【正文】 ）材料選擇和施工條件 選用涵洞材料時(shí)要因地制宜，盡可能就地取材，優(yōu)先考慮磚石圬工結(jié)構(gòu)，少用或不用鋼材。 （2）養(yǎng)護(hù)維修 選擇涵洞類型時(shí)，為了便于養(yǎng)護(hù)，孔徑不宜過(guò)小，洞身不宜過(guò)長(zhǎng)。 排水系統(tǒng)分析本地區(qū)年平均降雨量較多，屬中濕地區(qū)，在路基排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況做了設(shè)計(jì)： （1） 邊溝用以匯集和排除路面、路肩和挖方邊坡上的徑流及少量流向道路的地表水。挖方地段的邊溝在土質(zhì)路段采用梯形，邊坡坡度為1:。在低填方地段的路肩外側(cè)根據(jù)具體地形設(shè)置不同形式的截面。（2）截水溝用以攔截和排除流向路基的地表流水，防止沖刷和侵蝕挖方邊坡和填方坡腳。在挖方路基上方距邊坡不小于5m的地方設(shè)置，截面采用梯形，左右坡度設(shè)計(jì)為1:1，；在低填方路基的坡腳處，若設(shè)置了邊溝，則距不小于5米的地方設(shè)置，若沒(méi)有設(shè)置邊溝，則距坡腳不小于2米的地方設(shè)置。（3）碎落臺(tái)主要是用以迎接碎落的土石、碎塊等，以保護(hù)邊溝不阻塞。當(dāng)挖方高度小于6m時(shí)，碎落臺(tái)寬取1m；大于6m時(shí)。（4）護(hù)坡道是設(shè)置在填方坡腳處，用以加寬邊坡距離，減小邊坡平均坡度，寬度取1~2m。第六章 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公路路基是路面的基礎(chǔ)，它承受著本身土體的自重和路面結(jié)構(gòu)的重量，同時(shí)還承受由路面?zhèn)鬟f下來(lái)的行車荷載，所以路基是公路的承重主體。路面是一種層狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同路基狀況和交通量，常常將路面分為面層，基層，底基層，墊層。路面結(jié)構(gòu)是直接為行車服務(wù)的結(jié)構(gòu)，不僅受各類汽車荷載的作用，且直接暴露于自然環(huán)境中，經(jīng)受各種自然因素的作用。路面工程的工程造價(jià)占公路造價(jià)的很大部分，最大時(shí)可達(dá)50%以上。因此，做好路面設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。路面設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括路面類型與結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、路面建筑材料設(shè)計(jì)、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。 路面類型與結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)路面類型選擇應(yīng)在充分調(diào)查與勘察道路所在地區(qū)自然環(huán)境條件、使用要求、材料供應(yīng)、施工和養(yǎng)護(hù)工藝等，并在路面類型選擇的基礎(chǔ)上考慮路基支承條件確定結(jié)構(gòu)方案。由于路面工程量大，基墊層材料應(yīng)盡可能采用當(dāng)?shù)夭牧?，并注意使用各類廢棄物。必要時(shí)，應(yīng)考慮采用新型路面結(jié)構(gòu)形式、新材料、新施工工藝。 路面建筑材料設(shè)計(jì) 路面建筑材料設(shè)計(jì)往往是路面設(shè)計(jì)中不受重視的一塊內(nèi)容，原因在于設(shè)計(jì)僅僅依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定路面結(jié)構(gòu)層次，指定各層次材料的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范名稱。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)的工程技術(shù)與材料科學(xué)知識(shí)，合理考慮了道路所在地的自然環(huán)境、材料所在路面結(jié)構(gòu)層次的功能等，論證合理地選擇了材料類型和建議配比。 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是對(duì)擬訂的路面結(jié)構(gòu)方案和選定建筑材料，運(yùn)用規(guī)范建議的設(shè)計(jì)理論和方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)驗(yàn)算。 現(xiàn)階段公路路面使用的路面類型主要有瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，學(xué)生應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、降水、材料、交通量等各方面因素后選定路面的類型，然后進(jìn)行設(shè)計(jì)。6. 2 路面設(shè)計(jì)步驟本設(shè)計(jì)路面采用瀝青混凝土，瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有以下四步：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，進(jìn)行交通量分析，確定路面等級(jí)和面層類型， 計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次和設(shè)計(jì)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(zhǎng)不宜小于500m，若為大規(guī)模機(jī)械化施工，不宜小于lkm），確定各路段土基回彈模量（3）可參考規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，擬定幾種可能的路面結(jié)組合與厚度方案，根據(jù)選用的材料進(jìn)行配合比試驗(yàn)及測(cè)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)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度。對(duì)高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、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、提高極限抗拉強(qiáng)度，再重新計(jì)算。上述計(jì)算應(yīng)采用多層彈性體系理論編制的專用設(shè)計(jì)程序（采用HPDS2006公路路面設(shè)計(jì)程序系統(tǒng)）進(jìn)行。對(duì)于季節(jié)性冰凍地區(qū)的高級(jí)和次高級(jí)路面，尚應(yīng)驗(yàn)算防凍厚度是否符合要求。進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定采用的路面結(jié)構(gòu)方案。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先擬定某一層作為設(shè)計(jì)層，擬定面層和其他各層的厚度。當(dāng)采用半剛性基層、底基層結(jié)構(gòu)時(shí)，可任選一層為設(shè)計(jì)層，當(dāng)采用半剛性基層、粒料類材料為底基層時(shí)，應(yīng)擬定面層、底基層厚度，以半剛性基層為設(shè)計(jì)層才能得到合理的結(jié)構(gòu)；當(dāng)采用柔性基層、底基層的瀝青路面時(shí)，宜擬定面層、底基層的厚度，求算基層厚度，當(dāng)求得基層厚度太厚時(shí)，可考慮選用瀝青碎石或乳化瀝青碎石做上基層，以減薄路面總厚度，增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。對(duì)高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路的瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層應(yīng)進(jìn)行拉應(yīng)力的驗(yàn)算。目前，以上計(jì)算已編制成計(jì)算機(jī)程序（HPDS2006公路路面設(shè)計(jì)程序系統(tǒng)）。 路面設(shè)計(jì) 瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D50—2006）的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要以路面表面設(shè)計(jì)彎沉值作為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)、對(duì)高等級(jí)道路路面還要驗(yàn)算瀝青混凝土面層和整體性材料基層的拉應(yīng)力。 累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算軸載換算： ①當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)以及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力時(shí)凡軸載大于25kN的各級(jí)軸數(shù)（包括車輛的前、后軸）的軸載換算系數(shù)N1=∑C1C2（Pi/P） 　　 　 （61） ②當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)凡軸載大于50kN的各級(jí)軸數(shù)（包括車輛的前、后軸）的軸載換算系數(shù)N′ 1 =∑C′ 1 C′ 2 （Pi/P）8 　 （62）B為累計(jì)當(dāng)量軸次 Ne=[（1＋r）t－1]365N1η/r 　 （63）Ne—設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次（次）t—設(shè)計(jì)年限，12年N1—路面竣工后第一年的平均日當(dāng)量軸次（次/d）r—設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均年增長(zhǎng)率 5%η—車道系數(shù)， 當(dāng)計(jì)算彎沉和瀝青混凝土層底拉應(yīng)力時(shí)，軸載換算系數(shù)= C1C2（Pi/P） 　?。?4）當(dāng)計(jì)算半剛性基層層底拉應(yīng)力時(shí)，軸載換算系數(shù)= C′ 1 C′ 2 （Pi/P）8 　　 （65） 總換算系數(shù)=后軸換算系數(shù)＋前軸換算系數(shù)； 累計(jì)當(dāng)量軸次：Ne=[（1＋r）t－1]365N1η/r =[（1＋）12－1]3652427247。 = 9165173（次） N′ e=[（1＋r）t－1]365N′ 1 η/r =[（1＋）12－1]365 2213247。 = 8357037（次） 各層材料計(jì)算參數(shù)的確定瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要須確定瀝青混合料在25℃和15℃時(shí)的抗壓模量和15℃的劈裂強(qiáng)度。強(qiáng)度和模量的確定方法不外兩種，試驗(yàn)法和經(jīng)驗(yàn)法。經(jīng)驗(yàn)法是參照規(guī)范中的參數(shù)建議值，考慮工程所在地的氣候狀況（自然區(qū)劃和氣候分區(qū)）和工程的具體情況適當(dāng)選用。如，瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范建議粗粒式瀝青混凝土，瀝青標(biāo)號(hào)為90的抗壓模量為1800~2200MPa，設(shè)計(jì)時(shí)不能簡(jiǎn)單地取中值，如果所用瀝青標(biāo)號(hào)較低，如60、70，可考慮用較高的值，若為90，則應(yīng)取低限；二級(jí)公路行車速度較低，那么設(shè)計(jì)二級(jí)公路路面時(shí)可取中下限值。（設(shè)計(jì)時(shí)可參考規(guī)范建議值采用） （1）基層材料類別與計(jì)算參數(shù)確定 基層材料的類別。我國(guó)路面工程中最常用的當(dāng)屬半剛性基層，主要材料類別按瀝青路面規(guī)范定義有水泥穩(wěn)定類（水泥土、水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石（砂礫））、石灰粉煤灰碎石（砂礫）、水泥石灰土、二灰土、水泥粉煤灰等綜合穩(wěn)定類。主要力學(xué)參數(shù)確定。設(shè)計(jì)中主要要確定的基層材料力學(xué)參數(shù)為設(shè)計(jì)瀝青路面時(shí)有抗壓模量和劈裂強(qiáng)度、設(shè)計(jì)水泥混凝土路面時(shí)只須確定抗壓模量。同樣，材料力學(xué)參數(shù)可通過(guò)配比試驗(yàn)確定，也可參照規(guī)范建議值確定。半剛性基層材料的參數(shù)依據(jù)規(guī)范建議確定時(shí)應(yīng)注意規(guī)定的齡期，材料配比，特別是結(jié)合料的含量；同時(shí)應(yīng)考慮基層將來(lái)可能處于的潮濕狀態(tài)。 （2）墊層材料類別與計(jì)算參數(shù)墊層材料類別。墊層材料主要有石灰穩(wěn)定類（石灰土、石灰穩(wěn)定集料等）、級(jí)配碎石、砂礫等。墊層材料的力學(xué)參數(shù)。設(shè)計(jì)中一般只須確定墊層材料的抗壓回彈模量，由于用于墊層材料的粒料很難進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定，一般參照規(guī)范建議值確定即可。 （3）土基回彈摸量的確定一般規(guī)定。新建公路初步設(shè)計(jì)時(shí)，土基回彈模量值應(yīng)根據(jù)查表法（或現(xiàn)有公路調(diào)查法）、室內(nèi)試驗(yàn)法、換算法等，經(jīng)綜合分析、論證，確定沿線不同路基狀況的土基回彈模量設(shè)計(jì)值。土基回彈模量是路面設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)，也是隨機(jī)性大和比較難確定的參數(shù)。確定的方法有兩種，可稱為經(jīng)驗(yàn)法（查表法）和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定法。經(jīng)驗(yàn)法 新建道路設(shè)計(jì)時(shí)，尚無(wú)法實(shí)測(cè)土基頂面的回彈模量，應(yīng)對(duì)路基填土類型、地下水位、預(yù)測(cè)的路基潮濕狀態(tài)綜合分析，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)確定。根據(jù)土類和氣候區(qū)以及擬定的路基土的平均稠度，可參考《瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄E表E2預(yù)測(cè)土基回彈模量值。當(dāng)采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，土基回彈模量值可較表列數(shù)值提高15~30%?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)法 在已建成的路基上，在不利季節(jié)按照現(xiàn)行《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》規(guī)定，用大型承載板測(cè)定土基0~（路基軟弱時(shí)測(cè)至lmm）的變形壓力曲線，然后根據(jù)公式計(jì)算出回彈模量值。 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)是用HPDS2006公路路面設(shè)計(jì)程序系統(tǒng)計(jì)算，根據(jù)新建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟，設(shè)計(jì)的結(jié)果如下：公路等級(jí)： 二級(jí)公路公路等級(jí)系數(shù)： 面層類型系數(shù)： 1 基層類型系數(shù)： 1 路面設(shè)計(jì)彎沉值： （）結(jié)構(gòu)層參數(shù)見(jiàn)下表61：表61 結(jié)構(gòu)層參數(shù)表層位結(jié)構(gòu)層材料名稱劈裂強(qiáng)度（MPa）容許拉應(yīng)力（MPa）1細(xì)粒式瀝青混凝土2中粒式瀝青混凝土13水泥穩(wěn)定碎石4水泥穩(wěn)定碎石5天然砂礫 新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算： 一、干燥路段 新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算 公 路 等 級(jí) : 二級(jí)公路 新建路面的層數(shù) : 4 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ100 路面設(shè)計(jì)彎沉值 : () 路面設(shè)計(jì)層層位 : 4 設(shè)計(jì)層最小厚度 : 22 (cm) 路面結(jié)構(gòu)參數(shù)如表62： 表62 路面結(jié)構(gòu)參數(shù)表 層位結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度（cm）抗壓模量（MPa）（20℃）抗壓模量（MPa）（15℃）容許應(yīng)力（MPa）1細(xì)粒式瀝青混凝土3140020002中粒式瀝青混凝土4120018003水泥穩(wěn)定碎石22160016004水泥穩(wěn)定碎石？150015005土基34按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度 : LD= () H( 4 )= 20 cm LS= () H( 4 )= 25 cm LS= () H( 4 )= (僅考慮彎沉) 按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度 : H( 4 )= (第 1 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) H( 4 )= (第 2 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) H( 4 )= (第 3 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) H( 4 )= (第 4 層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求) 路面設(shè)計(jì)層厚度 : H( 4 )= cm(僅考慮彎沉) H( 4 )= cm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力) 通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整以及設(shè)計(jì)人員對(duì)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 3 cm 中粒式瀝青混凝土 4 cm 水泥穩(wěn)定碎石 22cm 水泥穩(wěn)定碎石 23cm 土基竣工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算 公 路 等 級(jí) : 二級(jí)公路 新建路面的層數(shù) : 4 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ100路面結(jié)構(gòu)計(jì)算信息見(jiàn)表63： 表63 路面結(jié)構(gòu)計(jì)算信息表層位結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度（cm）抗壓模量（MPa）（20℃）抗壓模量（MPa）（15℃）計(jì)算信息1細(xì)粒式瀝青混凝土314002000計(jì)算應(yīng)力2中粒式瀝青混凝土412001800計(jì)算應(yīng)力3水泥穩(wěn)定碎石2216001600計(jì)算應(yīng)力4