【導(dǎo)讀】通量為五個(gè)等級(jí)：高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路和四級(jí)公路。畜力車人力車自行車等非機(jī)動(dòng)車在設(shè)計(jì)交通量換算中按路側(cè)干擾因素計(jì).輛日，由遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限交。通，查《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，擬定該公路為4車道一級(jí)公路，設(shè)計(jì)車速為80km/h。爬坡車道、緊急停車帶、錯(cuò)車道等時(shí)，應(yīng)計(jì)入這些部分的寬度。寬度等的“一般值”和“最小值”應(yīng)同類項(xiàng)相加。平原,地形平坦,無明顯起伏,地面自然坡度一般在3º以內(nèi)；5º以下,沿河設(shè)線一般不受限制；能和效益,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。與使用質(zhì)量得到正確的統(tǒng)一，達(dá)到行車迅速安全，經(jīng)濟(jì)舒適及構(gòu)造物穩(wěn)定耐久，理處理技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的關(guān)系.性車的安全暢通和施工養(yǎng)護(hù)的經(jīng)濟(jì)、方便著眼，對(duì)路線與地形的配合加以研究，.應(yīng)注意同農(nóng)田基本建設(shè)結(jié)合,盡量少占不占用農(nóng)田和經(jīng)濟(jì)林園..重視環(huán)境保護(hù),協(xié)調(diào)周圍景觀.保護(hù)文物古跡.

　　

【正文】 府發(fā)展中部地區(qū)經(jīng)濟(jì)的精神以及中南六省有關(guān) “中部崛起 ”的戰(zhàn)略?？梢灶A(yù)見，該公路的規(guī)劃和修建除交通原因外還有巨大的社會(huì)意義。因此，須保證該公路良好的使用性能和耐久性，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在經(jīng)濟(jì)允許的情況下，盡量使用技術(shù)性能好的結(jié)構(gòu)材料。 綜合上述原因，在本設(shè)計(jì)中采用用方案 A進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度 材料名稱 H（ cm） 抗壓模量（ MPa） 劈裂強(qiáng)度（ MPa） 20℃ 15℃ 細(xì)粒式瀝青混凝土 4 1400 2021 中粒式瀝青混凝土 6 1145 1809 粗粒式瀝青混凝土 8 1000 1300 水泥穩(wěn)定碎石 30 1500（彎沉計(jì)算用） 3600（拉應(yīng)力計(jì)算用） 石灰土穩(wěn)定碎石 20 1300（彎沉計(jì)算用） 3600（拉應(yīng)力計(jì)算用） 級(jí)配碎石 20 225 — 湖南大 學(xué) 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 27 頁 共 59 頁 土基 — — 土基回彈模量的確定 根據(jù)試驗(yàn)資料處理，潮濕路段土基回彈模量 為 ，考慮到該地區(qū)地質(zhì)水文情況，設(shè)計(jì)中選用 。 設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定 a) 由前面得知： m m? （ ） b)各層材料的容許層底拉應(yīng)力 ： sspR K?? ? ① 細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土 ： 0 . 2 2 0 . 2 20 . 0 9 0 . 0 9 7 7 4 5 0 6 2 2 . 9 51 . 0es cNK A ?? ? ? 1 .4 0 .4 7 5 M Pa2 .9 5spRsK?? ? ? ? ② 中粒式密級(jí)配瀝青混凝土 0 . 2 2 0 . 2 20 . 0 9 0 . 0 9 7 7 4 5 0 6 2 2 . 9 51 . 0es cNK A ?? ? ? 1 .0 0 .3 3 9 M Pa2 .9 5spR sK?? ? ? ? ③ 粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土 0 . 2 2 0 . 2 20 . 0 9 0 . 0 9 7 7 4 5 0 6 2 2 . 9 51 . 0es cNK A ?? ? ? 0 .8 0 .2 7 1 M Pa2 .9 5spR sK?? ? ? ? ④ 水泥穩(wěn)定碎石 39。 0 . 1 1 . 3 5 0 . 3 5 1 1 0 8 2 0 0 5 2 . 0 81 . 0es cNK A ?? ? ? 湖南大 學(xué) 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁 共 59 頁 0 .5 0 .2 4 0 M Pa2 .0 8spRsK?? ? ? ? ⑤ 二灰穩(wěn)定碎石 39。 0 . 1 1 . 3 5 0 . 3 5 1 1 0 8 2 0 0 5 2 . 0 81 . 0es cNK A ?? ? ? 0 .3 5 0 .1 6 8 M Pa2 .0 8spRsK?? ? ? ? 設(shè)計(jì)中應(yīng)用 。 ① 路表彎沉值驗(yàn)算： 設(shè)計(jì)彎沉值 ： dl =() 路表彎沉值按下式計(jì)算： ???????????1023121211. ... ..21 0 0 0nnccsEEEEEEhhhfFEPl，；，?????? 式中： F—— 彎沉綜合修正系數(shù)，按下式計(jì)算： 0. 38 0. 3600. 38 0. 36 ( ) ( )2021 3 ( ) ( )200 0 5 slEFP??? ? ??? 用 bisar 軟件計(jì)算得出 路標(biāo)計(jì)算彎沉值 得 ： 121 0 0 0 4 8 . 0 6 0 . 4 9 2 3 . 5 5 ( 0 . 0 1 )sc Pl F m mE ? ?? ? ? ? ds ll ? 故路面結(jié)構(gòu)的路表彎沉值符合《規(guī)范》要求 ② 結(jié)構(gòu)層層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算： 《規(guī)范》要求路面結(jié)構(gòu)層層底彎拉應(yīng)力滿足以下要求： Rm ?? ? 湖南大 學(xué) 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁 共 59 頁 計(jì)算各層層底彎拉應(yīng)力和容許彎拉應(yīng)力匯總于下表 材料名稱 H（ cm） 層底彎拉應(yīng)力 m?（ MPa） 容許彎拉應(yīng)力 R?（ MPa） 細(xì)粒式瀝青混凝土 4 中粒式瀝青混凝土 6 粗粒式瀝青混凝土 8 水泥穩(wěn)定碎石 30 石灰土穩(wěn)定碎石 20 級(jí)配碎石 20 — — 土基 — — — 從計(jì)算結(jié)構(gòu)可知，各路面結(jié)構(gòu)層層底彎拉應(yīng)力均小于容許彎拉應(yīng)力，路面結(jié)構(gòu)各層層底彎拉應(yīng)力均滿足《規(guī)范》要求。 軸載分析 本地區(qū)交通組成如下表： 交通組成表 車型 前軸重（ KN） 后軸重(KN) 后軸數(shù) 后軸輪組數(shù) 后軸距 （ m） 交通量 解放 CA10B 1 雙 — 175 解放 CA390 1 雙 — 284 東風(fēng) EQ140 1 雙 — 369 黃河 JN150 1 雙 — 373 黃河 JN253 2 雙 3 363 長(zhǎng)征 XD980 2 雙 3 166 日野 ZM440 2 雙 3 211 日野 KB222 1 雙 — 128 太拖拉 138 2 雙 3 59 小客車 2906 注： 路面設(shè)計(jì)以單軸雙輪組 BZZ100 作為標(biāo)準(zhǔn)軸載 湖南大 學(xué) 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁 共 59 頁 a)軸載換算： 161 100 ??????? ??iini isPNN ? 式中： sN —— 100KN 的單軸雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的通行次數(shù)； iP —— 各類軸 —輪型 i 級(jí)軸載的總重（ KN）； n —— 軸型和軸載級(jí)位數(shù)； iN —— 各類軸 — 輪型 i級(jí)軸載的通行次數(shù)； i? —— 軸 — 輪型系數(shù)。 單軸 —雙輪組： 0,1?i? 單軸 —單輪組： ??? Pi? 雙軸 —雙輪組： 2 2 ???? Pi? 三軸 —雙輪組： ???? Pi? 軸載換算結(jié)果如下表所示 車型 iP i? iN 16100 ?????? iii PN? 解放 CA10B 175 解放 CA390 284 東風(fēng) EQ140 369 黃河 JN150 373 373 黃河 JN253 363 363 長(zhǎng)征 XD980 166 日野 ZM440 211 211 湖南大 學(xué) 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 31 頁 共 59 頁 日野 KB222 128 128 太拖拉 138 59 59 161 100??????? ??iini isPNN ? 注：軸載小于 40KN 的軸載作用不計(jì) 。 計(jì)算累計(jì)當(dāng)量軸次 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范， 一級(jí) 公路混凝土路面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為 30 年，安全等級(jí)為 一 級(jí)，輪跡橫向分布系數(shù) ? 在 ~ 之間，取 ， rg =%，則： 30[ ( 1 ) 1 ] 365916 .75 [ ( 1 ) 1 ] 365 5678563tsrerNgNg?? ? ??? ? ? ???? 次 其交通量 在 100 410? ~2021 410? 之間 ，屬于重交通。 路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)考慮干燥（中濕）和潮濕（過濕）兩種情況進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 干燥（中濕）情況水泥混 凝土路面設(shè)計(jì) 方案選擇： 方案 A： 普通混凝土面層 260mm 多孔隙水泥碎石 200mm 水泥穩(wěn)定粒料基層 200mm 土基 湖南大 學(xué) 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 32 頁 共 59 頁 方案 B： 普通混凝土面層 270mm 瀝青 混凝土 基層 90mm 級(jí)配碎礫石 150mm 土基 方案比選： 本公路交通等級(jí)為重交通，地處 IV5 區(qū)，屬江南丘陵過濕區(qū)，年降水量大于1500mm，地下水位高 。 月平均氣溫大于 30℃ ，高溫季節(jié)長(zhǎng)。春夏兩季有較長(zhǎng)時(shí)間的集中降水。 選擇設(shè)計(jì)方案主要考慮的問題為： ，底基層的穩(wěn)定性，特別是水穩(wěn)定性 從我省混凝土路面的使用經(jīng)驗(yàn)來看，由于基層，底基層的水穩(wěn)定性不良而造成 的道路使用性能下降以及道路破壞的情況較為常見，因此，本設(shè)計(jì)的方案比選都著重考慮了基層，底基層的水穩(wěn)定性能，均使用透水性 能較好的材料。從使用性能比較， B 方案優(yōu)于 A方案，但從以往水泥混凝土路面的使用經(jīng)驗(yàn)來看，提升的空間不大。從投資經(jīng)濟(jì)性和施工便利方面考慮，無疑 A方案為優(yōu)。同時(shí)，在公路建設(shè)沿線有大量碎石，沙礫，粉煤灰等可用于穩(wěn)定類基層建造的材料?？纱蟠蠊?jié)省投資。因此從實(shí)際情況出發(fā)，本設(shè)計(jì)以方案 A 為設(shè)計(jì)方案。 路面結(jié)構(gòu)和橫斷面 一級(jí)公路相應(yīng)的安全等級(jí)為二級(jí)，變異水平為 低 ~中，根據(jù)一級(jí)公路，重交通等級(jí) 為 中級(jí)變異水平等級(jí)，初擬普通混凝土面層厚度為 260mm，基層采用水泥穩(wěn)定粒料，厚度為 200mm?？v縫為拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力 桿的假縫。硬路肩混凝土面層與行車道等寬。普通混凝土板的平面尺寸為長(zhǎng) ，寬度從中央分隔湖南大 學(xué) 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 33 頁 共 59 頁 帶至 土 路肩依次為 4m， 4m， 。 確定基層頂面當(dāng)量回彈模量 tE 根據(jù)設(shè)計(jì)資料得土基回彈模量 ?E MPa，水泥穩(wěn)定粒 ?E MPa，多孔隙水泥碎石 ?E MPa。設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度： ?cf MPa， ??cE MPa 基層頂面當(dāng)量回彈模量 計(jì)算 如下： 22 221 1 2 22 2 2 212 0 . 2 0 1 5 0 0 0 . 2 0 1 0 0 0 1 2 5 0 M P a0 . 2 0 0 . 2 0x h E h EE hh? ? ? ?? ? ??? 3 3 211 1 2 2 1 21 1 2 23 3 21() 11()1 2 1 2 41 5 0 0 0 .2 0 1 0 0 0 0 .2 0 ( 0 .2 0 0 .2 0 ) 1 1()1 2 1 2 4 1 5 0 0 0 .2 0 1 0 0 0 0 .2 06 .4 6 7 ( M N m )xE h E h h hDE