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摘 要:本文笔者通过对原始数据的分析,根据某段路段的地质、地形、地物、水文等自然条件,依据《公路工程技术标准》 、《公路路线设计规范》等交通部颁发的相关技术要求,对此段路段沥青路面设计进行探讨。
关键词:设计;计算;选取;
一、路面设计
路面设计应包括路面结构层原材料的选择、混合料配合比设计设计参数的测试于确定,路面结构层组合与厚度计算,路面结构方案的比选等内容,以及路面排水系统的设计和路肩加固等的设计。路面结构层设计除包括行车道部分的路面外、对高速公路、一般公路还应包括路缘带、硬路肩、加、减速车道、爬坡车道、紧急停车带、匝道、收费站和服务区的路面设计。
二、路面设计的原则
(1)路面设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件,结合当地实践经验,进行路面综合设计.
(2)在满足交通量和使用要求的前提下,遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则,进行路面设计方案的技术经济比较,选择技术先进、经济合理、安全可靠、有利于机械化、工厂化施工的路面结构方案.
(3)结合当地条件,推广成熟的科研成果,对新材料、新工艺、新技术应在路面设计方案中慎重的运用.
(4)路面设计方案应注意环境保护和施工人员的健康和安全.
(5)为提高路面工程质量,应推行机械化施工.
(6)高速公路、一级公路不宜分期修建.
三、沥青路面的结构设计
(1)交通分析
某高速公路,其中某段经调查路基为粉质中液限粘土,地下水位1.1m,路基填土高度0.5m。近期混合交通量为3012辆/日 ,交通组成和代表车型的技术参数分别如表1、表2所示,交通量年平均增长率8%。该路沿线可开采砂砾、碎石,并有石灰、水泥、粉煤灰、沥青供应。土基模量可查表进行取值,也可根据经验取不低于25MPa,泊松比可取0.35。
请设计合适的半刚性沥青路面结构。
(2)当量换算的计算
标准轴载的当量换算
沥青层底拉应力:(1)
半刚性材料层底拉应力: (2)
式中:N--标准轴载的当量轴次(次/日)
n1--被换算车型的各级轴载作用次数(次/日)
C1--轴数系数;
C2--被换算车型的轮组系数;
P--标准轴载;
Pi--被换算车型的各级轴载;
当轴间距大于3m时,应按单独的一个轴载计算,此时轴数系数为1;
当轴间距小于3m时,按双轴或多轴计算,轴数系数按下式计算:
(3)
式中: --轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1,四轮组为0.38。
前后轴重小于25KN不予计算,故由表4.2得:一二类车以及三类车的前轴重不予计算。(3)沥青层底拉应力:
由表1得:
四类:C1=1.0 C2=1.0n4=9.01%*3012=271.38次日
五类:C1=1.0 C2=1.0n5=1.89%*3012=56.93次/日
六类:C1=2.2 C2 =1.0 n6=0.18%*3012=5.42次/日
再由表2以及上面的公式得:
故,
半刚性材料层底拉应力:
由表1得:
三类:C1=1.0 C2 =1.0n3=22.04%*3012=663.84次/日
四類:C1=1.0 C2 =1.0n4=9.01%*3012=271.38次日
五类:C1=1.0 C2 =1.0n5=1.89%*3012=56.93次/日
六类:C1=1.0 C2 =1.0n6=0.18%*3012=5.42次/日
再由表2以及上面的公式得:
故
再由下式分别求得累计当量轴次
(4-4)
式中:Ne--设计年限内一个车道的累计当量轴次(次/车道);
T--设计年限;
N1--运营第一年双向日平均当量轴次(次/d);
--设计年限内交通量的平均年增长率(%);
--车道系数,见表4.6
由上表得:
所以,
三、结构组合与材料选取
四、结束语
公路沥青路面是目前我国较为普遍的路面结构,具有表面平整、坚实、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声低、施工期短、养护维修简便,且适宜于分期修建等优点,得到了广泛的应用。本文就公路沥青路面的设计进行了分析,以供同行交流。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:设计;计算;选取;
一、路面设计
路面设计应包括路面结构层原材料的选择、混合料配合比设计设计参数的测试于确定,路面结构层组合与厚度计算,路面结构方案的比选等内容,以及路面排水系统的设计和路肩加固等的设计。路面结构层设计除包括行车道部分的路面外、对高速公路、一般公路还应包括路缘带、硬路肩、加、减速车道、爬坡车道、紧急停车带、匝道、收费站和服务区的路面设计。
二、路面设计的原则
(1)路面设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件,结合当地实践经验,进行路面综合设计.
(2)在满足交通量和使用要求的前提下,遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则,进行路面设计方案的技术经济比较,选择技术先进、经济合理、安全可靠、有利于机械化、工厂化施工的路面结构方案.
(3)结合当地条件,推广成熟的科研成果,对新材料、新工艺、新技术应在路面设计方案中慎重的运用.
(4)路面设计方案应注意环境保护和施工人员的健康和安全.
(5)为提高路面工程质量,应推行机械化施工.
(6)高速公路、一级公路不宜分期修建.
三、沥青路面的结构设计
(1)交通分析
某高速公路,其中某段经调查路基为粉质中液限粘土,地下水位1.1m,路基填土高度0.5m。近期混合交通量为3012辆/日 ,交通组成和代表车型的技术参数分别如表1、表2所示,交通量年平均增长率8%。该路沿线可开采砂砾、碎石,并有石灰、水泥、粉煤灰、沥青供应。土基模量可查表进行取值,也可根据经验取不低于25MPa,泊松比可取0.35。
请设计合适的半刚性沥青路面结构。
(2)当量换算的计算
标准轴载的当量换算
沥青层底拉应力:(1)
半刚性材料层底拉应力: (2)
式中:N--标准轴载的当量轴次(次/日)
n1--被换算车型的各级轴载作用次数(次/日)
C1--轴数系数;
C2--被换算车型的轮组系数;
P--标准轴载;
Pi--被换算车型的各级轴载;
当轴间距大于3m时,应按单独的一个轴载计算,此时轴数系数为1;
当轴间距小于3m时,按双轴或多轴计算,轴数系数按下式计算:
(3)
式中: --轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1,四轮组为0.38。
前后轴重小于25KN不予计算,故由表4.2得:一二类车以及三类车的前轴重不予计算。(3)沥青层底拉应力:
由表1得:
四类:C1=1.0 C2=1.0n4=9.01%*3012=271.38次日
五类:C1=1.0 C2=1.0n5=1.89%*3012=56.93次/日
六类:C1=2.2 C2 =1.0 n6=0.18%*3012=5.42次/日
再由表2以及上面的公式得:
故,
半刚性材料层底拉应力:
由表1得:
三类:C1=1.0 C2 =1.0n3=22.04%*3012=663.84次/日
四類:C1=1.0 C2 =1.0n4=9.01%*3012=271.38次日
五类:C1=1.0 C2 =1.0n5=1.89%*3012=56.93次/日
六类:C1=1.0 C2 =1.0n6=0.18%*3012=5.42次/日
再由表2以及上面的公式得:
故
再由下式分别求得累计当量轴次
(4-4)
式中:Ne--设计年限内一个车道的累计当量轴次(次/车道);
T--设计年限;
N1--运营第一年双向日平均当量轴次(次/d);
--设计年限内交通量的平均年增长率(%);
--车道系数,见表4.6
由上表得:
所以,
三、结构组合与材料选取
四、结束语
公路沥青路面是目前我国较为普遍的路面结构,具有表面平整、坚实、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声低、施工期短、养护维修简便,且适宜于分期修建等优点,得到了广泛的应用。本文就公路沥青路面的设计进行了分析,以供同行交流。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。