【文章內(nèi)容簡介】 20m的石質(zhì)路堤視為高路堤，將大于20m的路塹視為深路塹。本項(xiàng)目中無高路堤和深路塹，所以路堤邊坡均為1：，由于土質(zhì)較密實(shí)，路塹邊坡為1：～1：，再根據(jù)路基設(shè)計(jì)表繪制路基橫斷面圖。 路基填料的選擇 填方路基應(yīng)采用級(jí)配較好的粗粒土作為填料。礫（角礫）類土、砂類土應(yīng)優(yōu)先選做路填料，土質(zhì)較差的細(xì)粒土可填于路堤底部。用不同填料填筑路基時(shí)，應(yīng)分層填筑，每一水平層均應(yīng)采用同類填料。砂性土為修筑路基的良好材料。砂性土含一定數(shù)量的粗顆粒，使路基獲得足夠的內(nèi)摩擦力，又含一定數(shù)量的細(xì)顆粒，使之具有一定的粘聚力，不致過分松散。 所以選擇砂性土作為路基的填料。 取土與棄土方案本將原地面橫坡不大于1：10的平坦地區(qū)，可在路基兩側(cè)設(shè)置取土坑。在平原區(qū)深挖窄取。若取土數(shù)量大，按地質(zhì)與水文情況可將取土坑適當(dāng)加深，以免過分增加寬度而多占土地。路基挖方盡量移挖作填，或利用棄土適當(dāng)加寬路基，以減少費(fèi)方。棄土堆通常設(shè)在就近低地或路塹的下坡一側(cè)。 路基填土與壓實(shí)：路基應(yīng)盡量采用當(dāng)?shù)亓己玫耐潦牧咸钪?，并按?guī)定的要求進(jìn)行壓實(shí)，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和控制變形量。在選擇填料時(shí)，一方面要考慮材料的來源和經(jīng)濟(jì)性，另外一方面也要考慮填料的選擇是否合適。為節(jié)約投資和少占耕地和良田，采取利用附近路塹或附屬工程（如排水溝渠等）的棄土方作為填土材料，特別要注意不要出現(xiàn)水土流失現(xiàn)象，危及沿線自然生態(tài)環(huán)境。具體填料標(biāo)準(zhǔn)如表6－1所示： 填料標(biāo)準(zhǔn) 表6－1路基部位（cm）填料最小強(qiáng)度CBR（%）填料最大粒徑上路床（0～30）下路床（30～80）上路堤（80～150）下路堤（150）854310101515為保證路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使路面有一個(gè)必要的穩(wěn)固土基，在填筑土質(zhì)路堤時(shí)，應(yīng)將填土分層壓實(shí)。①～，要求盡可能接近最大壓實(shí)度，～，壓實(shí)度適當(dāng)降低。②，其中層與下層如不為水所浸沒，可采用較低土層的壓實(shí)度。但對于浸水路堤的下層，則同上層一樣，要求接近最大壓實(shí)密度。根據(jù)規(guī)定《公路壓實(shí)與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)》，路基壓實(shí)度要求如表62： 路基壓實(shí)度要求 表62填挖類別 路槽地面以下深度（cm） 壓實(shí)度%（重型壓實(shí)） 路 0～80 ≥95 堤 80以下 ≥90零填及路塹 0～30 ≥95為了減少路堤沉陷，便于及時(shí)鋪筑路面，路基具有一定的壓實(shí)度，現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定高速公路和一級(jí)公路的路堤路槽底面以下0～80cm和零填路基路塹的底面以下0～30cm范圍內(nèi)的壓實(shí)度應(yīng)大于95%，特殊地區(qū)可減少2%～3%。檢驗(yàn)壓實(shí)度時(shí)可采用12～15t壓路機(jī)最后兩遍碾壓時(shí)表面下沉量不得超過規(guī)定值，作為合格標(biāo)準(zhǔn)。 路基土石方數(shù)量計(jì)算及調(diào)配本設(shè)計(jì)在橫斷面的繪制時(shí)主要應(yīng)用計(jì)算機(jī)繪圖，即應(yīng)用AUTOCAD軟件繪圖。該標(biāo)段所在地區(qū)基底土密實(shí)穩(wěn)定，地面坡度緩于1：5時(shí)，路堤可直接填筑在天然地面上，但地面有樹根草皮或腐殖土等應(yīng)予清除，以免日后形成滑動(dòng)面或產(chǎn)生較大的沉陷。路堤基底為耕地或較松的土?xí)r，在填筑前進(jìn)行壓實(shí)。受地下水影響的低填方路段，考慮在邊溝下設(shè)置了滲溝等降、排地下水的措施；同時(shí)滿足路基的最小填土高度，以免產(chǎn)生凍脹。在地面坡度陡于1：5的穩(wěn)定斜坡上填筑路堤時(shí)，為使填方部分與地面緊密結(jié)合，基底應(yīng)挖成臺(tái)階，以防堤身沿斜坡下滑。對于半填半挖路基，挖方一側(cè)在行車范圍之內(nèi)寬度不足一個(gè)車道的部分，其上路床深度范圍內(nèi)的原地面土應(yīng)予以挖除換填，并按上路床填方的要求施工，以增加車道內(nèi)路基的均勻性和穩(wěn)定性。第四章 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路面設(shè)計(jì)是公路設(shè)計(jì)的重要組成部分，路面的好壞直接影響著道路的使用壽命，因此，道路的路面設(shè)計(jì)十分重要。我們要結(jié)合工程的實(shí)際情況，以質(zhì)量第一為目標(biāo)來搞好路面設(shè)計(jì)，以確保路面工程質(zhì)量，同時(shí)降低工程造價(jià)。本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)車速為100Km/h的高速公路，因此路面等級(jí)選用高級(jí)路面。高級(jí)路面的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、剛度大、穩(wěn)定性好、使用壽命長，能適應(yīng)較繁重的交通量，路面平整、無塵埃，能保證高速行車，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少，運(yùn)輸成本低；但其初期建設(shè)投資高，需要用質(zhì)量高的材料來修筑。 路面類型路面按照面層所用材料的不同，可分為瀝青混凝土路面、水泥混凝土路面、塊料路面和粒料路面。常用路面有兩種類型：瀝青路面和水泥混凝土路面。根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D502006）和《水泥混凝土路面施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ9787）查得兩者路面有缺點(diǎn)的比較：（1）、兩種路面都有很高的強(qiáng)度，能承受車輛的各種荷載作用。（2）、瀝青路面有一定能夠的彈性和塑性和變形能力，后者具有一定的穩(wěn)定性，不存在“老化”現(xiàn)象。（3）、瀝青路面有高度的減震性，適合高速行駛，不揚(yáng)塵且容易清洗，后者穩(wěn)定好。（4）、瀝青路面維修簡單，且瀝青路面可再生，而水泥路面修復(fù)困難且不可再生。本次高等級(jí)公路均采用瀝青混凝土路面，本設(shè)計(jì)路段是平原微丘區(qū)高速公路，因此采用瀝青混凝土路面。在工程設(shè)計(jì)中，從路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性和設(shè)計(jì)方法的相似性出發(fā)，將路面劃分為柔性路面、剛性路面、和半剛性路面三類。因?yàn)楦咚俟返募夹g(shù)指標(biāo)高，所以本設(shè)計(jì)采用半剛性路面。高速公路的路面類型可選用“瀝青路面”。查《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D502006）得瀝青面層的材料組成有：瀝青材料和礦料。1） 瀝青材料：瀝青路面所用的瀝青材料有：石油瀝青、煤瀝青、液體石油瀝青和瀝青乳液等；2） 礦料：瀝青路面所用礦料有碎石、篩選礫石、軋制礫石、砂和礦料等。碎石是由各種堅(jiān)硬巖石軋制而成，篩選礫石不是由天然礫石篩選而得，軋制礫石系由天然礫石軋制并經(jīng)篩選而得，砂包括天然砂和人工砂兩種。天然砂包括河砂、山砂和海砂等，最大粒徑一般小于2mm；人工砂是從軋制巖石篩選而得，其最大粒徑一般小于5mm。 路面結(jié)構(gòu)路面結(jié)構(gòu)可分為面層、基層、墊層。1) 面層 面層是直接承受行車荷載作用和大氣降水與溫度變化影響的路面結(jié)構(gòu)層次，應(yīng)具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、良好的溫度穩(wěn)定性、耐磨、抗滑、平整和不透水。面層由一層或數(shù)層組成，其頂面可加鋪磨耗層，其底面有時(shí)增設(shè)聯(lián)結(jié)層。2) 基層 基層主要起承重作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度。基層有時(shí)設(shè)兩層，分別稱為上基層和底基層。3) 墊層 在路基土質(zhì)較差，水溫狀況不良時(shí)，宜在基層之下設(shè)置墊層，起排水、隔水、防凍、防污或擴(kuò)散荷載壓力等作用。 新建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟1) 根據(jù)任務(wù)書的要求，確定路面等級(jí)和類型，計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次和計(jì)算彎沉值；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度不宜小于500米,若為大規(guī)模機(jī)械化施工，不宜小于1千米)，確定各路段土基回彈模量值；3) 根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范推薦的路面結(jié)構(gòu)，擬訂幾種可能的路面結(jié)構(gòu)組合和厚度方案，根據(jù)選用的材料進(jìn)行配合比實(shí)驗(yàn)及測定各結(jié)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)實(shí)際彎沉值計(jì)算路面厚度。對高速公路，一級(jí)公路瀝青混凝土面層和半剛性基層材料的基層、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，提高材料極限抗拉強(qiáng)度，再重新計(jì)算。 瀝青路面的主要損壞形式根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D502006）查得：路面在使用過程中，由于行車和自然因素的反復(fù)作用，其使用能不斷惡化，路面結(jié)構(gòu)逐漸出現(xiàn)破壞，并最終導(dǎo)致不再能負(fù)擔(dān)交通的狀態(tài)。由于荷載、環(huán)境、材料組成、結(jié)構(gòu)層次組合、施工和養(yǎng)護(hù)等條件的變異，路面損壞的形態(tài)是多種多樣、錯(cuò)綜復(fù)雜的。瀝青路面的主要損壞模式的分類：1） 沉陷是路面在車輪荷載作用下，其表面產(chǎn)生的較大凹陷變形，有時(shí)凹陷兩側(cè)伴有隆起現(xiàn)象。當(dāng)路面結(jié)構(gòu)的變形能力不能適應(yīng)這樣大的變形量，便產(chǎn)生以縱向?yàn)橹鞯牧芽p并逐漸發(fā)展為網(wǎng)裂（或龜裂）。引起沉陷的主要原因是路基水文條件很差而過于濕軟，不能承受通過路面?zhèn)鹘o路基的輪載應(yīng)力，便產(chǎn)生較大的豎直變形，并導(dǎo)致路面的沉陷和開裂。2） 車轍是路面在車輪荷載重復(fù)作用下，沿著縱向產(chǎn)生的帶狀凹陷，也常伴有以縱向?yàn)橹鞯牧芽p。出現(xiàn)車轍的主要原因是：在行車荷載多次重復(fù)作用下，路基和路面各層次永久變形的逐步積累。即使路基和路面具有足夠的剛度，每次行車荷載作用下產(chǎn)生的永久變形量極小，但多次重復(fù)作用。3） 發(fā)生疲勞開裂的主要原因是：在車輪荷載的反復(fù)作用下，瀝青結(jié)構(gòu)層底面產(chǎn)生的拉應(yīng)力（或拉應(yīng)變）超過了材料的疲勞強(qiáng)度，底面便發(fā)生開裂，并逐漸擴(kuò)散到路面，由水硬性結(jié)合料穩(wěn)定而形成的整體性基層也會(huì)產(chǎn)生疲勞開裂，甚至導(dǎo)致面層破壞。低溫縮裂和反射裂縫雖然也是開裂，但是其基本變形是沿著路面縱向一定的距離出現(xiàn)的間隔性橫向裂縫。這些橫向裂縫在水分的作用下，會(huì)促使面層疲勞開裂，在其周圍發(fā)展成為網(wǎng)狀裂縫。產(chǎn)生低溫縮裂的主要原因是：在低溫（通常為負(fù)溫）時(shí)，當(dāng)氣溫下降速率較大，瀝青類路面材料因急劇收縮受阻，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，如果拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度，面層就會(huì)拉裂，而路面縱向尺度遠(yuǎn)大于橫向，所以出現(xiàn)間隔性橫向裂縫。 路面設(shè)計(jì)達(dá)到的要求根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D502006）查得路面設(shè)計(jì)的任務(wù)在與提供經(jīng)濟(jì)的路面結(jié)構(gòu)，它在預(yù)定的設(shè)計(jì)期內(nèi)能按照要求的可靠度承受行車荷載和環(huán)境因素的作用。而不同等級(jí)的公路對路面的使用品質(zhì)具有不同的要求，主要表現(xiàn)在一定的技術(shù)法規(guī)，結(jié)合工程的實(shí)際情況，以質(zhì)量第一為目標(biāo)來搞好設(shè)計(jì)，以確保路面工程質(zhì)量，同時(shí)降低工程造價(jià)。一般來說，路面設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到下列要求：1) 應(yīng)滿足公路等級(jí)在設(shè)計(jì)年限內(nèi)允許通過預(yù)測交通量要求的路面整體剛度，即路面應(yīng)具有一定的承載力和抗疲勞能力；2) 公路是暴露在大自然的帶狀工程結(jié)構(gòu)物，長期經(jīng)受日曬、雨雪、酷熱、嚴(yán)寒、凍融等的考驗(yàn)，因此，路面設(shè)計(jì)應(yīng)使路面在變化多樣的條件下，保持一定的穩(wěn)定性，這就是路面應(yīng)具有耐久性；3) 在設(shè)計(jì)年限里，經(jīng)過一定的維修養(yǎng)護(hù)，應(yīng)使路面具有與公路等級(jí)相適應(yīng)的服務(wù)水平。 瀝青路面的設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)為平原微丘區(qū)高速公路，路面寬為26m，中間設(shè)分隔帶，雙向四車道。根據(jù)交通資料和實(shí)地調(diào)查，得到平均日交通量為11211輛/日，交通量年平均增長率，路面設(shè)計(jì)年限為15年。 確定自然區(qū)劃和路基潮濕類型及土基回彈模量根據(jù)當(dāng)?shù)厮馁Y料 地下水位：，該路段處于區(qū)，查表《路基臨界高度參考值》得：該路段存在干燥、中濕、潮濕三種類型。其中：K0+000—K0+800、K3+000—K4+10K5+220—K5+596為干燥地區(qū)K4+107—K5+2K0+800—K1+363為中濕地區(qū)K1+363—K1+906為潮濕地區(qū)（需要地基處理） 預(yù)測交通量組成表 表41車　型前軸重后軸重后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距交通量，次／日解放 CA10B1雙輪組－600黃河 JN1501雙輪組－750日野 KB2221581雙輪組－100東風(fēng) EQ1401雙輪組－230軸載分析1) 以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次a　軸載換算 （41）式中：——標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次，（次/日）；——被換算車型的各級(jí)軸載作用次數(shù)，（次/日）；——標(biāo)準(zhǔn)軸載，（100KN）；——被換算車型的軸載，（KN）；——輪組系數(shù)，雙輪組為1，；——軸數(shù)系數(shù)，當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為m,當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)=1+(m1)，m為軸數(shù)。軸載換算結(jié)果表 表42車型Pi/ KNCCn解放CA10B后軸1160069黃河JN150前軸1750215后軸11750804日野KB222前軸110025后軸15811001609東風(fēng)EQ140后軸1123046合 計(jì)2768b　累計(jì)當(dāng)量軸次：根據(jù)設(shè)計(jì)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D502006）規(guī)范知，高速公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限15年。四車道車道系數(shù)=，年平均增長率=%。 =次式中：t——設(shè)計(jì)年限（15年）； ——路面竣工后第一年路面全寬內(nèi)的日平均當(dāng)量軸次（次/日）；——設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次（次）；——設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量平均年增長率（%）；——車道系數(shù)。，屬于重交通。2) 驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次a　軸載換算驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次公式為：＝ （42）計(jì)算結(jié)果如表43： 軸載換算結(jié)果表 表43車型（KN） n解放CA10B后軸1160011黃河JN150前軸17501后軸1