资源描述
山东农业大学
毕 业 设 计
题目:沥青路面及扶壁式挡土墙设计
院 部 水土学院
专业班级 道路桥梁与渡河工程四班
届 次 2008级
学生姓名 *****
学 号 *********
指导教师 ******
年 2011 月 5月 日
一、概述
本设计是在详细阐述我国路面工程的发展状况、发展趋势及国内外路面设计方法;路面基本理论;行车荷载、环境因素对路面体系的影响;柔性路面设计原理等内容后,以弹性层状体系理论为基础,对某一具体道路进行了柔性路面设计,其中包括路面结构组合方案、路面厚度计算、弯拉应力和剪应力验算以及路面组合方案比选,最后选定一种比较合理的路面方案。同时又对该道路路面各结构层次施工工艺作了简要介绍。
【关键词】柔性路面、结构组合、厚度计算、施工工艺
Abstract
It is to explain the road surface project state of development , development trend and domestic and international road surface design method of our country in detail to originally design; Basic theories of road surface ; Drive a vehicle and load, the impact on road surface system of environmental factor; Design principle of flexible pavement ,etc. are based on system theory of one floor of forms of the elasticity after the content , design the flexible pavement to a certain concrete road, include road surface structure make up scheme , road surface thickness calculate , not curved to draw stress and shearing stress checking computations and road surface make scheme up than select, select a kind of more rational road surface scheme finally. Did the brief introduction to this road of every structure level construction crafts of road surface at the same time .
【Key words】The flexible pavement ;Structure make ;Thickness calculating ; Construction craft up
1.1路基路面工程意义
随着我国改革开放的不断深入,道路的现有状况已不能适应经济的快速发展,因此国家将投入大量资金用于道路建设,特别是高等级道路的建设,从而改善道路的现状,进而形成全国高速公路干线网,以加快地区之间的交流与合作,更好地促进经济发展。本次设计的目的是对某一具体道路进行路面设计和施工工艺分析。
路面工程是道路工程的重要组成部分,它主要研究公路与城市道路路面的设计原理和方法、路面结构组合、对路面材料性能以及路面结构层施工、养护、维修和管理技术等。
1.2我国沥青路面发展概况
1.2.1沥青路面概述
沥青面层分为沥青混凝土、热拌沥青碎石,乳化沥青碎石混合料、沥青贯人式、沥青表面处治五种类型。
沥青混凝土适用于做各级公路的沥青路面面层,对高速公路、一级公路的表面层、中间层、下面层应采用沥青混凝土,二级公路的表面层宜用沥青混凝土。
热拌沥青碎石适用于做二级及二级以下公路的面层、柔性路面的上基层以及调平层。乳化沥青碎石很合料适用于做三级、四级公路的沥青面层、二级公路养护罩面以及各级公路的调平层。
沥青贯入式碎石(含上拌下贯式)适用于做二级及二级以下公路的沥青面层。若沥青贯入碎石设在沥青混凝土层与半刚性基层粒料基层之间时,沥青贯人式碎石应不擞封层料,
也不做上封层。
沥青表面处治适用于三级、四级公路的面层、旧沥青面层上加铺罩面或抗滑层、磨耗层等。
1.2.2我国沥青路面设计研究历程
1.古代用条石、块石或石板等铺筑道路路面;
2.20世纪初一些公路与城市道路开始用砂石铺筑路面;
3.20年代末少数大城市用沥青、水泥混凝土和块料等铺筑的高级、次高级路面;
4.30、40年代公路上也开始出现上述高级、次高级路面;
5.解放初期各地根据就地取材原则,广泛修筑了级配碎(砾)石路面,并进行试验研究;
6.50年代中期我国首创一种路面结构形式—泥结碎石路面,此外在中、低路面上还广泛修筑了磨耗层保护层;
7.60年代初期随着我国石油工业的发展,北方开始使用国产沥青修筑表面处治和贯入式次高级路面;
8.70年代后期开始使用水泥混凝土和水泥稳定砂砾修筑路面基层;
9.近年来我国已能使用国产沥青修筑沥青混凝土和沥青碎石等高级路面,目前全国铺有各类沥青路面的公路与城市道路占较大的比重。
随着道路交通科学技术的进步,大车型、重吨位和高速度的客货运车辆的大量涌现,修建高等级高质量的道路工程在交通建设事业中已占有越来越重要的地位。作为道路工程组成部分的路面工程也正飞跃发展。路面工程发展趋势的主要特点[1]:
1.设计自动化 路面材料和配合比设计,路面应力、应变计算,路面结构选型、各层厚度计算,工程概预算以及路面优化设计,均能使用计算机自动进行计算;
2.施工机械化 在路面施工中,从土基整修、路面材料的备料及拌制、运料到摊铺、压实、成形,已全部采用机械化流水作业。路面工程建设普遍使用高效率的工程机械施工。如振动压路机、沥青洒布机、沥青混凝土自动摊铺机、水泥混凝土自动联合摊铺机等,机械化提高了效率,缩短了工期,并保障工程的高质量;
3.勘测新技术 随着电子、激光、红外线、微波技术以及航空航天科技的发展,利用这些新技术进行道路勘测和设计,已达到一个崭新的、全自动化的新水平。利用航空摄影测量、地面立体测量、电磁波测量仪器以及遥感技术,使勘测技术正进一步向自动化、数字化、多功能化和高精度方向发展。如红外线测距仪、激光经纬仪等;
4.量测自动化 路面量测是对路面工程结构物进行检查、质量鉴定、技术品质检测、工作状态测定的工作。自动化测试仪器如核子密度仪、自动弯沉仪、激光平整仪、自动噪声测量车等,为路面设计与建设提供了快速而正确的采集数据的有效工具;
5.设计和质检规范化 对于各类路面材料和结构,强度检验和稳定性监测等都先后制定了有关设计和工程质量检验标准。如《公路水泥混凝土路面设计规范》、《公路沥青路面施工技术规范》等,使我国路面设计和施工逐渐做到标准化;
6.材料和结构多样化 在高等级沥青路面中,广泛采用高性能、高粘度的重交通沥青和改性沥青。水泥混凝土路面中广泛使用了减水剂、早强剂、缓凝剂和加气剂,可以显著改善水泥混凝土路面的强度和有关的工程性质。路面结构呈多样化的趋势,如沥青路面采用土工布、土工格栅、沥青碎石玛蹄脂SMA;水泥混凝土路面有碾压混凝土、预应力混凝土、连续配筋混凝土路面等。除了柔性路面、刚性路面和半刚性路面,还出现了复合式路面,其中最为典型的是由水泥混凝土作下面层,沥青混合料作上面层组成。这类路面综合了水泥混凝土强度高、刚度大、使用寿命长和沥青混凝土舒适性好、便于修补的长处,是一种经久耐用的优质面层;
7.路面管理系统(简称PMS) 路面管理系统是路面工程技术、系统工程理论和计算机技术相结合的产物,是一种现代化的路面养护管理新技术。该管理系统运用现代管理科学的理论、系统分析的方法和计算机运输手段,为管理部门提供科学饿分析工具和方法,使有限的资源实现最佳配置,提供足够的服务水平的路面。
路面工程的持续发展必将为快速、安全和舒适的交通运输服务创造美好的前景。
在路面设计方面,解放以前完全凭借经验来进行路面设计,解放初期我国一直采用前苏联方法,这不仅不符合我国的实际情况,而且其理论本身也存在一定的问题。进入60年代,我国开始采用国产沥青修筑路面,在此推动下柔性路面设计理论和方法得到初步建立与完善。70年代以来,除了对柔性和刚性路面设计理论进行系统而深入研究外,还对这两种路面的设计参数和工作状态进行大量试验,并运用于实践进行理论验证。现在我国对柔性路面是采用以弹性层状体系为理论基础,并以路表回弹弯沉和层底抗弯拉应力等为控制指标的设计方法;对刚性路面是采用以弹性半无限地基上弹性薄板理论为基础,以混凝土疲劳强度为控制指标,并根据位移法有限元分析结果来进行设计。这些都将为我国路面设计理论和方法打下良好的基础。
1.3本毕业设计主要内容
通过对交通量轴载分析,结合当地环境,合理进行结构组合与材料选取,研究材料抗压模量与劈裂强度,确定土基回弹模量,总结设计资料,确定三层体系的厚度,确定剪应力跟抗剪强度,从而设计出合理的路基路面结构。
二、沥青路面设计理论
沥青道路路面是在路基表面上用各种不同沥青材料或混合料分层铺筑而成的一种层状结构物,其功能不仅是提供汽车在道路上能全天候地行驶,而且要保证汽车以一定的速度,安全、舒适而经济地运行。本课程设计主要从以下几个方面阐述路面基本理论:路面分级与分类、路面结构层次划分、路面必须满足的基本要求。
2.1沥青路面设计标准
2.1.1路面设计弯沉值
路面设计弯沉值是表征路面整体刚度大小的指标。路面设计弯沉值应根据公路等级、设计年限内的累计标准当童轴次、面层和基层类型按式(9-11)计算确定.
1d=600Ne-0.2AC·Ae·Ab (9-11)
式中1d为路面设什弯沉值(0. 01mm) ; Ne为设计年限内一个车道上累计当量轴次; AC为公路等级系数,高速公路、一级公路为1.0,二级公路为1.1,三、四级公路为1. 2; Ae为面层类型系数,沥青混凝土面层为1.0;热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、上拌下贯或贯人式
路面为1.1,沥青表面处治为1.2,中、低级路面为1.3; Ab为基层类型系数,对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm时,Ab=1.0;若面层与半刚性基层间设置等于或小于15cm级配碎石层、沥青贯人碎石、沥青碎石的半刚性基层结构时. Ab可取1. 0;柔性基层、底基层Ab=1. 6,当柔性基层厚度大于15cm,底基层为半刚性下卧层时,Ab可取 1.6.
2.1.2容许拉应力
高速公路、一级公路、二级公路的沥青混凝土面层或半刚性材料基层、底基层,在进行层底拉应力验算时,结构层底面计算点的拉应力σm应小于或等于该层材料的容许拉应力σR,即
σm ≤σR (9-12)
容许拉应力σR按下式计算为
σR =σsp/Ks (9-13)
式中σR为路面结构层材料的容许拉应力(MPa); σsp为沥青混凝土或半刚性材料的劈裂强度(MPa),对沥青棍凝土系指15℃时的劈裂强度,对水泥稳定类材料为龄期90d的劈裂强(MPa);对二灰稳定类、石灰稳定类的材料为龄期180d的劈裂强度(MPa); Ks 为抗拉强度结构系数;沥青混凝土面层为
Ks=0.09Aa*Ne0.22/Ac
Aa为沥青混凝土级配类型系数,细、中粒式沥青混凝土为1.0,粗粒式沥青混凝土为1. 1;无机结合料稳定集料类为
Ks=0.35Ne0.11/ Ac
无机结合料稳定细粒土类为
Ks=0.45Ne0.11/ Ac
2.2沥青路面结构组合设计
沥青路面结构组合设计实际就是结构方案设计。路面结构是一种层状体系,一般最多不会超过六层(不含土基),尽管各类设计手册当中很强调结构组合设计,但实际上对其作的并不够。沥青路面结构组合设计的基本原则有以下三条:
1)根据使用要求及当地气候、水文、土质材料等自然条件,密切结合当地实践经验进行路基路面综合设计;
2)应遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护的原则,比选路面结构设计方案;
3)对分期修建的路面工程应通过技术经济论证合理设计结构层次和厚度,使前期工程能在后期充分利用。
组合设计时可按以下几条进行:
1)面层、基层的结构类型及厚度应与交通量相适应,交通量大,路面等级要高。规范推荐了各类沥青面层厚度及适应的交通量,可参考选用。在交通量大的道路上,应加设一层沥青类材料层作为面层的下层。
采用空隙较大的沥青混合料做面层时,应在其上加铺沥青砂或用沥青表面处治作为封层.但是加封层后降低了面层抗滑能力,因此为保证路面表层有较高抗滑能力,可将封层设在下面。
交通繁重时,应选用强度较高的结合料稳定类材料做基层并可加设底基层。基层厚度一般为15-25cm,对于高等级公路,可达30-40cm以上。
垫层材料可选用粗砂、砂砾、碎石、煤渣、矿渣等粒料以及水泥或石灰煤渣稳定粗粒土,石灰粉煤灰稳定粗粒土等.厚度均为15-25cm。
2)各结构层的材料回弹模最应使各层处千最优受力状态。一般应自上面下递减,以符合轮载作用下应力和应变随深度逐渐减小的规律。使用半刚性基层材料,面层和基层的模量比可不满足此项要求.
3)要注意各结构层本身的结构特性,采取措施限制或消除不利影响。例如在无机结合料类整体性基层上修建面层时,应从材料组成设计上采取措施减少低温收缩或干缩裂缝。为此,可增加粗粒料含量(70%左右),或适当加厚面层或其间加设一层联结层(采用沥青碎石,沥青贯入等)或设置应力吸收层(如橡胶沥青层)。
4)要考虑水温状况的不利影响,在潮湿路段修筑沥青路面时,首先应对路基进行必要的处理,如提高路基或降低地下水位等措施,并采用半刚性基层或水稳定性好的透水基层。在季节性冰冻区有冻胀可能的中湿、潮湿路段,要考虑冻胀和翻浆的危害.路面结构除了要满足力学强度的要求外,其总厚度还要满足防冻层厚度的要求,以避免路基产生过大的不均匀冻胀,导致路面开裂。
5)适当的层次和层厚,各级公路及各类结构层按所用材料的规格和施工工艺的要求,有一最小厚度的规定,低于此厚度就难以满足使用性能的要求或不能形成稳定的结构层次。
6)除以上原则外,还要注意结构组合设计应考虑到可能的施工工艺和技术水平,要注意各类材料的最大最小厚度和可施工厚度,见表9-6.
表9-6 各类结构层的最小厚度和适宜的厚度
结构层类型
施工最小厚度(cm)
结构层适宜厚度(cm)
沥清混凝土、热拌
沥青碎石
粗粒式
5.0
5~8
中粒式
4.0
4~6
细粒式
2.5
2.5~4
沥青石屑
1.5
1.5~2.5
沥青砂
1.0
1~1.5
沥青贯人式
4 .0
4~8
沥青上拌下贯式
6.0
6~10
沥青表面处治
1 .0
层铺1~3,拌和2~4
水泥稳定类
15.0
16~20
石灰稳定类
15.0
16~20
石灰工业废渣类
15.0
16~20
级配碎、砾石
8
10~15
泥结碎石
8
10~15
填隙碎石
10
10~12
7)注意应用新材料和废弃物,大胆科学地应用新型材料不仅可解决高等级公路建设中的很多技术关键问题,又有利于道路工程科学的发展。诸如钢渣、粉煤灰、建筑垃圾、废旧轮胎等固体废弃物在道路工程应用有利于环境保护和降低工程造价。
规范依据工程经验推荐了各级公路的沥青路面结构,可参考选用。2.3设计步骤
沥青路面结构设计一般有以下五步:
1)根据设计任务书的要求,进行交通盆分析,确定路面等级和面层类型、计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值.
2)按路基土类与干湿类型,将路基划分为若干路段(在一般情况下路段长度不宜小于500m,若为大规模机械化施工,不宜小于1km),确定各路段土基回弹模量值。
3)可参考规范推荐结构(见规范附录A),拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案,根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度,确定各结构层材料设计参数。
4)根据设计弯沉值计算路面厚度,对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层,应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求,或调整路面结构层厚度,或变更路面结构组合,或调整材料配合比、提高极限抗拉强度,再重新计算.上述计算应采用多层弹性体系理论编制的专用设计程序进行。对于季节性冰冻地区的高级和次高级路面,尚应验算防冻厚度是否符合要求,进行技术经济比较,确定采用的路面结构方案.
2.4路面厚度计算
1.按设计弯沉确定路面厚度
先按式计算设计弯沉值,沥青路面厚度是根据多层弹性理论、层间接触条件为完全连续体系时,先按在双圆均布荷载作用下,轮隙中心处路表弯沉值ls等于设计弯沉值Ib的原则进行计算,其力学图式如图9-1所示,路表弯沉值按式计算为
ls=1000*(2pδ/Eo)*acF (9-14)
F=1.63(ls/2000δ)0.38(Eo/p)0.36 (9-15)式中ls为路面弯沉值((0.01mm); p、δ为标准车型的轮胎接地压强(MPa)和当量圆半径(cm); F为弯沉综合修正系数; ac为理论弯沉系数
由于上式中弯沉综合修正系数与路面弯沉值本身有关,必须试算。
设计时,应先拟定某一层作为设计层,拟定面层和其他各层的厚度。当采用半刚性基层、底基层结构时,可选任一层为设计层,当采用半刚性墓层、粒料类材料为底基层时,应拟定面层、底基层厚度,以半刚性基层为设计层才能得到合理的结构,当采用柔性基层、底基层的沥青路面时,宜拟定面层、底基层的厚度,求算基层厚度,当求得基层厚度太厚时,可考虑选用沥青碎石或乳化沥青碎石做上基层,以减薄路面总厚度,增加结构强度和稳定性。
2.层底拉应力验算
对高速公路、一级公路、二级公路的沥青棍凝土面层和半刚性基层、底基层应进行拉应力的验算。层底拉应力的力学计算图式如图9-1。验算层底拉应力时应根据多层弹性理论,层间接触条件为完全连续体系,以双圆荷载作用下按式计算层底最大拉应力σm为
σm= p σm (9-16)
式中σm为理论最大拉应力系数.
验算沥青混凝土面层及半刚性材料的基层、底基层的层底拉应力时,以单圆的中心点B,单圆半径的二分之一点D,单圆的内侧边缘点E及双圆间隙中心点C为计算点,并取最大值作为层底最大拉应力。
三、柔性路面设计实例
3.1工程资料
在黄淮海平原上拟建一条一级公路,双向六车道,并设有中央分隔带,经调查路线经过的地区土质为粉质中液限粘土,地面水位离地面1.7m,多年观测最大冻深为1.2m,填土高度为1.1m。交通量组成见下表(4-1),交通量年平均增长率为10%,拟选用沥青混凝土面层,使用年限为15年。试设计该一级公路的路面结构和厚度。
3.2交 通 量 组 成
交 通 量 组 成 表4-1
车型
跃进NJ130
交通SH141
太脱拉138
黄河JN150
日野KB211
格斯51
小汽车
辆/d
2500
1200
900
720
300
240
200
1.进行交通分析
现行规范规定:高速公路、一级、二级公路及城市道路应采用BZZ-100重型标准,因此该一级公路选用BZZ-100重型标准。由于大客车、货车的重量远较小客车大,因此在路面设计中主要考虑大客车与货车的作用。
将各种轴载作用次数换算为标准轴载作用次数,计算结果如下表所示:
车 型
交通量(辆/日)
轮压(MPa)
单轮轮迹直径(cm)
轮组系数
后轴轴数
前轴轴载(KN)
跃进NJ130
2500
0.40
17.50
1
1
15.30
交通SH141
1200
0.45
19.76
1
1
25.55
太脱拉138
900
0.60
20.60
1
2
51.40
黄河JN150
720
0.70
21.49
1
1
49.00
日野KB211
300
0.60
23.03
1
1
47.55
格斯51
240
0.35
18.50
1
1
16.00
车型
后轴换算
系数
前轴换算
系数
车辆(总)轴载换算系数
当量轴次(次/日)
跃进NJ130
0.014
0.002
0.016
40
交通SH141
0.063
0.017
0.080
96
太脱拉138
0.360
0.279
0.999
899
黄河JN150
1.069
0.231
1.300
936
日野KB211
0.831
0.204
1.035
311
格斯51
0.011
0.003
0.014
3
后轴换算系数:
前轴换算系数:
车辆(总)轴载换算系数=后轴轴数后轴换算系数+前轴换算系数
当量轴次=交通量车辆(总)轴载换算系数
由上表得: =2285次/日
设计年限内一个车道上的累计当量轴次为:
查表(各种路面适应的累计当量轴次)可知该一级公路路面等级为高级路面。
2.确定土基的回弹模量值
由《公路自然区划标准》查得辽河平原属区。路槽底距地下水位的高度为=1.7+1.1=2.8m,查表(路基临界高度参考值)可知介于(3.4)和(2.6)之间,接着查表(路基干湿类型)可知该路基属中湿路基。然后查表(分界相对含水量建议值)可得出路基平均含水量介于(0.60)和(0.65)
之间,取0.60,由表(二级自然区划各土组土基回弹模量建议值)可知:=25Mpa。
3.计算路表容许弯沉值
一级公路=1,沥青混凝土面层=1
cm
3.3拟定路面结构组合方案,确定路面材料的相关参数
层次
结构层名称
厚度(cm)
抗压回弹模量(MPa)
弯拉回弹模量(MPa)
极限抗弯拉强度(MPa)
1
沥青混凝土
5
1200
1600
2.3
2
沥青碎石
10
800
3
石灰碎石土
?
400
1200
0.4
4
天然砂砾
20
140
5
土基
25
3.4按容许弯沉值计算路面厚度
1)计算综合修正系数
2)计算理论弯沉系数
3)计算石灰碎石土层的厚度
沥青混凝土面层作为当量三层体系的上层,第二、三、四层换算成当量三层体系的中层,土基作为当量三层体系的下层。
由,,查(三层体系表面弯沉系数诺谟图中主图)得:
由,,查(三层体系表面弯沉系数诺谟图中扇形图)得:
查(三层体系表面弯沉系数诺谟图中梅花图)得:,则
中层当量厚度:
,取31。
3.5验算弯拉应力
1)验算沥青混凝土面层底面的弯拉应力
沥青混凝土面层作为当量三层体系的上层,第二、三、四层换算成当量三层体系的中层,土基作为当量三层体系的下层。
当量三层体系中层当量厚度:
则
该路在沥青碎石铺筑后,要开放交通一段时间再铺筑沥青混凝土面层,故层间为滑动接触。
由,,,查(三层体系上层底面弯拉应力系数诺谟图(上层、中层间滑动))得:,,
最大弯拉应力:
计算沥青混凝土抗弯拉结构强度系数:
计算沥青混凝土容许弯拉应力:
可知:>,满足要求
2)验算石灰碎石土层底面的弯拉应力
由于石灰碎石土层下有天然砂砾层,故天然砂砾层作为当量三层体系的中层,第一、二、三层换算成当量三层体系的上层,土基作为当量三层体系的下层。
上层当量厚度为;
cm
中层当量厚度为:cm
,,,
按规范规定属连续体系,查(三层体系上层底面弯拉应力系数诺谟图(上层、中层间连续))得:,,
最大弯拉应力:
计算石灰碎石土基层抗弯拉结构强度系数:
计算石灰碎石土容许弯拉应力:
可知:>,满足要求。
3.6验算高温月份紧急制动时沥青混凝土面层的剪应力
考虑验算面层剪切时,应为夏季高温月份,土基处于非不利季节,土基的回弹模量可比春融期提高40%,。上层采用高温季节值。第二层。
确定剪应力和抗剪强度:
由,,,,查图(三层体系表面最大剪应力系数诺谟图)得,,,查图(三层体系表面主压应力系数诺谟图)得,
,。
因而得时
紧急制动时
已知沥青混凝土面层,
:粘聚力;:内摩擦角;:摩擦系数
,
可知>,满足要求
3.7沥青混凝土面层施工
沥青混凝土面层的施工工艺流程图见下图(5-4)。
接缝施工
施工前准备工作
进行摊铺
进行拌和
碾
压
运输沥青混合料
图5-4 沥青混凝土面层的施工工艺流程图
具体施工方法为[9]:
1.施工前的准备工作:
1)下承层准备与施工放样
①下承层准备 沥青混凝土路面的下承层是沥青贯入式联结层,下承层完成后,虽已进行过检查验收,但在两层施工的间隔,很可能因下雨、施工车辆通行等而使其发生不同程度的破坏,沥青贯入式联结层下层表面可能泥泞,需要对其进行清洗干净。
②施工放样 施工放样包括标高测定与平面控制两项内容。标高测定的目的是确定下承层表面的高程与原设计高程相差的确切数值,以便在挂线时纠正到设计值或保证施工层厚度。根据标高值设置挂线标准桩,藉以控制摊铺厚度和标高。标高放样应考虑下承层标高差值、厚度和本层应铺厚度。综合考虑后定出挂线桩顶的标高,再打桩挂线。
2)拌和设备选型
通常根据工程量和工期选择拌和设备的饿生产能力和移动方式进行选型,同时要求其生产能力应和摊铺能力相匹配,不应低于摊铺能力。高等级公路沥青路面施工,应选用拌和能力较大的设备。目前应用较多的是生产率在300t/h以下的拌和设备。
3)路面施工机械组合
高等级公路路面的施工机械应优先选择自动化程度较高和生产能力较强的机械,以摊铺、拌和为主导机械并与自卸汽车、碾压设备配套作业,进行优化组合,使沥青路面施工全部实现机械化。
2.拌和
沥青混合料在拌和厂制备。在拌制沥青混合料之前,应根据确定的配合比进行试拌,试拌时对所用的各种矿料及沥青应严格计量。对试拌的沥青混合料进行试验之后,即可选定施工的配合比。为使沥青混合料拌和均匀,在拌制时需要控制矿料和沥青的加热温度与拌和温度。经过拌和后的沥青混合料应均匀一致,无细料和粗料分离及花白、结成团块现象。
3.运输
沥青混合料成品应及时采用自动倾卸汽车运往施工现场。开工前应查明施工位置、施工条件、摊铺能力、运输路线、运距和运输时间,以及所需混合料的种类和数量等。拌和设备时开时停会造成燃料的浪费,并且影响混合料的质量,因此车辆数量必须满足拌和设备连续生产的要求。
4、摊铺
高等级公路沥青混凝土路面采用机械摊铺。沥青混合料摊铺机的主要组成部分为:料斗、链式传送器、螺旋摊铺器、振捣板、摊平板、行驶部分和发动机等。沥青混合料摊铺机摊铺的过程中,自动倾卸汽车将沥青混合料卸到摊铺机料斗后,经链式传送器将混合料往后传到螺旋摊铺器,随着摊铺机向前行驶,螺旋摊铺器即在摊铺带宽度上均匀地摊铺混合料,随后由振捣板捣实,并由摊铺板整平。
5、碾压
沥青混合料摊铺平整之后,应趁热及时进行碾压。沥青混合料的碾压过程分为初压、复压和终压三个阶段。初压用60-80kN双轮压路机先碾压2遍,使混合料得以初步稳定。随即用100-120kN三轮压路机或轮胎式压路机复压4-6遍,碾压至稳定无显著轮迹为止。复压是碾压过程中最重要的阶段,混合料能否达到规定的密实度,关键全在于这阶段的碾压。终压是在复压之后用60-80kN双轮压路机碾压2-4遍,以消除碾压过程中产生的轮迹,并确保路面表面的平整。碾压时压路机开行的方向应平行于路中心线,并由一侧路边缘压向路中。
6、接缝施工
沥青路面的各种施工缝初,往往由于压实不足,容易产生台阶、裂缝、松散等病害,影响路面的平整度和耐久性,施工时必须十分注意。
1) 纵缝施工
对当日先后修筑的两个车道,摊铺厚度应与已铺车道重叠3-5cm,所摊铺的混合料应高出相邻已压实的路面,以便压实到相同的厚度。对不在一天铺筑的相邻车道的纵缝,在摊铺新料前,应对原路面边缘加以修理,要求边缘凿齐,塌落松动部分应刨除,露出坚硬的边缘。缘边应保持垂直,并需在涂刷一薄层粘层沥青之后方可摊铺新料。纵缝应在摊铺之后立即碾压。
2) 横缝施工
缝应与路中线垂直。接缝时先沿已刨齐的缝边用热沥青混合料覆盖,以资预热,待接缝处沥青混合料变软之后,将所覆盖的混合料清除,换用新的热混合料摊铺,随即用热夯沿接缝边缘夯捣,并将接缝的热料铲平,然后趁热用压路机沿接缝边缘碾压密实。
3.8附件
1. 沥青混凝土路面横断面图
2. 中央分隔带及路面结构图
3. 沥青混凝土路面结构图
三、挡土墙设计实例
1、 挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。按照墙的设置位置,挡土墙可分为路肩墙、路堤墙和山坡墙等类型。
致谢词
在岳老师的指导下,我阅读相关资料后,掌握了沥青混凝土路面具体设计方法,在设计中熟练地运用设计方法对某一道路进行了路面设计及施工工艺分析,确定了一种比较合理的路面结构组合方案。当然这里面还存在不足之处,望老师批评指正。
最后感谢老师和同学在毕业设计中给予的帮助和关心。
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