【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)為遼寧省某地新建的一條雙向四車道高速公路,設(shè)計(jì)速度為120km/h.性土，平均地下水位，平均凍深米。主要進(jìn)行了路基橫斷面設(shè)計(jì)、道路。路面設(shè)計(jì)中對(duì)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,面面層的配合比進(jìn)行了設(shè)計(jì).夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，又要經(jīng)濟(jì)合理。影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定的地面水和地下水，必。修筑路基取土和棄土?xí)r，應(yīng)符合環(huán)保要求，以適當(dāng)處理，減少棄土。侵占耕地，防止水土流失和瘀塞河道。

　　

【正文】 ? ? ? 因而，擬定的由厚度 的普通混凝土上面層和厚度 的水泥穩(wěn)定砂基層組成的分離式復(fù)合式路面，可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用 。 接縫設(shè)計(jì) 混凝土路面板由于溫度或濕度變 化、硬化時(shí)的收縮等原因，會(huì)出現(xiàn)脹縮合翹曲。設(shè)置接縫，可減小混凝土板因變形受到約束而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，并滿足施工的需要。 縱向接縫 縱縫設(shè)在劃分車道線的位置，由于一次鋪筑寬度小于路面寬度，設(shè)置縱向施工縫?？v縫與路線中縫平行?？v向施工縫采用平縫加拉桿形式，上部鋸切槽口，深度為 30mm，寬度為 5mm，槽內(nèi)灌塞填縫料，構(gòu)造如圖 所示。 圖 縱向施工縫構(gòu)造圖 南華大學(xué)船山學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 共 37 頁(yè) 拉桿采用螺紋鋼筋，設(shè)在板厚中央，并對(duì)拉桿中部 100mm 范圍內(nèi)進(jìn)行防銹處理。拉桿的直徑、長(zhǎng) 度和間距，參照表 選用。施工布設(shè)時(shí)，拉桿間距按橫向接縫的實(shí)際位置予以調(diào)整。 表 拉桿直徑、長(zhǎng)度和間距（ mm） 面層厚度 （ mm） 到自由邊或未設(shè)拉桿縱縫的距離（ m） 200~250 14700900 14700800 14700700 14700600 14700500 14700400 260~300 16800900 16800800 16800700 16800600 16800500 16800400 由于設(shè)計(jì)混凝土面層厚度為 280mm，一車道寬度即到自由邊距離為 。 選用直徑 Φ16 螺紋鋼筋，長(zhǎng)度 800mm，間距 700mm。 橫向接縫 橫縫垂直于縱縫，有縮縫 、 脹縫和施工縫三種。由于設(shè)置脹縫不僅給施工帶來(lái)不便，而且也容易出現(xiàn)碎裂 、唧泥和錯(cuò)臺(tái)等病害。因此本設(shè)計(jì)主要采用縮縫和施工縫兩種接縫形式。 每日施工結(jié)束或因臨時(shí)原因中斷施工時(shí)，設(shè)置橫向施工縫，其位置選在縮縫處。采用傳力桿的平縫形式，其構(gòu)造如圖 所示。 圖 橫向施工縫構(gòu)造圖 橫向縮縫等間距布置，采用假縫形式。由于特重交通，采用設(shè)傳力桿假縫形式。橫向縮縫頂部鋸切槽口，深度為面層厚度的 1/4，寬度為 5mm，槽內(nèi)填塞填縫料。高速公路的橫向縮縫槽口增設(shè)深 20mm、寬 6~10mm 的淺槽口，其構(gòu)造如圖 所示。 南華大學(xué)船山學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計(jì) 第 31 頁(yè) 共 37 頁(yè) 圖 橫向縮縫構(gòu)造圖 傳力桿采用光面鋼筋。其尺寸和間距可按表 選用。最外側(cè)傳力桿距縱向接縫或自由邊的距離為 200mm。 表 傳力桿尺寸和間距（ mm） 面層厚度（ mm） 傳力桿直徑 傳力桿最小長(zhǎng)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(zhǎng)度500mm，間距 200mm。 水混凝土面層混合料設(shè)計(jì) 基本要求 水泥混凝土混合料根據(jù)公路交通量及公路的使用任務(wù)、性質(zhì)，并結(jié)合氣候、水文、土質(zhì)、材料、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及施工和養(yǎng)護(hù)條件等，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。獲得符合使用要求與環(huán)境條件相適應(yīng)的路面 。 混凝土混合料由水泥、粗集料、細(xì)集料、水與外加劑等原材料組成。各種材料的基本技術(shù)要求應(yīng)滿足相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范?；拘阅馨拐蹚?qiáng)度、抗折疲勞強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、變形性能和耐久性等性能也應(yīng)滿足要求。 南華大學(xué)船山學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計(jì) 第 32 頁(yè) 共 37 頁(yè) 配合比設(shè)計(jì) 設(shè)配置 級(jí)普通水泥礫石混凝土 （ 1）配置抗折強(qiáng)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(jì)抗折強(qiáng)度5MPa，強(qiáng)度施工保證系數(shù) K=。 則配置抗折強(qiáng)度由下式確定： csR K R?? 則有， ? ?1. 15 5 5. 75csR K R M P a? ? ? ? ? （ 2）計(jì)算水灰比 W/C 實(shí)測(cè) 28d 抗折強(qiáng)度平均值取 。 參照下列兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)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(gè)公式計(jì)算的水灰比，一個(gè)偏小，一個(gè)偏大，取兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果的平均值 W/C= 較合適。 （ 3）計(jì)算單位用水量 W0 取細(xì)度模數(shù)為 ，參考表 得 Sp=32%； 表 砂的細(xì)度模數(shù)與最優(yōu)砂率關(guān)系 砂細(xì)度模數(shù) ~ ~ ~ ~ ~ 砂率 （ %） 碎石 30~34 32~36 34~38 36~40 38~42 礫石 28~32 30~34 32~36 34~38 36~40 塌落度 h=5cm，由下列經(jīng)驗(yàn)公式可計(jì)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(guò)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% 。減水量南華大學(xué)船山學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計(jì) 第 33 頁(yè) 共 37 頁(yè) 計(jì)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(jì)算單位水泥用量 C0 C0=W0（ C/W） == kg/m3 考慮到施工的波動(dòng)，增加水泥用量 ΔC= 。取 C0=340 kg/m3，水灰比為。對(duì)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(jì)算砂石材料用量 使用假定密度法計(jì)算，假定礫石混凝土密度 2450 kg/m3。由細(xì)度模數(shù)FM= 查表 ，的砂率 Sp=32%。由下式可計(jì)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. 32 / 0. 32 2. 12 5G S S? ? ?代入上式得， 3030627 /1332 /S kg mG kg m? ?? ?? （ 8）計(jì)算結(jié)果 匯總上述計(jì)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 （ kg/m3） 151 340 627 1332 比例 1 ‰ 南華大學(xué)船山學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計(jì) 第 34 頁(yè) 共 37 頁(yè) 路面用鋼筋量計(jì)算 由 接縫設(shè)計(jì)可歸納得路面用拉桿及傳力桿所用鋼筋的直徑 、 長(zhǎng)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(zhǎng)度 L 800 500 間距 S 700 200 路面混凝土板長(zhǎng)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(hào)為 K280+030~K400+235 。則路線長(zhǎng)度為 120205m 。 依據(jù)路線長(zhǎng)度和混凝土面板的平面尺寸，計(jì)算可得縱縫和橫縫所分別消耗的鋼筋數(shù)量。 縱向： N1=6(120205/)=1030329 橫向： N2=(120205/4)(2+2)/=4357431 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(jì)算得到所用鋼筋的質(zhì)量： 縱縫： G1=1030329=1300687kg= 橫縫： G2=4357431=16475448kg= 則，總量 G=+=17776t 南華大學(xué)船山學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計(jì) 第 35 頁(yè) 共 37 頁(yè) 水泥混凝土路面機(jī)械攤鋪施工 本設(shè)計(jì)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(jì) 采用螺旋布料器布料、多根振動(dòng)棒振動(dòng)密實(shí)、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(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量要求。 施工要求 ： （ 1）施工前的準(zhǔn)備： 根據(jù)質(zhì)量要求驗(yàn)收基層標(biāo)高與平整度，避免因基層的標(biāo)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(zhǔn)儀測(cè)量出道路中心線和標(biāo)高，然后，放出攤鋪機(jī)一側(cè)的基準(zhǔn)線，放線時(shí)每 5m（彎道段）或 10m（直線段）測(cè)設(shè)一個(gè)點(diǎn)，確保標(biāo)高準(zhǔn)確，線形平順。攤鋪機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)攪拌站材料的計(jì)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(shí)，必須按運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間和車輛噸位大小等情況，配備運(yùn)輸車輛，確保攤鋪機(jī)持續(xù)均勻地進(jìn)行攤鋪。 （ 3） 全自動(dòng)鋪筑 攤鋪機(jī)定位后，安裝自動(dòng)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(dòng)攤鋪的工藝為： 根據(jù)施工情況，調(diào)整攤鋪速度以及 振動(dòng)棒位置與振動(dòng)頻率。 螺旋布料器均勻布料 虛方控制板控制砼進(jìn)入成型模板的數(shù)量 振搗棒將砼加以振動(dòng)密實(shí) 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(dòng)模板對(duì)擠壓成型出來(lái)的砼表面進(jìn)行修整 抹光板 對(duì)路表面進(jìn)行搓柔抹光 南華大學(xué)船山學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計(jì) 第 36 頁(yè) 共 37 頁(yè) （ 5） 整修 攤鋪機(jī)自動(dòng)鋪筑路面成型后，為了使路面兩側(cè)的邊角達(dá)到要 求的平整度，可備有 3m輕型直尺進(jìn)行整修。每天攤鋪機(jī)在開始和結(jié)束鋪筑時(shí)，兩端都采用人工立模板和鋪筑。兩端平整度必須與機(jī)械攤鋪整個(gè)面層保持一致，上述兩端處的人工修邊必須認(rèn)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(jī)壓紋或切割成紋。要求紋理均勻、順直、深度適宜。當(dāng)混凝土成型后應(yīng)適時(shí)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(hù)劑養(yǎng)護(hù)。 （ 7） 切縫 掌握好切縫時(shí)機(jī)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(shí)刀片不帶起碎石為最早切縫時(shí)機(jī)，切縫深度應(yīng)為 1/3~1/4 的板厚（具體根據(jù)設(shè)計(jì)要求）。 （ 8） 灌封縫 當(dāng)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(jìn)行灌封縫。 南華大學(xué)船山學(xué)院 《路基路面工程》課程設(shè)計(jì) 第 37 頁(yè) 共 37 頁(yè) 參考文獻(xiàn) 1 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) .公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D40—2020). 北京：人民交通出版社， 2020 2 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) .公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D30—2020) . 北京：人民交通出版社， 2020 3 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) .公 路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) (JTJ B01—2020) . 北京：人民交通出版社， 2020 4 中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn) .公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn) . 北京：人民交通出版社，2020 5 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) .公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) (JTJ B01—2020) .北京：中國(guó)計(jì)劃出版社， 2020 6 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) .土的工程分類 標(biāo)準(zhǔn) (GBT_501452020). 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社， 2020 7 黃曉明主編 .水泥路面設(shè)計(jì) . 北京：人民交通出版社， 2020 8 王秉綱，鄭木蓮編著 .水泥混凝土路面設(shè)計(jì)與施工 . 北京 ：人民交通出版社，2020 9 陸鼎中，程家駒編著 .路基路面工程 .上海：同濟(jì)大學(xué)出版社， 2020