【導(dǎo)讀】本設(shè)計為浙江省某地新建的一條雙向六車道高速公路,設(shè)計速度為120km/h.了路基橫斷面設(shè)計、道路橫斷面排水設(shè)計、路基穩(wěn)定性驗算和施工設(shè)計.其中,路基穩(wěn)定性驗算取8m高一般路堤進行設(shè)計.路面設(shè)計中對任務(wù)書所給的一些不合理的條件根據(jù)規(guī)范做出了相應(yīng)的修改,路面面層的配合比進行了設(shè)計.

　　

【正文】 力桿最小長度 傳力桿最大間距 220 28 400 300 240 30 400 300 260 32 450 300 280 35 450 300 300 38 500 300 水泥混凝土面層厚度 280mm。則采用傳力桿直徑 Φ35 光面鋼筋，長度500mm，間距 200mm。 各 結(jié)構(gòu)層材料組成設(shè)計 水泥混泥土 28cm 碾壓混泥土 18cm 水泥穩(wěn)定粒料土 18cm 路基 各結(jié)構(gòu)層的施工技術(shù)要求及質(zhì)量控制準 本設(shè)計水泥混凝土路面施工采用滑模施工技術(shù)。主要參考《公路水泥混凝土路面滑模施工技術(shù)規(guī)范》。 本設(shè)計 采用螺旋布料器布料、多根振動棒振動密實、振搗器上下振搗壓入粗骨料、成型模板擠壓成型和 抹光等工序，確保水泥混凝土路面密度，特別是路面的平整度有了明顯的提高，能滿足高 速公路的 高標準質(zhì)量要求。 施工要求 ： （ 1）施工前的準備： 根據(jù)質(zhì)量要求驗收基層標高與平整度，避免因基層的標高或平整度的不良而影響水泥混凝土面層。在合格的基層頂面用經(jīng)緯儀和水準儀測量出道路中心線和標高，然后，放出攤鋪機一側(cè)的基準線，放線時每 5m（彎道段）或 10m（直南華大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計 第 32 頁 共 48 頁 線段）測設(shè)一個點，確保標高準確，線形平順。攤鋪機履帶行走部位的地基，應(yīng)稍整平并有能承載履帶接地壓力的承載力。 （ 2） 混凝土制備 拌制符合質(zhì)量標準且質(zhì)量穩(wěn)定的拌和料，其 坍落度宜為 30～ 50mm，砂率直為 40％。加強攪拌站材料的計劃性，原材料必須有足夠的貯存量，滿足每天的攤鋪量。在滿足攤鋪量的同時，必須按運輸?shù)浆F(xiàn)場的時間和車輛噸位大小等情況，配備運輸車輛，確保攤鋪機持續(xù)均勻地進行攤鋪。 （ 3） 全自動鋪筑 攤鋪機定位后，安裝自動找平傳感 裝置并檢查其完好性及操作靈活性， 它將直接影響到鋪筑路面的質(zhì)量。 全自動攤鋪的工藝為： 根據(jù)施工情況，調(diào)整攤鋪速度以及 振動棒位置與振動頻率。 （ 5） 整修 攤鋪機自動鋪筑路面成型后，為了使路面兩側(cè)的邊角達到要求的平整度，可備有 3m輕型 直尺進行整修。每天攤鋪機在開始和結(jié)束鋪筑時，兩端都采用人工立模板和鋪筑。兩端平整度必須與機械攤鋪整個面層保持一致，上述兩端處的人工修邊必須認真精修。 （ 6） 拉毛、初期養(yǎng)生 拉毛質(zhì)量直接影響路面抗滑性能，拉毛可以采用麻袋布拉毛，壓紋機壓紋或切割成紋。要求紋理均勻、順直、深度適宜。當混凝土成型后應(yīng)適時用潮濕的麻袋布或草包覆蓋養(yǎng)生，防止表面干縮裂縫，并在 7 天內(nèi)保持濕治養(yǎng)生。也可采用噴灑化學(xué)養(yǎng)護劑養(yǎng)護。 （ 7） 切縫 螺旋布料器均勻布料 虛方控制板控制砼進入成型模板的數(shù)量 振搗棒將砼加以 振動密實 振搗器將表面上的粗料壓入砼之中 成型模板使路面板擠壓成型 浮動模板對擠壓成型出來的砼表面進行修整 抹光板對路表面進行搓柔抹光 南華大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計 第 33 頁 共 48 頁 掌握好切縫時機是防止施工初期斷板的重要措施，應(yīng) “寧早不晚 ”和 “切縫不淺 ”，以切縫時刀片不帶起碎石為最 早切縫時機，切縫深度應(yīng)為 1/3~1/4 的板厚（具體根據(jù)設(shè)計要求）。 （ 8） 灌封縫 當養(yǎng)生結(jié)束后即可開始灌封縫，灌封縫前必須清除縫內(nèi)雜物，保持縫壁干燥，然后選用合適的灌縫料進行灌封縫。 工程量及材料用量計算 材料用量 （ 1）配置抗折強度 設(shè)配置滑模攤鋪的水泥混凝土，高速公路水泥混凝土路面設(shè)計抗折強度5MPa，強度施工保證系數(shù) K=。 則配置抗折強度由下式確定： csR K R?? 則有， ? ?1 . 1 5 5 5 . 7 5csR K R M P a? ? ? ? ? （ 2）計算水 灰比 W/C 實測 28d 抗折強度平均值取 。 參照下列兩個經(jīng)驗公式計算： ? ?/ 1 .5 4 9 2 0 .4 5 6 5 / 1 .2 6 1 8cjC W R R? ? ? ? ?/ 1 .0 4 / 1 .3 8cjW C R R?? 帶入數(shù)據(jù)則有， W/C= 或 W/C= 上述兩個公式計算的水灰比，一個偏小，一個偏大，取兩個公式的計算結(jié)果的平均值 W/C= 較合適。 （ 3）計算單位用水量 W0 取細度模數(shù)為 ，參考表 得 Sp=32%； 表 砂的細度模數(shù)與最優(yōu)砂率關(guān)系 砂細度模數(shù) ~ ~ ~ ~ ~ 砂率 碎石 30~34 32~36 34~38 36~40 38~42 南華大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計 第 34 頁 共 48 頁 （ %） 礫石 28~32 30~34 32~36 34~38 36~40 塌落度 h=5cm，由下列經(jīng)驗公式可計算： ? ?0 8 6 . 8 9 3 . 7 0 1 1 . 2 4 / 1 . 0 0 pW h C W S? ? ? ? 代入數(shù)據(jù)得， Sp=160kg/m3 用水量過大，需使用減水劑。 （ 4）外加劑用量 使用外加劑，應(yīng)采用引氣緩凝減水劑用量 ‰ ，最優(yōu)減水率 7% 。減水量計算如下： 7%=， =，符合礫石混凝土最大控制單位用水量 155kg/m3 的要求。外加劑用量 Y0=359= kg/m3。 （ 5）計算單位水泥用量 C0 C0=W0（ C/W） == kg/m3 考慮到施工的波動，增加水泥用量 ΔC= 。取 C0=340 kg/m3，水灰比為。對比耐久性的要求，高速公路水泥混凝土路面的水灰比不大于 ，基本符合要求，單位用水量不小于 300 kg/m3，滿足耐久性要求。 （ 6）計算砂石材料用量 使用假定密度法計算，假定礫石混凝土密度 2450 kg/m3。由細度模數(shù)FM= 查表 ，的砂率 Sp=32%。由下式可計算： ? ?0 0 0 00 0 01 0 0 / CPC W S GS S G S?? ? ? ??? ??? ? ?000 0 02 4 5 0 1 5 1 3 4 00 .3 2SGS S G? ? ? ??? ??? ? ?0 0 01 0 .3 2 / 0 .3 2 2 .1 2 5G S S? ? ?代入上式得， 3030627 /1332 /S kg mG kg m? ?? ?? （ 8）計算結(jié)果 匯總上述計算結(jié)果如表 所示。 表 施工配合比 材料名稱 水 水泥 砂 礫石 外加劑 南華大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計 第 35 頁 共 48 頁 （ kg/m3） 151 340 627 1332 比例 1 ‰ （ 9）鋼筋量計算 由接縫設(shè)計可歸納得路面用拉桿及傳力桿所用鋼筋的直徑 、 長度和間距等參數(shù)，匯總得表 所示。 表 路面用鋼筋參數(shù)（ mm） 接縫 縱縫 橫縫 直徑 Φ 16 35 長度 L 800 500 間距 S 700 200 路面混凝土板長度為 4m，寬度依據(jù)行車道寬度及硬路肩寬度分別為 和 。路線起止樁號為 K280+030~K400+485 。則路線長度為 120455m 。 依據(jù)路線長度和混凝土面板的平面尺寸，計算可得縱縫和橫縫所分別消耗的鋼筋數(shù)量。 縱向： N1=6(120455/)=1032471 橫向： N2=(120455/4)(2+2)/=4366493 查閱相關(guān)資料可得鋼筋單位質(zhì)量如表 所示。 表 鋼筋單位質(zhì)量表 接縫 縱縫 橫縫 種類 螺紋鋼筋 光圓鋼筋 直徑 (mm) 16 35 單根面積 (cm2) 單位質(zhì)量 (kg/m) 則可計算得到所用鋼筋的質(zhì)量： 縱縫： G1=1032471=1303391kg= 橫縫： G2=4366493=16509710kg= 則，總量 G=+=17813t 南華大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計 第 36 頁 共 48 頁 工程量量 路面路基各層寬度都為 35m,取長度 100m計算其工程量，列表如下 表 工程量計算表 材料 長度（ m） 寬度 (m) 厚度（ m） 體積 ? ?3m 水泥混泥土 100 35 980 碾壓混泥土 100 35 630 水泥穩(wěn)定粒料 100 35 630 天然沙粒 100 35 630 水泥混泥土路面建筑設(shè)計 路面標示、標志、標線 警告標志，禁令標志，指示標志，指路標志，百米樁，里程碑，公路界碑，中心虛線，車道分界線，車行道邊緣線，出口標線，入口標線。除里程碑，百米樁，公路界碑外，一般道路標志為藍底白圖案，高速公路為綠底白圖案。 公路防撞護欄 采用有防阻塊的圖形立柱，當路肩寬度為 75cm時，主柱外邊緣至路肩邊緣的最小距離不應(yīng)小于 25cm，路側(cè)防護面裝于堅實的土路肩中，其立柱應(yīng)埋置堅實，或埋入混凝土基礎(chǔ)，以適應(yīng) S 級（加強型）護欄。路側(cè)波形梁防護欄的 起訖點應(yīng)進行端頭處理，路側(cè)護欄的端頭可做成地錨式或圓頭式。 防眩設(shè)施 高速公路平面交叉、中央分隔帶開口兩側(cè)一定范圍內(nèi)不宜設(shè)置防眩設(shè)施，在南華大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計 第 37 頁 共 48 頁 有連續(xù)照明設(shè)施的路段，車輛夜間一般以近光燈行駛，會車時眩目影響甚微，顯然在這種情況下可以不考慮設(shè)置防眩設(shè)施。 南華大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計 第 38 頁 共 48 頁 3 柔性路面設(shè)計 進行軸載換算，確定交通等級 軸載分析 我國瀝青路面設(shè)計以雙輪組單軸載 100kN 為標準軸載，表示為 BZZ100。標準軸載的計算參數(shù)按表 31 確定。 表 31 標準軸載計算參數(shù) 標準軸載名稱 BZZ100 標準軸 載名稱 BZZ100 標準軸載 P（ KN） 100 單輪當量圓直徑 d（ mm） 輪胎接地壓強 P（ Mpa） 兩輪中心距（ cm） 1． 5d ﹙ 1﹚當以設(shè)計彎沉值設(shè)計指標及瀝青基層層底拉應(yīng)力驗算時，凡前、后軸軸載大于 25kN 的各級軸載 iP 的作用次數(shù) in 均換算成標準軸載 P 的當量作用次數(shù)N 。 1)( ppnCCN iiKi??? (31) 式中： N — 以設(shè)計彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標時的標準軸載的當量次數(shù)； in — 被換算車型的各級軸載換算次數(shù)（次 /日）； P— 標準軸載（ kN ）； iP— 各種被換算車型的軸載（ kN ）； C1— 輪組系數(shù)，單輪組為 ,雙輪組為 ,四軸組為 ； C2— 軸數(shù)系數(shù)。 K— 被換算車型的軸載級別。 當軸間距離大于 3m時，按單獨的一個軸載計算；當軸間距離小于 3m時，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下面公式計算： ? ?1 1 1 .2 1Cm? ? ? (32) 式中： m— 軸數(shù)。 南華大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計 第 39 頁 共 48 頁 表 32 軸載換算結(jié)果 車型 iP （ kN ） 1C 2C in （次 /日） 12 ()ii pC C n p 桑塔納 2020 前軸 1 1 2920 — 后軸 1 1 2920 — 江淮 AL6600 前軸 1 1 550 — 后軸 1 1 550 黃海 DD680 前軸 1 1 466 后軸 1 1 466 北京 BJ130 前軸 1 1 141 — 后軸 1 1 141 東風(fēng) EQ140 前軸 1 1 652 — 后軸 1 1 652 黃河 JN163 前軸 1 1 892 后軸 1 1 892 東風(fēng) SP9250 前軸 1 1 226 后軸 3 3 1 226 ∑ N 3187 2020 年： ? ? 5 07 6% 18 1N 5 ???? 則其設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計量軸次 eN ： 1[ (1 ) 1 ] 3 6 5teNN? ??? ? ?? (33) 式中 eN — 設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當量次數(shù)； t