青混凝土面层:
Ks=2.1011计算设置:
不进行验算对无机结合料稳定集料类:
Ks=2.7014对无机结合料稳定细粒土类:
6.设计结果
3.确定土基回弹模量按设计弯沉设计,h5=19.8cm。
计算设置:
按规范计算
已满足第“土基干湿状态的稠度建议值”1层容许拉应力验算指标要求6.1.2-11)根据《公路沥青路面设计规范》中表已满足第土粘质土2层容许拉应力验算指标要求组类型:
已满足第路基干湿状态:
3层容许拉应力验算指标要求干燥状态
已满足第4土基土质稠度:
Wc=1.10层容许拉应力验算指标要求
已满足第5层容许拉应力验算指标要求
2)(MPa)”“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值根据《公路沥青路面设计规范》中附表E27.公路自然区划:
IV-7区验算结果
粘质土:
型类组土
1)选定厚度为:
23.0%土基回弹模量提高系数:
h5=20.0cm
E0=49.2MPa土基回弹模量:
2)验算结果
计算弯沉值为:
确定结构设计参数4.ls=21.92(0.01mm)
设计弯沉值为:
ld=22.06(0.01mm),
基本参数1)满足路面整体刚度指标要求
6路基路面结构总层数:
第结构设计层位:
15层计算拉应力值为:
σ1=-0.203MPa
容许拉应力值为:
σR1=0.411MPa
》的建议值确定各结构层设计参数根据《公路沥青路面设计规范2)(JTJ014-97)满足第1层路面验算指标要求
第2层计算拉应力值为:
σ2=-0.054MPa
表参设构结面路层计数容许拉应力值为:
σR2=0.294MPa
满足第┏━┳━━━━━━━━━━┳━━━━━┳━━━┳━━━━━━━━━┳━━━━┳━━━┓2层路面验算指标要求
第3层计算拉应力值为:
σ┃容裂┃抗压模量┃厚度┃┃层┃┃(MPa)劈许┃3=-0.020MPa
强┣━━━━┳━━━━┫┃┃称名料材┃┃材料类型容许拉应力值为:
σR3=度┃拉应力┃0.235MPa
┃位┃℃20┃(cm)┃┃┃(MPa)┃℃15┃┃(MPa)满足第3层路面验算指标要求
2
67.15
150.201前轴0.071MPa层计算拉应力值为:
σ4=第4日野287.40154.509000.238MPa容许拉应力值为:
σR4=2KB222后轴104.30211080.881260.42
4层路面验算指标要求满足第11201.2前轴49.00
黄河150.60
7000.124MPa5=第5层计算拉应力值为:
σ后轴101.6021750.04794.78
3JN150
0.130MPa容许拉应力值为:
σR5=11前轴23.70
东风92.90
800层路面验算指标要求5满足第后轴69.2021161.274EQ14042.07
1128.05前轴28.70
解放92.90
1000路面结构图8.后轴64.2021145.475CA5028.86
1前轴13.40
1北京40.80
1600(cm)厚度称材料名层号后轴27.40216BJ1305.73━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━1前轴23.70
1大客车92.90
9004.0
1细粒式沥青混凝土27CA501后轴69.2047.33181.43
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━1前轴16.5
1中客车39.50
86006.0
中粒式沥青混凝土2SH130后轴23.021━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━11前轴23.00
小客车34.50
32009
8.0
粗粒式沥青混凝土3SN130后轴11.521━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━20.04水泥稳定砂砾
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━20.0定泥5水稳土3)累计标准轴次计算结果━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:
Ne=14878938轴次土6基进行半刚性基层层底拉应力验算时:
Ne=11917075轴次方案二:
确定累计标准轴次1.2.确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数计算设置:
根据交通量计算根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)》7.0.2条与7.0.3条的规定计算设计指标Ne3.0.4条的规定计算累计标准轴次条与》根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)3.0.31)设计指标各系数交通参数1)公路等级:
高速公路公路等级系数:
1.0高速公路公路等级:
面层类型:
沥青混凝土面层面层类型系数:
1.0高级路面路面等级:
基层类型:
半刚性基层、底基层总厚度≥20cm基层类型系数:
1.0设计年限:
年20沥青混凝土级配类型:
细粒式沥青混凝土级配类型系数:
1.0年2建设期限:
6.00%年平均增长率:
2)设计指标车道特征:
四车道a.设计弯沉值:
ld=22.06(0.01mm)0.45车道系数:
b.抗拉强度结构系数交通量组成2)对沥青混凝土面层:
Ks=3.4057算载及参计汽组通交量成、车算数轴换计结果表算对无机结合料稳定集料类:
Ks=2.1011
基层拉应对无机结合料稳定细粒土类:
Ks=2.7014交通力换算交弯沉及沥青轴距轮组轴重量汽车汽车总轴数轴位面层换算交通量序号3.确定土基回弹模量)根()m()个()KN)KN重(日次名称/(//(轴次通(轴次日)计算设置:
按规范计算Ni
日)31.071前轴60.00169.36五十铃1)根据《公路沥青路面设计规范》中表6.1.2-1“土基干湿状态的稠度建议值”360.00
100300300>3m
EXR181100.00后轴32土组类型:
粘质土
3
路基干湿状态:
干燥状态已满足第5层容许拉应力验算指标要求
Wc=1.10土基土质稠度:
7.验算结果
”(MPa)根据《公路沥青路面设计规范》中附表E2“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值2)
1)选定厚度为:
区h5=20.0cm公路自然区划:
IV-7
土组类型:
粘质土2)土基回弹模量提高系数:
23.0%验算结果
计算弯沉值为:
土基回弹模量:
E0=49.2MPals=21.69(0.01mm)
设计弯沉值为:
ld=22.06(0.01mm),
满足路面整体刚度指标要求4.确定结构设计参数
基本参数1)
第1层计算拉应力值为:
σ路基路面结构总层数:
61=-0.202MPa
结构设计层位:
5
容许拉应力值为:
σR1=0.411MPa
满足第1层路面验算指标要求2)根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)》的建议值确定各结构层设计参数第2层计算拉应力值为:
σ2=-0.074MPa
数表容许拉应力值为:
σR2=0.294MPa参路面结构层设计
满足第┏━┳━━━━━━━━━━┳━━━━━┳━━━┳━━━━━━━━━┳━━━━┳━━━┓2层路面验算指标要求
第3层计算拉应力值为:
(MPa)┃劈裂┃容许┃σ3=-0.032MPa┃层┃┃┃厚度┃抗压模量
┣━━━━┳━━━━┫材┃┃料名称┃材料类型┃强度┃拉应力┃容许拉应力值为:
σR3=0.235MPa
满足第┃3层路面验算指标要求(MPa)℃┃(cm)┃20┃15℃┃(MPa)┃┃位┃┃
第┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫4层计算拉应力值为:
σ4=0.051MPa
容许拉应力值为:
σR4=┃4.0┃细粒式沥青混凝土┃1┃沥青混凝土┃┃1400.0┃2000.0┃1.400.411┃0.309MPa
满足第4层路面验算指标要求┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫第5层计算拉应力值为:
σ5=0.2941.002┃中粒式沥青混凝土┃沥青混凝土┃5.0┃1200.0┃1800.0┃┃┃0.152MPa┃容许拉应力值为:
┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫σR5=0.238MPa
┃┃7.0┃粗粒式沥青混凝土┃3┃沥青混凝土┃┃1000.01400.0┃0.800.235┃满足第5层路面验算指标要求
┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫8.1500.0┃┃稳定集料┃20.0┃非沥青砼┃0.65┃路面结构图┃0.309碎┃4┃二灰石
┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫0.238┃┃设计层┃1400.0┃非沥青砼┃0.50┃层号材料名称厚度(cm)┃石灰粉煤灰稳定碎石┃5┃稳定集料┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
┃┃1细粒式沥青混凝土4.0
┃49.2┃┃┃土┃6基┃┃
┗━┻━━━━━━━━━━┻━━━━━┻━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━┛━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
2中粒式沥青混凝土5.0
确定最小防冻厚度5.━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
不进行验算计算设置:
3粗粒式沥青混凝土7.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
4二灰碎石设计结果6.20.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
。
h5=19.4cm按设计弯沉设计5石灰粉煤灰稳定碎石20.0
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
层容许拉应力验算指标要求已满足第16土基
方案三:
层容许拉应力验算指标要求2已满足第已满足第层容许拉应力验算指标要求3
1.已满足第层容许拉应力验算指标要求4确定累计标准轴次
4
计算设置:
直接输入┏━┳━━━━━━━━━━┳━━━━━┳━━━┳━━━━━━━━━┳━━━━┳━━━┓
┃层┃┃┃厚度┃抗压模量(MPa)┃劈裂┃容许┃
┃┃材料名称┃材料类型┃以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:
Ne=14878938轴次┣━━━━┳━━━━┫强度┃拉应力┃
┃位┃进行半刚性基层层底拉应力验算时:
Ne=11917075轴次┃┃(cm)┃20℃┃15℃┃(MPa)┃(MPa)┃
┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫
┃12.确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数┃细粒式沥青混凝土┃沥青混凝土┃4.0┃1400.0┃2000.0┃1.40┃0.411┃
┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫
┃2┃中粒式沥青混凝土┃沥青混凝土┃6.0┃1200.0┃1800.0┃1.00┃条的规定计算设计指标》根据《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)7.0.2条与7.0.30.294┃
┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫1)设计指标各系数
┃3┃粗粒式沥青混凝土1.0公路等级系数:
┃沥青混凝土┃8.0┃1000.0┃1400.0┃0.80┃0.235┃公路等级:
高速公路
┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫面层类型:
沥青混凝土面层1.0面层类型系数:
┃4┃水泥稳定砂砾┃稳定集料┃18.0┃1500.0┃非沥青砼┃0.50┃0.2381.020cm基层类型:
半刚性基层、底基层总厚度≥基层类型系数:
┃
┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫1.0级配类型系数:
沥青混凝土级配类型:
中粒式沥青混凝土
┃5┃石灰土┃稳定细粒土┃设计层┃550.0┃非沥青砼┃0.23┃0.085┃
┣━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━┫2)设计指标┃6┃土基┃┃ld=22.06(0.01mm)设计弯沉值:
a.┃49.2┃┃┃┃
┗━┻━━━━━━━━━━┻━━━━━┻━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━┛
b.抗拉强度结构系数5.对沥青混凝土面层:
确定最小防冻厚度Ks=3.4057
Ks=2.1011计
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