【導(dǎo)讀】四年的大學(xué)生活里，我們學(xué)到了不少知識，但沒有系統(tǒng)的完善起來，如今面臨畢業(yè)，我們又一次站在人生的十字路口，升學(xué)或工作我們都需要進(jìn)行一次對自己能力的考驗。前對自己有一個清醒的認(rèn)識。畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)本科教學(xué)計劃中最后一個重要的教學(xué)環(huán)。實踐能力的重要階段，是必須的綜合訓(xùn)練，有利于向工作崗位過渡。我們課題組進(jìn)行的一級公路的設(shè)計與計算。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工組織設(shè)計、工程預(yù)算、專題報告。線、路基路面工程施工圖設(shè)計，同時進(jìn)行工程總體布置圖設(shè)計。的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性；路面工程根據(jù)工程當(dāng)?shù)氐慕ú念愋秃彤a(chǎn)量進(jìn)行選取，對路面的面層、基層和墊層的材料強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性進(jìn)行驗算。設(shè)計應(yīng)達(dá)到的技術(shù)。為此，設(shè)計過程中要以設(shè)計規(guī)。范為準(zhǔn)繩，嚴(yán)格控制各設(shè)計內(nèi)容滿足規(guī)范和相關(guān)條例的要求。和同學(xué)們表示感謝。高速公路通車?yán)锍桃堰_(dá)11605公里。達(dá)國家之間的差距。這個目標(biāo)建筑里程約

　　

【正文】 定路面類型和結(jié)構(gòu)。 路面建筑材料設(shè)計 路面建筑材料設(shè)計往往是路面設(shè)計中不受重視的一塊內(nèi)容，原因在于設(shè)計僅僅依據(jù)設(shè)計規(guī)范或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定路面結(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，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 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計就是對擬訂的路面結(jié)構(gòu)方案和選定建筑材料，運(yùn)用規(guī)范建議的設(shè)計理論和方法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)驗算。 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，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。 路面設(shè)計步驟 本設(shè)計路面采用瀝青混凝土，瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計有以下四步： （ 1）根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，進(jìn)行交通量分析，確定路面等級和面層類型， 計算設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當(dāng)量軸次和設(shè)計彎沉值。 （ 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) (見規(guī)范附錄 A)，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)行配合比試驗及測定各結(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)計參數(shù)。 （ 4）根據(jù)設(shè)計彎沉值計算路面厚度。對高速公路、一級公路、二級公路瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、底基層，應(yīng)驗算拉應(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，再重新計算。上述計算應(yīng)采用多層彈性體系理論編制的專用設(shè)計程序（我畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 校采用 HPDS 程序）進(jìn)行。對于季節(jié)性冰凍地區(qū)的高級和次高級路面，尚應(yīng)驗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)計時，應(yīng)先擬定某一層作為設(shè)計層，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，可任選一層為設(shè)計層，當(dāng)采用半剛性基層、粒料類材料為底基層時，應(yīng)擬定面層、底基層厚度，以半剛性基層為設(shè)計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，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，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。 對高速公路、一級公路、二級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)力的驗算。目前，以上計算已編制成計算機(jī)程序（ HPDS 程序）。 路面設(shè)計 瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)行《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)主要以路面表面設(shè)計彎沉值作為設(shè)計控制指標(biāo)、對高等級道路路面還要驗算瀝青混凝土面層和整體性材料基層的拉應(yīng)力。 累計當(dāng)量軸次計算 A 軸載換算 （ 1）當(dāng)以設(shè)計彎沉值為指標(biāo) 以及驗算瀝青層層底拉應(yīng)力時 凡軸載大于 25KN 的各級軸數(shù)（包括車輛的前、后軸）的軸載換算系數(shù) ?? )/( PPCCN i 81 （ 2）當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算時 凡軸載大于 50KN 的各級軸數(shù)（包括車輛的前、后軸）的軸載換算系數(shù) ?? 82139。1 )/(39。39。 PPCCN i 82 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 B 累計當(dāng)量軸次 Ne=[(1＋ r)t－ 1] 365N1η /r 83 Ne— 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次（次） t— 設(shè)計年限， 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)計年限內(nèi)交通量的平均年增長率 5% η — 車道系數(shù)，取 軸載換算及設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算，所需數(shù)據(jù)如表 81 和表 82 表 81 交通量參數(shù) 序號 交通量 車型名稱 前軸重 (kN) 后軸重 (kN) 后軸數(shù) 后軸輪 組數(shù) 后軸距 (m) 1 2100 奔馳 LPK913 27 66 1 雙輪組 2 2021 北京 BJ130 1 雙輪組 3 1800 菲亞特 50NCA 44 1 雙輪組 4 1600 奔馳 LPK709 22 1 雙輪組 5 1500 依維柯 7913 29 1 雙輪組 6 1500 五十鈴 FSR113 36 1 雙輪組 7 1400 雷諾 JN75 1 雙輪組 8 1100 解放 CA10B 1 雙輪組 9 1100 東風(fēng) EQ140 1 雙輪組 10 1000 江淮 HFF3150C 1 雙輪組 11 1000 黃河 JN25 55 66 2 雙輪組 3 表 82 彎沉和應(yīng)力指標(biāo) 換算 方法 彎沉 及瀝青層拉應(yīng)力 指標(biāo) 半剛性層 拉應(yīng)力指標(biāo) 設(shè)計年限內(nèi)累計交通軸次 1000 萬 次 375 萬 次 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 當(dāng)計算彎沉和瀝青混凝土層底拉應(yīng)力時，軸載換算系數(shù) = C1C2(Pi/P) 當(dāng)計算半剛性基層層底拉應(yīng)力時，軸載換算系數(shù) = C′ 1 C′ 2 (Pi/P)8 總換算系數(shù) =后軸換算系數(shù)＋前軸換算系數(shù)； 設(shè)計年限 15 車道系數(shù) 0 .4 設(shè)計年限分段及段增長 率見表 83 表 83 設(shè)計年限分段及增長率 序號 分段時間（年） 交通率年增長率 1 4 5% 2 4 4% 3 4 3% 4 3 2% 累計當(dāng)量軸次： Ne=[(1＋ r)t－ 1] 365N1η /r 84 N′ e=[(1＋ r)t－ 1] 365N′ 1 η /r 85 當(dāng)以設(shè)計彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗算時 : 路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 3422 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次 : +07 當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算時 : 路面竣工后第一年日平均當(dāng)量軸次 : 1284 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次 : 各層材料計算參數(shù)的確定 （ 1）瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計主要須確定瀝青混合料在 25℃和 15℃時的抗壓模量和 15℃的劈裂強(qiáng)度。強(qiáng)度和模量的確定方法不外兩種，試驗法和經(jīng)驗法。 經(jīng)驗法是參照規(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 規(guī)范建議粗粒式瀝青混凝土，瀝青標(biāo)號≤ 90 的抗壓模量為 1800～ 2200，設(shè)計時不能簡單地取中值，如果所用瀝青標(biāo)號較低，如 60、 70，可考慮用較高的值，若為 90，則應(yīng)取低限；高速公路行車速度高，一般二級公路行車速度低，那么設(shè)計高速公路路面時可取上限值。設(shè)計諸如礦區(qū)道路時，因軸載較重車速低，則可取低限。（設(shè)計時可參考規(guī)范建議值采用） 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 （ 2）基層材料類別與計算參數(shù)確定 基層材料的類別。我國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)計中主要要確定的基層材料力學(xué)參數(shù)為設(shè)計瀝青路面時有抗壓模量和劈裂強(qiáng)度、設(shè)計水泥混凝土路面時只須確定抗壓模量。同樣，材料力學(xué)參數(shù)可通過配比試驗確定，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；同時應(yīng)考慮基層將來可能處于的潮濕狀態(tài)。 （ 3）墊層材料類別與計算參數(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 )、級配碎石、砂礫等。墊層材料的力學(xué) 參數(shù)。設(shè)計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)行試驗測定，一般參照規(guī)范建議值確定即可。 （ 4）土基回彈摸量的確定 一般規(guī)定。新建公路初步設(shè)計時，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)計值。土基回彈模量是路面設(shè)計的關(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)驗法 (查表法 )和現(xiàn)場測定法。 經(jīng)驗法 新建道路設(shè)計時，尚無法實測土基頂面的回彈模量，應(yīng)對路基填土類型、地下水位、預(yù)測 的路基潮濕狀態(tài)綜合分析，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)或通過室內(nèi)試驗確定。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)計規(guī)范》附錄 E 表 E2預(yù)測土基回彈模量值。當(dāng)采用重型擊實標(biāo)準(zhǔn)時，土基回彈模量值可較表列數(shù)值提高15％～ 30％。 現(xiàn)場實測法。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)場測試規(guī)程》規(guī)定，用大型承載板測定土基 0～ (路基軟弱時測至 lmm)的變形壓力曲線，然后根據(jù)公式計算出回彈模量值。 本設(shè)計 瀝青路面結(jié)構(gòu)厚度計算示例 根據(jù)路基臨界稿度參考值表，Ⅱ 5 區(qū) 沖擊土 ，稠度建議值取 ，由 此查“二級自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值（ MPa）”查得土基回彈模量為 36MPa。 該公路為一級公路，公路等級系數(shù)取 ，面層是瀝青混凝土，面層類型系數(shù)取 ，畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 半剛性基層、底基層總厚度大于 20cm，基層類型系數(shù)取 。 設(shè)計彎沉值為： bsced AAANl ??? ? 0 0 86 eN —— 設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次； cA —— 公路等級系數(shù)，高速公路，一級 公路為 ，二級公路為 ， 三，四級公路為 ； sA —— 面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為 ； bA —— 基層類型系數(shù)，對半剛性基層，底基層總厚度的等于或大于 20cm 時，為 。 各層材料的容許底層拉應(yīng)力 sspR K?? ? 87 R? —— 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力， Mpa； sp? —— 結(jié)構(gòu)層材料的極限抗拉強(qiáng)度， MPa，公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范采用 極限劈裂強(qiáng)度； sK —— 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。 中粒式密級配瀝青混凝土： ceas ANAK ?? sspR K?? ? 粗粒式密級配瀝青混凝土： ceas ANAK ?? sspR K?? ? 水泥碎石： ces ANK ? sspR K?? ? 石灰土： sspR K?? ? aA —— 瀝青混合料級配的系數(shù)；細(xì)，中粒式瀝青混凝土為 、粗粒式 瀝青混凝土為 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 cA —— 公路等級系數(shù) XX 一級公路 XX 段 路面結(jié)構(gòu)厚度計算 公 路 等 級 : 一級公路 新建路面的層數(shù) : 4 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 : BZZ100 路面設(shè)計彎沉值 : () 路面設(shè)計層層位 : 4 設(shè)計 層最小厚度 : 20 (cm) 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 中粒式瀝青混凝土 2 粗粒式瀝青混凝土 1 3 水泥穩(wěn) 定碎石 4 石灰土 表 84 層位 結(jié)構(gòu)層材料名稱 厚度 (CM) 抗壓模量(MPA) 抗壓模量(MPA) 容許 應(yīng)力 1 中粒式瀝青混凝土 5 1400 2021 2 粗粒式瀝青混凝土 7 1200 1600 3 水泥穩(wěn)定 碎石 25 1200 1200 4 石灰土 ？ 1500 1500 5 土基 36 表 85 按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度 : LD= () H( 4 )= 20 cm LS= () 由于設(shè)計層厚度 H( 4 )=Hmin 時 LS=LD, 故彎沉計算已滿足要求 . H( 4 )= 20 cm(僅考慮彎沉 ) 按容許拉應(yīng)力驗算設(shè)計層厚度 : H( 4 )= 20 cm(第 1 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求 ) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 頁 H( 4 )= 20 cm(第 2 層底面拉應(yīng)力驗算滿足 要求 ) H( 4 )= 20 cm(第 3 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求 ) H( 4 )= 20 cm(第 4 層底面拉應(yīng)力驗算滿足要求 ) 路面設(shè)計層厚度 : H( 4 )= 20 cm(僅考慮彎沉 ) H( 4 )= 20 cm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力 ) 驗算路面防凍厚度 : 路面最小防凍厚度 45 cm 驗算結(jié)果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 . 通過對設(shè)計層厚度取整 , 最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如下 : 中粒式瀝青混凝土 5 cm