路基路面实习报告.docx
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路基路面实习报告
一、设计任务
1.工程概况…………………………………………………………….....2
2.设计资料…………………………………………………………….....2
3.设计任务…………………………………………………………….....2
4.设计要求…………………………………………………………….....2
二、设计内容
1、沥青路面设计资料………………………………………………4
2、沥青路面设计方案一…………………………………………..5
3、沥青路面设计方案二………………………………………….10
4、沥青路面方案比选………………………………………………17
5、水泥路面设计方案一……………………………………………19
6、水泥路面设计方案二……………………………………………23
7、水泥路面设计方案比选…………………………………………26
8、水泥推荐方案手算……………………………………………….28
三、路面接缝的构造
1、纵向裂缝……………………………………………………………33
2、横向裂缝……………………………………………………………34
3、切缝注意事项………………………………………………………34
四、最终方案比选
1、从力学性能比较………………………………………………………..35
2、从路面质量比较………………………………………………………….35
3、从路面寿命比较………………………………………………………….35
4、从工程造价比较………………………………………………………….35
5、最终选择……………………………………………………………………36
五、心得和总结……………………………………………………………37
六、设计依据及标准…………………………………………….37
一、设计任务
1.工程概况
拟设计路面属某段高速公路，路段位于平原微丘区,公路自然区划为Ⅱ2区,地震烈度为六级,设计标高255.50m,地下水位1.45m。
2.设计资料
2.1土质
所经地区多处为粘性土。
2.2交通量及组成（每个学生选取一种交通量组成形式以进行路面设计）
根据最新路网规划,预测使用初期2012年平均日交通量见表：
车型
小客车
SH130
大客车SH141
跃进牌NJ130
东风牌EQ140
黄河牌JN150
日野KB222
太脱拉138
辆/d
876
169
472
270
270
81
77
折算系数
1
3
1.5
2
2
2
2
交通量年平均增长率（％）=7.5%
注：
上表为双向交通量调查结果。
3.设计任务
（1）根据所给资料,利用HPDS2006公路路面设计程序系统进行路面结构的设计（沥青路面水泥路面至少各2种不同的路面结构各，其中水泥路面结构手工完成一个方案的计算）。
（2）编写设计说明书,包括水泥混凝土路面及沥青路面结构,厚度设计,水泥混凝土路面级构组合设计、板厚度设计、接缝设计等。
（3）对所选定的路面结构方案,绘制路面结构图,包括沥青路面结构设计图,水泥混凝土路面结构设计图及其接缝设计图等.需用A3图纸打印。
4、设计要求
学生必须在教师指导下，独立、准时完成设计任务（同学之间不得抄袭），并努力提高设计质量。
设计的每个阶段完成后，必须经指导教师审批后才能进行下一阶段的设计。
设计图纸初步拟定后，图纸要用国家统一的制图标准，主次分明，图面规范、清晰、美观。
设计说明书须用学校统一纸张打印（或书写），装订成册。
要求重点突出、撰写规范。
二、设计内容
<1>、沥青路面设计资料
（1）土基回弹模量的确定：
设计路段路基处于潮湿状态，路基土为粘质土，拟定路基土的平均稠度Wc为0.9，预估土基的回弹模量为22.5Mp，根据规范知高速公路、一级公路的土基回弹模量大于30Mp,因此取40MP，要知道确切的值则需根据室内试验法确定的土基回弹模量设计值。
（2）根据工程可行性研究报告可知路段所在地区近期交通组成与交通量,根据交通量年平均增长率为7.5%，沥青路面累积标准轴次按15年计。
当量小汽车换算：
876+169*1.5+472*1.5+270*1.5+270*2+81*2+77*2=3099pcu
基准年30年后的交通量为：
3099*（1+7.5%）^30=27131pcu
查相关规范知，当交通量为25000~55000时，设计车道为双向4车道。
水泥混凝土路面结构设计以100KN的单轴-双轮组荷载作为标准荷载，不同轴-轮型和轴载的作用次数。
按下式换算为标准轴载的作用次数。
代入数据得：
Ns=2.22*10^3*（27）^（-0.43）*876*（0.27）^16+169*（0.551）^16+472*0.382^16+270*0.692^16+270*1.016^16+81*1.043^16+77*0.8^16
=506.934
Ne=Ns/4*{（1+7.5%）^30-1}*365*0.2/7.5%
=955000
由计算结果知，该道路交通等级为中等，并得知当交通等级为中等时，水泥混凝土的弯拉强度标准值为4.5MPa。
查表得双向四车道车道系数在0.40—0.50之间，取值为0.45
1、沥青方案一：
（1）、轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算
序号车型名称前轴重（kN）后轴重（kN）后轴数后轴轮组数后轴距（m）交通量
1江淮AL66001726.51双轮组876
2交通SH-1412363.52双轮组>3169
3跃进NJ13120.238.21双轮组472
4东风EQ14023.769.21双轮组270
5黄河JN15148.3100.31双轮组270
6日野KB22250.2104.31双轮组81
7太脱拉11138.7742双轮组<377
设计年限15车道系数0.45交通量平均年增长率7.5％
（2）、当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:
路面竣工后第一年日平均当量轴次:
645
设计年限内一个车道上累计当量轴次:
2767012
（3）、当进行半刚性基层层底拉应力验算时:
路面竣工后第一年日平均当量轴次:
456
设计年限内一个车道上累计当量轴次:
1956213
公路等级高速公路
公路等级系数1面层类型系数1基层类型系数1
路面设计弯沉值:
30.9（0.01mm）
层位结构层材料名称劈裂强度（MPa）容许拉应力（MPa）
1细粒式沥青混凝土1.40.6
2中粒式沥青混凝土10.43
3粗粒式沥青混凝土0.80.31
4石灰粉煤灰碎石0.60.35
5石灰土0.250.11
6天然砂砾
（4）、新建路面结构厚度计算：
公路等级:
高速公路
新建路面的层数:
6
标准轴载:
BZZ-100
路面设计弯沉值:
30.9（0.01mm）
路面设计层层位:
4
设计层最小厚度:
15（cm）
层位结构层材料名称厚度（cm）抗压模量（MPa）抗压模量（MPa）容许应力（MPa）
（20℃）（15℃）
1细粒式沥青混凝土3140020000.6
2中粒式沥青混凝土4120016000.43
3粗粒式沥青混凝土690012000.31
4石灰粉煤灰碎石?
150015000.35
5石灰土255505500.11
6天然砂砾15150150
7土基36
（5）、按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=30.9（0.01mm）
H（4）=15cmLS=30.2（0.01mm）
由于设计层厚度H（4）=Hmin时LS<=LD,
故弯沉计算已满足要求.
H（4）=15cm（仅考虑弯沉）
（6）、按容许拉应力验算设计层厚度:
H（4）=15cm（第1层底面拉应力验算满足要求）
H（4）=15cm（第2层底面拉应力验算满足要求）
H（4）=15cm（第3层底面拉应力验算满足要求）
H（4）=15cm（第4层底面拉应力验算满足要求）
H（4）=15cm（第5层底面拉应力验算满足要求）
路面设计层厚度:
H（4）=15cm（仅考虑弯沉）
H（4）=15cm（同时考虑弯沉和拉应力）
（7）、验算路面防冻厚度:
路面最小防冻厚度80cm
验算结果表明,路面总厚度比路面最小防冻厚度小12cm,
程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补足.
通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度不足部分增补到路面
（8）、最下层,最后得到路面结构设计结果如下:
---------------------------------------
细粒式沥青混凝土3cm
---------------------------------------
中粒式沥青混凝土4cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土6cm
---------------------------------------
石灰粉煤灰碎石15cm
---------------------------------------
石灰土25cm
---------------------------------------
天然砂砾27cm
---------------------------------------
土基
（9）、竣工验收弯沉值和层底拉应力计算
公路等级:
高速公路
新建路面的层数:
6
标准轴载:
BZZ-100
层位结构层材料名称厚度（cm）抗压模量（MPa）抗压模量（MPa）计算信息
（20℃）（15℃）
1细粒式沥青混凝土314002000计算应力
2中粒式沥青混凝土412001600计算应力
3粗粒式沥青混凝土69001200计算应力
4石灰粉煤灰碎石1515001500计算应力
5石灰土25550550计算应力
6天然砂砾27150150不算应力
7土基36
（10）、计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值:
第1层路面顶面竣工验收弯沉值LS=27.5（0.01mm）
第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS=29.7（0.01mm）
第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS=33（0.01mm）
第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS=37.9（0.01mm）
第5层路面顶面竣工验收弯沉值LS=69.3（0.01mm）
第6层路面顶面竣工验收弯沉值LS=187.9（0.01mm）
土基顶面竣工验收弯沉值LS=322.9（0.01mm）（根据“基层施工规范”第88页公式）
LS=258.8（0.01mm）（根据“测试规程”第56页公式）
（11）、计算新建路面各结构层底面最大拉应力:
第1层底面最大拉应力σ
（1）=-0.281（MPa）
第2层底面最大拉应力σ
（2）=-0.117（MPa）
第3层底面最大拉应力σ（3）=-0.05（MPa）
第4层底面最大拉应力σ（4）=0.138（MPa）
第5层底面最大拉应力σ（5）=0.07（MPa）
2、沥青方案二：
（1）、轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算：
序号车型名称前轴重（kN）后轴重（kN）后轴数后轴轮组数后轴距（m）交通量
1江淮AL66001726.51双轮组876
2交通SH-1412363.52双轮组>3169
3跃进NJ13120.238.21双轮组472
4东风EQ14425.770.12双轮组<3270
5黄河JN15148.3100.31双轮组270
6日野KB22250.2104.31双轮组81
7太脱拉13851.4802双轮组<377
设计年限15车道系数0.4
序号分段时间（年）交通量年增长率
165％
254％
343％
（2）、当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时:
路面竣工后第一年日平均当量轴次:
756
设计年限内一个车道上累计当量轴次:
2282837
（3）、当进行半刚性基层层底拉应力验算时:
路面竣工后第一年日平均当量轴次:
513
设计年限内一个车道上累计当量轴次:
1549068
公路等级高速公路
公路等级系数1面层类型系数1基层类型系数1
面设计弯沉值:
32.1（0.01mm）
层位结构层材料名称劈裂强度（MPa）容许拉应力（MPa）
1细粒式沥青混凝土1.40.62
2中粒式沥青混凝土10.44
3粗粒式沥青混凝土0.80.32
4石灰粉煤灰碎石0.60.36
5石灰土0.250.12
（4）、新建路面结构厚度计算
公路等级:
高速公路
新建路面的层数:
5
标准轴载:
BZZ-100
路面设计弯沉值:
32.1（0.01mm）
路面设计层层位:
4
设计层最小厚度:
15（cm）
层位结构层材料名称厚度（cm）抗压模量（MPa）抗压模量（MPa）容许应力（MPa）
（20℃）（15℃）
1细粒式沥青混凝土3140020000.62
2中粒式沥青混凝土4120016000.44
3粗粒式沥青混凝土690012000.32
4石灰粉煤灰碎石?
150015000.36
5石灰土255505500.12
6土基36
（5）、按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=32.1（0.01mm）
H（4）=15cmLS=34.2（0.01mm）
H（4）=20cmLS=29.7（0.01mm）
H（4）=17.3cm（仅考虑弯沉）
（6）、按容许拉应力验算设计层厚度:
H（4）=17.3cm（第1层底面拉应力验算满足要求）
H（4）=17.3cm（第2层底面拉应力验算满足要求）
H（4）=17.3cm（第3层底面拉应力验算满足要求）
H（4）=17.3cm（第4层底面拉应力验算满足要求）
H（4）=17.3cm（第5层底面拉应力验算满足要求）
路面设计层厚度:
H（4）=17.3cm（仅考虑弯沉）
H（4）=17.3cm（同时考虑弯沉和拉应力）
（7）、验算路面防冻厚度:
路面最小防冻厚度80cm
验算结果表明,路面总厚度比路面最小防冻厚度小24.7cm,
程序将自动在上述刚设计的路面最下层厚度中予以补足.
（8）、通过对设计层厚度取整和将路面防冻厚度不足部分增补到路面
最下层,最后得到路面结构设计结果如下:
---------------------------------------
细粒式沥青混凝土3cm
---------------------------------------
中粒式沥青混凝土4cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土6cm
---------------------------------------
石灰粉煤灰碎石18cm
---------------------------------------
石灰土49cm
---------------------------------------
土基
（9）、竣工验收弯沉值和层底拉应力计算
公路等级:
高速公路
新建路面的层数:
5
标准轴载:
BZZ-100
层位结构层材料名称厚度（cm）抗压模量（MPa）抗压模量（MPa）计算信息
（20℃）（15℃）
1细粒式沥青混凝土314002000计算应力
2中粒式沥青混凝土412001600计算应力
3粗粒式沥青混凝土69001200计算应力
4石灰粉煤灰碎石1815001500计算应力
5石灰土49550550计算应力
6土基36
（10）、计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值:
第1层路面顶面竣工验收弯沉值LS=21.2（0.01mm）
第2层路面顶面竣工验收弯沉值LS=22.5（0.01mm）
第3层路面顶面竣工验收弯沉值LS=24.4（0.01mm）
第4层路面顶面竣工验收弯沉值LS=27.4（0.01mm）
第5层路面顶面竣工验收弯沉值LS=49.9（0.01mm）
土基顶面竣工验收弯沉值LS=322.9（0.01mm）（根据“基层施工规范”第88页公式）
LS=258.8（0.01mm）（根据“测试规程”第56页公式）
（11）、计算新建路面各结构层底面最大拉应力:
第1层底面最大拉应力σ
（1）=-0.242（MPa）
第2层底面最大拉应力σ
（2）=-0.1（MPa）
第3层底面最大拉应力σ（3）=-0.05（MPa）
第4层底面最大拉应力σ（4）=0.104（MPa）
第5层底面最大拉应力σ（5）=0.055（MPa）
3、方案比选：
行驶在路面的车辆，通过车轮将载荷传递给路面，由路面依次通过面层、基层和垫层（有垫层时）传递给路基。
这就对路面结构的整体或是某一组成的强度或是抗变形能力有高的要求，现代高等级的路面必须满足其：
承载能力、稳定性能、耐久性、平整度和表面抗滑性能，还有经济性能，这些都与行车的安全、舒适、投资的高效率有极大关系，所以方案比选就是按照以上标准进行的。
方案一：
--------------------------------------
细粒式沥青混凝土3cm
---------------------------------------
中粒式沥青混凝土4cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土6cm
---------------------------------------
石灰粉煤灰碎石15cm
---------------------------------------
石灰土25cm
---------------------------------------
天然砂砾27cm
---------------------------------------
土基
方案二：
---------------------------------------
细粒式沥青混凝土3cm
---------------------------------------
中粒式沥青混凝土4cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土6cm
---------------------------------------
石灰粉煤灰碎石18cm
---------------------------------------
石灰土49cm
---------------------------------------
土基
共同点：
采用相同面层，同时厚度也一样。
不同点：
方案一和方案二石灰粉煤灰采用的厚度不同，方案一有天然砂砾垫层，而方案二则没有。
高级路面的理想基层材料，水泥砂砾土具有就地取材、施工简便、造价较低的优点参照以上比选内容最终确定选方案一。
<2>、水泥混凝土路面设计
1、水泥方案一：
（1）、水泥混凝土路面设计
设计内容:
新建复合式水泥混凝土路面设计
公路等级:
高速公路
变异水平的等级:
低级
可靠度系数:
1.33
上面层类型:
沥青混凝土上面层
下面层类型:
普通混凝土下面层
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单后轴客车117126.50000876
2交通SH-141123263.50000169
3跃进NJ131120.2138.20000472
4东风EQ140123.7169.20000270
5黄河JN151148.31100.30000270
6日野KB222150.21104.3000081
7太脱拉111138.7274000077
行驶方向分配系数1车道分配系数1
轮迹横向分布系数0.22交通量年平均增长率7.5％
沥青混凝土上面层厚度80mm混凝土弯拉强度5MPa
混凝土弯拉模量31000MPa混凝土下面层板长度4m
地区公路自然区划Ⅲ面层最大温度梯度90℃/m
接缝应力折减系数0.87
（2）、基（垫）层类型----新建公路土基上修筑的基（垫）层
层位基（垫）层材料名称厚度（mm）回弹模量（MPa）
1碾压混凝土16027000
2水泥稳定粒料1801300
3石灰粉煤灰土150600
4土基30
混凝土基层材料弯拉强度FJ=4MPa
基层顶面当量回弹模量（不包栝混凝土基层）ET=165.5MPa
HB=240rg=0.796SPS1=0.93SPR1=2.49
BX1=0
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