【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 板的彎曲剛度Dc，半剛性基層板的彎曲剛度Db,路面結(jié)構(gòu)總相對(duì)剛度半徑rg為： 荷載應(yīng)力 標(biāo)準(zhǔn)軸載和極限荷載在臨界荷載位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力為： 計(jì)算面層荷載疲勞應(yīng)力和最大荷載應(yīng)力為： 其中應(yīng)力折減系數(shù)；綜合系數(shù)：疲勞應(yīng)力系數(shù)。
溫度應(yīng)力 溫度最大梯度取90℃/m。計(jì)算綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)： 計(jì)算面層最大溫度應(yīng)力為： 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)： 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力： 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核 一級(jí)安全等級(jí)，低變異水平下。
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方案二 假定路基為干燥狀態(tài) 初擬路面結(jié)構(gòu) 考慮到廣西梧州地區(qū)降雨量較大，為減少雨水對(duì)基層的沖刷，降低路面積水對(duì)行車帶來的安全隱患，設(shè)置排水基層。初擬路面結(jié)構(gòu)如下圖。，長5m?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。
材料參數(shù)的確定 ，取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fr = ，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值和泊松比為31 ，℃。土基的回彈模量參照《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄，路基回彈模量取80MPa，綜合回彈模量為80=76MPa， ，多空隙水泥穩(wěn)定碎石基層回彈模量取1500 MPa，級(jí)配碎石底基層回彈模量取220MPa。
板底地基綜合回彈模量 板底地基綜合回彈模量取118 混凝土面層板的彎曲剛度Dc，半剛性基層板的彎曲剛度Db,路面結(jié)構(gòu)總相對(duì)剛度半徑rg為： 荷載應(yīng)力 標(biāo)準(zhǔn)軸載和極限荷載在臨界荷載位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力為： 計(jì)算面層荷載疲勞應(yīng)力和最大荷載應(yīng)力為： 其中應(yīng)力折減系數(shù)；綜合系數(shù)：疲勞應(yīng)力系數(shù)。
溫度應(yīng)力 溫度最大梯度取90℃/m。計(jì)算綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)： 計(jì)算面層最大溫度應(yīng)力為： 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)： 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力： 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核 一級(jí)安全等級(jí)，低變異水平下。
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假定路基為中濕狀態(tài) 初擬路面結(jié)構(gòu) 考慮到路基為中濕狀態(tài)，路床頂距地下水位距離較近需加鋪墊層，故初擬路面結(jié)構(gòu)如下圖。，長5m?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。
材料參數(shù)的確定 ，取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fr= ，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值和泊松比為31 ，℃。土基的回彈模量參照《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄，路基回彈模量取80MPa，綜合回彈模量為80=76Mpa，多空隙水泥穩(wěn)定碎石基層回彈模量取 2000 MPa，級(jí)配碎石底基層回彈模量取220MPa，墊層未篩分碎石回彈模量取200MPa。
板底地基綜合回彈模量 板底地基綜合回彈模量取140 混凝土面層板的彎曲剛度Dc，半剛性基層板的彎曲剛度Db,路面結(jié)構(gòu)總相對(duì)剛度半徑rg為： 荷載應(yīng)力 標(biāo)準(zhǔn)軸載和極限荷載在臨界荷載位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力為： 計(jì)算面層荷載疲勞應(yīng)力和最大荷載應(yīng)力為： 其中應(yīng)力折減系數(shù)；綜合系數(shù)：疲勞應(yīng)力系數(shù)。
溫度應(yīng)力 溫度最大梯度取90℃/m。計(jì)算綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)： 計(jì)算面層最大溫度應(yīng)力為： 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)： 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力： 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核 一級(jí)安全等級(jí)，低變異水平下。
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方案三 假定路基為干燥狀態(tài) 初擬路面結(jié)構(gòu) 考慮到廣西梧州地區(qū)處于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)緯度偏低，夏季溫度較高，可以采用密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石做基層減少熱脹冷縮對(duì)水泥路面的破壞，同時(shí)能防止路面水滲入底基層對(duì)其造成沖刷破壞，故初擬路面結(jié)構(gòu)如下圖。，長5m?？v縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。
材料參數(shù)的確定 ，取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fr = ，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值和泊松比為31 ，℃。土基的回彈模量參照《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄，路基回彈模量取80MPa，綜合回彈模量為80=76MPa， ，密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石基層回彈模量取4000 MPa，級(jí)配碎石底基層回彈模量取220MPa。
板底地基綜合回彈模量 板底地基綜合回彈模量取122 混凝土面層板的彎曲剛度Dc，半剛性基層板的彎曲剛度Db,路面結(jié)構(gòu)總相對(duì)剛度半徑rg為： 荷載應(yīng)力 標(biāo)準(zhǔn)軸載和極限荷載在臨界荷載位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力為： 計(jì)算面層荷載疲勞應(yīng)力和最大荷載應(yīng)力為： 其中應(yīng)力折減系數(shù)；綜合系數(shù)：疲勞應(yīng)力系數(shù)。
溫度應(yīng)力 溫度最大梯度取90℃/m。計(jì)算綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)： 計(jì)算面層最大溫度應(yīng)力為： 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)： 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力： 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核 一級(jí)安全等級(jí)，低變異水平下。
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假定路基為中濕狀態(tài) 考慮到路基為中濕狀態(tài)，路床頂距地下水位距離較近需加鋪墊層，故初擬路面結(jié)構(gòu)如下圖。，長5m。縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。
材料參數(shù)的確定 ，取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fr= ，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值和泊松比為31 ，℃。土基的回彈模量參照《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄，路基回彈模量取80MPa，綜合回彈模量為80=76Mpa，密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石基層回彈模量取 4000 MPa，級(jí)配碎石底基層回彈模量取220MPa，墊層未篩分碎石回彈模量取200MPa。
板底地基綜合回彈模量 板底地基綜合回彈模量取142 混凝土面層板的彎曲剛度Dc，半剛性基層板的彎曲剛度Db,路面結(jié)構(gòu)總相對(duì)剛度半徑rg為： 荷載應(yīng)力 標(biāo)準(zhǔn)軸載和極限荷載在臨界荷載位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力為： 計(jì)算面層荷載疲勞應(yīng)力和最大荷載應(yīng)力為： 其中應(yīng)力折減系數(shù)；綜合系數(shù)：疲勞應(yīng)力系數(shù)。
溫度應(yīng)力 溫度最大梯度取90℃/m。計(jì)算綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)： 計(jì)算面層最大溫度應(yīng)力為： 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)： 計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力： 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)校核 一級(jí)安全等級(jí)，低變異水平下。
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方案比選 各方案路面結(jié)構(gòu)圖 各方案比選 密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石基層具有良好的收縮性能，能有效減少由于熱脹冷縮和外力作用的收縮裂縫，同時(shí)也能緩解反射裂縫，防止路面水滲入，對(duì)底基層的沖刷作用。多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層和水泥穩(wěn)定碎石基層在施工技術(shù)和施工工藝方面相當(dāng)接近，但多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層利用了碎石的滲透性和水泥的穩(wěn)定性,使路面結(jié)構(gòu)具有滲透性較好、強(qiáng)度高、抗沖刷能力強(qiáng)、易施工和適應(yīng)性廣的優(yōu)點(diǎn)。
沿線石料場(chǎng)分布較多，且質(zhì)量好，儲(chǔ)存大，沿線運(yùn)輸條件整體情況良好，水泥產(chǎn)量豐富，產(chǎn)量大，所以基層墊層最好采用水泥穩(wěn)定粒料，就近取材有利于降低成本。此外,從各種材料的單價(jià)來看，基層：水泥穩(wěn)定碎石基層/排水基層 2 元/，瀝青穩(wěn)定碎石排水基層 8元/，通過綜合比較考慮，選用多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層和水泥穩(wěn)定碎石底基層經(jīng)濟(jì)造價(jià)適中，而且滲透性和穩(wěn)定性都能達(dá)到較好效果。
從基層強(qiáng)度和材料要求上考慮，水泥穩(wěn)定碎石基層可為優(yōu)選方案。但全路段位于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，氣候總體溫暖濕潤，且沿線地下水發(fā)育較復(fù)雜，在混凝土路面使用一段時(shí)間后，水可能滯留在路面結(jié)構(gòu)層中降低路面的強(qiáng)度，使路面有可能出現(xiàn)斷板現(xiàn)象，路面水將通過裂縫流入路基，這樣可能會(huì)使路基水毀，從而影響路面的整體強(qiáng)度，采用排水基層能夠?qū)B入基層的路面水通過路基橫向排水將水排向邊溝與排水管再排出路面范圍，達(dá)到較好的穩(wěn)定性能和耐久性。
確定方案 綜合上述因素，密級(jí)配瀝青碎石基層雖然有良好的技術(shù)性能，但經(jīng)濟(jì)上花費(fèi)高，材料強(qiáng)度較小，穩(wěn)定性較弱。水泥穩(wěn)定碎石雖然強(qiáng)度高，但該路段雨水較多，地下水位復(fù)雜，路基容易出現(xiàn)水損壞。多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層不但技術(shù)上優(yōu)于水泥穩(wěn)定碎石基層，而且材料花費(fèi)低，同時(shí)具有良好的抗沖刷性能。故確定方案二為最終設(shè)計(jì)方案。
方案二路面結(jié)構(gòu)如下圖： 7 瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)資料 本測(cè)區(qū)為亞熱帶地區(qū)，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫暖濕潤，陽光充足，雨量充沛，濕度較大，無霜期較長，夏長冬短，夏濕冬干，春季陰雨連綿，夏季暴雨頻繁，氣候呈顯著的季節(jié)性變化。，主要集中在 5～10月，光照時(shí)間長，℃，極端低溫－℃，℃，年平均相對(duì)濕度為77%，蒸發(fā)量大于降雨量。全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)，其次是西南風(fēng)，冬季盛行北風(fēng)，夏季盛行南風(fēng)，多年平均最大風(fēng)速為12m/s。
土基回彈模量的確定 該設(shè)計(jì)路段路基擬定干燥和中濕狀態(tài)，路基土為低液限黏質(zhì)土，根據(jù)土類和自然區(qū)劃及擬定的路基土的平均稠度w c ，查規(guī)范取路基處于中濕狀態(tài)時(shí)回彈模量值為38MPa。
確定累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次、設(shè)計(jì)彎沉及抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)交通量 根據(jù)交通量資料表，%。瀝青路面累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次按15年計(jì)。
交通量組成、汽車計(jì)算參數(shù)及軸載換算計(jì)算結(jié)果表 序號(hào) 車型名稱 前軸重 后軸重 后軸數(shù) 輪組數(shù) 后軸距(m) 交通量 1 小客車 1 雙輪組 ＜3 2580 2 中客車 30 55 1 雙輪組 ＜3 869 3 大客車CA50 1 雙輪組 ＜3 458 4 小貨車BJ130 1 雙輪組 ＜3 1768 5 中貨車CA50 1 雙輪組 ＜3 556 6 中貨車EQ140 1 雙輪組 ＜3 897 7 中貨車JN150 49 1 雙輪組 ＜3 726 8 特大車日野KB222 1 雙輪組 ＜3 654 9 拖掛車 五十鈴 60 100 3 雙輪組 ＞3 62 設(shè)計(jì)年限 15年 車道系數(shù) 交通量平均增長率 % （1）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= 1689 ,屬重交通等級(jí)； （2）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) : 路面營運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次 :