【正文】 則： （滿足）。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第5章 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 基本資料宜陽(yáng)屬暖溫帶大陸性氣候，春暖夏熱、秋涼冬寒、四季分明。沿線可開采碎石、砂礫，并有粉煤灰、礦渣、爐渣、石灰、水泥等材料供應(yīng)。因此，面層應(yīng)具備較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗變形能力、較好的水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性，而且應(yīng)當(dāng)耐磨、不透水，還應(yīng)具有良好的抗滑性和平整性。實(shí)際上基層是路面結(jié)構(gòu)中的承重層，它應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，并具有良好的擴(kuò)應(yīng)力的能力。 墊層墊層介于基層和土層之間，它的功能是改善土基的濕度和溫度狀況，以保證面層和基層的強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性不受土基水溫狀況變化所引起的不良影響，另一方面的功能是將基層傳下來的車輛載荷應(yīng)力加以擴(kuò)散，以減少土基層的應(yīng)力和應(yīng)變，同時(shí)也能阻止路基擠入基層中，影響基層結(jié)構(gòu)的性能。水泥混凝土路面特別是配有鋼筋的混凝土路面強(qiáng)度高，穩(wěn)定性和耐久性好，剛度比瀝青混凝土路面大的多，適用于重交通道路。 瀝青路面設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)根據(jù)《瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D—2006），采用雙圓均布荷載作用下的路面整體沉降（彎沉）和結(jié)構(gòu)層的層底拉應(yīng)力作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，以疲勞效應(yīng)為基礎(chǔ)，處理軸載標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換與軸載多次重復(fù)效應(yīng)。 在掌握了公路沿線的野外調(diào)查資料的基礎(chǔ)上可按下列程序進(jìn)行路面的設(shè)計(jì)工作： ，并綜合考慮國(guó)家政治、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防、旅游、公路等級(jí)、交通量和交通組成、建設(shè)投資和其他方面的要求，確定合理的路面等級(jí)和面層類型。 。如不滿足要求，應(yīng)通過調(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)整材料配合比以提高極阻抗彎拉強(qiáng)度后再重新計(jì)算：對(duì)季節(jié)性冰凍地區(qū)的高級(jí)和次高級(jí)路面，還應(yīng)驗(yàn)算防凍厚度是否符合要求。 。對(duì)高速公路和一級(jí)公路，應(yīng)采用大型、高效成套的機(jī)械設(shè)備施工．以確保工程質(zhì)量。 標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載當(dāng)量換算（1）標(biāo)準(zhǔn)軸載 我國(guó)路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以BZZ—100表示。 軸載換算與累計(jì)軸載車 型 名 稱前軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)軸輪組數(shù)后軸距(m)交通量黃河JN1501雙輪組1140吉爾1301雙輪組1115解放CA10B1雙輪組730太脫拉138802雙輪組464換算方法彎沉及瀝青層拉應(yīng)力指標(biāo)半剛性層拉應(yīng)力指標(biāo)累計(jì)交通量 設(shè)計(jì)年限累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)和設(shè)計(jì)彎沉值（1）累計(jì)當(dāng)量軸載計(jì)算 （）式中：—設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道通過的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次； —設(shè)計(jì)年限； —路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均交通量當(dāng)量軸次（次/日）； r—設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量平均增長(zhǎng)率（％）； —與車道數(shù)有關(guān)的車輛橫向分布系數(shù)。本設(shè)計(jì)年限為20年，％。路面設(shè)計(jì)交通等級(jí)為重交通等級(jí)，路面設(shè)計(jì)彎沉值: ()。方案二：4cm細(xì)粒式瀝青混凝土+8cm中粒式瀝青混凝土+15cm密級(jí)配瀝青碎石+20水泥穩(wěn)定砂礫+18cm級(jí)配砂礫墊層，以水泥穩(wěn)定砂礫為設(shè)計(jì)層。材料名稱抗壓模量EP方差EP26EP+26σ水泥穩(wěn)碎石318878216244752水泥石灰砂礫土159125010912091水泥穩(wěn)定砂礫261723421483086級(jí)配碎石4。 （2）路面材料配合比設(shè)計(jì)（略）（3）路面材料抗壓回彈模量的確定。按計(jì)算方法分別確定方案一、方案二的路面厚度。路面設(shè)計(jì)交通等級(jí)為重交通等級(jí)，路面設(shè)計(jì)彎沉值: ()。我國(guó)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定路面設(shè)計(jì)彎沉值由下式計(jì)算： （）式中：—設(shè)計(jì)彎沉值（）； —設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載通行次數(shù)； —公路等級(jí)系數(shù)，高速公路、三； —面層類型系數(shù)，熱拌瀝青碎石、冷拌瀝青碎石、上拌下貫或貫入式路面； —路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)，剛性基層、。 （2）軸載當(dāng)量換算以彎沉值和瀝青的層底拉應(yīng)力的設(shè)計(jì)指標(biāo)，軸載當(dāng)量換算如下式： （）式中：N—標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次/日）；ni—各種被換算系數(shù)的作用次數(shù)（次/日）；P—標(biāo)準(zhǔn)軸載（KN）；Pi—各種被換算車型的軸載（KN）；C1—軸載系數(shù)；C2—輪組系數(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按遠(yuǎn)景交通量設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)與厚度，修筑時(shí)可酌情減薄瀝青面層厚度，待路基變形趨于穩(wěn)定后，再根據(jù)路面實(shí)際情況加鋪瀝青面層至設(shè)計(jì)厚度。高速公路和一級(jí)公路的路面不宜分期修建。 設(shè)計(jì)原則 為使瀝青路面設(shè)計(jì)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，路面安全適用并與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，在設(shè)計(jì)工作中應(yīng)遵循下列原則： (包括氣候、水文、土質(zhì)等)，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，按面層耐久、基層堅(jiān)實(shí)、土基穩(wěn)定的要求進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。 。 。為確保路面設(shè)計(jì)質(zhì)量，在路面設(shè)計(jì)之前，應(yīng)進(jìn)行專門的外業(yè)調(diào)查，搜集相關(guān)資料，以作為路面設(shè)計(jì)工作的依據(jù)。瀝青路面行車舒適性好，平穩(wěn)低噪且可再生利用。常用的墊層材料分為兩類，一類由松散粒料如砂、礫石、爐渣等組成的透水性墊層；另一類是用水泥或石灰穩(wěn)定土等修筑的穩(wěn)定類墊層。修筑基層的材料主要有各種結(jié)合料（如石灰、水泥或?yàn)r青等）穩(wěn)定土或穩(wěn)定碎(礫)石、貧水泥混凝土、天然砂礫、各種碎石或礫石、片石、塊石或圓石，各種工業(yè)廢渣（如煤渣、粉煤灰、礦渣、石灰渣等）和土、砂、石所組成的混合料等。 路面面層類型及適用范圍路面類型適用范圍瀝青混凝土高速、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)公路水泥混凝土高速、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)公路瀝青灌入、瀝青碎石、瀝青表面處治三級(jí)、四級(jí)公路砂石路面四級(jí)公路本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)速度為100km/h的山嶺重丘區(qū)一級(jí)公路，路面等級(jí)較高，故本設(shè)計(jì)擬采用瀝青混凝土路面。為了適應(yīng)這一特點(diǎn)，路面結(jié)構(gòu)通常是分層鋪筑的，按照使用要求受力狀況，土基支撐條件和自然因素程度的不同分成若干層，通常按各個(gè)層次功能的不同，劃分為三個(gè)層次，即面層、基層和墊層。樹木較多，沿線多粘質(zhì)土，山坡上1米以下是碎石土。故： （符合要求）。 擋土墻土壓力計(jì)算與穩(wěn)定性驗(yàn)算 1)基本參數(shù)墻面高度(m)：h1=10 墻背坡度(+,)：N= 墻面坡度：M=墻頂寬度(m)：b1= 墻后邊坡：1： 汽車等代荷載：q=10KN/m(m)基礎(chǔ)寬度：b= 基礎(chǔ)厚度(m)：h= 路基寬度(m)：b0= 填料容重(KN/m)：R=18 填料內(nèi)摩擦角(度)：φ=35 外摩擦角(度)：δ=14基底摩擦系數(shù)：μ= 基底容許承載力：[σ0](KPa)=750墻身摩擦系數(shù)：μ=2) 土壓力計(jì)算 (1)土壓力系數(shù)：作用在擋土墻上的土壓力有兩個(gè)，一個(gè)是墻身的斜墻背段，另一個(gè)是寄出的直墻背段。此外，在布置圖上應(yīng)注明各特征斷面的樁號(hào)，以及墻頂、基礎(chǔ)頂面、基底、沖刷線、冰凍線、常水位或設(shè)計(jì)洪水位的標(biāo)高等。但地基為巖石時(shí)，為減少開挖，可沿縱向做成臺(tái)階。 (2)按地基、地形及墻身斷面變化情況進(jìn)行分段，確定伸縮縫和沉降縫的位置。 (1)確定擋土墻的起訖點(diǎn)和墻長(zhǎng)，選擇擋土墻與路基或其它結(jié)構(gòu)物的銜接方式。山坡?lián)跬翂?yīng)考慮設(shè)在基礎(chǔ)可靠處，墻的高度應(yīng)保證墻后墻頂以上邊坡的穩(wěn)定。為防止因地基不均勻沉陷而引起墻身開裂，應(yīng)根據(jù)地基地質(zhì)條件及墻高、墻身斷面的變化情況，設(shè)置沉降縫。下排泄水孔進(jìn)水口的底部，并夯實(shí)，以防水分滲入基礎(chǔ)。孔眼間距一般為2~3m。(2)夯實(shí)回填土頂面和地表松土，防止雨水和地面水下滲，必要時(shí)可設(shè)鋪砌層；擋土墻排水的作用在于疏干墻后土體和防止地表水下滲后積水，以免墻后積水致使墻身承受額外的靜水壓力；減少季節(jié)性冰凍地區(qū)填料的凍脹壓力；消除粘性土填料浸水后的膨脹壓力。②當(dāng)凍結(jié)深度超過1m時(shí)?；A(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括基礎(chǔ)形式的選擇和基礎(chǔ)埋置深度的確定。因此，仰斜式的墻身斷面較經(jīng)濟(jì)，用作路塹擋墻時(shí)，墻背與開挖邊坡較貼合，所以開挖與回填量均小。 擋土墻的構(gòu)造本設(shè)計(jì)采用石砌擋土墻，由墻身、基礎(chǔ)、排水設(shè)施與伸縮縫等部分構(gòu)成。護(hù)面墻除自重外，不承受其他荷載，亦不承受墻背土壓力，其構(gòu)造與布設(shè)如圖所示。 。 三維植被網(wǎng)植草防護(hù)示意圖（2）路基填土高度H大于3m時(shí)，采用漿砌片石襯砌拱防護(hù)，當(dāng)m時(shí)，設(shè)置單層襯砌拱，當(dāng)時(shí)，設(shè)置雙層襯砌拱，拱內(nèi)鋪設(shè)草坪網(wǎng)布被為保證路面水或坡面水不沖刷護(hù)坡道，相應(yīng)于襯砌拱拱柱部分的護(hù)坡道也做鋪砌，并設(shè)置20號(hào)混凝土預(yù)制塊至邊溝內(nèi)側(cè)，20號(hào)混凝土的規(guī)格分為兩種，拱柱及護(hù)腳采用的長(zhǎng)方形預(yù)制塊，拱圈部分采用的弧形預(yù)制塊。路基防護(hù)與加固設(shè)施，主要有邊坡坡面防護(hù)、沿河路堤防護(hù)與加固以及是軟地基的加固處治。 (3)特殊路基處理（河塘路基的處理）路基河塘地段，先圍堰，進(jìn)行放水或排水挖除淤泥，然后將原地面開挖成臺(tái)階狀，臺(tái)階寬≥，內(nèi)傾3%，并回填5%灰土至原水面（），路基底部30cm采用5%石灰土處理，路床頂面以下0~80cm采用7%石灰土處理。 路堤基底范圍內(nèi)由于地表水或地下水影響路基穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)采取攔截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易風(fēng)化的片石，塊石或砂、礫等透水性材料。路床頂面橫坡應(yīng)與路拱坡度一致。沿河棄土?xí)r，應(yīng)防止加劇下游路基與河岸的沖刷，避免棄土阻塞、污染河道，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置防護(hù)支擋工程。⑵路基棄土取土坑的邊坡，內(nèi)側(cè)設(shè)為1：，外側(cè)宜小于1：1，%，%，坑底一般宜高出附近水域的常年水位，取土坑的坑底橫坡可做成向路線外側(cè)傾斜的單向坡，坡為2%，當(dāng)取土坑坑底寬度大于6m時(shí)，可做成向中間傾斜的雙向橫坡，%時(shí)，可以不設(shè)排水溝。取土坑設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：① 取土坑至路基之間不得影響路基邊坡穩(wěn)定。 橋涵臺(tái)背和擋土墻墻背填料，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)摩檫角值較大的礫（角礫）類土，砂類土填筑。5. 公路用地寬度根據(jù)路基布置形式，填土高度及邊坡形式計(jì)算路基用地范圍，《規(guī)范》要求的公路用地寬度界限為公路路堤兩側(cè)排水溝外邊緣以外不小于1m范圍內(nèi)的土地；在有條件的地段，高速公路、一級(jí)公路不小于3m，此處設(shè)置為3m。因此路基處于干燥狀態(tài)，無最小填土高度要求。 （6）計(jì)算計(jì)價(jià)土石方 計(jì)價(jià)土石方=挖方數(shù)量+借方數(shù)量。調(diào)配前應(yīng)將可能影響調(diào)配的橋涵位置、陡坡、深溝、借土位置、棄土位置等條件表于表旁，借調(diào)配時(shí)考慮。 回頭曲線路段的土石調(diào)運(yùn)，要優(yōu)先考慮上下線的豎向調(diào)運(yùn)。 ⑵縱向調(diào)運(yùn)的最遠(yuǎn)距離一般應(yīng)小于經(jīng)濟(jì)運(yùn)距（按費(fèi)用經(jīng)濟(jì)計(jì)算的縱向調(diào)運(yùn)的最大限度距離叫經(jīng)濟(jì)運(yùn)距）。K2+662處：外側(cè)C=，ix=%；內(nèi)側(cè)C=，ix=%。 超高的計(jì)算 超高過渡起點(diǎn) K2+562 超高過渡終點(diǎn) K2+682K2+582處：外側(cè)C=，ix=%；內(nèi)側(cè)C=，ix=%。本設(shè)計(jì)采用90%v，即90km/h。Lj50米時(shí)可取T=5米，其余同前。 （2）高次拋物線過渡再加寬過渡段內(nèi)插入一條高次拋物線。對(duì)不經(jīng)常通行集裝箱運(yùn)輸半掛車的公路，可采用第二類加寬值。一般直線上的斷面可不示出路拱坡度。 ⑵根據(jù)路線及路基資料，將橫斷面的填挖值及有關(guān)資料（如路基寬度、加寬值、超高橫坡、緩和段長(zhǎng)度、平曲線半徑等）抄于相應(yīng)樁號(hào)的斷面上。截水溝水流不應(yīng)引入邊溝，當(dāng)必須引入時(shí)，應(yīng)增大邊溝橫斷面，并進(jìn)行防護(hù)。截水溝下方一側(cè)，可堆置挖溝的土方，做成頂部向溝傾斜2%的土臺(tái)。其形式可分為L(zhǎng)形邊溝、梯形、碟形、三角形、矩形或U形邊溝，又分為明溝和加設(shè)蓋板的暗溝等多種形式，多為石塊砌成，邊溝可與路緣石結(jié)合為一整體。根據(jù)行車道以外的側(cè)向余寬、防止駛?cè)雽?duì)向行車道的護(hù)欄、種植、防眩網(wǎng)、被交公路的橋墩等所需的設(shè)置帶寬度而定的。路緣帶既引導(dǎo)駕駛員的視線，又增加行車安全，還能保證行車所必需的側(cè)向余寬，提高行車道的使用效率。土路肩是指不加鋪裝的土質(zhì)路肩，它起保護(hù)路面和路基的作用，并提供側(cè)向余寬。 路肩的作用如下：　?、俦Ｗo(hù)行車道等主要結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定； 　?、跒榘l(fā)生機(jī)械故障或遇到緊急情況的車輛需要臨時(shí)停車提供位置； 　　③提供側(cè)向余寬，有利于安全，增加舒適感； 　?、芸晒┬腥恕⒆孕熊囃ㄐ?； 埋設(shè)地下管道的場(chǎng)地。其形式有拋物線型、折現(xiàn)型。 （1）豎曲線1：變坡點(diǎn)樁號(hào)：K0+365，豎曲線半徑 R=10000m①計(jì)算豎曲線要素 ()曲線長(zhǎng) （）切線長(zhǎng) （）外距 （）②計(jì)算設(shè)計(jì)高程 豎曲線起點(diǎn)樁號(hào) 豎曲線起點(diǎn)高程豎曲線2：變坡點(diǎn)樁號(hào)：K1+760，豎曲線半徑 R=10000m①計(jì)算豎曲線要素 ()曲線長(zhǎng) （）切線長(zhǎng) （）外距 （）②計(jì)算設(shè)計(jì)高程 豎曲線起點(diǎn)樁號(hào) 豎曲線起點(diǎn)高程豎曲線2：變坡點(diǎn)樁號(hào)：K2+700，豎曲線半徑 R=3000m①計(jì)算豎曲線要素 ()曲線長(zhǎng) （）切線長(zhǎng) （）外距 （）②計(jì)算設(shè)計(jì)高程 豎曲線起點(diǎn)樁號(hào) 豎曲線起點(diǎn)高程所設(shè)置的豎曲線在平面上均處于直線段上，切豎曲線半徑足夠大能夠滿足視距要求。 （2）考慮時(shí)間行程不過短，最短滿足3s行程。 豎曲線縱斷面上兩個(gè)坡段轉(zhuǎn)折處，為了行車安全、舒適以及視距的的要求需要設(shè)置豎曲線。、縱線形組合的基本要求 （1）豎曲線宜包含在平曲線之內(nèi)，且平曲線應(yīng)稍