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摘 要
本设计为湖南省长沙某地2010年拟新建的一条双向六车道高速公路,设计速度为120km/h.起止桩号为K0+000-K11+200,计划2015年末建成通车。分为路基设计和路面设计两部分。
路基设计中主要以一般路堤形式进行设计,路堤平均高度4.5m.路基土为黏性土,平均地下水位于1.0M处,主要进行了路基横断面设计、道路横断面排水设计、路基稳定性验算和施工设计.其中,路基稳定性验算取8m高一般路堤进行设计。
路面设计主要包括水泥混凝土路面设计和柔性路面设计,水泥混凝土为刚性路面,主要包括轴载换算、路面结构组合设计、混凝土路面结构层设计、接缝设计、各结构层材料组合设计、各结构层的施工设计.并对水泥混凝土路面面层的配合比以及工程量和材料用量进行了设计。
柔性路面为沥青路面,本设计是以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标进行设计的,其主要包括轴载换算确定交通等级、路面结构组合方案设计、路面结构层厚度设计、各层材料组成设计、各结构的施工设计、工程量设计以及沥青路面建筑设计。
关键词: 路基、水泥路面、柔性路面、结构组合、设计验算、排水施工
目 录
摘 要 1
关键词 1
目 录 2
1 路基设计 1
1.1路基设计的一般要求 1
1.2路基横断面设计 2
1.2.1 确定路基横断面形式 2
1.2.2 确定自然区划和路基干湿类型 2
1.2.3 拟定路基断面尺寸 3
1.3 道路横断面排水设计 4
1.3.1 初步设计 4
1.3.2 路拱设计 5
1.3.3 边沟设计 5
1.3.4截水沟设计 5
1.3.5排水沟设计 6
1.3.6 其他排水设施 10
1.4 路基稳定性验算 10
1.4.1 设计参数 10
1.4.2 稳定性验算 11
1.5 施工设计 16
1.5.1 路基施工的一般规定 16
1.5.2 填方路基的施工 16
1.5.3 边沟的施工 17
2 水泥混凝土路面设计 18
2.1行车荷载 18
2.1.1车辆的类型和轴型 18
2.1.2轴载换算 19
2.1.3交通分析 21
2.2路面结构组合设计 23
2.2.1垫层设计 23
2.2.2基层设计 23
2.2.3面层设计 25
2.2.4路肩设计 25
2.2.5路面排水设计 25
2.3路面结构层设计 26
2.3.1初拟路面结构 26
2.3.2路面材料参数的确定 27
2.3.3 基层顶面回弹模量 28
2.3.4荷载疲劳应力 30
2.3.5温度疲劳应力 32
2.4接缝设计 35
2.4.1纵向接缝 35
2.4.2横向接缝 36
2.5各结构层材料组合设计 37
2.5.1基本要求 37
2.5.2垫层材料 38
2.5.3基层 38
2.5.4 面层材料 38
2.6各结构层的施工技术要求及质量控制标准 41
2.6.1施工技术 41
2.6.2施工要求 41
2.7工程量及材料用量计算 43
2.8 水泥混凝土路面建筑设计 44
3.柔性路面设计 44
3.1进行轴载换算确定交通等级 44
3.1.1交通量转化 44
3.1.2确定交通等级 48
3.2 拟定路面结构组合方案 49
3.3 路面材料参数确定 49
3.3.1确定土的回弹模量 49
3.3.2确定材料回弹模量 49
3.4 路面结构层厚度的确定及强度验算 50
3.4.1初拟路面各结构层厚度 50
3.4.2计算稳定砂砾结构层厚度 50
3.4.3验算结构层底面拉应力 53
3.5 验算防冻层厚度 57
3.6 各结构层材料组成设计 57
3.7 各结构层的施工技术要求及质量控制标准 61
3.7.1石灰稳定粒料施工技术要求 62
3.7.2 二灰稳定类基层的施工技术要求 62
3.7.3 沥青混凝土面层的施工技术要求 65
3.7.4质量控制标准 69
3.8 工程量及材料组成设计 72
3.9 沥青路面建筑设计 73
3.9.1 类型 73
3.9.2 施工方法 73
主要参考文献 74
可修改编辑
1 路基设计
路基设计,通常包括路基基身,排水、防护与加固等方面。路基基身设计,主要涉及填料选择、压实标准、路基边坡及地基要求等问题。一般路基是指在一般地质与水文等条件下的路基。其横断面可直接参照现行规范的有关规定或者标准图,结合当地实际情况进行设计。
对边坡高度和基底横坡超过规定以及工程地质条件特殊的路基,需要进行个别论证和稳定性验算。既有足够的强度和稳定性,又要经济合理。影响路基强度和稳定的地面水和地下水,必须采取拦截或排出路基以外的措施,并结合路面排水,综合排水设计,形成完整的排水系统。修筑路基取土和弃土时,应符合环保要求,以适当处理,减少弃土侵占耕地,防止水土流失和瘀塞河道。
本路基设计主要依据《公路路基设计规范》(JTG D30—2004)、《公路工程技术标准》(JTJ B01—2003)、《公路自然区划标准》及《土的工程分类》(GBT_50145-2007) 《公路排水设计规范》(jTj018)和《路基路面工程》教材进行设计。
1.1路基设计的一般要求
路基应根据道路等级、行车要求和当地自然条件,并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况,进行精心的设计,既要坚实稳定,又要经济合理。
路基设计除选择合适的路基横断面形式外,还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物。
选定路线时,应尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。
路基设计应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要。
1.2路基横断面设计
1.2.1 确定路基横断面形式
由设计任务书所给条件,路基横断面可采用路堤、路堑和半填半挖三种形式,以及公路曲线的超高、加宽时的路基横断面。本设计主要才用一般路堤形式,按照标准横断面形式进行设计。
1.2.2 确定自然区划和路基干湿类型
由《公路自然区划标准》可知:浙江大部分位于Ⅳ5江南丘陵过湿区,属于东南湿区。路基土质为粉质土。
由《公路自然区划标准》得公路二级区划的特征和指标:
表1.1 二级区划的特征和指标
二级区名
(包括副区)
水热状态
地表
情况地貌类型
地表
切割深度(m)
土质
和岩性
潮湿系数(K)
年降水量(mm)
雨型
最高月
K值
最大月雨期长度
最高月平均地温(℃)
Ⅳ5江南丘陵过湿区
1.5~2.25
1400~2000
梅雨秋雨伏旱
3.5~5.0
4.0~4.5
25~32.5
湿润丘陵局部分部有山地
一般≥200局部为200~500
粘性土
由表1.1可知Ⅳ5江南丘陵过湿区的潮湿系数K值较高。
由《路基路面工程》可得路基临界高度:
表1.2 路基临界高度参考值
该公路为高速公路双向六车道,要求标准较高,故取路基干湿类型为干燥,则由表1.2可得路基最小高度H>H1=(1.7~1.9)。又由设计资料可知地下水于1.0M处,故路基的最小填土高度为0.9米。
1.2.3 拟定路基断面尺寸
由《公路自然区划标准》可知,湖南长沙属于IV5江南丘陵过湿区,地貌为湿润丘陵局部有山地,本公路为高速公路双向六车道,并考虑该地区经济较发达,取计算行车速度为120Km/h。
(1) 路基宽度:
由《公路工程技术标准》(JTJ B01—2003)可归纳得:
表1.3 路基宽度参数
高速公路
六车道
120 Km/h
行车道宽度
(m)
中央分隔带
(m)
左侧路缘带
(m)
硬路肩
(m)
土路肩
(m)
6×3.75
3
0.75
3.00
0.75
行车道宽度:6×3.75=22.5m 中央分隔带:3m 左侧路缘带:0.75m×2=1.5m
硬路肩宽度:3.00m×2=6.0m 土路肩宽度:0.75m×2=1.5m 右侧路缘带:0.50×2=1.0m。
则,路基宽度:22.5+3+1.5+6.5+1.5=34.5m
得路基横断面图如图1.1所示:
图1.1 路基横断面简图
(2) 路基高度:
由《公路路基设计规范》(JTG D30—2004) 2.0.8,设有中央分隔带的高速公路,路基设计标高为中央分隔带的外侧边缘高程。《公路自然区划标准》规定,由于该公路位处江南丘陵过湿区,连续阴雨多,公路最不利季节为4-6月,公路以水毁为主,且公路等级要求高,设计需求路基干湿类型为干燥,由表1.2知,路基高度H>1.9m,最低填土高度为0.9 m。设计资料中路基平均高度为4.8m。综合考虑路线纵坡要求,路基稳定性和工程经济等因素,本设计取路基稳定纪验算高度h=8m。
(3) 路基边坡坡率:
路堤填土高度为8 m,路基填料为细粒土,由表1.4可得,取路基边坡坡率为1׃1.5,则边坡 宽度b=1.5 h=12 m。
表1.4 路堤边坡坡率
填料类别
边坡坡率
上部高度(H≤8m)
下部高度(H≤12m)
细粒土
1׃1.5
1׃1.75
粗粒土
1׃1.5
1׃1.75
巨粒土
1׃1.3
1׃1.75
1.3 道路横断面排水设计
1.3.1 初步设计
本次设计路段地下水位为1m,经地质勘察无小范围内泉眼出露,地下水流汇集等现象。且该路段修建在Ⅳ5区,填土的平均高度为4.8m。土质为粘性土,地下水位为1m,则可知路面底至地下水位平均高度 H=1+4.8=5.8m,查《公路自然区域标准》可知:粘性土路基的临界高度H1和H2相应为1.7~1.9m和1.3~1.4m,故H2<H<H1,可知路基属于干燥类,路基下层处于中湿状态。故本次道路横断面排水设计以路表面排水为主,不作地下排水设计。
1.3.2 路拱设计
按规范要求,为了便于路面快速排水,在路基行车道和硬路肩设置2%的路拱,土路肩设置4%的路拱,如图1.1所示。
1.3.3 边沟设计
(1) 土质沟渠大多采用梯形,其边沟坡度取1:1.0~1:1.5,考虑雨水冲刷的影响,本次边沟坡度取1:1.5。
(2) 参照路基边沟规范规定,高速公路边沟的最小断面尺寸为:沟深及底宽均不应小于0.6m,且按最小断面尺寸设计的边沟足以排出其份内的水量,可以不进行水文水力计算。
(3) 考虑本次设计路段处于Ⅳ5区(江南丘陵过湿区)雨量较多,以及各种边沟类型和使用条件。所以本次设计中,在一些低填方路段(高度小于边沟深度0.8m)或者挖方段设置边沟排水,沟底宽度设为0.8m。
土质边沟容易生长杂草而淤塞,养护工作量较大,外容也难齐整,因此,高速公路的土质边沟应全部进行防护。于水量较大,边沟采用浆砌片石铺砌,砌筑用砂浆M7.5号,厚度取0.35m。详见图1.2所示:
图1.2 边沟尺寸图(单位:m)
1.3.4截水沟设计
(1) 截水沟的设计包括天沟和路堤坡脚处的截水沟,按照规范要求,截水沟与路堑坡顶与路堤坡脚之间应有一定的距离(有边沟时应≥5m;无边沟时≥2m),深度及底宽不宜小于0.5m,结合当地地形和地质条件顺等高线合理布置,采用梯形断面,沟壁坡度取1:1.3,沟深及宽度均取0.7m。详图见1.3和1.4所示:
(2) 截水沟沟底设置0.8%的纵坡,沟底和沟壁要夯击密实,不渗水,不滞水,沟底和沟壁不再进行加固。
图1.3 有边沟的截水沟(单位:m)
图1.4 无边沟的截水沟(单位:m)
1.3.5排水沟设计
(1) 排水沟平面线形应力求顺直,需要转弯时亦尽量圆顺,做成弧形,其半径不小于10~20m,沿路线布设,距填方路基坡脚不宜小于3~4m,为防止沟渠内因水流的流程太长和流量过大而造成冲刷或积水,其长度应有所限制,沟渠排水长度一般不宜超过500m。沟渠过长时,应结合地形条件,增设出水口或涵管,将水引走。
(2) 排水沟水流进入其他沟渠或水道时,应使原水道不冲刷或淤积,一般应使排水沟与原水道两者成锐角相交,交角不大于450,有条件时可用半径R=10b(b为沟顶宽)的圆曲线向下游与其它水道相接。如图1.5所示:
图1.5 边沟的位置
(3)排水沟水力计算:
因为湖南长沙位于江南丘陵湿润区,降雨较多。故排水沟的排水负担较大,需进行排水沟的水力计算。由《公路排水设计规范》3.0.1 可知,路界各项排水设施所需排泄的设计流量按下式计算确定:
(1-1)
式中:
Q:设计径流量(m3/s);
q:设计重现期各降雨历时的平均降雨强度(mm/min);
:径流系数;
F:汇水面积(Km2)
经计算可得: Q==1.0×0.63×2.0=1.26
又查表可得:=0.9(水泥路面) 0.95(沥青路面)
因湿润地区高速公路一般每300m设计一排水沟,故可设汇水面积为:
F=300×250=75000mm2=0.075Km2
代入得:
Q=16.67×0.95×1.26×0.075=1.50m3/s
取设计纵坡=0.02,坡率=1,浆砌片石沟壁粗糙系数=0.025,假定沟底宽度=0.5m;由表3.7可得=0.83,取=0.6m;
表1.5 水力最佳断面宽深比
边坡率
0
0.25
0.5
0.75
1.00
1.25
1.50
2.00
3.00
2
1.56
1.24
1.00
0.83
0.70
0.61
0.47
0.32
3. 水流断面积:
(1-2)
由 得,=0.66m2;
断面系数:
(1-3)
由 得,=2.82;
湿周:
(1-4)
由 得,=2.19m;
水力半径:
(1-5)
由 得,=0.33m;
4. 指数:
(3-5)
由 得,=0.24;
流速系数:
(1-6)
由 得,=32;
水流断面流速:
(1-7)
由 得=2.48m/s;
断面流量:
(1-8)
由 得,=1.64 m3/s;
5. 验算 沟底铺砌采用浆砌片石。
则由表1.6可得最大容许设计流速为=3.0m/s;
表1.6 容许流速表
沟渠类型
最大容许设计流速(m/s)
沟渠类型
最大容许设计流速(m/s)
粗砂
0.8
草皮护面
1.6
黏土质砂
1.0
干砌片石
2.0
高限黏土
1.2
浆砌片石
3.0
石灰岩
4.0
混凝土
4.0
假设水中主要含土类为中细沙,取=0.5;
最小容许流速:
(1-9)
由得=0.26 m/s;
因为设计结果=2.48 m/s,介于与值之间,所以流速符合要求。
又因为计算流量=1.64 m3/s,与 =1.50m3/s相差未超过10%,一般可认为符合设计要求。
综上可知:因为流量和流速均符合要求,本排水沟可采用底宽0.5m,而沟深,应为水深加安全高度=0.10~0.20m,本设计取=0.1m,所以沟深=+=0.6+0.1=0.7m.
1.3.6 其他排水设施
道路的排水设施主要包括路基排水和路面排水。
常用的路基地面排水设施,除了已经进行设计的边沟和截水沟外,还包括排水沟、跌水与急流槽。这些排水设备,分别设在路基的不同部位,各自的排水功能、布置要求和构造形式均有所差异。各类地表水沟沟顶应高出设计水位0.2m以上。当地下水影响路基路面的强度或边坡稳定时,应设置暗沟、渗沟和检查井等地下排水设施。
路面表面排水主要是迅速把降落在路面和路肩表面得降水排走,一面造成路面积水而影响行车安全。主要包括中央分隔带排水、路面内部排水和边缘排水系统,以及排水基层的排水系统等。
1.4 路基稳定性验算
由《路基路面工程》可知,粘性土具有较大的粘结力,而内摩擦角较小,破坏滑动面可采用圆弧破裂面法,并且应当符合以下假定:(1)不考虑滑动体内应力不均匀分布和局部移动;(2)认为平衡状态只在滑动面上达到,滑动土体滑动时整体下滑;(3)极限滑动面的位置需通过试算法加尺以确定。由于本设计标准横断面采用一般路堤形式,路堤平均填土高度为4.8m。对于路基的稳定性分析,采用一般路堤的最高值8m。由《公路路基设计规范》(JTG D30—2004)得路堤边坡坡度为定值。
1.4.1 设计参数
由于本路基属中湿,经查可知,土的摩擦系数f和黏结力C为:
表1.7 容许流速表
土壤名称
内摩擦角
摩擦系数
黏结力C(KPa )
干黏土
13°-17°
0.23-0.31
5-10
湿黏土
13°-17°
0.23-0.21
5-20
极湿黏土
13°-17°
0.23-0.21
6-10
故可取路堤粘聚力C=16KPa,内摩擦角φ=17路堤填土高h1=8m,路堤边坡坡率为m=1׃1.5,°(tanφ=0.31)。土的容重取γ=17KN/m3。车辆荷载为公路一级汽车荷载。由《公路路基设计规范》(JTG D30—2004)3.6.7,对路堤和地基的整体稳定性采用简化的Bishop法进行分析计算。
1.4.2 稳定性验算
(1) 车辆荷载的换算
在进行路堤稳定性验算时,将车辆荷载按最不利情况排列,并换算成相当的土层厚度。
公路一级汽车荷载换算成土柱高:
由《路基路面工程》有:
(1-10)
式中:N—并列车辆数,双向六车道N=6;
L— 标准车辆轴载为13m;
Q—一辆重车的重力(标准车辆荷载为550KN);
γ—路基填料的重度为17KN/m3;
B—荷载横向分布宽度,
B=Nb+(N-1)m+△=6×1.8+(6-1)×1.3+0.6=17.9
数值带入计算可得:h0=0.83m,取h0=1.0 m,偏于安全计算。
(2) 路堤横断面
4.5H法滑动面圆心位置的辅助线,确定不同圆心可得各计算好下图表:
图1.8滑动面距道路边缘1/4H=2.25时
其计算如下:
表1.8
分段
Xi(cm)
SINai=Xi/R
ai
COSai
面积(cm2)
Gi
Ni
Ti
L/cm
1.00
1458.84
0.80
53.21
0.60
34367.82
584253.02
349924.90
467871.94
1898.80
2.00
1271.34
0.70
44.26
0.72
49321.30
838462.17
600519.81
585145.08
3.00
1121.34
0.62
37.99
0.79
54124.87
920122.77
725154.55
566371.60
4.00
971.34
0.53
32.22
0.85
55033.15
935563.52
791477.01
498841.90
5.00
821.34
0.45
26.80
0.89
52825.48
898033.23
801579.86
404886.93
6.00
671.34
0.37
21.62
0.93
47980.34
815665.77
758259.11
300589.04
7.00
521.34
0.29
16.63
0.96
40808.53
693744.98
664729.69
198536.00
8.00
371.34
0.20
11.76
0.98
31516.47
535779.96
524530.81
109213.56
9.00
221.34
0.12
6.98
0.99
20239.25
344067.28
341518.21
41804.37
10.00
71.34
0.04
2.24
1.00
7058.76
119998.86
119906.81
4699.25
∑
5677600.75
3177959.67
K
1.51
在上表中:
(1-11)
(1-12)
(1-13)
同理可得:
图1.9 滑动面距道路边缘3M时
其计算如下:
表1.9
分段
Xi(cm)
SINai=Xi/R
ai
COSai
面积(cm2)
Gi
Ni
Ti
L/cm
1.00
1380.83
0.79
52.18
0.61
59594.60
1013108.18
621257.94
800266.67
1984.33
2.00
1155.83
0.66
41.39
0.75
62038.75
1054658.76
791215.47
697340.08
3.00
1005.83
0.58
35.13
0.82
64913.77
1103534.01
902556.48
634963.85
4.00
855.83
0.49
29.31
0.87
64171.28
1090911.73
951227.88
534091.68
5.00
705.83
0.40
23.81
0.91
60469.64
1027983.89
940459.88
415073.61
6.00
555.83
0.32
18.54
0.95
54218.55
921715.40
873880.32
293074.16
7.00
405.83
0.23
13.42
0.97
45683.63
776621.72
755403.01
180298.61
8.00
255.83
0.15
8.42
0.99
35037.44
595636.40
589223.19
87170.87
9.00
105.83
0.06
3.47
1.00
22101.68
375728.59
375039.41
22746.87
10.00
44.17
0.03
1.45
1.00
7500.00
127500.00
127459.29
3221.63
∑
6927722.88
3668248.03
K
1.45
图1.10滑动面距道路边缘4M时
其计算如下:
表1.10
分段
Xi(cm)
SINai=Xi/R
ai
COSai
面积(cm2)
Gi
Ni
Ti
L/cm
1.00
1392.72
0.83
56.45
0.55
30777.98
523225.65
289135.73
436079.82
2104.15
2.00
1192.72
0.71
45.54
0.70
82092.10
1395565.63
977442.01
996097.66
3.00
1008.34
0.60
37.12
0.80
87908.90
1494451.38
1191710.00
901782.78
4.00
839.59
0.50
30.16
0.86
88026.03
1496442.45
1293846.03
751865.97
5.00
670.84
0.40
23.67
0.92
83586.94
1420978.05
1301446.35
570452.48
6.00
502.09
0.30
17.49
0.95
75347.21
1280902.51
1221715.41
384867.11
7.00
333.34
0.20
11.51
0.98
63650.23
1082053.95
1060306.60
215848.73
8.00
164.59
0.10
5.65
1.00
47386.35
805567.93
801650.85
79344.85
9.00
-4.16
0.00
-0.14
1.00
31856.94
541568.00
541566.32
-1348.22
10.00
-172.91
-0.10
-5.94
0.99
11074.19
188261.24
187250.67
-19480.23
∑
8866069.97
4315510.97
K
1.41701
图1.11滑动面距道路边缘5M时
其计算如下:
表1.11
分段
Xi(cm)
SINai=Xi/R
ai
COSai
面积(cm2)
Gi
Ni
Ti
L/cm
1.00
1343.77
0.83
56.39
0.55
48687.47
827686.94
458104.53
689351.80
2230.80
2.00
1093.77
0.68
42.68
0.74
126495.99
2150431.76
1580867.07
1457812.08
3.00
884.39
0.55
33.24
0.84
104906.93
1783417.89
1491623.58
977567.63
4.00
715.64
0.44
26.33
0.90
102341.70
1739808.94
1559301.45
771695.62
5.00
546.89
0.34
19.81
0.94
95557.77
1624482.07
1528313.37
550636.22
6.00
378.14
0.23
13.55
0.97
85150.25
1447554.21
1407236.07
339263.65
7.00
209.39
0.13
7.46
0.99
71470.07
1214991.25
1204715.94
157680.85
8.00
40.64
0.03
1.44
1.00
54711.25
930091.17
929796.07
23427.67
9.00
-128.11
-0.08
-4.55
1.00
34950.48
594158.13
592282.17
-47177.50
10.00
-296.86
-0.18
-10.60
0.98
12161.31
206742.26
203212.66
-38039.15
∑
10955452.90
4882218.88
K
1.43
经计算可知当距道路边缘4M时计算所得K值最小,即K=1.417>1.35(简单毕肖普法最小值)。所以路基稳定符合要求。
1.5 施工设计
1.5.1 路基施工的一般规定
⑴路基施工宜以挖作填,减少土地占用和环境污染。
⑵路基施工中各施工层表面不应有积水,填方路堤应根据土质情况和施工时气候状况,做成2%~4%的排水横坡。
⑶雨季施工或因故中断施工时,必须将施工层表面及时修理平整并压实。
⑷施工过程中,当路堑或边坡内发生地下水渗流时,应根据渗流水的位置及流量大小采取设置排水沟、集水井、渗沟等设施降低地下水位。
⑸排水沟的出口应通至桥涵进出口处。
⑹取土坑应有规则的形状,坑底应设置纵、横坡度和完整的排水系统。
⑺当设计未规定取土坑位置或规定的取土坑的贮土量不能满足要求须另寻土源上四,应按照下列规定办理:
当地面横坡定于1:10时,路侧取土坑应设在路基上侧,在桥头两侧不宜设取土坑,特殊情况下,可在下游一侧设置,但应留有宽度不小于4.0m的护坡道。
取土坑的边坡,内侧宜为1:1.5,外侧宜小于1:1,沿河地段的坑底纵坡可减少至0.1%,沿线取土坑的坑底纵坡不宜小于0.2%,坑底一般宜高出附近水域的常年水位,取土坑的坑底横坡可做成向路线外侧倾斜的单向坡,坡厚为2%~3%,当取土坑坑底宽度大于6m时,可做成向中间倾斜的双向横坡,并在中间设置底宽0.4m的纵向排水沟,当坑底纵坡大于0.5%时,可以不设排水沟。
当沿河弃土时,不得阻塞河流,挤压挤孔和造成河岸冲刷。
1.5.2 填方路基的施工
⑴ 土方路基应分层填筑压实,用透水性不良的土填筑路堤时,应控制其含水量在最佳压实含水量大2%之内。
⑵ 土方路基,必须根据设计断面,分层填筑、分层压实,采用机械压实时,分层的最大摊铺层厚,按土质类别,压实机具功能碾压遍数等,经过经验确定,但最大摊铺厚度,不宜超过50cm,填筑至路床底面,最后一层的最小压实厚度,不应小于8cm。
⑶ 路堤填土宽度每侧应宽于填层设计厚度,压实厚度不得小于设计宽度,最后削坡。
⑷ 填筑路堤宜采用水平分层填筑法施工。
⑸ 原地面纵坡大于2%的地段,可采用纵向分层法施工,沿纵坡分层,逐层填压密实。
⑹ 若填方分几个作业段施工,两段交接处,不在同一时间填筑则先填地段应按1:1坡度分层留台阶。若两个地段同时填,则应分层相互交叠、衔接,其搭接长度不得小于2m。
⑺ 河滩路堤填土,应连同护坡道在内,一并分层填筑,可能受水浸淹部分的填料,应选用水稳性比较好的土料,河槽加宽,加深工程应在修筑路堤前完成,调治构造物应提前修建。
⑻ 两侧取土,提高在3m以内的路堤可用推土机从两侧分层推填,并配合平地机分层填平,土的含水量不够多时,用洒水车并用压路机分层碾压。
⑼ 填方集中地区路基的施工
A.取土场运距在1km范围内时,可用铲运机运送,辅以推土机开道,翻松硬土,取整取土段,清除障碍等。
B.取土场运距超过1m范围时,可用松土机翻松,用挖掘机或装载机配合自卸车运输,用平地机平整填土,配合洒水车压路机碾压。
1.5.3 边沟的施工
⑴边沟应分段设置出水口,梯形边沟没段长度不宜超过300m,三角形边沟不宜超过200m。
⑵平曲线处边沟施工时,沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接,不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生,曲线外侧边沟应适当加深,其增加值等于超高值。
⑶土质边沟当沟底纵坡大雨3%的应采用加固措施
2 水泥混凝土路面设计
水泥混凝土路面板为刚性路面,具有较高的力学强度,在车轮荷载作用下变形较小。所以,混凝土板通常工作在弹性阶段。本水泥混凝土路面设计主要依据《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2002)。在荷载图示方面采用静力作用均布面荷载,在地基模型方面,采用温克勒地基模型。在路面板形态方面,釆用半空间弹性地基有限大矩形板理论。
2.1行车荷载
2.1.1车辆的类型和轴型
由交通调查和预测得知,本路建成初期每昼夜双向混合交通量组成如下:
表2.1交通参数
根据交通调查结果,查阅相关资料可得2.2表如下:
表2.2 车辆轴重参数参考表
车型序号
车型名称
前轴重(KN)
后轴重(KN)
后轴数
后轴轮组数
后轴距
交通量
01
桑塔纳2000
2909
02
江淮AL6600
17.00
26.50
1
2
0
426
03
黄海DD680
49.00
91.50
1
2
0
514
04
北京BJ130
13.55
27.20
1
2
0
234
05
东风EQ140
23.70
69.20
1
2
0
557
06
黄河JN163
58.60
114.00
1
2
0
904
07
东风SP9250
50.70
113.30
3
2
4
299
交通年平均值增长率(%)
9.5
2.1.2轴载换算
由《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2002)得标准轴载的有关计算参数见表2.3:
表2.3 标准轴载计算参数
标 准 轴 载
BZZ—100
轴载P(KN)
100
轮胎接地压强p(MPa)
0.70
单轮传压面当量直径d(cm)
21.30
两轮中心距(cm)
1.5d
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,换算为标准轴载的作用次数。
由《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2002) 有
(2-1)
(2-2)
或 (2-3)
或 (2-4)
式中:
Ns—100KN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-双轮组轴型级轴载的总重(KN);
—轴型和轴载级位数;
—各类轴型级轴载的作用次数;
—轴-轮型系数,单轴-双轮组时,=1;单轴-单轮时,按(2-2)计算;双轴-双轮组时,按(2-3)计算;三轴-双轮组时,按(2-4)计算。
对于标准轴载作用次数的统计,去掉影响较小的轴载小于40KN的交通量。并由式2.1~2.3计算结果列表如下:
表2.4 轴载换算计算表
轴载级位Pi(KN)
每日通过次数(次/d)
BZZ-100轴次
(次/d)
49.00
514
1
1.1044×10
0.01
91.50
514
1
0.241400133
124.08
69.20
557
1
0.002765015
1.51
58.60
904
1
0.000193358
0.17
114.00
904
1
8.137249295
7356.07
50.70
299
1
1.9060×10
0.01
3×113.30
299
6.21×10
317408558.9
589.36
合计
∑=8071.24
则可知本路建成初期每昼夜双向混合交通量换算成标准轴载的作用次数为8071
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