1、四、最终方案比选1、从力学性能比较.352、从路面质量比较.353、从路面寿命比较.354、从工程造价比较.355、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2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
2、辆/d8761694722708177折算系数131.52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
3、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、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
4、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=3099 pcu基准年30年后的交通量为:3099*(1+7.5%)30=27131 pcu查相关规范知,当交通量为2500055000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*103*(27)(-0.43)*876*(0.27)16+169*(0.55
5、1)16+472*0.38216+270*0.69216+270*1.01616+81*1.04316+77*0.816=506.934Ne=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0.400.50之间,取值为0.451、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 AL6600 17 26.5 1 双轮组 876 2
6、交通SH-141 23 63.5 2 双轮组 3 169 3 跃进NJ131 20.2 38.2 1 双轮组 472 4 东风EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 270 5 黄河JN151 48.3 100.3 1 双轮组 270 6 日野KB222 50.2 104.3 1 双轮组 81 7 太脱拉111 38.7 74 2 双轮组 3 77 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
7、底拉应力验算时 : 456 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 1.4 0.6 2 中粒式沥青混凝土 1 0.43 3 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.31 4 石灰粉煤灰碎石 0.6 0.35 5 石灰土 0.25 0.11 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 : 路面设计层层位 : 4 设计层最小
8、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 3 1400 2000 0.6 2 中粒式沥青混凝土 4 1200 1600 0.43 3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 0.31 4 石灰粉煤灰碎石 ? 1500 1500 0.35 5 石灰土 25 550 550 0.11 6 天然砂砾 15 150 150 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 )= 15 cm LS= 30.2 (0.01mm) 由
9、于设计层厚度 H( 4 )=Hmin时 LS=LD, 故弯沉计算已满足要求 . H( 4 )= 15 cm(仅考虑弯沉)(6)、按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 4 )= 15 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 15 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 15 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 15 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 15 cm(第 5 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 15 cm(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
10、 80 cm 验算结果表明 ,路面总厚度比路面最小防冻厚度小 12 cm , 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 3 cm 中粒式沥青混凝土 4 cm 粗粒式沥青混凝土 6 cm 石灰粉煤灰碎石 15 cm 石灰土 25 cm 天然砂砾 27 cm 土基(9)、 竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 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 1 细粒式沥青混凝土 3 1400 2000 计算应力 2 中粒式沥青混
11、凝土 4 1200 1600 计算应力 3 粗粒式沥青混凝土 6 900 1200 计算应力 4 石灰粉煤灰碎石 15 1500 1500 计算应力 5 石灰土 25 550 550 计算应力 6 天然砂砾 27 150 150 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)
copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有
经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1