1、 第 12頁 共12頁京珠高速公路湖南省某段(K0+400-K1+500)路基路面綜合設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)概況（一）設(shè)計(jì)依據(jù)本次設(shè)計(jì)依據(jù)06級(jí)交通工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書完成。全套圖 紙加扣 3346389411或3012250582（二）設(shè)計(jì)規(guī)模及范圍1、設(shè)計(jì)范圍本設(shè)計(jì)為京珠高速公路湖南省某段的一部份，樁號(hào)為K0+400-K1+500（本段工程已經(jīng)在任務(wù)書的基礎(chǔ)上省去了大樁號(hào)）一段設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為11公里。技術(shù)等級(jí)為重丘區(qū)高速公路，設(shè)計(jì)車速100公里/小時(shí)，分離式路基的單寬為13米，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載為BZZ-100，設(shè)計(jì)洪水頻率為1100，設(shè)計(jì)地震基本裂度為級(jí)。路線所經(jīng)地域自然區(qū)劃為江南丘陵區(qū)，雨水豐富，氣溫變

2、化大，年極端最高氣溫41.2，年級(jí)端最低氣溫.2。沿線巖層以砂巖、粉砂巖、石灰?guī)r為主，地質(zhì)情況較復(fù)雜，地下水豐富，土質(zhì)主要為粘性土，厚薄不等，變化較大，低洼處為稻田土及淤泥土，含水量較大。2、設(shè)計(jì)內(nèi)容道路工程施工圖設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：道路平、縱、橫斷面設(shè)計(jì)、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、路基處理設(shè)計(jì)、道路邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)、路基路面排水設(shè)計(jì)及涵洞、橋梁設(shè)計(jì)等。（三）設(shè)計(jì)采用規(guī)范及主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、設(shè)計(jì)采用規(guī)范（1）公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D30-2004）（2）公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D50-2006）（3）公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 017-96）（4）公路路基施工技術(shù)規(guī)范（JTG F10-200

3、6）（5）公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范（JTJ/T 019-98）（6）公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 034-2000）（7）公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004）2、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）道路等級(jí)：高速公路，雙向4車道，計(jì)算行車速度V100km/h，單向標(biāo)準(zhǔn)路面寬13.5m；雙向標(biāo)準(zhǔn)路面寬27m（2）平曲線最小半徑： R=850m；（3）最大縱坡： 1.8%；（4）荷載標(biāo)準(zhǔn)：路面結(jié)構(gòu)計(jì)算軸載BZZ-100kN；二、工程設(shè)計(jì)（一）平面設(shè)計(jì)路線轉(zhuǎn)點(diǎn)及曲線要素詳見平面圖，本工程設(shè)計(jì)路中線依據(jù)任務(wù)書進(jìn)行設(shè)計(jì)，坐標(biāo)詳見直線、曲線及轉(zhuǎn)角表。（二）縱斷面設(shè)計(jì)本工程設(shè)計(jì)路面高為中央分隔帶側(cè)石下

4、路面高，詳見縱斷面圖。（三）橫斷面設(shè)計(jì)1、半幅標(biāo)準(zhǔn)橫斷面：0.75m（土路肩）+1.0m（硬路肩）+7.5m（行車道）+3.5m（硬路肩）+0.75m（土路肩），總寬13.5m。2、橫坡和超高車行道橫坡：2%，采用直線路拱。人行道橫坡：3%，向邊坡傾斜。（四）路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案比選1、路面結(jié)構(gòu)方案一：水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 : 新建單層水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 公 路 等 級(jí) : 高速公路 變異水平的等級(jí) : 低 級(jí) 可 靠 度 系 數(shù) : 1.3 面 層 類 型 : 普通混凝土面層序 路 面 行 駛 單軸單輪 軸載 單軸雙輪 軸載 雙軸雙輪 軸載 三軸雙輪 軸載 交通量號(hào) 車

5、 輛 名 稱 組的個(gè)數(shù) 總重 組的個(gè)數(shù) 總重 組的個(gè)數(shù) 總重 組的個(gè)數(shù) 總重 (kN) (kN) (kN) (kN)1 單后軸貨車 1 13.55 1 27.2 0 0 0 0 7200 2 解放CA10B 1 19.4 1 60.85 0 0 0 0 6400 3 東風(fēng)EQ140 1 23.7 1 69.2 0 0 0 0 8000 4 依士茲TD50 1 42.2 1 80 0 0 0 0 1200 5 黃河JN162A 1 62.28 1 116.22 0 0 0 0 200 6 齊齊哈爾560 1 56 1 121 0 0 0 0 60 7 解放CA30A 1 29.5 0 0 2 3

6、6.75 0 0 480 8 交通SH361 1 60 0 0 2 110 0 0 140 9 太脫拉111S 1 38.5 0 0 2 78.2 0 0 5200 行駛方向分配系數(shù) 1 車道分配系數(shù) 1 輪跡橫向分布系數(shù) .2 交通量年平均增長(zhǎng)率 8 混凝土彎拉強(qiáng)度 5 MPa 混凝土彎拉模量 31000 MPa混凝土面層板長(zhǎng)度 5 m 地區(qū)公路自然區(qū)劃 面層最大溫度梯度 88 /m 接縫應(yīng)力折減系數(shù) .87 基(墊)層類型-新建公路路基上修筑的基(墊)層層位 基（墊）層材料名稱 厚度(mm) 回彈模量(MPa) 1 水泥穩(wěn)定粒料 180 1600 2 水泥穩(wěn)定粒料 180 1500 3 石

7、灰粉煤灰土 180 700 4 新建路基 35 基層頂面當(dāng)量回彈模量 ET= 302.1 MPa中間計(jì)算結(jié)果 : ( 下列符號(hào)的意義請(qǐng)參看“程序使用說明” )HB= 300 r= .755 SPS= .72 SPR= 2.26 BX= .49 STM= 1.98 KT= .51 STR= 1.01 SCR= 3.27 GSCR= 4.25 RE=-15 %設(shè)計(jì)車道使用初期標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù) : 3598 路面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 : 30 年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù) : 5.802086E+07 路面承受的交通等級(jí) :特重交通等級(jí)基層頂面當(dāng)量回彈模量 : 302.1 MPa混凝土面層設(shè)計(jì)厚度

8、: 300 mm通過對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整以及設(shè)計(jì)人員對(duì)路面厚度進(jìn)一步的修改,最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下:普通混凝土面層 30cm+水泥穩(wěn)定碎石（上基層）18cm+水泥穩(wěn)定碎石（下基層）18cm+石灰粉煤灰土（底基層）18cm2、路面結(jié)構(gòu)方案二：瀝青混凝土路面一、軸載換算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉應(yīng)力計(jì)算序號(hào) 車 型 名 稱 前軸重(kN) 后軸重(kN) 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) 后軸距(m) 交通量 1 北京BJ130 13.55 27.2 1 雙輪組 7200 2 解放CA10B 19.4 60.85 1 雙輪組 6400 3 東風(fēng)EQ140 23.7 69.2 1 雙輪組 8000 4 依士茲TD50

9、 42.2 80 1 雙輪組 1200 5 黃河JN162A 62.28 116.22 1 雙輪組 200 6 齊齊哈爾560 56 121 1 雙輪組 60 7 解放CA30A 29.5 36.75 2 雙輪組 3 480 8 交通SH361 60 110 2 雙輪組 3 140 9 太脫拉111S 38.5 78.2 2 雙輪組 3 5200 設(shè)計(jì)年限 30 車道系數(shù) .45 交通量平均年增長(zhǎng)率 8 一個(gè)車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh= 9756 ,屬特重交通等級(jí)當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí) :路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 : 8905 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道

10、上的累計(jì)當(dāng)量軸次 : 3.971394E+07 屬特重交通等級(jí)當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí) :路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 : 4975 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次 : 2.218718E+07 屬重交通等級(jí)路面設(shè)計(jì)交通等級(jí)為特重交通等級(jí)公路等級(jí) 高速公路公路等級(jí)系數(shù) 1 面層類型系數(shù) 1 路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù) 1 路面設(shè)計(jì)彎沉值 : 18.1 (0.01mm)層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 劈裂強(qiáng)度(MPa) 容許拉應(yīng)力(MPa) 1 細(xì)粒式瀝青混凝土 1.4 .33 2 中粒式瀝青混凝土 1 .24 3 粗粒式瀝青混凝土 .8 .19 4 水泥穩(wěn)定碎石 .6 .27

11、 5 水泥穩(wěn)定碎石 .5 .22 6 石灰粉煤灰土 .2 .07 二、新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算 新建路面的層數(shù) : 6 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ-100 路面設(shè)計(jì)彎沉值 : 18.1 (0.01mm) 路面設(shè)計(jì)層層位 : 6 設(shè)計(jì)層最小厚度 : 150 (mm)層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 厚度 20平均抗壓 標(biāo)準(zhǔn)差 15平均抗壓 標(biāo)準(zhǔn)差 容許應(yīng)力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 細(xì)粒式瀝青混凝土 40 1400 0 2000 0 .33 2 中粒式瀝青混凝土 60 1200 0 1800 0 .24 3 粗粒式瀝青混凝土 80 1000 0

12、 1200 0 .19 4 水泥穩(wěn)定碎石 200 1500 0 1500 0 .27 5 水泥穩(wěn)定碎石 200 1450 0 1450 0 .22 6 石灰粉煤灰土 ? 700 0 700 0 .07 7 新建路基 36 按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 : LD= 18.1 (0.01mm) H( 6 )= 150 mm LS= 19.2 (0.01mm) H( 6 )= 200 mm LS= 17.9 (0.01mm) H( 6 )= 192 mm(僅考慮彎沉) 按容許拉應(yīng)力計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 : H( 6 )= 192 mm(第 1 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求) H( 6 )= 192 mm(第 2

13、 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求) H( 6 )= 192 mm(第 3 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求) H( 6 )= 192 mm(第 4 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求) H( 6 )= 192 mm(第 5 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求) H( 6 )= 192 mm(第 6 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求) 路面設(shè)計(jì)層厚度 : H( 6 )= 192 mm(僅考慮彎沉) H( 6 )= 192 mm(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 800 mm 驗(yàn)算結(jié)果表明 ,路面總厚度比路面最小防凍厚度小 28 mm , 程序?qū)⒆詣?dòng)在上述剛設(shè)計(jì)的路面最下層厚度中予以補(bǔ)足 . 通過對(duì)設(shè)計(jì)層厚度

14、取整和將路面防凍厚度不足部分增補(bǔ)到路面最下層以及設(shè)計(jì)人員對(duì)路面厚度進(jìn)一步的修改, 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下: 細(xì)粒式瀝青混凝土4cm+中粒式瀝青混凝土6cm+粗粒式瀝青混凝土8cm+水泥穩(wěn)定碎石（上基層）20cm+水泥穩(wěn)定碎石（下基層）20cm+石灰粉煤灰土（底基層）22cm三、交工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算層位 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 名 稱 厚度 20平均抗壓 標(biāo)準(zhǔn)差 15平均抗壓 標(biāo)準(zhǔn)差 綜合影響系數(shù) (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) 1 細(xì)粒式瀝青混凝土 40 1400 0 2000 0 1 2 中粒式瀝青混凝土 60 1200 0 1800 0 1 3

15、 粗粒式瀝青混凝土 80 1000 0 1200 0 1 4 水泥穩(wěn)定碎石 200 1500 0 1500 0 1 5 水泥穩(wěn)定碎石 200 1450 0 1450 0 1 6 石灰粉煤灰土 220 700 0 700 0 1 7 新建路基 36 1 計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值 : 第 1 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 17.5 (0.01mm) 第 2 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 18.8 (0.01mm) 第 3 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 20.7 (0.01mm) 第 4 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 23.7 (0.01mm) 第 5 層路面頂面

16、交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 42.6 (0.01mm) 第 6 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 116.3 (0.01mm) 路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 258.8 (0.01mm) 計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力 :(未考慮綜合影響系數(shù)) 第 1 層底面最大拉應(yīng)力 ( 1 )=-.175 (MPa) 第 2 層底面最大拉應(yīng)力 ( 2 )=-.012 (MPa) 第 3 層底面最大拉應(yīng)力 ( 3 )=-.032 (MPa) 第 4 層底面最大拉應(yīng)力 ( 4 )= .022 (MPa) 第 5 層底面最大拉應(yīng)力 ( 5 )= .07 (MPa) 第 6 層底面最大拉應(yīng)力 ( 6 )= .0

17、56 (MPa)3、路面結(jié)構(gòu)類型的確定路面類型、結(jié)構(gòu)層次和組成材料的選擇，應(yīng)依據(jù)道路等級(jí)、道路交通繁重程度、路基承載能力、材料供應(yīng)情況、氣候條件、施工考慮、壽命周期、資金籌措等因素，綜合考慮和分析后確定。目前，高等級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)主要兩種類型：瀝青混凝土、水泥混凝土，兩種路面結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)，但瀝青混凝土路面在能耗、使用性能、環(huán)保效應(yīng)等方面占有一定的優(yōu)勢(shì)，因此大量應(yīng)用于現(xiàn)代高等級(jí)公路。特別是近20年以來，隨著石油工業(yè)的發(fā)展，瀝青路面新技術(shù)不斷出現(xiàn)，使用范圍愈加廣泛。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)已建高等級(jí)公路的經(jīng)驗(yàn)，除收費(fèi)廣場(chǎng)、收費(fèi)車道及下穿地道采用水泥砼路面外，高速公路、一級(jí)公路的主線多采用瀝青混凝土路面，因此，

18、本次設(shè)計(jì)推薦采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)。對(duì)面層材料，要求滿足高強(qiáng)抗滑，少裂、平整耐磨及抗車轍的路面使用功能；上基層采用強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好的材料，底基層可就地取材。設(shè)計(jì)考慮工程范圍內(nèi)兩種路面使用功能各有不同，經(jīng)多方面綜合比較，推薦采用瀝青混凝土路面，主要理由如下：（1）本工程段是高速公路，目前路面內(nèi)瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面兩大結(jié)構(gòu)形式，造價(jià)上相差無幾，各有優(yōu)缺點(diǎn)。水泥混凝土路面的使用年限較長(zhǎng)，且其修建后養(yǎng)護(hù)較簡(jiǎn)單，維修費(fèi)用低，但路面一旦破損，錯(cuò)臺(tái)較難處治；建成后開槽埋管，溝槽修復(fù)困難，且施工工期長(zhǎng)。（2）瀝青混凝土路面具有色澤柔和、噪音小、連續(xù)性好、行車舒適、施工方便靈活、便于維修、施工期短等優(yōu)

19、點(diǎn)。通過以上計(jì)算，本次工程采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)：具體結(jié)構(gòu)如下：4cm細(xì)粒式瀝青混凝土（AC-13C，SBS改性瀝青）+6cm中粒式瀝青混凝土（AC-20C）+8cm粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）20cm瀝青穩(wěn)定碎石+20cm水泥穩(wěn)定碎石+22cm石灰粉煤灰碎石（10：30：60），總厚80cm，水泥穩(wěn)定碎石層上施做透層以及0.6cm下封層。土基回彈模量不小于36MPa。4、路面各結(jié)構(gòu)層主要技術(shù)指標(biāo)見下表： 路面結(jié)構(gòu)層主要技術(shù)指標(biāo)表 表4.21指 標(biāo) 結(jié) 構(gòu) 層壓實(shí)度（%）平整度（mm)7天抗壓強(qiáng)度（MPa)備注石灰粉煤灰土底基層9680.6三米直尺最大間隙石灰粉煤灰碎石基層 9880.8水

20、泥穩(wěn)定碎石基層98833.5瀝青穩(wěn)定碎石基層961.0mm平整度儀中粒式瀝青砼面層96細(xì)粒式瀝青砼面層96 表中基層和底基層的壓實(shí)度為重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；面層壓實(shí)度以馬歇爾試驗(yàn)密度為標(biāo)準(zhǔn)度；平整度為3m直尺的最大間隙；強(qiáng)度為7天的抗壓強(qiáng)度。5、路面施工要求路面結(jié)構(gòu)施工, 路面結(jié)構(gòu)需滿足下列條件方可施工：（1）預(yù)壓期必須大于等于三個(gè)月（2）最后兩個(gè)月連續(xù)四次沉降觀測(cè)、每次沉降值小于2.5mm（每?jī)芍苡^測(cè)一次）。（3）施工前將固化土上的多余的土方卸載，修整路槽，多余的固化土應(yīng)洗刨掉，路槽底面壓實(shí)后的平整度應(yīng)小于15mm。預(yù)壓期內(nèi)沉降值大于5cm的局部路段，可在石灰粉煤灰土底基層施工時(shí)將底基層略加厚，石灰

21、粉煤灰土底基層頂面標(biāo)高按設(shè)計(jì)標(biāo)高控制，不再預(yù)留沉降差。（4）路基經(jīng)彎沉值、壓實(shí)度檢驗(yàn)合格,施工應(yīng)滿足公路路基施工技術(shù)規(guī)范（JTG F102006）的有關(guān)規(guī)定。（五）路基設(shè)計(jì)1、一般路基設(shè)計(jì)本工程路基處理方法如下：先將場(chǎng)地整平，進(jìn)行填前夯壓現(xiàn)狀地基，然后鋪一層荊笆后鋪一層高強(qiáng)滌綸經(jīng)編復(fù)合土工布作為承托層，承托層上填筑50cm左右厚度的山皮土后再鋪一層30cm厚的混碴，將土工布在混碴頂面反包2m，從而形成80cm厚的加筋墊層，碾壓密實(shí)后分層填土至路槽下65cm（以預(yù)留5cm預(yù)壓期路基沉降），接著施做30cm厚的碎石墊層和40cm厚石灰土,上層灰土土頂面高程為：路面設(shè)計(jì)高程-0.71m，路基預(yù)壓3個(gè)

22、月后，修整路槽至設(shè)計(jì)標(biāo)高，最后施做路面結(jié)構(gòu)。路基必須分層填筑碾壓。每層最大壓實(shí)厚度不超過20cm，路床頂面層最小厚度不小于10cm，含水量應(yīng)控制在壓實(shí)最佳含水量2%之內(nèi)。路基壓實(shí)度及其它有關(guān)要求見下表：路基壓實(shí)度、填料最小強(qiáng)度及最大粒徑 表4.1項(xiàng)目分類 壓實(shí)度（%）（重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)）填料最大粒徑（cm）填料最小強(qiáng)度（CBR）%路堤上路床（030cm）96108下路床（3080cm）96105上路堤（80150cm）94154下路堤（150cm）93153零填及路塹路床（030cm）96108零填及路塹路床（3080cm）96105注：表中深度范圍均由路槽底算起。路堤填筑寬度每側(cè)應(yīng)寬出填筑層設(shè)計(jì)

23、寬度30cm，壓實(shí)寬度不小于設(shè)計(jì)寬度，最后削坡。嚴(yán)禁路基填土寬度不足時(shí)路基和邊坡用浮土幫寬，或自上而下倒土，形成松坡排平。路基設(shè)計(jì)要求施工至路床下的加固土層，并在加固土上填筑30cm厚素土（素土的壓實(shí)度不小于90%），之后進(jìn)入預(yù)壓期，預(yù)壓期不小于3個(gè)月。預(yù)壓期結(jié)束后，修整路槽至路床頂面的設(shè)計(jì)標(biāo)高，檢驗(yàn)道胎頂回彈模量達(dá)到設(shè)計(jì)要求值后，方可施做路面結(jié)構(gòu)。填土路段應(yīng)動(dòng)態(tài)觀測(cè)其沉降及側(cè)向位移，填筑速率不宜過快，應(yīng)控制地基每晝夜沉降量不大于10mm，側(cè)向位移不大于5mm。2、填筑山皮土、混碴a.施工采用與地基條件相適應(yīng)的機(jī)械壓實(shí)，接地壓力不允許過大。b.自卸車沿土工布邊緣卸山皮土，形成交通道，以便首先使土工布被拉緊。以后卸料要在前面已經(jīng)鋪好的山皮土面上，不要直接卸在土工布上。卸料高度不得大于1m，以免造成局部承載力不足；卸料后立即散鋪，避免局部下陷。c.用輕型推土機(jī)或前端裝載機(jī)散料。d.在路基兩側(cè)建成交通道后，再填鋪交通道間的山皮土，應(yīng)該平行于路堤軸線，由兩側(cè)向中心對(duì)稱進(jìn)行，并且始終保持填料成U型。e