1、二級(jí)公路路面設(shè)計(jì)方案路面設(shè)計(jì)原則路面結(jié)構(gòu)是直接為行車服務(wù)的結(jié)構(gòu)，不僅受各類汽車荷 載的作用，且直接暴露于自然環(huán)境中，經(jīng)受各種自然因素的 作用。路面工程的工程造價(jià)占公路造價(jià)的很大部分，最大時(shí) 可達(dá)50%以上。因此，做好路面設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。路面類型與結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)路面類型選擇應(yīng)在充分調(diào)查與勘察道路所在地區(qū)自然環(huán)境條件、使用要求、材料供應(yīng)、施工和養(yǎng)護(hù)工藝等，并在 路面類型選擇的基礎(chǔ)上考慮路基支承條件確定結(jié)構(gòu)方案。由 于路面工程量大，基墊層材料應(yīng)盡可能采用當(dāng)?shù)夭牧?，并?意使用各類廢棄物。必要時(shí)，應(yīng)考慮采用新型路面結(jié)構(gòu)形式、 新材料、新施工工藝。同時(shí)，應(yīng)注意路面的功能和結(jié)構(gòu)承載 力等是通過設(shè)計(jì)、施工、

2、養(yǎng)護(hù)等共同保證的，可采用壽命周 期費(fèi)用分析技術(shù)合理確定路面類型和結(jié)構(gòu)。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是提供在特定的使用期限內(nèi)同所 處環(huán)境相適應(yīng)并能承受與其交通荷載適用的路面結(jié)構(gòu)，同時(shí) 設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)，便于改變道路行駛條件，提高服務(wù)水平，滿青混凝土3粗粒式瀝青混凝土0.60. 164水泥穩(wěn)定碎石0.60. 285石灰粉煤灰土0.40. 19(2)各層的厚度入下表：表76各層厚度表層位結(jié)構(gòu)層 材料名 稱厚度 (cm)抗壓模量 (MPa)(20 )抗壓模量 (MPa)(15)容許應(yīng)力(MPa)1細(xì)粒式 瀝青混 凝土3140020000.82中粒式 瀝青混 凝土4120016000. 73粗粒式瀝青混6900120

3、00. 6凝土4水泥穩(wěn)定碎石9 150015000. 145石灰煤渣碎石255505500. 086土基36(3)按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度：LD= 30 (0. 01mm)H(4)= 15 cmLS= 34. 2 (0. 01mm)H(4)= 20 cmLS= 29. 7 (0. 01mm)H(4)=19.7 cm (僅考慮彎沉)（4）按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度：H（4）= 19.7 cm （第1層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求）H（4）= 19.7 cm （第2層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求）H（4）= 19.7 cm （第3層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求）H（4）= 19. 7 cm 。（ 4 ）= 0.

4、145 MPaH(4) =24. 7cmo ( 4 )= 0. 128 MPaH(4)= 21.2 cm(第4H(4) =24. 7cmo ( 4 )= 0. 128 MPaH(4)= 21.2 cm 。( 5 )= 0. 088 MPaH（4）= 26.2 cm 。（ 5 ）= 0. 075 MPaH（4）= 24.3 cm （第5層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求）（5）路面設(shè)計(jì)層厚度：H（4）= 19.7 cm （僅考慮彎沉）H（4）= 24.3 cm（同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力）驗(yàn)算路面防凍厚度：路面最小防凍厚度50 cm驗(yàn)算結(jié)果表明，路面總厚度滿足防凍要求.（6）通過對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整，最后得到路面結(jié)

5、構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果 如下：表77路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表土基細(xì)粒式瀝青混凝土3cm中粒式瀝青混凝土4cm粗粒式瀝青混凝土6cm水泥穩(wěn)定碎石25cm石灰煤渣碎石25cm足汽車運(yùn)輸?shù)囊螅虼寺访鎽?yīng)起碼具備三個(gè)方面的使用要 求：平整、抗滑、承載能力。設(shè)計(jì)路段內(nèi)無不良地質(zhì)概況，沿線有小型石灰廠和水泥 廠，砂石材料豐富；水泥與瀝青均需外運(yùn)?？紤]到與水泥路 面相比，瀝青混凝土路面表面平整、無接縫、行車舒適，便 于機(jī)械化施工，能加快施工進(jìn)度；當(dāng)破壞后，瀝青混凝土路 面易于修補(bǔ)。故本設(shè)計(jì)采用瀝青混凝土路面路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是對(duì)擬訂的路面結(jié)構(gòu)方案和選定建筑 材料，運(yùn)用規(guī)范建議的設(shè)計(jì)理論和方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)驗(yàn) #0現(xiàn)階段

6、公路路面使用的路面類型主要有瀝青混凝土路 面和水泥混凝土路面，學(xué)生應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、降水、 材料、交通量等各方面因素后選定路面的類型，然后進(jìn)行設(shè) 計(jì)。路面設(shè)計(jì)步驟本設(shè)計(jì)路面采用瀝青混凝土，瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有以下 四步：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求:進(jìn)行交通量分析，確定路 面等級(jí)和面層類型，計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸 次和設(shè)計(jì)彎沉值。（2）按路基土類與干濕類型:將路基劃分為若干路段 （在一般情況下路段長不宜小于500m,若為大規(guī)模機(jī)械化施 工，不宜小于1km）,確定各路段土基回彈模量。（3）可參考規(guī)范推薦結(jié)構(gòu):擬定幾種可能的路面結(jié)組合 與厚度方案，根據(jù)選用的材料進(jìn)行配合比試驗(yàn)及測定各結(jié)

7、構(gòu) 層材料的抗壓回彈模量、抗拉強(qiáng)度，確定各結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì) 參數(shù)。（4）根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度:對(duì)高速公路、一級(jí) 公路、二級(jí)公路瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、底基 層，應(yīng)驗(yàn)算拉應(yīng)力是否滿足容許拉應(yīng)力的要求。如不滿足要 求，或調(diào)整路面結(jié)構(gòu)層厚度，或變更路面結(jié)構(gòu)組合，或調(diào)整 材料配合比、提高極限抗拉強(qiáng)度，再重新計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先擬定某一層作為設(shè)計(jì)層，擬定面層和其他各層的厚度。當(dāng)采用半剛性基層、底基層結(jié)構(gòu)時(shí)，可任選一 層為設(shè)計(jì)層，當(dāng)采用半剛性基層、粒料類材料為底基層時(shí)， 應(yīng)擬定面層、底基層厚度，以半剛性基層為設(shè)計(jì)層才能得到 合理的結(jié)構(gòu)；當(dāng)采用柔性基層、底基層的瀝青路面時(shí)，宜擬 定面層、底基層的

8、厚度，求算基層厚度，當(dāng)求得基層厚度太 厚時(shí)，可考慮選用瀝青碎石或乳化瀝青碎石做上基層，以減 薄路面總厚度，增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。. 3路面設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)資料本設(shè)計(jì)為雙車道二級(jí)公路，路面設(shè)計(jì)年限為15年，預(yù) 測該路竣工后第一年的交通組成如下表7-1所示，在使用 期內(nèi)交通量年平均增長率為8%。本路段位于西安省南部地 區(qū)，屬于第VI自然區(qū)劃，為粉質(zhì)土，沿線有大量碎石集料, 并有水泥、石灰等供應(yīng)。表71交通組成車型前軸重后軸(KN)重(KN)后軸后軸交通量輪組距 (次/數(shù) (cm)日)車型前軸重后軸(KN)重(KN)后軸后軸交通量輪組距 (次/數(shù) (cm)日)黃河JN360501102雙輪組3550太脫拉1

9、3851.4802雙輪組3450東風(fēng)EQ14023. 769. 21雙輪組450日 野ZM440601002雙輪組3400交通分析:瀝青路面設(shè)計(jì)年限為12年，車道系數(shù)見表7表7-2車道系數(shù)表行車道數(shù)特征n單車道1. 0雙車道有分離0. 5無分離0. 60. 7四車道0. 40. 5六車道0. 30. 4表7-3各分段時(shí)間增長率序號(hào)分段時(shí)間（年）交通量年增長率167%258%349%. 3. 2設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)路面采用瀝青混凝土：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)：路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次：3792設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次：2.549282E+07當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力

10、驗(yàn)算時(shí)：路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次：5192設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次：490473E+07表7-4路面設(shè)計(jì)系數(shù)名稱公路等級(jí)系數(shù)系數(shù)1. 1面層類型系數(shù)1基層類型系名稱公路等級(jí)系數(shù)系數(shù)1. 1面層類型系數(shù)1基層類型系數(shù)1確定土基的回彈模量.此路為新建路面，根據(jù)設(shè)計(jì)資料可知路基干濕狀態(tài)為干燥狀態(tài)。.根據(jù)設(shè)計(jì)資料，由設(shè)計(jì)規(guī)范公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D50-2006）,該路段處于IV區(qū)，為粉質(zhì)土，確定土基的 稠度為1. Wo.查設(shè)計(jì)規(guī)范公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D50-2006） 中“二級(jí)自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值（Mpa）”表得 土基回彈模量為E0= 425Mpa 0路面結(jié)

11、構(gòu)組合設(shè)計(jì)（1）擬定路面結(jié)構(gòu)組合方案：根據(jù)規(guī)定推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到公路沿途有大量碎石且有 石灰供應(yīng)，路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土（取13cm）,基層 采用水泥穩(wěn)定碎石（厚度待定），底基層石灰粉煤灰碎石25cm。（2）擬訂路面結(jié)構(gòu)層的厚度按二級(jí)路的路面來設(shè)計(jì)，由設(shè)計(jì)規(guī)范公路瀝青路面設(shè) 計(jì)規(guī)范JTG D50-2006規(guī)定二級(jí)公路的面層由二層至三層組 成。采用三層式瀝青面層，表面層采用細(xì)粒式瀝青混凝土（厚 度為35），中面層采用中粒式瀝青混凝土（厚度為4的），下 面層采用粗粒式瀝青混凝土（厚度為6的）。（3）各層材料的設(shè)計(jì)參數(shù)（抗壓模量與劈裂強(qiáng)度）：查設(shè)計(jì)規(guī)范公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D50-2006， 得到各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度o抗壓模量取20。和15（ 的模量，各值均取規(guī)范給定范圍的中值，因此得到20。和6C 的抗壓模量：細(xì)粒式瀝青混凝土為1400外和2000M外,中粒式 瀝青混凝土為1200W4和1600 MPa ,粗粒式瀝青混凝土為900MP. 和1200M4,水泥碎石（20。或15。）為1500Ma,石灰粉煤灰 土 （20P或15。）為55 MPa。各層材料的劈裂強(qiáng)度：細(xì)粒式 瀝青混凝土為1M用，中粒式瀝青混凝土為。.8”尸,粗粒式瀝青 混凝土為0.6&,水泥穩(wěn)定碎石為。6川,石灰粉煤灰碎石為QAMPa o方案的計(jì)算情況新建路