路面结构设计说明

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一、采用的技术标准和计算依据

路面类型:沥青混凝土路面;

路面设计标准轴载:BZZ-100;

路面结构设计年限:15年;

路面抗滑标准:交工检测指标值:

横向力系数SFC60≥54:构造深度TD≥0.55mm;

石料磨光值PSV≥42。

二、路面结构形式

(一)路面设计参数

道路建成后将成为沿线厂区货运车辆进出的主要道路,同时该道路也是园区开发建设的施工通道,结合实际情况,对路面结构按照重交通偏下水平进行设计,根据道路勘察资料及相关规范,路基顶部回弹模量取值E0=30MPa。

一个车道标准轴载累计作用次数:12*106 次

设计路面弯沉值:Ls= 21.5(0.01mm)

(二)路面结构形式

上面层:5cm 厚AC-16C型SBS改性沥青混凝土;

下面层:9cm厚AC-25C型粗粒式沥青混凝土;

下封层:0.8cm厚ES-3型稀浆封层;

上基层:18cm厚水泥稳定级配碎石(抗压强度≥3.5 MPa);

下基层:18cm厚水泥稳定级配碎石(抗压强度≥3.0 MPa);

底基层:18cm厚水泥稳定级配碎石(抗压强度≥2.5MPa);

垫层:15cm厚天然砂砾(抗压强度≥2.0MPa);

路基顶面回弹模量E0=30MPa

三、沥青混凝土的材料及技术要求说明

(一)材料要求

1.上面层用沥青:

上面层沥青混凝土采用SBS I-D型成品改性沥青,制造改性沥青的基质沥青应与改性剂有良好的配伍性,其质量须符合A 级道路石油沥青的技术要求。供应商在提供改性沥青的质量报告时应提供基质沥青的质量检验报告和沥青样品。且其各项性能指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的表4.6.2的要求时,方可使用,其性能指标要求见下表:

2.下面层用沥青:

路面下面层沥青混凝土选用A级道路石油沥青70号,其应满足《公路沥青路面施工技术规范》的表4.2.1-2的气候分区1-4要求,如下表:

道路石油沥青技术要求

3.粗集料:

粗集料必须使用坚韧的、粗糙的、有棱角的优质石料,上面层石料宜采用本地产的辉绿岩。必须严格限制集料中的扁平颗粒含量,所使用的粒石不允许用颚板式轧石机破碎,需用捶击式或者锥式碎石机破碎。集料应洁净、干燥、表面粗糙。技术要求及粒径规格应满足《公路沥青路面施工技术规范》的表4.8.2,4.8.3,4.8.5的要求。

粗集料质量技术要求

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沥青路面结构设计说明

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4.细集料:

细集料在整个集料中只占很小的比例,但为提高混合料的高温稳定性,其应具有良好的棱角性和嵌挤性能,设计采用机制砂,机制砂宜采用专用的制砂机制造,并选用优质的石料生产。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质、并有适当的颗粒级配。其级配应符合《公路沥青路面施工技术规范》的表4.9.4的要求。其质量应符合表4.9.2中的规定,如下表:

细集料质量技术要求

5. 填料:

沥青混合料中的填料应采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经

磨细得到的矿粉。原石料中的泥土杂质应清除干净。矿粉要求干燥、洁净。其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》的表4.10.1的要求。

石粉料质量技术要求

(二)沥青混凝土技术要求 1.沥青混凝土面层

(1) 机动车道上面层采用AC-16C 型级配,集料公称最大粒径16mm ,粗集料宜采用本地产的辉绿岩等抗滑、耐磨石料。机动车道下面层采用AC-25C 型级配,集料公称最大粒径26.5mm 。

(2)上下面层沥青混合料配合比,设计时要求进行热拌沥青混合料马歇尔试验,各指标应采用《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中表5.3.3-1夏

炎热冬温、重载交通标准。

(3)上下面层沥青混合料必须进行车辙试验,其车辙试验动稳定度上面层要求2800次/mm,下面层要求1000次/mm。

(4) 沥青混合料水稳定性,浸水马歇尔试验(48h)残留稳定度上面层不低于85%、下面层不低于80%,冻融劈裂试验残留强度上面层不低于80%、下面层不低于75%。

(5)沥青混合料低温抗裂性能,低温弯曲试验破坏应变普通沥青混合料不低于2000με,改性沥青混合料不低于2500με。

(6)沥青混合料试件渗水系数不大于120min

/

ml。

2.粘层

⑴为使沥青面层各层之间以及平石、检查井等构造物与新铺沥青混合料的接触面粘接良好,在沥青面层各层之间以及平石、检查井等构造物与新铺沥青混合料接触的侧面均须喷洒粘层沥青(粘层油)。

(2) 粘层油采用快裂洒布型乳化沥青、改性乳化沥青,用量0.3-0.6L/m2。

(3)粘层油宜在当天洒布,待乳化沥青破乳,水分蒸发完成,或稀释沥青中的稀释剂基本挥发完成后,紧跟着铺筑沥青层,确保粘层不受污染。

(4)粘层的施工方法及技术要求按《公路沥青路面施工技术规范》的相关规定执行。

3.下封层

⑴下封层采用0.8cm厚乳化沥青稀浆封层。

⑵稀浆封层的具体施工要求及改性乳化沥青与级料的技术要求按《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004执行。

4.透层

⑴为使沥青层与基层粘接良好,在上基层表面必须喷洒透层油,当气温低于10℃或大风天气,即将降雨时不得喷洒透层油。

⑵透层油宜选择渗透性好的乳化沥青,喷洒后通过钻孔或挖掘确认透层油渗透入基层的深度不小于5mm,并能与基层联结成为一体。透层油的质量及用量按《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004的要求执行。

⑶透层油必须紧接在基层碾压成型后表面稍变干燥,但尚未硬化的情况下喷洒。

⑷喷洒透层油前应清扫路面,遮挡防护路侧石及人工构筑物避免污染,透层油必须喷洒均匀,有花白遗漏应人工补洒,喷洒过量的立即撒布石屑或砂吸油,必要时做适当碾压。透层油撒布后不得在表面形成能被运料车粘起的油皮,透层油达不到渗透深度要求时,应更换透层油稠度或品种。

⑸施工方法及技术要求按《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004的相关规定执行。

(三).沥青混凝土路面施工工艺及要求

1.沥青混凝土路面施工温度

(1)普通沥青混凝土的施工温度宜通过在135℃及175℃要求条件下测定的粘度―温度曲线按《公路沥青路面施工技术规范》表5.2.2-1的规定确定,缺乏粘温曲线数据时,可参照表5.2.2-2的范围选择,并根据实际情况确定使用高值或低值,该表部分数据如下表。当表中温度不符实际情况时,容许作适当的调整。

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普通沥青混凝土的施工温度要求:

(2)改性沥青混凝土在进行沥青混凝土配合比设计与施工时,宜通过改性沥青的粘温关系,确定改性沥青混合料拌和与压实的等粘温度和操作条件,混合料路面的施工温度通常比在普通沥青混凝土施工温度的基础上提高

10℃~20℃。施工温度根据实践经验并参照《公路沥青路面施工技术规范》表5.2.2-3选择,以下为各工序温度要求参考值。

改性沥青混凝土的施工温度参考值:

(3)摊铺的温度和碾压起始温度应以上二表中列出的温度为依据,做试验段,待试铺成功后以试验值为标准实施全线摊铺。

2.沥青砼的拌合及摊铺要求

(1)沥青砼必须在沥青拌和厂采用机械拌制,沥青拌和时间应以砼拌和均匀,所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度,并经试拌确定,拌和厂拌和的沥青混合料应均匀一致,无花白料,无结团成块或严重的粗细料分离现象,不符合要求时不得使用,并应及时调整。

(2)沥青砼运至摊铺地点后,应检查拌和质量,达不到试验要求的批次,一律不得摊铺,气温低于10℃时,不得摊铺沥青砼。

(3)机械摊铺的混合料除特殊情况外,一律不用人工反复修整,以保证路面平整度达到规范的要求。

(4)要求严格按照规范摊铺沥青面层。 3.沥青砼的接缝要求

(1)沥青路面的施工必须接缝紧密、连接平顺,不得产生明显的接缝离析。上下层的纵缝应错开150mm (热接缝)或300-400mm (冷接缝)以上。相邻两幅

及上、下层的横向接缝均应错位1m以上。接缝施工应用3m直尺检查,确保平整度符合要求。

(2)纵向接缝部位的施工,当半幅施工或因特殊原因而产生纵向冷接缝时,宜加设挡板或加设切刀切齐,也可在混合料尚未完全冷却前用镐刨除边缘留下毛茬的方式,但不宜在冷却后采用切割机作纵向切缝。加铺另半幅前应涂洒少量沥青,重叠在已铺层上50-100mm,再铲走铺在前半幅上面的混合料,碾压时由边向中碾压留下100-150mm,再跨缝挤紧压实。或者先在已压实路面上行走碾压新铺层150mm左右,然后压实新铺部分。

(3)表面层横向接缝应采用垂直的平接缝,以下各层可采用自然碾压的斜接缝。斜接缝的搭接长度宜为0.4-0.8m。搭接处应洒少量沥青,混合料中粗集料颗粒应予剔除,并补上细料,搭接平整,充分压实。

(4)平接缝宜趁尚未冷透时用凿岩机或人工垂直刨除端部层厚不足的部分,使工作缝成直角连接。当采用切割机制作平接缝时,宜在铺设当天混合料冷却但尚未结硬时进行。刨除或切割不得损伤下层路面。切割时留下的泥水必须冲洗干净,待干燥后涂刷粘层油。铺筑新混合料接头应使接茬软化,压路机先进行横向碾压,再纵向碾压成为一体,充分压实,连接平顺。

4. 沥青砼生产、运输和碾压

(1)料场的料斗、料仓的安排上要精心考虑,严格按级配进行生产。

(2)为提高混合料的质量,拌和厂对各种材料的贮存要特别重视,矿粉贮存在室内,细集料要加盖,粗集料要堆放在已经硬化的基础上,同时混合料的贮存不得过夜,当天拌和的混合料必须当天使用完。

(3)运料车的车厢底部应涂刷较多的油水混合物,运输过程中必须加盖蓬布。

(4)为保证路面平整度,摊铺应做到缓慢,均匀,连续不间断地摊铺,摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿,摊铺机的速度应放慢到3m/min~4m/min左右,同时要求摊铺机前要有3台以上的运料车等候。

(5)沥青混凝土的压实度当以马歇尔实验密度为标准密度时,压实度≥96%,以实验段的密度为标准密度时,压实度≥98%。

5.沥青路面质量检验标准:

(1)沥青混凝土路面的施工操作要求严格按照《公路沥青路面施工技术规范》有关要求执行。

(2)沥青路面施工过程中对原材料的质量检查和施工过程中的质量控制由监理工程师根据现场情况可以随时检查,内容和要求应符合《公路沥青路面施工技术规范》有关规定。

(3)本工程路面质量要求均采用《公路沥青路面施工技术规范》(JTJF40-2004)的一级公路、夏炎热冬温、潮湿区、重载交通的标准。

四、水泥稳定级配碎石基层技术要求

1.水泥:可采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥,水泥强度等级不低于4

2.5。基层及底基层所用水泥应符合国家技术标准的要求,初凝时间应大于4h,终凝时间应在6h以上。

2.基层应选用骨架密实型混合料,并严格控制细料含量和水泥剂量,含水量以减少低温缩裂。集料最大粒径不大于31.5mm,集料级配范围应符合下表要求。

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3.水泥稳定集料的水泥剂量一般为3%~5.5%,当达不到强度要求时应改善

级配,水泥的最大剂量不应超过6%。

4.水泥稳定级配碎石上基层的水泥用量宜为5%左右,其7d无侧限抗压强度为

3.5MPa。压实度:≥98%(重型击实标准)。

5.水泥稳定级配碎石下基层的水泥用量宜为4%左右,其7d无侧限抗压强度为

3.0MPa。压实度: ≥98%(重型击实标准)。

6.水泥稳定级配碎石底基层的水泥用量宜为3%左右,其7d无侧限抗压强度为

2.5MPa。压实度: ≥97%(重型击实标准)。

7.天然砂砾垫层压实度: ≥96%(重型击实标准)。

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路基土的特性及设计参数

小组讨论 讨论一:路基工作区计算时荷载应力有两种计算方法:1)用简化布辛尼斯克公式进行计算;2)用层状体系计算软件计算,请结合习题7和8讨论荷载大小、不同路面结构工作区深度的影响、应力计算方法对工作区深度的影响。 答:荷载大小对工作区深度的影响:由工作区深度计算公式可知:Za=√(3&KnP/γ)。荷载大小与工作区深度成正比。因此荷载越大,工作区深度越深。 不同路面结构对工作区深度的影响:路面结构的强度和模量远大于路基土,路面材料的容量也不同于路基土。路面结构的存在,使轮载传递到路基顶面的附加应力显着减小。因为路面结构和一定厚度的路基共同承担车辆荷载,路面结构与路基工作区组成了道路的工作区,也就是工作区深度=路面结构厚度+路基工作区深度。因此路面结构的厚度越大,道路工作区的深度也就越小。 应力计算方法对工作区深度的影响:(1)路基工作区深度的计算,布辛尼斯克公式与层状体系理论程序计算结果相差较多,轴重100KN时,n=5相差为;n=10相差为;轴重120KN时,n=5相差为;n=10相差为。(2)根据“公路低路堤设计指南”提出的情况,布辛尼斯克修正公式所得的路基工作区深度过小,而层状体系理论程序所得的比辛尼斯克修正公式所得的路基工作区深度为大。(3)根据“公路低路堤设计指南”规定n=10,在

采用层状体系理论公式后,采用n=5或n=10为宜,尚需再论证。 讨论二:请讨论路基顶面综合模量E和路基反应模量K的意义和在路面设计中的作用,如何结合路基湿度的变化选择路基顶面综合模量E或路基反应模量K。 答:路基顶面综合模量E:即路基回弹模量。用路基回弹模量表征土基的承载能力,可以反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形能力,因而可以应用弹性立论公式描述荷载与变形之间的关系。以回弹模量作为表征土基承载能力的参数,可以在以弹性理论为基本体系的各种设计方法中得到应用。 路基反应模量K:使用温克勒(E. Winkler)低级模型描述土基工作状态时,用路基反应模量K表征路基的承载力。温克勒地基又称为稠密液体地基。路基反应模量K相当于该液体的相对密度,路面板受到的路基反力相当于液体产生的浮力。 结合路基湿度的变化选择路基顶面综合模量E或路基反应模量K: 1、快速路和主干路路基顶面设计回弹模量值不应小于30MPa;次干路和支路不应小于20MPa;当不满足上述要求时,应采取措施提高回弹模量。 2、路基设计中,应充分考虑道路运行中的各种不利因素,采取措施减小路基回弹模量的变异性,保证其持久性。 3、道路路基应处于干燥或中湿状态;对潮湿或过湿路基,必须采取措施改善其湿度状况或适当提高路基回弹模量。

典型路面结构研究课题研究大纲

一、研究目地和意义 如何设计更加科学合理地公路路面,不断提高路面地使用性能和耐久性一直是路面技术研究地主要课题.尽管我国目前已经有一套较为完善地路面结构设计和施工技术规范来指导路面设计,但是由于它只是理论分析和有限经验总结基础上得出地路面设计和施工地一般原则,所以,要设计出适应不同地区气候、土质、水文和材料条件和满足具体路段交通荷载要求地路面,仍有一系列研究工作要做.典型路面结构研究就是系统开展这些研究工作地一个有效工具.它通过系统调查某一地区地气候、土质、水文特征和建筑材料,在认真分析研究现有公路路面铺筑和使用经验基础上,针对不同路段具体地交通流特征,给出更加科学合理地路面设计方案.文档收集自网络,仅用于个人学习 开展河北省典型路面结构研究地目地,是在我国公路路面设计、施工技术规范地总体框架内,结合我省近年来在干线公路和高速公路路面修建和使用过程中地经验,吸收国内外路面技术研究地最新成果,通过大量地调查研究和试验分析,提出适应河北省区域气候、土质、水文、建材等条件,满足于具体交通荷载要求地路面结构组合和材料类型,全面提高全省公路路面工程整体质量,延长路面使用寿命.文档收集自网络,仅用于个人学习 河北省公路建设在过去十多年里发展迅速,到年底,全省公路通车总里程达公里,其中高速公路公里,一、二级公路公里.同时,路面等级进一步提高,与年相比,沥青混凝土路面由原来地公里增加到年地公里,水泥路面由原来地公里增加到公里.路面整体质量也显著提高,由于普遍采用了强度高和水稳定性较好地无机稳定粒料半刚性基层,基本上消除了过去石灰土基层路面常见地春融翻浆、变形等病害,路面行驶质量和使用寿命大为改善,基本形成了以半刚性基层沥青混凝土路面为主,水泥混凝土路面为辅地路面技术现状.文档收集自网络,仅用于个人学习 与其他省份一样,河北省在路面技术实践中面临地一个问题是不少路面地实际使用寿命达不到设计使用年限就出现破坏.路面设计使用年限是指在规定期限内满足预测标准累计轴次所需承载力,并允许在期限内进行一次恢复路表功能地维修(罩面),路面应具有地使用寿命.按照现有路面设计规范,对于沥青混凝土路面,高速、一级公路路面使用年限为年,二级公路为年;对于水泥路面,一般使用年限应超过年.而不少路面地实际使用情况远远达不到这个水平,比如国道半坡街至下八里路段,年月通车,到年路面已严重龟裂,使用仅年.除交通量大、重车多以外,有没有路面结构设计本身地问题?路面结构是否厚度不足?如果不认真分析造成这些路面早期破坏地原因,形成一致性结论,很难保证这些路面改建后不会出现同样地问题.文档收集自网络,仅用于个人学习 高速公路路面出现地早期破损已不容忽视.尽管高速公路采用了比一、二级公路更厚地沥青面层、更强地基层,但仍旧出现了开裂、车辙、平整度和抗滑性能衰减快等问题,甚至较一、二级公路为严重.以石安高速公路为例,年底通车,到年,路面泛油面积达平方米,占行车道总面积地,到年,泛油面积进一步增加到平方米,占行车道总面积地.车辙病害也比较突出,年按照每公里一个测量断面,对石安高速公路行车道车辙检测发现,测点个,东幅平均车辙深度毫米,最大毫米;西幅平均车辙深度毫米,最大毫米.裂缝调查发现,年月份横向裂缝条,纵向裂缝条;到年月,横向裂缝已增加到条,纵向裂缝条.为什么满足规范要求各项技术指标要求地沥青混凝土面层仍会出现较多地早期病害?造成高速公路沥青路面早期病害地原因有哪些,应当采取什么措施?等等,这些问题解决不好将会对下一步我省高速公路路面建设质量产生不利影响.文档收集自网络,仅用于个人学习 另一个值得注意地现象是,无论是高速公路路面还是一般公路路面,不同路段,或同一路段地不同里程段落,总有一些使用性能和耐久性明显优于(或劣于)其他路段路面地情况.如果路面结构完全相同,那么造成这种差异地原因又是什么?通过对路面使用过程中地性能调查分析,认真从结构设计、原材料、混合料组成设计、施工等各个环节进行分析总结,并将

(完整word版)沥青路面结构设计

第四章 路面结构设计 1.1设计资料 (1)自然地理条件 新建济南绕城高速,道路路基宽度为24.5米,全长5km ,结合近几年济南经济增长及人口增长的情况,根据近期的交通量预测该路段的年平均交通量为5000辆/日,交通量平均年增长率γ=4%。路面结构设计为沥青混凝土路面结构,设计年限为15年。 (2)土基回弹模量 济南绕城高速北环所在地区为属于温带季风气候,季风明显,四季分明,春季干旱少雨,夏季温热多雨,秋季凉爽干燥,冬季寒冷少雪。据区域资料,年平均气温13.8℃,无霜期178天,最高月均温27.2℃(7月),最低月均温-3.2℃(1月),年平均降水量685毫米。道路沿线土质路基稠度 c ω=1.3;因此该路基 处于干燥状态,根据公路自然区划可知济南绕城高速处于5 Ⅱ区,根据【JTG D50-2006】《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1可确定工程所在地土基回弹模量设计值为46MPa 。 (3)交通资料

1.2交通分析 (1)轴载换算 路面设计以双轮组-单轴载为100KN 为标准轴载,以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表1-2确定。 ○ 1当以设计弯沉为指标时及验算沥青层层底拉应力时,凡大于25kN 的各级轴载Pi 的作用次数Ni 按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的计算公式为: 35 .4121∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N 式中:N ——标准轴载当量轴次数(次/d ); Ni ——被换算的车型各级轴载作用次数(次/d ); P ——标准轴载(kN ); Pi ——被换算车型的各级轴载(kN ); C1——被换算车型的各级轴载系数,当其间距大于3m 时,按单独的一个 轴计算,轴数系数即为轴数m ,当其间距小于3m 时,按双轴或多轴计算,轴数系数为C1=1+1.2(m-1); C2——被换算车型的各级轴载轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1.0, 四轮组为0.38。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次为: 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N = 4709.00(次/d ) ○ 2当以半刚性层底拉应力为设计指标时,标准轴载当量轴次数N ': 8 121 k i i i P N C C N P =?? '''= ? ??∑ 式中: 1C ' ——轴数系数 2C '——轮组系数,单轮组为18.5,双轮组为1.0,四轮组为0.09。 注:轴载小于50KN 的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计,所以不纳入当 量换算。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次:

路面结构组合设计

路面结构组合设计 1.1设计说明 1.1.1工程概况 (1)工程所在地:湖南省境内 (2)公路自然区划:区,由地下水位资料可知该路基为潮湿状态; (3)公路等级:一级公路(双向四车道、设中央分隔带); (4)路线总长度:1223.061m。 1.1.2设计内容 沥青混凝土路面 (1)拟定路面结构组合方案,进行方案比较。 (2)进行轴载换算(手算和程序计算),确定路面设计弯沉值。 (3)确定路基路面结构层设计参数。 (4)各结构层材料组成设计。 1.1.3设计成果 (1)设计说明书; (2)沥青路面结构设计图。 1.2 主要技术经济指标 1.2.1交通组成 经调查预测,本路竣工后第一年双向平均日交通量下表(辆/d)

预测交通组成表表2 备注:依据规范,轴重小于25KN的车辆不计入计算; 使用期内交通量平均增长率为4.7%,沥青混凝土路面设计使用年限15年。 2. 沥青混凝土路面结构设计 2.1轴载换算 路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,小客车不考虑轴载。 2.1.1 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次,昼夜交通量(辆/日)为双向车道年平均日通行车辆数。 ①轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式: 式中:轴数系数 轮组系数 其中: 计算结果如下表(表3)所示:

轴载换算结果表 表3 注:轴载小于25KN 不计 ②累计当量轴次 根据设计规范,一级公路沥青路面的设计年限15年,四车道的车道系数取0.45。 累计当量轴次: 式中:第一年双向日平均当量轴次(次/日) 设计年限内交通量的平均增长率(%) 设计车道的车轮轮迹横向分布系数 2.1.2 验算半刚性基层底拉应力中的累计当量轴次

路面设计原理与方法作业--第一次

第一题:计算分析沥青路面设计时应力指标(剪应力、拉应力)与应变指标之间的关系,分析路面结构类型(柔性基层沥青路面、半刚性基层沥青路面、刚性基层沥青路面)与指标类型选择的关系。 应力、应变指标间关系 在沥青路面设计中,首先是计算路表轮隙中心处路表计算弯沉值ls应小于或等于设计弯沉值ld,同时验算轮隙中心或单圆荷载中心处的层底拉应力,应小于或等于容许应力。 应力应变应该满足广义胡克定律: 由前三个式子可得,正应变不是仅由对应的正应力引起的,是由三个方向的正应力共同决定的,但它们的权重不同。 三种典型路面结构设计选取的指标类型分析 柔性基层沥青路面、半刚性基层沥青路面、刚性基层沥青路面,它们之间的主要区别在于所选用基层材料不同,对路面结构受力的影响也仅在于基层模量不同。为了简化问题,准确分析路面结构类型与指标类型之间的关系,本文选取了三种典型的路面结构,以代表柔性基层沥青路面、半刚性基层沥青路面、刚性基层沥青路面。为了便于比较,三种典型结构所选用的面层材料、土基材料均相同,层间接触状况及各层厚度也完全相同,唯一的区别在于基层模量。具体的结构设计方案与力学参数如下所示:

结果分析: (1)就结构内最大拉应力而言,柔性路面在面层层底拉应力最高,半刚性路面与刚性路面在基层层底的拉应力水平较高。 (2)就结构内最大拉应变来说,柔性路面的沥青层底拉应变水平远高于其它2类路面,因此,柔性路面必须对该指标进行控制;半刚性路面与刚性路面在面层主要是受压状态。 (3)从结构内剪应力的角度来看,3类沥青路面的剪应力水平均较高,尤其是在路面表层。 由此得到的控制指标如下: (1)对于柔性基层沥青路面,其面层层底处于较高水平的受拉状态,弯拉应力与弯拉应变均较大,此外,柔性基层沥青路面顶部的剪应力水平也较高,面层容易产生剪切破坏。由此,建议采用沥青层底拉应力、沥青层底拉应变、面层剪应力,作为沥青路面设计的控制指标。 (2)对于半刚性基层沥青路面,沥青层以受压为主,沥青层底拉应变水平较高,面层仍处于高剪切状态,而半刚性基层层底承受了太多结构弯拉应力,对基层受力较为不利,极易有基层层底产生裂缝向上扩散。由此,建议采用半刚性基层层底拉应力、面层剪应力,作为沥青路面设计的控制指标。(3)对于刚性基层沥青路面,其沥青层完全受压,弯拉应力集中在刚性基层底部,面层剪应力进一步减小。由此,建议采用刚性基层层底拉应力,作为沥青路面设计的控制指标。 参考文献:不同类型基层沥青沥青路面设计指标的控制张艳红等长安大学学报(自然科学版)2010

路面结构设计中存在的问题分析

路面结构设计中存在的问题分析 【摘要】目前,我国在路面结构设计上已经拥有较为完善的设计理论与方法,但由于各种外界条件影响,在沥青路面结构设计上仍然存在问题,本文以阜康市迎宾路道路工程为例,对迎宾路结构层做简要分析,探讨路面结构设计的有效方法,以期为设计单位及施工单位提供科学的参考依据。 【关键词】路面;结构设计;分析 1.路面结构设计的内容 路面结构设计就是以最低的寿命周期费用提供最合适的路面的结构,在这种结构的设计使用期内,要按照目标达到可靠的使用要求和最大的满意度,具体来讲,沥青路面的设计内容主要包括路面结构层原材料的选择、混合料配合比设计、设计参数的测试与确定、路面结构层组合与厚度计算、路面结构方案的比较与选择等以及路面排水系统设计和路肩加固等的设计。 2.影响路面结构的因素 2.1面层厚度 面层厚度直接影响路面的使用品质。路面面层直接承受行车荷载,风雨与温度的变化对层面都有不同程度的影响。在路面设计过程中,要考虑到层面厚度的影响,对结构层的设计分析要结合合适的材料、施工工艺同等,沥青路面的厚度与公路的等级、交通量及组成、沥青品种、质量息息相关。 2.2基层类型 半刚性基层和碎砾石基层是基层的两大类,二者的作用机理有着本质的不同,但同一类基层不同材料间性能相似。在有季节性冰冻且冰冻较深的情况下,路基土是易冻胀土,这时的路面极易出现冻胀和翻浆现象,这样的状态下,路面结构设计应设置防止冻胀和翻浆的垫层。路面总厚度的确定既要满足公路的强度要求还要处理好路面的防冻,积极避免路基内出现聚冰带,导致路面出现不均匀的冻胀,新疆年温差、日温差大,在路面的设计中,尤其要重视这一因素,并要注意无机结合料稳定土的基层产生的收缩裂缝。 2.3结构强度 一定的结构强度是路面具有良好行驶质量的必要保证,结构强度足够的路面

路面设计原理与方法

路面设计原理与方法 1.柔性路面,刚性路面定义,结构特性,二者在设计理论与方法上有何主要区别 在柔性基层上铺筑沥青面层或用有一定塑性的细粒土稳定各种集料的中、低级路面结构,因具有较大的塑性变形能力而称这类结构为柔性路面。它的总体结构刚度较小,刚性路面采用波特兰水泥混凝土建造,用水泥混凝土作面层或基层的路面结构。它的分析采用板体理论,不用层状理论。板体理论是层状理论的简化模型。它假设混凝土板是中等厚度的平板,其截面在弯曲前和弯曲后均保持平面形状。如果车轮荷载作用在板中,无论是板体理论,还是层状理论均可采用,两者将得到几乎相同的弯拉应力和应变。如果车轮荷载作用在板边,假定离板边距离小于0.61m(2ft),只能用板体理论分析刚性路面。层状理论之所以适用于柔性路面而不适合于刚性路面,是因为水泥混凝土的刚性比HMA大得多,荷载分布的范围很大。而且刚性路面有接缝存在,这也使得层状理论不能适用。 刚性路面和柔性路面不同,刚性路面可以直接铺设在压实的土基上,或者铺设在加铺的粒料或稳定材料层上。 柔性路面设计以层状理论为基础,假设各层在水平方向是无限的,且是连续的。刚性路面由于板的刚度大和存在接缝,设计基础采用板体理论。如果荷载作用在板中,层状理论同样也能用于刚性路面设计中。 2.机场道面、道路路面各有什么特点。二者在功能和构造方面有什么主要区别?各自的设计原理与方法有什么相同点和不同点 机场道面的功能性能包括平整度、抗滑性能(对于跑道和快滑道)、纵横坡和排水性能等。 道面使用要求:具有足够的结构强度 ?表面具有足够的抗滑能力 ?表面具有良好的平整度 ?面层或表层无碎屑 机场道面是指在民用航空运输机场飞行区范围内供飞机运行使用的铺筑在跑道、滑行道、站坪、停机坪上的结构物。由于飞机运行方式对安全使用的要求高、飞机荷载重量和轮胎接地压力大于车辆荷载等原因,机场道面一般采用热拌热铺沥青混凝土。最多采用的热拌沥青混凝土结构是连续式密级配沥青混凝土,也有少数OGFC,SMA的应用也较为广泛。由于机场沥青混凝土道面所要求具备的强度条件、耐久性、抗滑性能等,在道路路面工程中所采用的沥青表处、沥青贯入碎石等面层结构不适用于机场道面。机场沥青混凝土道面中面层和底面层一般采用密级配沥青混凝土。沥青碎石结构可用于机场沥青混凝土道面底面层。 由于飞机的荷载和轮胎压力比公路车辆的荷载和轮胎压力大很多,因此机场道面通常比公路路面厚一些,而且需要较好的面层材料。无论是公路路面,还是机场道面,任何力学设计方法对荷载和轮胎压力的作用均可自动予以考虑。然而,采用力学法应注意以下不同的地方: (1)、机场道面的荷载重复作用次数通常小于公路路面的荷载重复作用次数。对于机场道面,由于飞机的左右偏离,一组机轮通过若干次只认为是重复作用一次;而对于公路路面,一个车轴通过一次即认为是重复作用一次。实际上公路荷载并不是作用在同一位置,这个情况在破坏极限中用增加荷载容许重复次数加以考虑。对柔性路面的疲劳引入一个修正系数,而对刚性路面的疲劳引入一个当量损伤率。 (2)、公路路面设计采用移动荷载,以荷载作用时间作为输入量描述其粘弹性特性,以荷载重复作用下的回弹模量作为输入量描述其弹性特性。机场道面设计在跑道中部采用移动荷载,在跑道端部采用静荷载,因此,跑道端部的道面厚度大于中部的厚度。

低温地区沥青路面结构设计分析

低温地区沥青路面结构设计分析 发表时间:2019-05-23T11:01:43.723Z 来源:《防护工程》2019年第1期作者:潘攀 [导读] 因此对沥青路面进行结构设计具有非常重要的意义,特别是针对低温地区的沥青路面,合理的结构设计有助于提高道路使用寿命与质量。 中铁四局集团有限公司设计研究院 230000 摘要:本文就低温地区沥青路面结构破坏类型及低温影响效果进行简单分析,并从沥青混合料、基层结构、联结层结构及表面层结构四个方面展开设计研究,旨在为低温地区沥青路面结构设计提供参考建议。 关键词:低温地区;沥青路面;结构设计 沥青路面具有平坦整洁、环保美观、舒适安全、维修养护简单等特点,因此逐渐成为世界道路桥梁建设工程首要选择,调查发现沥青路面在我国道路建设项目所占比重也呈现逐渐增加的趋势。因此对沥青路面进行结构设计具有非常重要的意义,特别是针对低温地区的沥青路面,合理的结构设计有助于提高道路使用寿命与质量。 一、低温地区沥青路面结构破坏研究 1、沥青路面结构破坏类型 通过对部分沥青道路调研发现,虽然道路结构、材料配比及使用年限存在较大差异,但道路路面呈现的结构破坏类型及特点却大致相同,具体表现在于:低温地区大多存在周期性冻土现象,道路基层在冻胀融缩的物理作用下容易出现结构变异,破坏道路结构引起不同程度的路面开裂问题。图1展示的就是低温地区常见的沥青路面结构破坏类型。 (a)路面剪裂(b)温缩开裂(c)反射开裂 图1 沥青论结构破坏类型 2、低温对沥青路面结构影响 道路建设需要应用到多种建筑材料,这些材料若长期处于低温状态会出现不同程度的收缩现象,由此产生较大拉应力,若拉应力超过材料拉伸强度将会导致材料结构被破坏进而出现开裂问题。道路路面纵向长度远大于横向长度,因此低温收缩引起的裂缝往往呈现为横向间隔,严重时才会出现纵向裂缝。种类各异的沥青基层对应特定的温度拉应力,因此结合实际情况选择合适的沥青材料显得尤为重要。 二、低温地区沥青路面结构设计研究 对低温地区沥青路面进行结构设计研究的时候需要针对基层耐受性、面层抗车辙、表面层抗裂性进行综合考量,因此需要对沥青混合料配比、基层温差、联结层荷载、表面层开裂等内容进行重点分析,以便确保结构设计的科学合理。 图2 沥青路面基本结构图 1、基于感温性能的沥青混合料设计 进行沥青混合料配比设计时需要综合考虑混合料所在位置及耐受特点,进而实现最优设计。图2展示的是沥青路面基本结构,分析可知表面层及联结层处于主要压力承载的高压应力区域,在进行建筑设计时需要选择抗磨损、高模量的沥青混合料,联结层处于表面层与基层的过度位置,最好选择传导效果优异的沥青材料,以便做好路面压力疏导工作。基层结构承受较大的拉应变,就整个路面而言担负着路面压力的重任,因此就沥青道路基层而言结构设计需要围绕荷载疲劳展开,研究发现沥青占比高的混合基层能够承受更大的荷载压力,有效避免了疲劳裂缝的出现。对于处于低温地区的沥青路面设计还需要着重考虑混合料感温性能,不同类型的沥青混合料其感温性能存在差异,在此基础上计算获得代表其粘弹性的劲度抗压指标,进而明确沥青混合料在特定温度时的物理特性。 2、基于大温差作用的沥青基层设计 沥青路面各结构在低温大温差的作用下会沿着路面横向出现不均衡温度场,此时的沥青路面这一受约整体在温度场作用下将产生温度

典型路面结构研究课题研究大纲

典型路面结构研究课题研究大纲 一、研究目的和意义 如何设计更加科学合理的公路路面,不断提高路面的使用性能和耐久性一直是路面技术研究的主要课题。尽管我国目前已经有一套较为完善的路面结构设计和施工技术规范来指导路面设计,但是由于它只是理论分析和有限经验总结基础上得出的路面设计和施工的一般原则,所以,要设计出适应不同地区气候、土质、水文和材料条件和满足具体路段交通荷载要求的路面,仍有一系列研究工作要做。典型路面结构研究就是系统开展这些研究工作的一个有效工具。它通过系统调查某一地区的气候、土质、水文特征和建筑材料,在认真分析研究现有公路路面铺筑和使用经验基础上,针对不同路段具体的交通流特征,给出更加科学合理的路面设计方案。 开展河北省典型路面结构研究的目的,是在我国公路路面设计、施工技术规范的总体框架内,结合我省近年来在干线公路和高速公路路面修建和使用过程中的经验,吸收国内外路面技术研究的最新成果,通过大量的调查研究和试验分析,提出适应河北省区域气候、土质、水文、建材等条件,满足于具体交通荷载要求的路面结构组合和材料类型,全面提高全省公路路面工程整体质量,延长路面使用寿命。 河北省公路建设在过去十多年里发展迅速,到2002年底,全省公路通车总里程达62615公里,其中高速公路1593公里,一、二级公路11231公里。同时,路面等级进一步提高,与1990年相比,沥青混凝土路面由原来的1599公里增加到2001年的12921公里,水泥路面由原来的610公里增加到1848公里。路面整体质量也显著提高,由于普遍采用了强度高和水稳定性较好的无机稳定粒料半刚性基层,基本上消除了过去石灰土基层路面常见的春融翻浆、变形等病害,路面行驶质量和使用寿命大为改善,基本形成了以半刚性基层沥青混凝土路面为主,水泥混凝土路面为辅的路面技术现状。

路面设计原理与方法作业--第二次

1.什么是永久性路面,请根据国内外的实际提出永久性路面的基本要求与结构组合? 基本概念:永久性沥青路面是指只需定期更换路面表层(能将病害限制在表层), 而不需进行结构性修复或重建,且使用寿命大于50 年的沥青路面。它可以看作是全厚式沥青混凝土路面和高强度厚沥青路面的发展。 发展历史:早在20世纪60年代,北美地区已经开始修建全厚式和加厚式沥青路面结构。全厚式路面是一种直接修筑在土基上的沥青路面结构;加厚式路面是在土基与路面间加入一个相对较薄的粒料基层。这类路面的主要优点是总厚度比有常规基层的沥青路面结构更薄,同时可以减少疲劳裂缝的可能性,并使路面可能发生的破坏限制在路面结构的上部。这样,当路表面的破坏达到某一临界水平时而只需换表面层,不需要改变路面标高。这是一种最经济的路面维修方式。 近年来在材料选择、混合料设计、性能测试和路面结构设计等方面所做出的努力,可以使道路管理部门通过周期性地更换沥青面层来获得沥青路面结构更长的服务性能(超过50年),这就是所谓永久性路面的概念。这项技术的核心是按功能合理设置路面结构层:要求路面结构的面层具有抗车辙、不透水和抗磨耗的能力,中间层具有良好的耐久性,基层要具有抗疲劳和耐久的能力。 欧洲:欧洲永久性路面的设计基本理念:获得40年使用年限;结构设计要考虑设计标准轴载、荷载、轮胎压力、容易维修、施工适应性及施工速度、安全、耐久和可再生性能等。道路部门在设计施工中需综合考虑上述因素,并最大限度地降低对环境的影响。该路面具有以下特点:①初期修建费用很高,日常养护费较少,总费用效益比最大;②设计使用年限至少40年;③路面损坏只发生在表面层,不存在结构性破坏;④只需要日常养护,不需进行结构性大修。 美国: 美国永久性路面的设计理念是:设计的沥青路面能够使用50年以上,采用较厚的沥青层柔性路面,降低了传统的沥青层层底开裂并避免了结构性车辙。由于道路的损坏仅限于路面顶部(25~100mm),因此,只需要进行定期的表面铣刨、罩面修复,而使沥青路面在使用年限内不需要大的结构性重建。永久性路面要求采用抗车辙、不透水、抗磨耗的表面层、抗车辙的联结层及抗疲劳的基层。这项技术的核心是按功能合理设置路面结构层:要求路面结构的面层具有抗车辙、不透水和抗磨耗的能力,中间层具有良好的耐久性,基层要具有抗疲劳和耐久的能力 图1.永久性路面结构示意图 永久性路面经济效益: 对于道路的整体经济效益分析,不仅要考虑道路的建设费用,还要考虑以后的养护费用、车辆的保养费、使用费及由道路使用者和在工作区的道路建设人员引发的交通事故而引起的费用。另外,还不能忽略较重荷载、高压轮胎的获益及对道路日益增加的损坏。永久性路面能够承受更大的交通量和更重的交通荷载,虽然在建设初期投入的费用很高,但是如果评价整个使用周期的总费用,它比传统路面更经济,它不仅可以降低日后道路的养护维修费用,而且还可以在很大程度上降低道路使用者的使用费用,并节约大量延误时间。永久性路面与一般路面

路面结构设计

5.路面结构设计 5.1沥青路面 5.1.1交通量及轴载计算分析 路面设计以单轴载双轮组100KN 为标准轴载。 1) 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次: ①轴载换算: 轴载换算采用如下的计算公式:=N ∑=k i i i P P n C C 135.421)/( 计算结果如下表所示: 表5.1轴载换算表 =i i i 1 21

②累计当量轴次 根据《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》,高速公路沥青路面的设计年限取15年,四车道的车道系数是取0.5。 累计当量轴次: ()111365 t e N N γηγ ??+-???= ()[]18918830 5.060.430336506449 .0365106449.0115 =????-+= (次) 2) 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 ①轴载换算 验算半刚性基层层底拉应力轴载换算公式:812'1')/('P P n C C N i k i i ∑== 计算结果如下表所示: 表5.2 轴载换算结果(半刚性基层层底拉应力) =i i i 1 21

②累计当量轴次 参数取值同上,设计年限是15年,车道系数取0.5。 累计当量轴次: ()111365 t e N N γηγ ??+-???= ()[]321652575.087.731636506449 .0106449.0115 =???-+= (次) 5.1.2结构组合设计及材料选取 1) 拟订路面结构组合方案 根据规定推荐结构,并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应,路面结构面层采用沥青混凝土(取18cm ),基层采用水泥碎石(取20cm ),下基层采用石灰土(厚度待定)。 另设20cm 厚的中粗砂垫层。 2) 拟订路面结构层的厚度 由于计算所得的累计当量轴载达到了500万次,按一级路的路面来设计,由设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》规定高速公路、一级公路的面层由二层至三层组成。采用三层式沥青面层,表面层采用细粒式密级配沥青混凝土(厚度为4cm ),中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(厚度为6cm ),下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(厚度为8cm )。 5.1.3设计指标及设计参数确定 1) 确定路面等级和面层类型 由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为大于500万次。根据规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》和设计任务书的要求可确定路面等级为高级路面,面层类型采用沥青混凝土,设计年限为15年。 2) 确定土基的回弹模量 ① 此路为新建路面,根据设计资料可知路基干湿状态为干燥状态。 ② 根据设计资料,由设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》,该路段处于II 2a 区,为粉质土,确定土基的稠度为1.05。

路面结构设计分析

路面结构设计 学院: 专业: 学号: 姓名: 授课老师:

0 前言 道路是人类社会发展和进步的垫脚石,道路工程在人类社会发展中有着重要的作用。随着运输工具的现代化和人们交往的日益扩大,道路交通的作用更大重要和突出。道路是人们生活、学习、工作、旅游等出行的通道,是旅客、货物中转和集散的最主要途径,是城乡结构的骨架、城市建设的基础,是抵御自然灾害的通道,是自然灾害或战争时人员集散的场地,等等。总之,道路是社会发展的基础产业,是经济发展的先行设施,在工农业生产、国土开发、国防建设、旅游事业等国民经济和社会发展个方面发挥了举足轻重的作用。 我国家高速公路常用的路面结构形式主要有刚性和柔性两种,即水泥混凝土和沥青混凝土路面。水泥混凝土路面具有刚度大承载能力强,耐久性、耐候性、耐高温性能强,抗弯拉强度高、疲劳寿命长,平整度衰减慢、高平整度持续时间长,扩散荷载能力强,稳定性好、施工取材方便,路面环保,运行油耗低经济性好,路面色度低、色差小、隔热性好等优点,但水泥混凝土路面同等平整度舒适性差,板体性强、对基层的抗冲刷性能要求高,反射易使眼睛疲劳,超载、板底脱空等很敏感,且受施工质量的影响大,一旦出现质量问题,破坏就会迅速发展,难以维修、维护,并且破坏后修复困难,维修费用很高。沥青混凝土路面具有可以分期修建、通车快,平整度易于得到保证、整体性好、行车舒适、易于修复、噪音小等优点,但沥青混凝土路面具有对水和温度比较敏感,在水文、气候条件较差及缺乏碱性集料的地区,易造成沥青路面的早期破坏,路面平整度保持性差,路面材料耐久性差,使用寿命较短,运行及养护维修成本较高、环保性能差等缺点。 综上所述,沥青混凝土路面和水泥混凝土路面各有其的优缺点。路面结/构设计就是合理设置路面各结构层的位置和层厚,充分发挥各层材料的特性,以抵抗车轮荷载和环境因素的作用,实现路面的设计使用寿命,同时,提供良好的服务质量。在设计路面结构时,采用何种结构类型不是简单的问题。很有必要从筑路地区气候环境、地质状况、交通量大小、材料种类及供给情况、施工技术水平等因素,两种路面的施工方法、使用性能、破坏状况、维护方式、养护费用等方面进行全面比较权衡,从道路等级、路用性能要求、经济、技术、社会、环境效益等方面进行综合分析,优选出较合理的路面结构类型。

路面结构计算书

一、主要技术标准、技术指标 (1)道路等级:小区内道路(路面结构按公路四级标准计算)。 (2)设计行车速度:20km/h,特殊路段5~15km/h。 (4)路面结构类型:水泥混凝土路面。 (5)设计基准期:20年。 (6)交通等级:轻级。 (7)结构物荷载等级:公路Ⅱ级。 (8)路面结构计算荷载:BZZ-100。 (9)抗震设防:沿线地区动峰值加速度系数小于0.05g,抗震设防烈度为6度,简易设防。 二、设计依据 (1)、《关于印发农村公路建设指导意见的通知》(交公路发〖2004〗372号) (2)、《公路路基设计规范》(JTG D30-2004) (3)、《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2002) (4)、路面结构计算软件:HPDS2006。 三、路面结构厚度计算 设计内容: 新建单层水泥混凝土路面设计 公路等级: 四级公路 变异水平的等级: 中级 可靠度系数: 1.05 面层类型: 普通混凝土面层 序路面行驶单轴单轮轴载单轴双轮轴载双轴双轮轴载三轴双轮轴载交通量号车辆名称组的个数总重组的个数总重组的个数总重组的个数总重 (kN) (kN) (kN) (kN) 1 标准轴载0 0 1 100 0 0 0 0 6 行驶方向分配系数.59 车道分配系数.85 轮迹横向分布系数.62 交通量年平均增长率 4.5 % 混凝土弯拉强度 4.5 MPa 混凝土弯拉模量29000 MPa 混凝土面层板长度 5 m 地区公路自然区划Ⅳ

面层最大温度梯度86 ℃/m 接缝应力折减系数.89 基(垫)层类型----新建公路路基上修筑的基(垫)层 层位基(垫)层材料名称厚度(mm) 回弹模量(MPa) 1 级配碎砾石200 300 2 新建路基30 基层顶面当量回弹模量ET= 71.7 MPa 中间计算结果: ( 下列符号的意义请参看“程序使用说明”) HB= 170 r= .676 SPS= 2.11 SPR= 3.64 BX= .88 STM= 1.86 KT= .49 STR= .91 SCR= 4.55 GSCR= 4.78 RE= 6.22 % HB= 177 r= .703 SPS= 1.99 SPR= 3.44 BX= .83 STM= 1.84 KT= .49 STR= .9 SCR= 4.34 GSCR= 4.56 RE= 1.33 % HB= 179 r= .711 SPS= 1.96 SPR= 3.38 BX= .83 STM= 1.86 KT= .49 STR= .91 SCR= 4.29 GSCR= 4.5 RE= 0 % 设计车道使用初期标准轴载日作用次数: 3 路面的设计基准期: 20 年 设计基准期内标准轴载累计作用次数: 21298 路面承受的交通等级:轻交通等级 基层顶面当量回弹模量: 71.7 MPa 混凝土面层设计厚度: 179 mm 通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构设计结果如下: --------------------------------------- 普通混凝土面层180 mm --------------------------------------- 级配碎砾石200 mm --------------------------------------- 新建路基

路面结构设计影响因素分析

基层模量和厚度对路面性能的影响分析 摘要:在路面结构设计中,考虑沥青路面基层两个参数——模量和厚度对路面性能的影响,利用数理统计方法将基层模量和厚度与其它因素进行正交试验与方差分析,直观上得出基层参数的影响程度大小,再根据直观分析的结果,应用方差分析讨论两个参数之间的交互作用。最后选择两个重要的路面性能指标进行详细对比讨论,提出合理的参数组合依据。 关键词:路面性能数理统计基层模量基层厚度 0引言 路面性能泛指路面的各种技术行为,影响路面使用性能的直接路面特征有路面平整度、车辙、摩擦系数、翻浆等等,不过路面使用性能只是路面性能的外在反映,造成路面使用性能变化的因素包括路面材料特征,组合特征和力学特征。在诸多因素中,路面结构的合理设计才是保障路面性能的关键。我国沥青路面结构设计的指导思想是“强基薄面”,如何合理的设计基层是保障路面性能良好的一个非常重要的方面。本文从这点出发讨论基层两个参数对路面性能的影响,提出合理的组合依据,保障路面使用性能和经济性的平衡。 1计算工具选择 现行的路面结构计算软件主要有BISAR、ELSYM、CIRCIT等,由于各国的规范不一,这里我们选用HPDS2003公路路面设计程序系统,该系统是东南大学交通学院王凯教授与毛世怀副教授根据现行《公路沥青路面设计规范》JTJ014-97和《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40-2002的有关内容编制的。 2正交试验 2.1因子选取 考虑现行沥青路面设计方法,确定考查因子为基层厚度、基层模量、面层厚度和土基模量。 2.2因子水平的确定 根据已有的经验确定一个范围,选择该范围的上下界和一个中间值或者选择某些特殊意义值作为因子水平,使其具有代表性、客观性。对于基层模量值选取1000MPa、2000 MPa、3000 MPa;基层厚度选择10cm、20cm、30cm;面层厚度选取9cm(上层4cm,下层5cm)、15cm(上层4cm,中层5cm,下层6cm)、18cm(上层5cm,中层6cm,下层7cm);土基取25 MPa、50 MPa、100 MPa三个水平。 2.3考核指标 路面的使用性能从力学角度可以通过路面弯沉、面层底部拉应力、基层底部拉应力和垫层底部拉应力来评价。它们也是公路路面设计中重要的验算指标。 2.4路面结构参数

城市道路路面结构设计研究

城市道路路面结构设计研究 发表时间:2019-05-23T16:22:02.500Z 来源:《基层建设》2019年第4期作者:邓兆康 [导读] 摘要:针对城市道路路面常见病害情况,比如路面破坏和排水不畅等问题,进行城市道路路面常见病害分析,并通过采取做好城市道路路面结构优化设计的措施,进而提升道路路面结构的性能,避免后期使用过程中出现病害。 信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司佛山分公司广东佛山 528200 摘要:针对城市道路路面常见病害情况,比如路面破坏和排水不畅等问题,进行城市道路路面常见病害分析,并通过采取做好城市道路路面结构优化设计的措施,进而提升道路路面结构的性能,避免后期使用过程中出现病害。针对城市道路路面结构设计相关内容,做了简单的论述。 关键词:城市道路;路面结构;设计要点;合理化 引言 城市道路作为交通重要设施,为行人和车辆提供道路服务。道路可以疏通城市内部各个地区,满足居民日常生产和生活实际需求,承担着对外交流职责。因为城市道路路面结构设计,涉及到多个专业,而且各个专业既相互衔接又相互独立。通过统一协调设计,合理利用各专业信息,完成道路路面设计,使其能够正常使用,发挥出自身的价值。 1城市道路路面结构设计的重要性 城市道路路面结构设计是市政道路工程设计的一部分,路面直接承受行人和车辆的荷载。路面结构设计是实现目标的灵魂和基础,设计水平的好坏直接关系到市政道路建设的整体质量。因此,在道路施工设计中,我们必须重视路面结构的设计,充分了解施工线路的地理条件、土质和周围环境。现场调查、仔细分析和科学合理的路面结构设计将确保设计质量,为今后的施工打下良好的基础。道路工程在投入使用过程中受到自然环境的影响,容易因暴露在阳光和雨水中而引发病害,导致路面在规定的使用寿命内损坏,如路基沉陷、裂缝、车辙等现象,影响道路的使用功能。这些病害将对城市交通运行产生负面影响,也影响人们的生产和生活。因此,路基和路面的结构设计非常重要。它是建设高质量市政道路工程的基础。只有科学合理的设计才能为道路施工提供有力的保障和技术支持,保证路面施工的顺利进行。因此,我们必须重视路基和路面的结构设计注意推广新技术、新工艺和新材料的使用,努力提高道路建设质量和道路的使用功能。 2我国城市道路路面结构特点 中国幅员辽阔,地质和气候条件各异。在城市道路建设之初,需要进行大量的地质调查,以获取相应的道路数据。与此同时,城市化进程的加快使得城市原有的道路结构无法满足城市发展的需要。因此,城市道路作为城市发展的重要组成部分,其要求越来越高。虽然我国在城市路面结构设计方面取得了一定的成就,但它能最大限度地保证城市的发展。然而,在城市道路路面的设计和施工中仍然存在一些问题。有必要不断总结城市道路路面结构设计的特点,制定更好的城市道路路面结构设计,以满足城市发展对城市道路的需求。 3城市道路路面结构设计要点 3.1 做好城市道路路面结构层材料的选型 在城市道路路面设计之初,有必要为城市道路路面的结构层选择建筑材料,特别是对于一些气候和地质条件复杂的地区。选择合适的材料对保证城市道路路面的质量和使用寿命具有重要意义。尤其在吉林地区,冬季严寒将导致许多材料的性能大大降低,因此有必要选择符合要求的材料,以确保城市道路路面的可靠性。目前,我国城市道路路面结构层材料的选择主要采用沥青混凝土和沥青碎石。然而,随着路面施工技术的不断进步,一些较发达地区已经开始使用性能更好的沥青混合料,例如,多空隙沥青混凝土可以使路面承受更大的压力。在城市道路路面结构中使用不同的材料将对城市道路路面的结构强度产生非常重要的影响。因此,在城市道路路面结构设计中,应做好城市道路路面结构层的配置,以保证城市道路路面的结构强度。在为城市道路路面结构层选择材料时,有必要在材料选择的成本和质量之间实现和谐统一。同时,对于地质和水文条件相似的城市,应建立相应的典型城市道路路面结构组合,并根据施工现场的实际情况进行调整。 3.2做好路面排水设计 开展城市道路路面结构设计,传统做法通常不使用不透水水泥混凝土或者沥青混凝土。按照建筑部发布的相关规范,包括《透水沥青混凝土技术规程》和《透水砖路面技术规程》,规定了道路透水混凝土路面要能够满足城市道路路面使用功能,达到透水和抗滑以及降噪要求。根据水深指标,多孔沥青路面主要形式如下:①相结合的形式。路面水流动顺序为高孔隙度—相邻的水收集设施层—表面层。②表面层的基础层—经过盲管—水收集设施。③路面渗透—路基路面。在设计时,要结合具体情况来选择。 3.3做好设计原则的把控 在城市道路路面结构设计中,要做好设计原则的把控。设计原则的运用,起到约束路面设计的作用,能够保证城市道路路面结构设计的规范性。路面结构设计,要坚持以下原则:①经济性原则和技术性原则。从经济和技术两个方面,对路面整体设计进行综合分析。明确设计方案存在的不足,进行结构设计方案优化。②针对性原则。城市道路路面结构材料的选择,要从道路建设环境实际情况,具体包括交通环境和气候环境等,坚持针对性原则选择道路路面材料,保证道路路面结构的性能。③坚持质量优先原则。在设计时要做好沥青面层结构的全面分析,主要从质量和力学等指标方面入手,优化路面结构级配方案,优化道路路面结构。④节能环保原则。开展城市道路建设,既要保证道路设计质量以及性能,还需要做好节能环保的把控。 3.4结合实际情况 开展城市道路建设中,路面结构设计时,要考虑工程指标差异,明确城市自身规划内容,了解其和国家规定的差异,掌握各项设计指标的差异,遵循城市道路路面结构设计规范,结合设计实际情况,进而保证结构设计的质量。在设计时,依据的规范不同,道路结构形式和性能也不同,要合理选择设计根据,从道路交通发展角度出发,考虑到未来交通量的增加,选择可遵循的技术指标。除此之外,开展城市道路路面结构设计,要注重试验路的铺筑以及养护,根据试验路,制定道路结构设计方案。在道路建设中,设计要求的落实,是根据试验路设计方案,不断优化道路路面结构设计,以免受到不良因素的影响,做好设计把控,保证城市交通运行的安全性,提升道路路面通行的质量。 3.5做好路面处理形式分析 开展城市道路设计,对于路面的规划设计,要从实际出发,做好路面病害的防治设计,减少影响路面性能的因素。在具体设计时,要

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