【文章內(nèi)容簡介】 半剛性層拉應(yīng)力指標(biāo)累計(jì)交通軸次2098萬次2673萬次路面結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)年限內(nèi)承擔(dān)交通荷載的繁重程度以交通等級來劃分。我國瀝青路面按承擔(dān)交通荷載的輕重劃分為輕交通、中等交通、重交通和特重交通四級。交通等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)件表32。表32 瀝青路面交通等級交通等級BZZ100累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次Ne（次/車道）大客車及中型以上各種貨車交通量Nn（輛/d/車道）輕交通600中等交通~600~1500重交通~1500~3000特重交通3000本設(shè)計(jì)為高速公路，前五年內(nèi)的交通量年增長率為8%，五到十年內(nèi)的增長率為7%，十到二十年內(nèi)的增長率為5%，瀝青混凝土路面累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次設(shè)計(jì)年限取15年。計(jì)算得到，當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次Ne為2098萬次，屬重交通等級；當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次Ne為2673萬次，屬特重交通等級。瀝青路面承載能力主要依靠基層,所以不同地區(qū)的路面結(jié)構(gòu)主要通過改變基層的材料以及厚度來實(shí)現(xiàn)；瀝青面層的變化主要考慮交通等級的影響。因此,可以得出瀝青路面各結(jié)構(gòu)層變化基本原則如下：(1)在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不僅需要滿足整體剛度的要求，又要滿足路面和基層層底拉應(yīng)力的要求，確保路面不發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞。(2)交通荷載直接作用于面層，面層再將荷載傳遞至基層，所以要求面層必須具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，并具有抗車轍、耐磨耗和防止開裂等功能。(3)基層作為主要承重層，不僅要求其有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且要具有良好的水穩(wěn)定性。(4)路面結(jié)構(gòu)應(yīng)與交通等級相適應(yīng)。并不是交通量大的路面交通等級就一定高,關(guān)鍵在于其中重型車的比例。(5)路面設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮工程造價(jià)和機(jī)械化施工等因素，充分借鑒國外最新研究成果，推薦出經(jīng)濟(jì)、合理并且滿足使用性能要求的路面結(jié)構(gòu)組合方案。結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)最主要的目的在于使得路面在使用年限期間，既能承受復(fù)雜的環(huán)境和反復(fù)行車荷載，又能最大程度地發(fā)揮各結(jié)構(gòu)層的效能，使路面結(jié)構(gòu)滿足技術(shù)和經(jīng)濟(jì)多方面要求。不同路面結(jié)構(gòu)組合在經(jīng)濟(jì)和使用性能上均有不同效果，所以需要充分考慮自然環(huán)境對材料的影響、行車荷載的應(yīng)力分布以及當(dāng)?shù)厥┕すに囈蟮纫蛩亍＝Y(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括:面層材料組合、基層材料選擇、面層最小厚度確定、基層最小厚度確定等?；驹瓌t有以下幾方面：(1)充分利用當(dāng)?shù)夭牧?。在進(jìn)行基墊層材料選擇時(shí)，盡量選擇當(dāng)?shù)厥褂媒?jīng)驗(yàn)較豐富、效果較好的材料，以降低工程費(fèi)用。(2)各結(jié)構(gòu)層材料均具有各自的特性，在結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)時(shí)要注意相鄰結(jié)構(gòu)層之間的影響，盡量使結(jié)構(gòu)之間過渡緩和。(3)充分考慮路表水對結(jié)構(gòu)的影響?？紤]到路表水對瀝青路面的影響，在結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)中，應(yīng)對特殊路段路面結(jié)構(gòu)設(shè)置水穩(wěn)定性好的基層和不透水的半剛性基層。(4)要求路面結(jié)構(gòu)厚度和層數(shù)合理適中。充分考慮材料的規(guī)格和施工機(jī)具的功能，從利于施工等因素出發(fā),規(guī)定結(jié)構(gòu)層有最小厚度，而且為了便于施工，結(jié)構(gòu)層數(shù)不宜過多。半剛性基層的最小厚度是從長期工程實(shí)踐和科研中總結(jié)出來的。從施工方面考慮，半剛性基層的最小厚度取15cm，適宜厚度為18一20cm，在有特重型壓實(shí)設(shè)備并經(jīng)過實(shí)測能保證壓實(shí)度的條件下可適當(dāng)增加厚度。綜上，基于上述要求和原則，應(yīng)用“路面設(shè)計(jì)系統(tǒng)HPDS2011”經(jīng)過多次試算和比選，最終確定出以下路面結(jié)構(gòu)方案見表33。表33新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算表公路等級：高速公路標(biāo)準(zhǔn)軸載：BZZ100路面設(shè)計(jì)彎沉：（）新建路面層數(shù)：5路面設(shè)計(jì)層層位：5設(shè)計(jì)層最小厚度：20（cm）層位結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度（mm）20℃平均抗壓模量（MPa）標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）15℃平均抗壓模量（MPa）標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）容許應(yīng)力（MPa）1細(xì)粒式瀝青混凝土40199120126803442中粒式瀝青混凝土80142510521751873密級配瀝青碎石150124811617151564水泥穩(wěn)定碎石？261723426172345級配碎石300350035006新建路基36按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 :LD= ()H( 4 )= 200 mm，LS= ()H( 4 )= 250 mm，LS= ()H( 4 )= 218 mm(僅考慮彎沉)按容許拉應(yīng)力計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 :H( 4 )= 218 mm(第 1 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)H( 4 )= 218 mm(第 2 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)H( 4 )= 218 mm(第 3 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)H( 4 )= 218 mm(第 4 層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)路面設(shè)計(jì)層厚度 :H( 4 )= 218 mm(僅考慮彎沉)H( 4 )= 218 mm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力)驗(yàn)算路面防凍厚度 :路面最小防凍厚度為500 mm驗(yàn)算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 .通過對設(shè)計(jì)層厚度取整以及設(shè)計(jì)人員對路面厚度進(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 8cm 瀝青面層總厚度27cm密級配瀝青碎石 15cm水泥穩(wěn)定碎石 22cm 基層總厚度22cm級配碎石 30cm 墊層總厚度30cm土基路面結(jié)構(gòu)總厚度為79cm。第二部分 安全性評價(jià)報(bào)告第一章 概述近年來我國高速公路建設(shè)飛速發(fā)展,展現(xiàn)出我國綜合國力的迅速提升。目前我國高速公路通車?yán)锍桃衍S居世界第二位,隨著高速公路里程的增加,高速公路交通安全的形勢越來越嚴(yán)峻。在影響交通安全的諸多因素中,公路設(shè)計(jì)本身存在的一些問題是誘發(fā)交通事故的一個(gè)重要原因,已通車的高速公路中普遍存在的事故多發(fā)點(diǎn)或路段就足以證明這一點(diǎn)。高速公路安全性評價(jià)為有效預(yù)防交通事故的發(fā)生提供了一個(gè)非常有效的手段,體現(xiàn)了“安全、環(huán)保、舒適、和諧的新理念,對提升我國高速公路的設(shè)計(jì)水平具有一定的指導(dǎo)作用。影響公路運(yùn)營安全的因素是多元化的，但是設(shè)計(jì)階段對交通安全的影響是不容忽視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。研究表明，交通事故與道路條件有直接或間接的關(guān)系。因此有必要對高速公路進(jìn)行安全評價(jià)，采取各種措施予以改善，提高道路交通安全性。道路安全評價(jià)是運(yùn)用安全系統(tǒng)工程的原理和方法，對擬建或已有道路可能存在的危險(xiǎn)性及可能產(chǎn)生的后果進(jìn)行綜合評價(jià)及預(yù)測，并根據(jù)可能導(dǎo)致的事故風(fēng)險(xiǎn)的大小，提出相應(yīng)的安全對策措施，以達(dá)到系統(tǒng)安全的目的。道路安全評價(jià)應(yīng)貫穿于道路設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營等整個(gè)生命周期的各個(gè)階段。 良好的道路設(shè)計(jì)可以有效消除安全隱患，提高道路安全性。因此，有必要針對高速公路設(shè)計(jì)安全性評價(jià)開展研究，建立適用于高速公路的設(shè)計(jì)安全性評價(jià)方法，對影響西部高速公路行車安全的重點(diǎn)路段等進(jìn)行分析和評價(jià)。在高速公路設(shè)計(jì)階段引入安全性評價(jià)，具有以下重要意義： （1）在改善道路交通安全的諸多措施中，對道路施工圖設(shè)計(jì)的安全評價(jià)，是有效提高道路安全性的事前改善措施，可避免建設(shè)資金的浪費(fèi)； （2）建立高速公路設(shè)計(jì)安全性評價(jià)方法，可發(fā)現(xiàn)道路設(shè)計(jì)中存在的安全問題，尋找存在的安全隱患，從而在公路設(shè)計(jì)中把握安全尺度； （3）在高速公路設(shè)計(jì)安全性評價(jià)的基礎(chǔ)上，針對薄弱環(huán)節(jié)，提出改善措施，可以有效完善山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)方案，消除設(shè)計(jì)存在的安全隱患； （4）對高速公路設(shè)計(jì)安全性進(jìn)行評價(jià)，修改設(shè)計(jì)方案，提高道路安全水平和通行能力，減少交通事故造成的人身財(cái)產(chǎn)損失和不良的社會(huì)影響。 《公路項(xiàng)目安全性評價(jià)指南》作為公路工程行業(yè)推薦性指標(biāo),在公路行業(yè)內(nèi)自愿采用。本《指南》在大量數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上,對交通事故與公路幾何指標(biāo)、交通事故與運(yùn)行車速、公路幾何指標(biāo)與運(yùn)行車速等的關(guān)系進(jìn)行了深入研究,初步提出了對我國高速公路和一級公路安全性評價(jià)的內(nèi)容、方法和標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合新的設(shè)計(jì)理念及在實(shí)際設(shè)計(jì)工作的理論計(jì)算與經(jīng)驗(yàn)總結(jié),本文結(jié)合山西省某高速公路自身特點(diǎn),主要對安全性評價(jià)指標(biāo)在路線設(shè)計(jì)階段的指導(dǎo)意義做簡單論述和分析。（1）公路項(xiàng)目安全性評價(jià)指南（JTG/T B05—2004）（以下簡稱《指南》）（2）公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B01—2003）（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）（3）公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D20—2006）（以下簡稱《規(guī)范》）（4）道路交通標(biāo)志和標(biāo)線（GB 5768—1999）（5）公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范（JTG D812006）（6）公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)技術(shù)細(xì)則（JTG/TD812006）（7）《公路安全保障工程實(shí)施技術(shù)指南（試行）》，2004；（8）《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG302004）,2004；（9）《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ0141997）,1997；（10）《高速公路交通工程及沿線設(shè)施設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D802006），2006； （11）《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》（GB7561999），2006； （12）《公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件編制辦法》交公路發(fā)[2007]358號(簡稱《辦法》）（13）交通部2000年度公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范計(jì)劃項(xiàng)目一《高速公路運(yùn)行速度設(shè)計(jì)方法與標(biāo)準(zhǔn)》研究報(bào)告成果（14）山西某公路路線初測基礎(chǔ)資料、初步設(shè)計(jì)成果資料和圖表分析評價(jià)工作過程如下:(1)首先根據(jù)初步設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案和相應(yīng)數(shù)據(jù)、資料對照《規(guī)范》、《標(biāo)準(zhǔn)》,對路線采用的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)符合性檢查,找出需評價(jià)路段中不符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范規(guī)定的局部路段。(2)利用《高速公路運(yùn)行速度分析軟件》,對該段進(jìn)行運(yùn)行速度測算。(3)根據(jù)《指南》提出的評價(jià)方法和指導(dǎo)要求,結(jié)合本項(xiàng)目工程實(shí)際,對運(yùn)行速度測算結(jié)果進(jìn)行具體分析。(4)找出運(yùn)行速度發(fā)生突變的安全性不良局部路段和運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)速度差異較大的待安全檢驗(yàn)局部路段。(5)對安全性不良局部路段有針對性地提出調(diào)整和優(yōu)化的具體意見。(6)對運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)速度差異較大路段(即運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)指標(biāo)不匹配路段)通過詳細(xì)的安全性檢查和驗(yàn)算,提出技術(shù)指標(biāo)、線形組合調(diào)整的方法和手段。對視距、爬坡車道、緊急避險(xiǎn)車道的設(shè)置,路側(cè)安全凈空區(qū)、重大工點(diǎn)(互通式立交)、交通工程及沿線設(shè)施的設(shè)計(jì)進(jìn)行安全性評價(jià)并提出必要的意見。通過對運(yùn)行速度測算與相應(yīng)線形指標(biāo)的分析研究,總體評價(jià)結(jié)論如下:(1)設(shè)計(jì)符合性評價(jià)本項(xiàng)目全線總體設(shè)計(jì)采用的平、縱、橫指標(biāo)均滿足現(xiàn)行《規(guī)范》、《標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定要求。(2)運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性評價(jià)本項(xiàng)目全線運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性評價(jià)均合格,線形連續(xù),指標(biāo)比較均衡。運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性較好。(3)運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)速度協(xié)調(diào)性評價(jià)檢驗(yàn)全段小客車運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)速度的差值是否大于20Km/h,根據(jù)《指南》要求,對該段的平縱面線形指標(biāo)、橫斷面組成、視距、超高、大型工點(diǎn)等進(jìn)行安全性驗(yàn)算。第二章 工程概況長治至臨汾高速公路是連接山西省晉東南以及晉南區(qū)域的一條長距離高速通道。長臨高速公路起點(diǎn)位于長治市屯留縣崔邵村，與太長、長邯高速公路相接，途經(jīng)長治市屯留、長子和臨汾市安澤、古縣、洪洞、堯都、襄汾共兩市七個(gè)縣區(qū)，終點(diǎn)位于臨汾市襄汾縣北陳，與大運(yùn)、臨吉高速公路相接。本設(shè)計(jì)選取長臨高速公路其中10公里做為設(shè)計(jì)內(nèi)容。起點(diǎn)（K0+000）位于山西長治市屯留縣崔邵村，終點(diǎn)（K10+）位于山西長治市郊坡底村，設(shè)計(jì)速度為120km/h。標(biāo)段內(nèi)地形條件較為平緩，主要為平原微丘地區(qū)，丘陵地區(qū)破碎，東部平原，為上黨平原的一部分。丘陵區(qū)的地質(zhì)條件為古生界二迭系頁巖、砂巖，底部夾煤層；平川區(qū)為新生界第四系細(xì)砂、泥灰?guī)r、紅色土、黃土及近代沖積層，設(shè)計(jì)過程中路基主要為填挖為主，無特長、長隧道以及大型橋梁。路線經(jīng)過的主要控制點(diǎn)有：208國道，舊208國道，裕達(dá)煤礦，貢村分離式立交，漳河大橋。，全線設(shè)有完善的交通安全設(shè)施。本項(xiàng)目全線推薦采用全封閉、全立交控制出入的雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn),采用設(shè)計(jì)速度為120Km/h、路基寬度28米、橋涵設(shè)計(jì)荷載采用公路一I級。設(shè)計(jì)洪水頻率：路基1/100。寬度與路基同寬。交通工程及沿線設(shè)施A級,其余技術(shù)指標(biāo)按交通部頒公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行。主要技術(shù)指標(biāo)見下表21。表21 主要技術(shù)指標(biāo)表序號項(xiàng) 目技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1公路等級高速公路2車道數(shù)四3設(shè)計(jì)速度120km/h4路基寬度28m行車道寬度2中央分隔帶3m左側(cè)路緣帶硬路肩(含右側(cè)路緣帶）土路肩5路拱橫坡%，%6設(shè)計(jì)洪水頻率特大橋1/300,大中小橋涵1/100,路基1/1007最小平曲線半徑極限值650m，一般值1000m8不設(shè)超高最小半徑5500m9緩和曲線最小長度一般值130m，極限值100m10直線最大長度2400m11最小