路面设计作业.docx
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路面设计作业
露天矿设计
说明书
专业班级：
2009级采矿工程一班
姓名学号：
张文文2009171315
指导教师：
孟爱国
设计时间：
2012-4-20
设计成绩：
__________________
露天矿道路路面的综合设计
1.已知条件
1.1该矿所选用的重型自卸卡车基本参数如下表：
车型
载重
自重
轴荷重量分配（载重后）
轮胎气压
3311E（85D）
77100kg
71100kg
后桥66%
0.56MPa
2SF31904（108吨）
108000kg
85000kg
后轴67%
0.56MPa
1.2每昼夜去排土场：
200次/昼夜（各100次）。
1.3路面面料选择：
⑴磨耗层：
泥质沙岩；
⑵面层：
采场中的泥结碎石；
⑶承压层：
采石场采购级配碎石；
⑷垫层：
天然沙砾、细沙；
⑸沙土路基：
E0=25MPa
1.4路面为矿山道路延长段设计寿命为五年。
道路时间利用系数为0.8，双车道利用系数0.5。
2.设计要求
2.1设计路面典型结构图（1：
200）；
2.2用系数递推法、诺莫图确定路面当量厚度；
2.3确定基层厚度（承压层）；
2.4绘制典型、标准路面断面图（1：
200）全铺式。
3.设计步骤
3.1确定路面等级，参照表3.1.1及表3.1.2，该道路设计使用年限为5年，汽车载重量分别为85吨和108吨，线路类别为生产支线，决定采用中级柔性路面。
表3.1.1
道路条件
路面等级
使用时间
类别
等级
载重量≤35吨
载重量≧35吨
>10年
5-10年
3-5年
<3年
生产干线
生产干线或支线
生产支线或联络线
生产支线或辅助线
一、二
一、二、三
二、三
三
高级、次高级
次高级、中级
次高级、中级
中级，低级
次高级、中级
次高级、中级
次高级、中级
中级
表3.1.2
路面等级
面层类型
高级路面
水泥混凝土
沥青混凝土
热拌沥青碎石混合料
整齐石块
次高级路面
沥青贯入式
冷拌沥青碎（砾）石
沥青碎（砾）石表面处治
半整齐石块
中级路面
沥青灰土表面处治
泥结、水结、干结及级配碎（砾）石
砂姜石、碎砖、不整齐石块
低级路面
粒料改善土
当地材料改善土
注：
1.一般情况下，等级高的、使用时间长的道路应采用等级高的路面。
2.当采用载重60吨及以上的汽车时，在具有足够杨璐机械和健全的养路组织的情况下，宜采用中级路面。
3.<3年栏中的低级路面，适用于北方地区、车型较小、交通量很少的辅助线上。
3.2确定路面结构组合，参照矿山道路路面典型结构图3.2.2、表3.2.1以及表3.2.2，确定采用如下路面结构（如图3.2.1）
图3.2.1
图3.2.2
a——高级路面。
h1—沥青混凝土或热拌沥青碎石混合料4~6厘米；h2—冷拌沥青碎（砾）石或沥青贯入6~8厘米；h3—表面油结碎石或泥灰结碎（砾）石15~20厘米；h4—手摆碎石。
b——次高级路面。
h1—冷拌沥青碎（砾）石或沥青贯入4~10厘米；h2—表面油结碎石或泥灰结碎（砾）石15~20厘米；h3—泥结碎（砾）或泥灰结（砾）碎石；h4—手摆碎石。
c——中级路面。
h1—泥结碎（砾）石或级配碎（砾）石10~20厘米；h2—手摆碎石或混铺块碎石。
表3.2.1
结构层名称
最小厚度/cm
注
沥青混凝土、热拌沥青碎石混合料
粗粒式
中粒式
细粒式
4.5
3.5
2.0
单层最小厚度不
包括联结层得组
合厚度
冷拌沥青碎（砾）石、沥青贯入式
沥青碎（砾）石表面处治
沥青灰土表面处治
4.5
1.0
2.0
天然砂砾、级配、泥结碎（砾）石、水结、干压碎石
6.0
泥结碎（砾）石、级配碎（砾）石掺灰
8.0
灰土类（石灰土、碎石灰土、煤渣灰土等）、工业废渣
8.0
新路可增至15cm
水泥稳定砂砾
8.0
砂姜石、碎砖等嵌锁型结构
6.0
块石、圆石或拳石
10.0
铺砌片石、锥形块石、大块石基层
12.0
表3.2.2
3.3确定E0的值
很据已知条件，E0=25MPa
3.4基层厚度的计算
3.4.1确定标准车。
该路段的标准车为2SF31904（108吨）
3.4.2车辆换算，并计算标准车的累计交通量。
首先将该路段上的其他车型的日交通量n2换算成标准车的日交通量n1
式中：
n1——标准车的交通量，辆/日；
n2——被换算汽车的日交通量，辆/日；
p1——标准车的轮胎压力，MPa；
p2——被换算汽车的轮胎压力，MPa；
d1——标准车单轮迹的相当圆直径，cm
；
d2——被换算汽车的标准车单轮迹的相当圆直径，cm
；
c1——后轴系数，双轮组为1，单轮组为2；
c2——轮组系数，双轮组为1，单轮组为1/4；
n'——与路面结构特性有关的指数；
E0——土基材料的回弹模量；
E1——基层材料的回弹模量。
3.4.3计算设计路段路面使用年限内，标准车的累积交通量。
3.4.3.1该设计路段的标准车的累积日交通量：
辆/日
式中：
n1——换算为标准车的交通量，辆/日；
n1'——指定标准车的日交通量，辆/日。
3.4.3.2该路段设计使用年限内标准车的累积交通量（双车道）
辆次
式中：
Ne——该路段设计使用年限内标准车的累积交通量
D——年运输日数；
K——道路时间利用系数，取0.8；
T——设计使用年限；
η——车道实际作用系数，双车道为0.5。
3.4.4计算容许回弹弯沉值
柔性路面容许弯沉值是指路面在使用年限末期的不利季节，在设计标准轴载作用下容许出现的最大回弹弯沉值。
可以利用下列容许弯沉值的计算公式：
式中：
A——与层面类型有关的系数，相当于一次在和作用下的容许回弹弯沉值，其值见表3.4.4.1；
Ne——该路段设计使用年限内标准车的累积交通量；
d解——解放牌CA-10B型汽车单轮胎轮迹的相当圆直径，厘米（见表3.4.4.2）。
表3.4.4.1
面层类型
A
沥青混凝土、冷拌沥青碎石混合料
沥青灌入，冷拌沥青碎石（砾）石
沥青碎（砾）石表面处治
中级路面
13.71
15.28
16.33
19.32
表3.4.4.2
汽车
型号
轮胎
规格
载
重
吨
总
量
吨
单后轮重P吨
后轴
数
轮组数
轮胎压力P
单轮胎轮迹相当圆直径d，cm
轮隙中央至轮胎中心距离，cm
解放CA-10B
9.00-12
4.0
8.025
1.521
1
2
5
19.54
黄河JN-150
11.00-20
8.0
15.06
2.54
1
2
7
21.49
黄河QD-352
11.00-20
7.0
14.565
2.428
1
2
7
21.02
移山QQ-561
11.00-20
10.0
18.195
3.057
1
2
7
23.58
17.75
交通SH-361
12.00-20
15.0
28.0
2.75
2
2
7
22.40
22
北京BJ-371
14.00-24
20.0
35.9
6.1
1
2
6.5
34.57
上海SH-380A
18.00-25
32.0
54.0
9.0
1
2
6
43.70
30
辽宁LN-392
24.00-25
68.0
111.954
18.58
1
2
6.5
6.025
邵峰SF-3100
30.00-51
100.0
193.0
31.5
1
2
5
89.56
49
长征CZ-361
11.00-20
12.0
22.9
2.267
2
2
6
21.94
3.4.5计算实际弯沉值
式中：
LR——容许回弹弯沉值，cm；
Kα——轮隙间隙修正系数，根据标准车的r/σ比值从图3.4.5.1中查得；
r——标准车的轮隙中央至轮胎中心的距离，cm，
对照表3.4.4.2得r=49cm；
σ——标准车的单轮胎轮迹的相当圆半径，cm
图3.4.5.1
轮迹间隙修正系数Kα值图
3.4.6计算综合修正系数
式中：
α——与车型有关的系数，
3.4.7计算理论弯沉系数
3.4.8根据E0/E1=0.1及αL=0.36，从r/σ=1.14的表面系数图3.4.7.1查得h/σ=2.2，则h=2.2×42.9=94.38cm，取95cm
图3.4.7.1
弹性双层体系双圆均布载荷弯沉计算诺莫系数图
3.4.9路面总厚度h=
所以可得
，取68cm
表3.4.9.1
路面材料名称
等效换算系数
沥青混凝土、热拌沥青碎石混合料
冷拌沥青碎（砾）石
沥青贯入
沥青碎（砾）石表面处治
石灰土、泥灰结碎（砾）石
工业废渣
泥结碎（砾）石、干压碎石
手摆片石
级配碎（砾）石
混铺块碎石
天然砂砾
2.4～2.8
2.0～2.4
1.4～1.8
1.3～1.5
1.2～1.4
1.0～1.4
1.0
0.9～1.0
0.8～1.0
0.7～0.8
0.6～0.7
3.5路面形式和路拱类型
3.5.1路面形式采用全铺式
3.5.2路拱采用直线型路拱，中间用圆弧连接，圆弧半径R可用下式计算：
式中：
R——圆弧半径，米;
b——路面宽度，米;
i——路拱坡度;查表3.5.2.1得i=2.5%。
表3.5.2.1
路面面层类型
路拱坡度，%
水泥混凝土、沥青混凝土、热拌沥青碎石混合料
1.0~2.0
沥青贯入式、冷拌沥青碎（砾）石、沥青碎（砾）石
1.5~2.1
半整齐、不整齐石块
2.0~3.0
泥结、水结、干结及级配碎（砾）石
2.5~3.5
粒料改善土、当地材料哦改善土
3.0~4.0
4.参考文献
《道路工程》凌天青人民交通出版社2005
《露天采矿手册》中国矿业学院煤炭工业出版社1987
《露天矿线路工程》张达贤煤炭工业出版社1983
《经典笔记》孟爱国呼伦贝尔学院2012
附图一：
路面结构示意图
附图二：
典型、标准路面断面图
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