【正文】 我國(guó)公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范以汽車(chē)軸重為 100kN 的單軸荷載作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載，表示為 BZZ— 100。 水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 交通量的分析 由于路面有一個(gè)收費(fèi)站，各種油類(lèi)對(duì)瀝青會(huì)有不同程度的污染且宜有車(chē)轍，其要求采用水泥混凝土路面。 防凍層厚度檢驗(yàn) 根據(jù)規(guī)范知：在季節(jié)性 冰凍地區(qū)的中濕、潮濕路段，路面設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行防凍厚度的檢驗(yàn)，如小于規(guī)范定的最小防凍厚度時(shí)，應(yīng)增設(shè)或加墊層使路面總厚度達(dá)到要求。 (2) 驗(yàn)算水泥碎石底部拉應(yīng) 力 換算后的厚度為： 121 2 3331200 0 190 04 5 18 0150 0 150 0k Ei khhEk iEEh h h c m??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? h/δ =， H/δ =45/=， 02/EE? ， 21/ ? 1h=4cm 1E =2020MPa 2h=5cm 2E =1900MPa 3h=18cm 3E =1500MPa 4h=45 4E =1400MPa 0E =35MPa 查三層連續(xù)體系中層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖得： ?? ， 1m? ， 2m? 根據(jù) 12p mm???? ，得 ? ? ? ? ? ?MPa，因?yàn)棣?R= MPa，σ σR，所以滿(mǎn)足要求。 綜上所述設(shè)計(jì)層厚度 4 45h cm? 。eN 對(duì)瀝青混凝土面層： KS= 中粒式密級(jí)配瀝青混凝土： σ R=σ S/KS=水泥碎石： σ R=σ S/KS=水泥穩(wěn)定砂礫： σ R=σ S/KS= 路面結(jié)構(gòu)層厚度的計(jì)算 (1) 按等彎沉換算法，將多層體系換算成三層體系： (2) 理論彎沉系數(shù)的確定α C FPELdC ?? 2020 1? 式中 δ — 當(dāng)量圓半徑 F— 彎沉綜合修正系數(shù)， F=[Ld/（ 2020δ） ]（ E0/P） F=[Ld/（ 2020δ） ]（ E0/P） =[（ 2020 ） ] （ 35/） = 所以理論彎沉系數(shù)為： 1 2 8 . 7 7 1 4 0 02 0 0 0 2 0 0 0 1 0 . 6 5 0 . 7 0 . 5 4dC LE PF? ? ??? ? ? ?=5 (3) 確定設(shè)計(jì)層厚度 ① 采用三層體系表面彎沉系數(shù)，由諾莫圖算設(shè)計(jì)層厚度 h/δ =4/= E2/E1=1300/1400= 由三層體系彎沉系數(shù)諾莫圖查得α= 1h=4cm 1E =1400MPa 2h=5cm 2E =1300MPa 3h=18cm 3E =1500MPa 4h=? 4E =1400MPa 0E =35MPa 吉林白山市二級(jí)公路 01標(biāo)段施工圖設(shè)計(jì) 23 h/ δ =4/= ， E0/E2=35/1300= 查圖得K1= K2=α C/α K1=5/（ ） = 所以 H/δ = H=δ = = 由 2132 EEhhH knk k????? H= 3 4 3 422E Eh h hEE??=5+ 2 .4 2 .441 5 0 0 1 4 0 018 1 3 0 0 1 3 0 0h? ? ? =+ 由上得： h4=，取 h4=45cm ② 根據(jù)基底彎拉應(yīng)力來(lái)推算未知層厚度 由瀝青面層底部拉應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)彎拉應(yīng)力等效換算法進(jìn)行厚度換算： 1122120204 5 9 .1 01900k Ei khhEk iEh h c mE??? ? ? ? ? ? ? 1 4 41131 8 0 . 9 3h kkkiiE EH h h h hEE??? ?? ? ? ? ?? 又因?yàn)?h/δ =，查三層連續(xù)體系上層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖得：?? ， 02/EE? ，查得 1m? ，根據(jù) 12p mm???? ，得 2m? ，查三層體系表面拉應(yīng)力系數(shù)諾莫圖得： H/δ =。 (1) 設(shè)計(jì)彎沉值 公路為二級(jí)，其等級(jí)系數(shù)取 AC=，面 層是瀝青混凝土，面層類(lèi)型的系數(shù)取 AS=，由于是半剛性基層瀝青路面所以路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型系數(shù) Ab=，下列下述公式得： Ld==600 1 1=（ ） (2) 各層材料按容許層底拉應(yīng)力，按下列公式計(jì)算： σ R=σ S/KS 式中 σ R— 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力（ Mpa） σ SP— 瀝青混凝土或半剛性材料的極限劈裂強(qiáng)度（ Mpa），對(duì)瀝青混凝土是 15176。 面 層： 4cm 中粒式密級(jí)配瀝青混凝土 AC16 5cm 中粒式開(kāi)級(jí)配瀝青混凝土 AC20 基 層： 18cm 水泥碎石 (6%) 底基層：（設(shè)計(jì)層）水泥穩(wěn)定砂礫 (5%) 墊 層： 20cm 天然砂礫 路面各結(jié)構(gòu)層的組合參數(shù)如表 45 所示： 表 45 結(jié)構(gòu)組合參數(shù) 干燥路段不設(shè)墊層，中濕路段設(shè)置 20cm 厚天然砂礫墊層。139。N 則其設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)量軸次 39。 39。1C 39。 當(dāng)軸間距離大于 3m時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為 1；當(dāng)軸間距離小于 3m時(shí)，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下面公式計(jì)算： )1(2139。1C — 被換算車(chē)型的軸數(shù)系數(shù)； 39。 )( ppnCCN iiKi??? 吉林白山市二級(jí)公路 01標(biāo)段施工圖設(shè)計(jì) 20 式中： 39。2139。N 。 當(dāng)軸間距離大于 3m時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為 1；當(dāng)軸間距離小于 3m時(shí)，雙軸或多軸的 軸數(shù)系數(shù)按下面公式計(jì)算： ? ?1 1 1Cm? ? ? 其中 m 為軸數(shù) 軸載換算結(jié)果見(jiàn)表 3 所示 表 43 軸載換算結(jié)果 吉林白山市二級(jí)公路 01標(biāo)段施工圖設(shè)計(jì) 19 車(chē)型 iP （ kN ） 1C 2C in （次 /日） 12 ()ii pC C n p 解放 CA15 前軸 1 1 350 后軸 1 1 350 黃河 JN150 前軸 1 1 100 后軸 1 1 100 交通 SH361 前軸 1 1 50 后軸 2 1 50 尼桑 CK20L 前軸 1 1 200 后軸 1 1 200 200 太脫拉 130S 前軸 1 1 30 后軸 2 1 30 東風(fēng) EQ140 前軸 1 1 50 后軸 1 1 50 南陽(yáng) 351 前軸 1 1 500 后軸 1 1 500 ?N 則其設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上的累計(jì)量軸次 eN ： 1[ (1 ) 1 ] 3 6 5teNN? ??? ? ?? 式中 eN — 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道通過(guò)的累計(jì)當(dāng)量軸次（次）； t— 設(shè)計(jì)年限（年），該設(shè)計(jì)為二級(jí)公路，所以 t=12 年； 1N — 路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次（次 /日）； ? — 設(shè)計(jì)年限內(nèi)的交通量平均增長(zhǎng)率，由設(shè)計(jì)知， γ =7％ =； ? — 與車(chē)道數(shù)有關(guān)的車(chē)輛橫向分布系數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)車(chē)道系數(shù)，該設(shè)計(jì)為雙向雙車(chē)道的二級(jí)公路，所以 ? =。 表 42 標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)軸載 BZZ100 標(biāo)準(zhǔn)軸載 BZZ100 標(biāo)準(zhǔn)軸載 )(kNP 100 單輪壓傳面當(dāng)量圓直 徑 d 輪胎接地壓強(qiáng))(MpaP 兩輪中心距 )(cm 軸載換算 當(dāng)以 設(shè)計(jì)彎沉值設(shè)計(jì)指標(biāo)及瀝青基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 時(shí)，凡前、后軸軸載大于25kN 的各級(jí)軸載 iP 的作用次數(shù) in 均換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載 P 的當(dāng)量 作用次數(shù) N 。 瀝青路面設(shè)計(jì) 軸載分析 我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載 100kN 為標(biāo)準(zhǔn)軸載，表示為 BZZ100。 ，路基為擬低透水性細(xì)粒土的二級(jí)公路宜采用排水基層。條件允許時(shí)，底基層宜采用水泥或石灰、粉煤灰或石灰穩(wěn)定各種集料或土類(lèi)做半剛性底基層。路面材料表現(xiàn)出的工程性能與路面結(jié)構(gòu)有密不可分的關(guān)系，只有把路面設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)分析中同時(shí)考慮，才能保證路面的使用品質(zhì)與質(zhì)量，才能以揮路面材料的工程特性。路面材料的適用性、材料的品質(zhì)、材料的組成設(shè)計(jì)以及施工工藝等對(duì)路面的使用性能起著決定性的影響。冬季漫長(zhǎng)而寒冷，凍脹和翻漿為公路主要病害。秋季涼爽晝夜溫差大，是施工的黃金季節(jié)。市區(qū)年平均氣溫 ℃ ，夏季最高氣溫歷史極值 ℃ ，冬季最低氣溫歷史極值 ℃ ，年平均降水量 毫米，日照時(shí)數(shù) 2259 小時(shí)，無(wú)霜期 140 天。 41表交通資料 車(chē)輛類(lèi)型 解放 CA15 黃河 JN150 交通 SH361 太脫拉 130S 東風(fēng) EQ140 尼桑 CK20L 南陽(yáng) 351 交通量 350 100 50 30 50 200 500 ，是吉林省最寒冷地區(qū)。 吉林白山市二級(jí)公路 01標(biāo)段施工圖設(shè)計(jì) 17 第四章 路面設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)資料 ，設(shè)計(jì)行車(chē)速度為 60km/h。 本路段填方路堤全部為填石路堤穩(wěn)定性好，若脹縮總率不超過(guò) ％，直接填筑。 地基表層處理： 1) 地面橫坡緩于 1： 5 時(shí)，在清除地表革皮、腐植土后， 直接在天然地面上填筑； 2) 地面橫坡為 1： 5～ 1： 時(shí)，厚地面挖臺(tái)階，臺(tái)階寬度不小于 2m； 3) 應(yīng)將地基表層碾壓密實(shí)。邊坡坡腳與路基排水溝之間設(shè) b=2m 的護(hù)坡道，以確保變坡的穩(wěn)定性。 據(jù)此： az ＝ 3 8 100 / 219?? 路基工作區(qū)內(nèi)，土基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性時(shí)保證路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性極為重要，對(duì)工作區(qū)深度范圍內(nèi)的土質(zhì)選擇，路基的壓實(shí)度應(yīng)提出較高的要求。 其中： 1H ? 路 基 干 燥 狀 態(tài) 臨 界 高 度； 2H ? 路 基 中 濕 狀 態(tài) 臨 界 高 度； 而該路段沿線(xiàn)挖方地段地下水位普遍較低，大部分地段 據(jù)推測(cè)地下水位對(duì)路塹影響不大；填方地段地下水埋深不大，離地面一般 ～ 左右，地下水位對(duì)路堤影響不大，能夠保證路基處于干燥與中濕狀態(tài)，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要 為利于排水路基最小填土高度（路肩邊緣距離地面的 高度）規(guī)定為：粘 性土： ～ 。 相應(yīng)設(shè)計(jì)指標(biāo) (1)路床填料應(yīng)均勻?qū)嵭拿軐?shí)，二級(jí)公路路床最小強(qiáng)度和壓實(shí)度如下表 表 31壓實(shí)度 項(xiàng)目分類(lèi) 路面底面以下深度（ m） 填料最小強(qiáng)度（ CBR）(%) 壓實(shí)度（％） 填方路基 0～ 6 ≥ 95 ～ 4 ≥ 95 零填及挖方路基 0～ 6 ≥ 95 ～ 4 ≥ 95 (2)當(dāng)采用細(xì)粒土?xí)r，二級(jí)公路路堤填料最小強(qiáng)度和壓實(shí)度見(jiàn)下表 表 32細(xì)粒土?xí)r壓實(shí)度 項(xiàng)目分類(lèi) 路面底面以下深度（ m） 填料最小強(qiáng)度（ CBR） (%) 壓實(shí)度（％） 上路堤 ～ 3 ≥ 93 下路堤 2 ≥ 90 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明 分析：本路段路堤才用填石路堤穩(wěn)定性 好；且最大挖深（ ），最大 （ ）均小于 20m，邊坡開(kāi)挖或填筑后，只需及時(shí)防護(hù)，穩(wěn)定性能滿(mǎn)足要求； 路基臨界高度：依據(jù)本路段地處吉林，屬（ 2Ⅱ 區(qū)），土質(zhì)為粘性土，查路基路面書(shū)表 1－ 9 得： 吉林白山市二級(jí)公路 01標(biāo)段施工圖設(shè)計(jì) 15 路槽底面距地下水位的最小高度： 12H =。 (6) 膨脹土地區(qū)路基設(shè)計(jì)，應(yīng)避免大填、大挖，以淺路塹、低路堤通過(guò)為宜， 路基設(shè)計(jì)應(yīng)以防水、保濕、防風(fēng)化為主，結(jié)合坡面防護(hù)，降低邊坡高度，連續(xù)施工，及時(shí)封閉路床和坡面。 (4) 路基設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件和工程地質(zhì)條件，選擇適當(dāng)?shù)穆坊鶛M斷面形式和吉林白山市二級(jí)公路 01標(biāo)段施工圖設(shè)計(jì) 14 邊坡坡度。 (2) 受水浸淹路段的路基邊緣標(biāo)高，應(yīng)不低于路基設(shè)計(jì)洪水頻率的水位加壅水高、波浪侵襲高，以及 的安全高。 棄土：全線(xiàn)棄土均做妥善處理。 路基防排水及防護(hù) 設(shè)計(jì)路段地區(qū)夏季多 雨 ,因此設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際 ,全線(xiàn)路塹段設(shè)置邊溝。滿(mǎn)足交通量的要求。 本路段圓曲線(xiàn)半徑（ 2 0 0 , 3 0 0R m R m==）均大于不設(shè)超高的圓曲線(xiàn)最小半徑（ min 600Rm= ），所以，本路段沿線(xiàn)均設(shè)超高。 路面采用 %的橫坡。 豎曲線(xiàn)高程： 34 5 5 34 0Hm= = 其它各點(diǎn)計(jì)算同①，繪制拉坡圖。以 20m 為一樁進(jìn)行加密： K0+2