路基施工方案毕业设计论文.doc

路基施工方案所属系部：机电工程系专业：道路桥梁班级： 姓名： 学号： 指导老师： 提交时间： 摘 要319国道是从福建厦门至四川成都的一条二级路，它的建设对完善路网，促进沿线地区经济发展，带动贫困地区早日脱贫致富，促进闽、赣、湘、渝、川之间的横向联系，意义重大。本设计根据G319湖南怀化沅陵段沿线地质、地形、水文等自然条件,依据交通部颁发的有关技术标准、规范，完成K355+900K358+700段施工图设计。本次设计应用绘图软件AutoCAD2004、办公软件Offices2003等计算机工具，对公路路线、路基路面、排水工程、附属工程、平面交叉及沿线设施等进行施工图设计，并绘制出相应表格和图纸。通过对沥青路面和水泥路面的设计，确定沥青混凝土路面和水泥混凝土路面的各结构层厚度，本着优质、高效、经济、合理的原则进行整体施工组织设计。关键词路基；水泥混凝土；排水工程；平面交叉；施工组织目 录摘 要I关键词I第一章 概述51.1 建设项目背景51.2 工程概况51.2.1 地理、地形条件61.2.2 水文、地质条件71.2.3 气候条件71.2.4 设计标准7第二章 路线设计92.1 路线设计92.1.1 定线92.1.2 平面设计说明书92.1.3 纵断面设计说明书112.1.4平、纵组合设计说明书122.1.5 横断面设计说明书14第四章 普通水泥混凝土路面设计154.1 交通量分析154.1.1 标准轴载与轴载换算154.1.2 设计年限内设计车道的标准轴载累计作用次数164.2 路面结构及材料参数174.2.1 初拟路面结构174.2.2 确定材料参数184.3 应力计算194.3.1 计算荷载疲劳应力194.3.2 计算温度疲劳应力194.3.3 应力验算204.4 防冻厚度检验204.5 接缝设计214.5.1 纵向接缝214.5.2 横向接缝224.5.3 交叉口接缝布设244.5.4 接缝填封材料244.5.5 边缘钢筋和角隅钢筋25第五章 路基路面排水设计265.1 路界地表排水265.1.1 路面表面排水265.1.2 坡面排水275.2 路面内部排水285.2.1 一般规定285.2.2 宜设置路面内部排水系统的情况295.2.3 路面内部排水系统设计要求295.2.4 路面边缘排水系统295.3 地下排水305.3.1 一般规定305.3.2 地下水调查和测定315.3.3 含水层介质的渗透系数室内或野外试验确定方法315.3.4 地下排水设施31第六章 施工组织设计346.1 施工组织设计的基本原则346.2 路基施工346.2.1 测量放样346.2.2 清理场地346.2.3 路堤施工346.2.4 路堑施工366.3水泥混凝土路面施工366.3.1施工准备366.3.2混凝土拌和物搅拌与运输376.3.3混凝土层铺筑376.3.4接缝386.3.5抗滑构造施工386.3.6混凝土路面养生396.4设备、人员、材料运到施工现场39结论40参考文献41第一章 概述1.1 建设项目背景G319沅陵过镇改线项目是针对G319在沅陵镜内全线路段G319在沅陵镜内的路段全程约130km东与桃源相接并与S227在官庄镇相交途经官庄镇、楠木铺乡、马底驿乡、凉水井镇、沅陵镇、麻溪铺镇、在筲箕湾镇与S223相交西接泸溪县路线总体呈东西走向。本改建项目里程共21.92km即在楠木铺、马底驿、凉水井及沅陵镇、麻溪铺集镇路段改建其他路段暂维持现状。G319是我国东西向一条重要经济干线东起福建厦门西至四川成都总体呈东西走向总里程2984km也是我市“三纵四横”公路骨架中的重要一横。G319沅陵段是连接官庄镇、楠木铺乡、马底驿乡、凉水井镇、沅陵镇、麻溪铺镇、筲箕湾镇的主要交通要道G319在沅陵镜内全程约130km东与桃源相接与S227在官庄镇相交途经官庄镇、楠木铺乡、马底驿乡、凉水井镇、沅陵县城、麻溪铺镇、在筲箕湾镇与S223相交西接泸溪县构成沅陵县东西向公路主骨架。随着社会经济的高速发展该路线在沅陵县的几个集镇路段都已城镇化由于公路穿集镇而过且马路市场混乱交通堵塞时有发生严重影响了该路线的畅通也给沿线群众出行带来了极大不便存在严重的安全隐患。对G319过镜线进行改建提高该路线的公路等级和通行能力改善区域交通网络结构缩短通行路程促进地方经济发展具有十分重要的意义。 1.2 主要建设内容 本工程共分4段分别为楠木铺段、马底驿段、凉水井及沅陵镇段、麻溪铺段。各路段路线走向如下楠木铺段推荐路线起点位于田中坎附近G319路上常吉高速立交桥下即G319 K1472+700处整个路线基本走老路对部分老路裁弯取直路线进行部分优化终点位于来溪桥附近桩号为K1474+870老G319桩号为K1474+910推荐路线全长2170m。2马底驿段推荐路线起点位于土堂冲附近G319路上常吉高速联络线平交处即G319 K1481+900处起点至K1843基本走老路对部分老路裁弯取直之后整个路线绕开了马底驿集镇走南边山上跨怡溪在K1484+400处与G319对接后走老路终点位于花银桥往沅陵方向300m处桩号为K1484+750老G319桩号为K1484+800推荐路线全长2850m。 3凉水井及沅陵镇段推荐路线起点位于下桥溪G319 K1510+300处起点至K1511+600处路线针对老G319的现有路线裁弯取直之后整个路线绕开了两个大的回头弯在县水泥厂背后与G319对接后走老路对部分G319老路线型进行优化在刘家坝附近跨蓝溪河经肖家、乌溪、黄家岭、张家湾在K1523+300处与G319对接后走老路对部分老G319的现有路线裁弯取直终点位于千丘田处的平交路口上桩号为K1524+600老G319桩号为K1531+400推荐路线全长14300m。4麻溪铺段推荐路线起点位于G319 K1539+000处起点至K1539+900处走老路对部分G319老路线型裁弯取直之后路线绕过麻溪铺集镇走麻溪铺集镇的北面靠山边走跨荔溪河后走山上在K1541+200处接G319之后对G319路线进行拉直过垭口终点位于林场附近桩号为K1541+600老G319桩号为K1542+400推荐路线全长2600m。 工程概况该设计项目K355+900K358+700标段为二级公路施工图设计，路线全长2.8公里，该标段设计填方21690.067，挖方29979.464，路面工程70000m2，防护工程400m3；设涵洞3道、与大车道平面交叉5处并设有配套交通工程及沿线设施。1.2.1 地理、地形条件1地理位置改建项目位于沅陵县境内。沅陵县位于湖南省西北部怀化市北端沅水中游处武陵山东南麓与雪峰山东北尾端交汇处。地理坐标东经1100531 1110627北纬280448290226。东与桃源、安化相连南接溆浦、辰溪西与古丈、泸溪、永顺毗邻北与张家界交界素有“湘西门户”、“南天锁钥”之称。总面积5850.21km2是全省地域面积最大的县占全省总面积的2.86%。 2地形地貌 沅陵是一个群山环抱的山区县地形比较复杂。沅江由西南入境横贯境内将县分为南、北两部。南北多高山中间为沅江谷地。最高点圣人山海拔1355m最低为界首海拔50m。一般海拔400500m。县内以沅江为界分为南北两大山脉。沅江之北属武陵山脉由北向南倾斜。西自凉水井界东至官庄逶迤103km为沅、澧水系分水之脊。沅水以南属雪峰山脉由南向北蜿蜒102km境内山岭起伏溪河如织大小河流460多条。 1.2.2 水文、地质条件拟改建工程沿线地表水体主要为怡溪、蓝溪、荔溪其河宽1530m不等长期有水流河流两岸呈树枝状分布的沟谷在降雨时节可形成间歇性的地表径流汇集入河道。怡溪、蓝溪、荔溪水域功能主要为农灌泄洪无通航要求。根据地下水赋存条件、水理性质及水力特征路线走廊的地下水可分为第四系松散堆积孔隙潜水、基岩裂隙水、岩溶水三大类。1.2.3 气候条件项目区域属中亚热带季风湿润气候区气候温和雨量充沛四季分明年平均气温16.6。一般以7月最高1月最低。年均降雨量为1403mm常有局部的区域性暴雨夏季降雨量占全年雨量的40%全年无霜期约270天。年平均日照数1395h左右。多年平均蒸发量1180.0mm多年平均相对湿度78%。常年主导风向为东北风出现频率为20%多年平均风速为1.4m/s。1.2.4 设计标准根据湖南省及中华人民共和国交通部公路网整体规划，按照设计交通量、公路使用功能及服务水平等，依据公路工程技术标准(JTG B01-2003)，采用标准如表2-1所示。表2-1 G319湖南怀化沅陵段段（K355+900-K358+700）设计指标序号指标名称单位数量1公路等级级公路-级2设计速度Km/h803路线总长Km2.84路基宽度m125硬路肩宽度m21.506土路肩宽度m20.757行车道宽度m23.758圆曲线最小半径一般值m400极限值m2509最大纵坡%510最小坡长m20011最小纵坡%0.312竖曲线最小半径一般值(凸)m450013竖曲线最小半径一般值(凹)m3000第二章 路线设计 2.1 路线设计 2.1.1 定线本地区选线时根据地形、地物条件，并在对工程地质、水文地质、自然灾害、筑路材料、生态环境、自然景观等进行充分调查的基础上，结合沿线小区域气候特征进行方案研究，尽量将线位选在地质条件较好的地段，尽量做到少占农田和不占高产田；还应考虑填方和挖方的影响，路基可选用半填半挖，既节省土方，又避免了借土的远运；最后在合理的设计范围内，尽可能地满足当地居民和车辆的出行需要，保证出行安全。本图路线的起点和终点均已确定，即路线的基本方向基本确定，按地形、地质、水文等自然条件选出一些细部控制点，进行路线布局，最后通过试算和比选的方法选择最优方案。本次路线设计充分考虑道路与周围环境的配合、道路与生态平衡的关系、道路自身线性的美观和协调，以及驾驶员视觉和心理反映等问题。图 1 线路平面设计图2纵断面线形设计纵断面设计首先要注意坡度的选择符合各级道路规定的最大坡度。本次设计速度为100km/h，根据规定允许最大坡度为4%。其次为了保证排水，防止水渗入路基影响稳定性，应设置不小于0.3%的纵坡。对于坡长也是有限制的，主要是对较陡纵坡的最大长度和一般纵坡的最小长度加以限制。纵断面设计里面最重要的设计就是竖曲线的设计。纵断面上两个坡段的转折处，为了行车安全，舒适以及视距的需要用一段曲线缓和称为竖曲线。竖曲线的线形有圆曲线，也有用抛物线形的，本次设计中有两个竖曲线，采用二次抛物线形。2.1竖曲线要素的计算纵向拉坡图包括二个变坡点：起点：K 355+900，设计高程：1098m第1变坡点K355+910，设计高程：1081.856 m, 凹形竖曲线半径m第2变坡点：K356+910 ，设计高程：1071.7438m, 凹形竖曲线半径m终点 ：K13+652.632，设计高程：1081.3968m，, ,为凸形曲线长m切线长m外距m竖曲线1起点桩号：竖曲线1终点桩号：,为凹形曲线长m切线长m外距m竖曲线2起点桩号：竖曲线3终点桩号：2.2平纵线形组合设计此次设计的路段属于平原微丘区，平纵线形设计均是按照标准进行设计，若平纵线形组合不是太好，会限制其优点的发挥，而且会加剧两方面的缺点，造成行车上的危险，也就不能获得最优的立体线形、平纵线形的合理设计。 因此平纵组合设计要注意以下几点要求：(1)当竖曲线与平曲线组合时，竖曲线宜包含在平曲线之内，切平曲线应稍长与竖曲线。这种布置的优点是：当车辆驶入凸行曲线的顶点之前，即能清楚的看到平曲线的始端，辩明转弯的走向，不致因判断错误而发设计要求；(2)要保持平曲线和竖曲线大小的均衡，这样有利于驾驶员视觉上的均衡；(3)要选择适当的合成坡度。 2.1.2 平面设计说明书根据汽车行驶的力学性质和行驶的轨迹来确定各线形要素的几何要求。各几何元素的确定是以设计车速为主要根据的。 2.1.2.1 平面设计原则(1) 道路平面位置应按照道路总体规划道路网布设。(2) 道路平面线形设计应与地形、地质、水文等结合，并综合考虑公路的平面、纵断面、横断面三者间关系，做到平面顺适、纵断面均衡、横断面合理。(3) 路线设计必须贯彻执行加强环境保护和合理利用土地资源的基本国策，在确定路基、路面、桥梁、隧道、交叉、交通工程及沿线设施等人工构造物的结构形式、布设位置、取齐土场、征用土地等设计中，应减少因修建公路给沿线生态带来的影响，并结合绿化或采取相应工程措施，协调、改善人工构造物与沿线自然景观间的配合，提高公路环境质量。(4) 平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。(5) 除满足汽车行驶力学上的要求外，还应满足驾驶员和乘客在视觉和心理上的要求。(6) 保持平面线性的均衡与连贯。为使一条公路上的车辆尽量以均匀的速度行驶，应注意使线形要素保持连续性而不出现技术指标的突变。(7) 应避免连续急弯的线形。这种线形给驾驶造成不便，也影响乘车舒适性。设计时可在曲线间插入足够长的直线或缓和曲线。(8) 为避免长直线路段景观单调的缺陷，考虑驾驶者的视觉、心理等因素，直线的最大长度应有所限制，一般不大于设计车速的20倍为宜。(9) 直线的最小长度：当设计速度60km/h时，同向曲线间最小直线长度以不小于设计速度的6倍为宜，反向曲线间最小直线长度以不小于设计速度的2倍为宜。2.1.2.2适宜采用直线的路段(1) 市镇及近郊、或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区。(2) 不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地。(3) 长大桥梁、隧道等构造物路段。(4) 路线交叉点及其前后。(5) 双车道公路提供超车的路段。2.1.2.3 圆曲线的特点(1) 圆曲线的设置适应地形，适应汽车行驶的轨迹，能满足汽车行驶的平顺、舒适、速度的要求，且线形美观。(2) 曲线上任意一点的曲率半径R=常数，计算方便，故具有现场易设置的特点。(3) 采用平缓而适当的圆曲线既可引起驾驶员的注意，对常常促使他们自然紧握方向盘，而且可以从正面看到路侧的景观，起到诱导视线的作用。(4) 视距条件差。汽车在圆曲线内侧行驶时，视线受到路堑边坡或其它障碍物的影响，视距条件差，容易发生交通事故。 2.1.2.4 缓和曲线设计缓和曲线设置的场合为直线和圆曲线之间；半径相差较大的同向圆曲线之间。缓和曲线的作用为曲率连续变化，便于车辆遵循；离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适；超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳；与圆曲线配合得当，增加线形美观。2.1.2.5 工程实况本路段内共设3个交点，圆曲线半径在5001000米之间，最小半径500m，最大半径1000m。平曲线半径小于2500m者，按公路工程技术标准(JTG B012003)要求进行超高设计其超高旋转方式为绕行车道中心旋转，设置缓和曲线最小缓和曲线长度100米。本设计圆曲线半径都大于250m，所以无需设置加宽。同向曲线间的最小直线长度不小于设计车速的6V（即480m）为宜。反向曲线间的最小直线长度不小于设计车速的2V（即160m）为宜。具体详见直线、曲线及转角表及路线平面设计图。全线设计均满足设计规范的要求，且与地形变化相协调，可以保证行车的安全与舒适。2.1.3 纵断面设计说明书2.1.3.1 纵断面设计一般原则(1) 应满足纵坡及竖曲线的各项规定（最大纵坡、最小纵坡、坡长设置、坡段最小长度、竖曲线最小半径及竖曲线最小长度等）。(2) 纵坡应均匀平顺。(3) 设计标高的确定应结合沿线自然条件，如地形、土壤、水文、气候等因素综合考虑。(4) 纵断面设计应与平面线型和周围地形景观相协调，应考虑人体视觉心理上的要求，按照平竖曲线相协调及半径的均衡来确定纵面的设计线。(5) 应争取填挖平衡，尽量移挖作填，以节省土石方量，降低工程造价。(6) 依路线的性质要求，适当照顾当地民间运输工具、农业器械、农田水利等方面的要求。2.1.3.2 工程实况G319怀化沅陵段属于山地丘陵地区，纵断面设计要保证最小纵坡的要求。该设计路段最大纵坡0.562 %，最小纵坡0.311%，最小直坡段长为900米。全线共设2处竖曲线，其中一个为凸形竖曲线，半径45000米，一个为凹形竖曲线，半径45000米。均大于标准规定一般最小值，满足规范要求。 沿线共设有三个涵洞，涵洞是宣泄路堤下少量水流的道路工程构造物，它从路面下方横穿过道路，埋置于路基土层中。涵洞顶上一般都有较厚的填土（大于 50cm）。本设计中涵洞为单孔领圈式洞口形式暗涵，结构形式按构造形式设为圆管涵，按洞身断面形状设计为圆形。直径2米。本设计为二级公路采用路基边缘标高，最大超高6%，旋转方式为绕行车道中心旋转，渐变方式为线性渐变，在设置超高段为设超高前该处边缘标高。外侧土路肩不超高，曲线不设置加宽。横向排水不畅的路段或长路堑段，采用平坡小于0.3%的纵坡时，其边沟应作纵向排水。本设计中坡度均大于0.3%。 2.1.4平、纵组合设计说明书2.1.4.1平、纵线形组合设计原则(1) 应在视觉上能自然的引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。(2) 注意保持平纵线形的技术指标大小均衡。(3) 选择组合得当的合成坡度,以利于行车安全和路面排水。(4) 注意与道路周围环境的配合。2.1.4.2 平、纵线形组合的的基本要求(1) 当竖曲线与平曲线组合时，竖曲线均包含在平曲线之内，平曲线长于竖曲线。(2) 要选择适当的合成坡度。(3) 要保持平曲线与竖曲线大小的均衡。(4) 当平曲线缓而长，纵断面坡差较小时，可不要求平、竖曲线一一对应，平曲线中可包含多个竖曲线或竖曲线略长于平曲线。2.1.4.3 平、纵组合中应注意避免的组合(1) 避免竖曲线的顶底部插入小半径的平曲线。(2) 避免将小半径的平曲线起讫点设在或接近竖曲线的顶底部。(3) 避免使竖曲线顶、底部与反向平曲线的拐点重合。(4) 避免出现驼峰、暗凹、跳跃、断背、折曲等使驾驶员视线中断的线型。(5) 避免在长直线上设置陡坡或曲线长度短、半径小的凹形竖曲线。(6) 避免急弯与陡坡的不利组合。(7) 应避免小半径的竖曲线与缓和曲线的重合。具体平纵组合如下图2-1所示：图2-1 平曲线与竖曲线组合对一般公路的视觉分析得出，平竖曲线的半径在下表所列数值以下时，最好避免这两种线形重合，或把急弯与陡坡线形错开，或考虑把其中一线形增大到表2-2所列数值的两倍以上。表2-2 避免平纵线形相对应的界限设计车速 m平曲线半径 M竖曲线半径 m设计车速m平曲线半径 m竖曲线半径m 80 4005000 30 501500 60 2002500 20 5010002.1.4.4 工程实况本设计中有两处平、纵组合（K356+800与K357+750处），如图2-2a),b) 满足竖曲线家包含在平曲线之内等规范要求。a)K356+800 b)K357+750 图2-2 平、纵组合设计 2.1.5 横断面设计说明书2.1.5.1 横断面设计的任务主要是根据交通性质、交通量、行车速度，结合地形、气候、土壤等条件进行道路车行道、路肩等的布置，确定路基几何尺寸，并进行必要的结构设计以保证它们强度和稳定性。 2.1.5.2 横断面设计原则公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据规划交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素确定。在保证必要的通行能力和交通安全与畅通的前提下，尽量做到用地省、投资少，使道路发挥其最大的经济效益与社会效益。横断面应由设计线和地面线组成，其中地面线由实际测量得到，而设计线应包括行车道、路肩、边沟、边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆和环境保护设施等。另外，横断面设计应远近结合，使近期工程成为远期工程的组成部分。路面宽度及标高等应留有一定的发展余地。2.1.5.3工程实况二级公路路基的标准横断面应有车道、路肩（右侧硬路肩、土路肩）等部分组成。路基宽度12米，行车道横坡度为1.5%。双车道，单车道宽3.75米，硬路肩宽1.50m，土路肩宽0.75m。其中填方边坡为1：1.5,挖方边坡为1：0.5，填挖边坡形式为一级台阶形式，左右侧形式相等，边沟边坡为1：1，边沟设置形式为梯形，左右侧一样，H=0.6m,W=0.6m。排水沟设置形式为矩形排水沟，左右侧一样，H=0.6m,W=0.6m。如图2-3所示。图2-3 (K356+080)处横断面设计图(尺寸单位:mm)第四章 普通水泥混凝土路面设计设计中收费站附近的标段要求采用水泥混凝土路面，故进行水泥混凝土路面设计。4.1 交通量分析4.1.1 标准轴载与轴载换算水泥混凝土路面结构设计以100KN 的单轴-双轮组荷载作为标准轴载。不同轴-轮型和轴载的作用次数，按公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2003）换算为标准轴载的作用次数。凡是前后轴轴载大于40KN（单轴）的轴数均应换算成标准轴数。式中：Ns100KN 的单轴-双轮组标准轴载的作用次数；Pi单轴-单轮、单轴-双轮组、双轴-双轮组或三轴-双轮组轴型轴载的总重（KN）；n 轴型和轴载级位数；Ni 各类轴轮型i 级轴载的作用次数；轴-轮型系数，单轴-双轮组时，=1；单轴-单轮时，按式i=2.22103Pi-0.43计算；双轴-双轮组时，按式i=1.0710-5Pi-0.22计算；三轴双轮组时，按式=2.2410-8计算。表4-1 交通参数车型PiNi解放CA10B前轴19.407001后轴60.8510.247黄河JN150前轴49.008510.001后轴101.601109.577依土兹TD50 前轴42.20201后轴90.0013.706东风EQ140前轴23.703001后轴69.2010.830114.3614.1.2 设计年限内设计车道的标准轴载累计作用次数设计基准期内水泥混凝土面层临界荷位处所承受的标准轴载累计作用次数，可按公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2003）中式 A. 2. 2计算确定。式中：Ne标准轴级累计作用次数；t设计基准期；gr交通最年平均增长率；临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数。按表4-2选用。表4-2 车辆轮迹横向分布系数公路等级纵缝边缘处高速公路、一级公路、收费站0.170.22二级及二级以下公路行车道宽7m0.340. 39行车道宽7m0. 540.62注:车通或行车道宽或者交通量较大时。取高值；反之，取低值。由上表可知本设计的取值范围为0.340. 39，现按中间值取用，0.37。Ne=884581.041次水泥混凝土路面所承受的轴载作用，按设计基准期内设计车道所承受的标准轴载累计作用次数分为4 级，分级范围如表4-3。表4-3 轴载作用分级表交通等级特重重中等轻设计车道标准轴载累计作用次数Ne(104)2000100200031003得本水泥混凝土路面设计交通等级为中等交通。表4-4 混凝土弯拉强度标准值交通等级特重重中等轻水泥混凝土的弯拉强度标准值(MPa)5.05.04.54.0钢纤维混凝土的弯拉强度标准值(MPa )6.06.05.55.0得本设计混凝土弯拉强度fr为4.5Mpa。4.2 路面结构及材料参数4.2.1 初拟路面结构由公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2003）查得：表4-5 适宜各交通等级的面层类型面层类型 适用条件连续配筋混凝土面层高速公路沥青上面层与连续配筋混凝土或横缝设传力的普通混凝土下面层组成的复合式路面特重交通的高速公路碾压混凝土面层二级及二级以下公路、服务区停车场得本设计应采用碾压混凝土面层。表4-6 水泥混凝土面层厚度的参考范围交通等级中等轻公路等级二级三、四级三、四级三、四级变异水平等级高中高中高中面层厚度（mm）240-210230-200220-200270240=230=220得本设计面层厚度取值范围为230mm200mm。表4-7 适宜各交通等级的基层类型交通等级 基层类型 特重交通 贫混凝土、碾压混凝土或沥青棍凝土基层 重交通 水泥稳定粒料或沥青稳定碎石基层 中等或轻交通 水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料基层 得本设计基层宜采用水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料基层。表4-8 各类基层厚度的适宜范围基层类型厚度适宜的范围（mm）贫混凝十或碾压混凝土基层120200水泥或石灰粉煤灰稳定粒科基层150250沥青混凝土基层4060沥青稳定碎石基层80100级配粒料基层150200多孔隙水泥稳定碎石排水基层100140沥青稳定碎石亨排水基层80100得本设计基层厚度适宜的范围为150mm250mm。综上所述，路面结构初步拟定如下：面层：碾压混凝土面层，由规范查得推荐厚度22cm，其长度为5m，宽为3.75m。基层：采用水泥稳定粒料15cm。垫层：采用天然砂砾20cm。 4.2.2 确定材料参数(1) 由上可知，交通量为88.5104 次,为中等交通，由表4-3混凝土弯拉强度标准值得本设计混凝土弯拉强度fr为4.5Mpa，混凝土弯拉弹性模量为29Gpa，抗压强度为35.8Mpa，拟定结果如下：面 板 ：22cm E=29 GPa水泥稳定粒料：15cm E1=1500MPa天 然 砂 砾 ：20cm E2=200MPa E0=35 MPa(2) 计算基层顶面当量回弹模量如下：普通混凝土面层的相对刚度半径按公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2003）中式B.1.3.2计算为：4.3 应力计算4.3.1 计算荷载疲劳应力 标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为:接缝类型为设拉杆平口接缝kj=0.87,综合系数kc查表得1.20Kf=Ne0.065=884581.0410.065=2.43由公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2003）中式B.1.2计算得:pr=KjKfKcPS=0.872.431.201.27=3.20MPa4.3.2 计算温度疲劳应力l/r=5/0.686=7.29 h=22cm查板温度翘曲应力系数值图可得Bx=0.70a=0.828 b=0.041 c=1.323a、b和c回归系数，按所在地区的公路自然区划查公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2003）中的表B.2.3确定。Tg最大温度梯度，查公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2003）中表3.0.8 取用。Tg88/m。c混凝土的线膨胀系数(1)，通常可取为110-5。温度疲劳应力系数kt：计算温度疲劳应力为4.3.3 应力验算查表可得，二级公路的安全等级为三级，相应于三级安全等级的变异水平等级为中级，且目标可靠度为85，再由目标可靠度和变异水平等级，查表可得可靠度系数=1.08。(+)=1.08(3.20+0.95)=4.48 MPa 2.00中湿路基低、中、高液限粘土0.300.500.400.600.500.700.600.95粉土，粉质低、中液限粘土0.400.600.500.700.600.850.701.10潮湿路基 低、中、高液限粘土0.400.600.500.700.600.900.751.20粉土，粉质低、中液限粘土0.450.700.550.800.701.000.801.30注:冻深小或填方路段，或者基、垫层为隔溢性能良好的材料，可采用低值；冻深大或挖方及地下水位高的路段，或者基、垫层为隔温性能较差的材料，应采用高值；冻深小0.50m的地区，一般不考虑结构层防冻厚度。由表4-9知，中湿路基, 当地最大冰冻深度在1.011.50m间，粉质中液限粘土水泥混凝土路面最小防冻厚度为50cm,路面总厚度为22+15+20=57cm50cm满足要求。4.5 接缝设计4.5.1 纵向接缝纵向接缝的布设应按路面宽度和施工铺筑宽度而定，一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝。本设计纵向施工缝采用平缝形式，上部应锯切槽口，深度为35mm，宽度为5mm，槽内灌塞填缝料，构造如图4-1所示；图4-1槽内灌塞填缝料构造图(尺寸单位:mm)纵缝应与路线中缝平行。在路面等宽的路段内或路面变宽路段的等宽部分，纵缝的间距和形式应保持一致。路面变宽段的加宽部分与等宽部分之间，以纵向施工缝隔开。加宽板在变宽段起终点处的宽度不应小于1m。拉杆应采用螺纹钢筋，设在板厚中央，并应对拉杆中部100mm 范围内进行防锈处理。拉杆的直径、长度和间距，参照表4-10选用。施工布设时，拉杆间距应按横向接缝的实际位置予以调整，最外侧的拉杆距横向接缝的距离不得小于100mm。表4-10拉杆直径、长度和间距(mm)面层厚度（mm）到自由边或未设拉杆纵缝的距离(m) 3.003.503.754.506.007.50200-250147009001470080014700700147006001470050014700400260-300168009001680080016800700168006001680050016800400注：拉杆直径、长度和间距的数字为直径长度间距。4.5.2 横向接缝每日施工结束或因临时原因中断施工时，必须设置横向施工缝，其位置应尽可能选在缩缝或胀缝处。设在缩缝处的施工缝，应采用传力杆的平缝形式，其构造如图4-2a)所示;设在胀缝处的施工缝,其构造与胀缝相同.遇有困难需设在缩缝之间时，施工缝采用设拉杆的企口缝形式，其构造如图4-2b)所示。图4-2 横向施工缝构造(尺寸单位:mm)横向缩缝可等间距（5m）布置，采用假缝形式。特重和重交通公路、收费广场以及邻近胀缝或自由端部的3 条缩缝，应采用设传力杆假缝形式，其构造如图4-3a)所示。其他情况可采用不设传力杆假缝形式，其构造如图4-3b)所示。图4-3 横向缩缝构造(尺寸单位:mm)横向缩缝顶部应锯切槽口，深度为面层厚度的1/4，宽度为5mm，槽内填塞填缝料。其构造如图4-4所示。图4-4 浅槽口构造图(尺寸单位:mm)在邻近桥梁或其他固定构造物处或其他道路相交处应设置横向胀缝。设置的胀缝条数，视膨胀量大小而定。低温浇筑混凝土面层或选用膨胀性高的集料时，宜酌情确定是否设置胀缝。胀缝宽20mm，缝内设置填缝板和可滑动的传力杆。胀缝的构造如图4-5所示。图4-5 胀缝构造(尺寸单位:mm)传力杆应采用光面钢筋。其尺寸和间距可按表4-11选用。最外侧传力杆距纵向接缝或自由边的距离为200mm。表4-11 传力杆尺寸和间距(mm)面层厚度(mm)传力杆直径传力杆最小长度传力杆最大间距220284003004.5.3 交叉口接缝布设两条道路正交时，各条道路和直道部分均保持本身纵缝的连贯，而相交路段内各条道路的横缝位置应按相对道路的纵缝间距作相应变动，保证两条道路的纵横缝垂直相交，互不错位。两条道路斜交时，主要道路的直道部分保持纵缝的连贯，而相交路段内的横缝位置应按次要道路的纵缝间距作相应变动，保证与次要道路的纵缝相连接。相交道路弯道加宽部分的接缝布置，应不出现或少出现错缝和锐角板。在次要道路弯道加宽段起终点断面处的横向接缝，应采用胀缝形式。膨胀量大时，应在直线段连续布置23 条胀缝。4.5.4 接缝填封材料接缝填料应选用与混凝土接缝槽壁粘结力强、回弹性好、适应混凝土板收缩、不溶于水、不渗水、高温时不流淌、低温时不脆裂、耐老化的材料。本设计胀缝接缝板采用沥青橡胶类材料，接缝填料采用橡胶嵌缝条。4.5.5 边缘钢筋和角隅钢筋当采用板中计算厚度的等厚板时，或混凝土板纵横向自由边缘下的基础有可能产生较大的塑性变形时，应在其自由边缘和角隅处设置下述两种补强钢筋。如图4-6，图4-7所示。图4-6边缘钢筋 图4-7角隅钢筋图4-8混凝土路面与沥青路面相接的处理第五章 路基路面排水设计5.1 路界地表排水路界地表排水包括路面，路基边坡坡面和