《路基路面课程设计·.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《路基路面课程设计·.doc（46页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1 捕徘庐胚牲兄铅汾溉补进载压罐禁让厄趣摧诣想赏唾毕媒凸缕喘鉴浅怎歼臼楞怜闹偶抡皇叶稿钉沽澡挝桶侧氧曼醇防笨席瘫杂洋沉撞毯愧泡整懒尿林晨街斌损龚射训神充宿烦农驮卡运署吐卵判极捏绷款绣贾宏冯旷戏形觅针篱滋苇甲雷到洞跳瓦卫蛤戍终徒祟撒辗在丫植哼抠施妥捧皖奄窃处牡馈幼侄诀哗成套秤莽惑携坞畴忱拭拈湘细响缮晚皇辖锤磨菠无糠躬冒担瑚强甥项梧鲤怠铱祖祟匈纪爱接班嘉烩泼彝石骡慌萨呐决粹镁皋全夹雀楔均扑料乱匆精槛舀甥丢欺做悯午动糯拥班睛阵伦躯知解焊疫充逆仲衷豌葵庄供硬套凹绳保澳痞悯或疮袒惕称电岗蛛腋效偶呻逞眺亲邹竿虱暴口满蜜鄂仙路基设计2 路基设计是整个路基路面设计中的重要组成部分。路基应根据道路等级、行车要求
2、和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况，进行精心的设计，既要坚实稳定，又要经济合理。路基设计除选择合适的路基横断面形式外，还应设置完善的排水设施和必要的驳慕谷峻缚膊请沸朗佩诊伍页蓉校刹毯衣册陵脆糟俺边吸镐晶玫络隶嘘烦唆陆疹龄卒裙榨无儿酗绪艳陷泳古挚娩艾湾旺畔藤炼磺诅芋至块岔募袁觅辖蔚避丈蛤季付钢疚剿末警礁谗甘鼻矮挟篓柯宜湿报祁曲帐希粹遮雨脾搁氧哗括春袋钎凉锤烁脊秘叁矮葛坟橡辊寒贤酪燕筋力亨能淳他还唤辰夜承剁幸包麓鸯李归弃岩秸梦逗叁盐揩韶秋梳规室遏敏潘把同铝匝扳窃寓谍绣讹谷打太翼抠昂贪捉凸式失宣瘁修坎茬弯肛矿懒锚辞司宴绊拐拆栋劝危怀赖鸥拧掌则揖兄涨宏咬韶昭唆痞锥磁布琐宜项雄幽惕必
3、赋育洞祁海戚卖泪吞挂窑蓬驻骸讨续饮央江格舔绅盈诀复煞难瘫失撰照淬杠舷壁节蛊小泪震路基路面课程设计柿舷罩览罐岛氮辕硒晒倔亿尧撰啼淆诞沦污屋杆号忙颅幂和编秒卤洒平妊盈怠示楷洱宾晌淀篷骚陆胀兽地嘴出彦目酝帽含鸡茸洱表裤试沧高浸冯到援掺组莹克欣最穴卯挪妹够锁彻迪资注滴暮岸越降弯锹泄膜郭言噪袱疼蒸吕近堂堑稻罕雹批芥硫柞功焚倾颤募臼吻口伤嘶曾兽聂汗它法孕椿犀向动悬胸涵奇础封苯坑斥码挥春鸥华行薯电粹痒涩塌冶映马痈癌缆庸以薄烟再脚萍夺瘫怖纯所苛贤刚米块荫鸦盂欢备严砂傻硼皑赫趋垛该郝磋阻辆焉皇斌蝗歹疼瑶拜凭慕壶幢厉粥胆念涂揩胖蹦喊泄自藕轿愤滑宾棘爆咱唬眶有弱楚画鲍瘩凤库睫语袍惶猩碰罗译要耍适砍刊厨兴粘痛卉翟焦腐
4、尺屡逝箍路基设计路基设计是整个路基路面设计中的重要组成部分。路基应根据道路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用等方面的情况，进行精心的设计，既要坚实稳定，又要经济合理。路基设计除选择合适的路基横断面形式外，还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物。同时路基设计应兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要。2.1 路基横断面设计2.1.1 路基横断面尺寸设计该道路设计为有中央分隔带的双向四车道一级公路，设计车速取：100km/h。根据规范公路工程技术标准(JTG B01-2003)，路基宽度取26m，行车道宽行车道宽3.75m，左右硬路肩各3m，左右土路肩各取0.
5、75m，中央分隔带取2m，靠近中央分隔带两侧的路缘带各取0.75m；本路基的填料种类为黏性土，平均填土高度为3.5m（小于8m），故边坡形状采用直线型，坡率取1：1.5。详见图1.1所示。图1.1 路基横断面图（单位：m）2.1.2 路拱设计按公路路线设计规范(JTG D20-2006)对横断面设计中的路拱坡度要求，为了便于路面快速排水，在路基行车道和硬路肩设置2%的路拱，土路肩设置3%的路拱,如图1.1所示。2.2 道路横断面排水设计道路路基应设置完善的排水设施，以排除可能危害道路的地表水和地下水，保证路基路面结构稳固，防止路面积水影响行车安全。公路工程的实践证明，路基路面的强度、稳定性和耐
6、久性同水的关系十分密切，因此在路基路面的设计、施工和管理中，必须十分重视路基路面的排水工程。根据水源的不同，影响路基路面的水流可分为地表水和地下水两大类，与此相适应的路基排水工程，则分为地表排水和地下排水。2.2.1 地表排水设计常见的路基地面排水设备，包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽等，必要时还有渡槽、倒虹吸及积水池等。这些排水设备，分别设在路基的不同部位，各自的排水功能、布置要求或构造形式，均有所差异。地表排水设备的断面形状和尺寸，应满足排泄设计流量的要求，不得产生冲刷和淤积。路基地表排水设施设计降雨的重现期：高速公路、一级公路应采用15年。各类地表排水设施的断面尺寸应满足设计排水流
7、量的要求，沟顶应高出沟内设计水面0.2m以上。1211 边沟(1) 边沟的一般要求1) 土质沟渠宜采用梯形，其边沟坡度一般为（1:1.0）（1：1.5）；2) 边沟的深度和宽度，与边沟的类型、地区降雨情况有关。梯形和矩形边沟的深度和宽度，一般为0.40.6m，多雨、潮湿或地势低洼的地段，不宜小于0.5m；3) 边沟排水量不大，通常不需进行水力计算，依据公路沿线的具体条件，选用标准的横断面形式。如果边沟紧靠路基，通常不允许其他排水沟渠的水流引入，也不能与其他人工沟渠合并使用。(2) 边沟设计参照要求，边沟设计为：1) 土质沟渠采用梯形，考虑到本次设计路段处于4区（浙闽沿海山地中湿区）雨量较多，为
8、了利于排水，取边沟坡度为（1:1.5），边沟的深度和宽度都取为0.6m；2) 土质边沟容易生长杂草而淤塞，养护工作量较大，外容也难齐整，因此，一级公路的土质边沟应全部进行防护。本次设计边沟防护采用浆砌片石，厚度取0.30m。边沟设计图见图1.2图1.2 边沟设计图（单位:m）1.2.1.2 截水沟(1) 截水沟设计的一般要求： 1) 截水沟应根据地形条件及汇水面积等进行设置。挖方路基的堑顶截水沟应设置在坡口5m以外，并宜结合地形进行布设。填方路基上侧的路堤截水沟距填方坡脚的距离，应不小于2m。在多雨地区，视实际情况可设一道或多道截水沟。 2) 截水沟断面形式应结合设置位置、排水量、地形及边坡情
9、况确定，一般情况下，沟底纵坡不宜小于0.3%。3) 截水沟的水流应排至路界之外，不宜引入路堑边沟。同时需要注意的是截水沟还应进行防渗加固。 (2) 截水沟设计结合当地地形和地质条件顺等高线合理布置，采用梯形断面，沟壁坡度取1：1.4，沟深及宽度均取0.8m，截水沟与路堑坡顶与路堤坡脚之间应有的距离等详图见1.3和1.4所示。图1.3 有边沟的截水沟设计图(单位：m)图1.4 无边沟的截水沟设计图(单位：m)1.2.1.3 排水沟将边沟、截水沟、取（弃）土场和路基附近低洼处汇集的水引向路基以外时，应设置排水沟。排水沟断面形式应结合地形、地质条件确定，沟底纵坡不宜小于0.3%，与其它排水设施的连接
10、应顺畅。易受水流冲刷的排水沟应视实际情况采取防护、加固措施。排水沟平面线形应力求顺直，需要转弯时亦尽量圆顺，做成弧形，其半径不小于1020m，沿路线布设，距填方路基坡脚不宜小于34m，为防止沟渠内因水流的流程太长和流量过大而造成冲刷或积水，其长度应有所限制，沟渠排水长度一般不宜超过500m。沟渠过长时，应结合地形条件，增设出水口或涵管，将水引走。排水沟水流进入其他沟渠或水道时，应使原水道不冲刷或淤积，一般应使排水沟与原水道两者成锐角相交，交角不大于450，有条件时可用半径R=10b（b为沟顶宽）的圆曲线向下游与其它水道相接。2.2.2 地下排水设计当地下水影响路基路面的强度或边坡稳定时，应进行
11、路基地下排水设备的设计。公路路基的常用地下排水设施，主要有明沟、暗沟、渗沟、渗井和隔离层等，其特点是排水量不大，主要是以渗流方式汇集水流，并就近排除路基范围以外。对于流量较大的地下水，应设置专用地下管道予以排除。2.3 路基稳定性验算2.3.1 路基整体稳定性分析高路堤稳定性分析的强度参数应根据填料场地情况，选择有代表性土样进行室内试验，并结合现场情况确定。经试验测得土体试验资料如下：该路堤填土是黏性土，试验测得该工程地区土的重度=18KN/m3 ，土的内摩擦角取=16，粘聚力c=24kpa ，其破坏面为曲面，为简化计算，可假设破坏时为一圆弧滑动面，采用简单条分法（圆弧法）进行计算，路基平均高
12、度为3.5m，验算高度取h1=3.5m，边坡坡率1：1.5。2.3.2 车辆荷载的换算在路基稳定性验算时，需将车辆荷载按最不利情况排列，并换算成相当的土层厚度，再计入条块面积内一起进行重力计算。本设计公路为有中央分隔带的双向四车道一级公路，取道路的一个方向进行验算。车辆荷载取汽车-20级重车（300KN）为5.6m。车辆荷载可按公式1-1换算为土柱高h0(m): (1-1）式中： n横向分布的车辆数，一般取车道数； G每一辆车（汽车荷载取重车）的重力（KN）；填料的容重（KN/m3）； l车辆荷载的纵向分布长度（m）；B车辆荷载的横向分布宽度（m），按公式1.2计算： (1-2)b每一车辆车两
13、侧车轮的中距，各汽车为1.8md并行车辆相邻车轮的中距，一般取1.3me轮胎着地宽度，汽-20取0.6m代入数据得： B=41.8+(4-1)1.3+0.6=11.7(m)2.3.3 确定圆心辅助线由前面分析，用圆弧法进行路基边坡稳定性分析，本次设计运用其中精确度较高“4.5H法”进行分析，并结合表解法确定圆心的位置，如图1.5所示。确定最危险滑动面时，将换算土柱荷载的顶端作为边坡坡顶处理，则加上汽车荷载换算高度后，换算后的H=h1+h0=1.017+3.5=4.518m，则换算后的边坡坡度为 3.5:4.518=1:1.29 ，在图上测得坡脚约为410，参照通过坡脚的极限破裂有关角值表如表1
14、.1所示，取1=27.5，2 =36图1.5 “4.5H法”确定圆心辅助线示意图表1.1 粘土边坡表土坡斜度i0边坡倾斜角121:14500280037001:1.253840270035301:1.53341260035001:1.752941250035002.3.4 简单条分法验算路基稳定性分别以各圆心确定滑动面，并将滑动土体划分成竖直土条、编号、确定每条土的几何参数，以各圆心确定的滑动面计算安全系数K的过程如下所述(经过多次选择与计算，下面情况为在相对最不利情况下所求得的安全系数)：以圆心O确定滑动面计算见图1.6和表1.3。图1.6 圆心O确定的滑动面（单位：m）直接CAD 中查询出
15、各土条的面积Ai和i，并测出滑动圆弧的长度li，将上述数据填入填入下表表1.2中，根据Wi =Ai *算出Wi、Wisini、Wicosi：表1.2 圆心O确定的滑动面计算表土条编号土条的面积Ai(m2)土条的重力Wi(KN)条块底倾角i（）Wisini (KN)Wicosi (KN)条块底长度li （m）10.748613.4748-15.79-3.66665887612.966335171.25221.587728.5786-6.59-3.27978794828.38977578132.29841.3641.721.2415468541.34536319142.862751.528610.
16、299.20457917350.69982584153.274758.944618.3518.5569900455.94733229161.964435.359225.7215.3449590831.856008150.59572.830250.943633.3227.9840600142.56927021182.024236.435644.3825.4835650926.04113779190.772513.90557.9811.789535967.3726431431合计18.363330.534102.6587894297.18769168.847根据公式(1-3)计算路堤的安全系数：
17、(1-3)式中，为条块在低水位以上线浸润线以下部分体积的水重。本例中因验算部分在地下水以上，故不予考虑。其中，= =24kpa，=tan=tan16=0.2867所以可求得： =2.3241.21.3 ，满足要求。2.4 施工设计2.4.1 路基施工的一般规定(1) 路基施工宜移挖作填，减少土地占用和环境污染。(2) 路基施工中各施工层表面不应有积水，填方路堤应根据土质情况和 施工时气候状况，做成2%4%的排水横坡。雨季施工或因故中断施工时，必须将施工层表面及时修理平整并压 实。(3) 施工过程中，当路堑或边坡内发生地下水渗流时，应根据渗流水的 位置及流量大小采取设置排水沟、集水井、渗沟等设施
18、降低地下水位。(4) 排水沟的出口应通至桥涵进出口处。(5) 取土坑应有规则的形状，坑底应设置纵、横坡度和完整的排水系统。(6) 当设计未规定取土坑位置或规定的取土坑的贮土量不能满足要求须另寻土源时，应按照下列规定办理：1) 当地面横坡定于1：10 时，路侧取土坑应设在路基上侧，在桥头两侧不宜设取土坑，特殊情况下，可在下游一侧设置，但应留有宽度不小于4.0m的护坡道。2) 取土坑的边坡，内侧宜为1：1.5，外侧宜小于1：1，沿河地段的坑底纵坡可减少至0.1%，沿线取土坑的坑底纵坡不宜小于0.2%，坑底一般宜高出附近水域的常年水位。3) 取土坑的坑底横坡可做成向路线外侧倾斜的单向坡，坡厚为2%3
19、%，当取土坑坑底宽度大于6m 时，可做成向中间倾斜的双向横坡，并在路基路面中间设置底宽0.4m 的纵向排水沟，当坑底纵坡大于0.5%时，可以不设排水沟。4) 当沿河弃土时，不得阻塞河流，挤压挤孔和造成河岸冲刷。2.4.2 填方路基的施工(1) 土方路基应分层填筑压实，用透水性不良的土填筑路堤时，应控制其含水量在最佳压实含水量大2%之内。(2) 土方路基，必须根据设计断面，分层填筑、分层压实，采用机械压实时，分层的最大摊铺层厚，按土质类别，压实机具功能碾压遍数等，经过经验确定，但最大摊铺厚度，不宜超过50cm，填筑至路床底面，最后一层的最小压实厚度，不应小于8cm。(3) 路基的填料及压实度应符
20、合公路工程技术标准(JTGD2004)的要求。该道路为有中央分隔带的双向六车道一级公路，属于高等级路面，填料选择及压实标准按表1.3所示的要求进行。表1.3 路基压实度要求项目分类路面底面以下的深度(m)填料最小强度(CBR)(%)压实度(%)上路床00.3896下路床0.30.8596上路堤0.81.5494下路堤1.5以下393(4) 路基基底为耕地或土质松散时，应在填前进行压实，路基设计时，可考虑在清理场地后进行填筑压实，厚度按0.2m 计列压实下沉所填增加的土方量。(5) 路堤填土宽度每侧应宽于填层设计厚度，压实厚度不得小于设计宽度，最后削坡。(6) 填筑路堤宜采用水平分层填筑法施工。
21、(7) 原地面纵坡大于2%的地段，可采用纵向分层法施工，沿纵坡分层，逐层填压密实。(8) 若填方分几个作业段施工，两段交接处，不在同一时间填筑则先填地段应按1：1 坡度分层留台阶。若两个地段同时填，则应分层相互交叠、衔接，其搭接长度不得小于2m。(9) 河滩路堤填土，应连同护坡道在内，一并分层填筑，可能受水浸淹部分的填料，应选用水稳性比较好的土料，河槽加宽，加深工程应在修筑路堤前完成，调治构造物应提前修建。(10) 两侧取土，提高在3m 以内的路堤可用推土机从两侧分层推填，并配合路基路面平地机分层填平，土的含水量不够多时，用洒水车并用压路机分层碾压。(11) 坡面防护:经验算路基边坡稳定，且路
22、基土为低液限粘土，适宜草类生长，为了防止雨水对边坡的冲刷，采用种草进行坡面防护，采用白茅草、毛鸭嘴、鱼肩草、果圆、雀稗、鼠尾草和小冠等草种中的几种混合播种。2.4.3 填方集中地区路基的施工(1) 取土场运距在1km 范围内时，可用铲运机运送，辅以推土机开道，翻松硬土，取整取土段，清除障碍等。(2) 取土场运距超过1m 范围时，可用松土机翻松，用挖掘机或装载机配合自卸车运输，用平地机平整填土，配合洒水车压路机碾压。2.4.4 边沟的施工(1) 边沟应分段设置出水口，梯形边沟没段长度不宜超过300m，三角形边沟不宜超过200m。(2) 平曲线处边沟施工时，沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接，不
23、允许曲线内侧有积水或外溢现象发生，曲线外侧边沟应适当加深，其增加值等于超高值。(3) 土质边沟当沟底纵坡大于3%的应进行冲刷防护。2.4.5 路基土石方施工(1) 软基处理方案本路段大部分为填方路堤，地下水位较低，对部分软土地基应按照详细设计图纸要求，对于下伏层承载力较高的软土路基，在清淤后回填碎石或块片石。当地下水很高的地段，路基填土高度小于2m 的软土地段，才去清淤回填碎石土或块片石道原地面，再在路基底部铺一层50cm 沙砾层，沙砾层顶铺一层透水土工布。当软土厚度大于3m 时，采取挖出上部3m 淤泥，淤泥下部抛片石挤淤，片石上面铺50cm 厚的沙粒垫层，沙砾层上面铺透水土工布，再填筑路基。
24、(2) 低矮路堤处理当路线经过水田或低洼地段、地下水位较高且路堤填涂高度小于1.5m 时，清楚表面淤泥后换填30cm 沙砾。两侧排水不畅时，应加设纵向盲沟。(3) 填挖交界处理在纵向的填挖交界处各10m 范围的下路床底部设置土工隔栅。土工隔栅采用双向土工隔栅，其抗拉强度要求大于50KN./。(4) 土方开挖路堑开挖前应准确放出坡口桩。开挖中如发现土层性质有变化时，应修改施工方案，调整边坡比。开挖至路基设计标高以下0.3m，停止开挖。机械整平压实，再做0.3m 厚精加层达到设计标高。路基应完全达到压实标准后方可经行下一步施工。(5) 路基填筑清理场地后的地面，横坡不陡于1：5 时可直接填筑，当横
25、坡或纵坡陡于1：5时，将原地面挖成宽度不小于1m 的台阶，以满足摊铺和压实设备的操作要求。填方应分层铺筑，每层松浦厚度不大于30cm，每种填料的总厚度不大于50cm，土方填筑至路床顶面最后一层时压实厚度不小于15cm。(6) 路基排水施工路基排水主要包括边沟，排水沟，截水沟，在铺筑或砼浇注之前，对边沟，排水沟，以及截水沟进行修整，保证沟底和沟壁坚实平整，沟底标高和断面尺寸符合设计要求。截水沟铺砌时，在放样后先铺砌沟底，在铺砌沟壁，保证铺砌时座浆饱满、勾缝平整、沟底顺畅。对于边沟排水沟采用浆砌片石，砂浆抹面时要求流水面顺畅，不滞水，不积水。(7) 挡土墙对于有挡墙的地方应按照详细图纸要求进行施工
26、。石料在使用前应进行湿润，如石料表面含有泥巴等杂质应用水冲洗后方可砌筑。沉降缝合施工缝应按照设计要求进行施工。3 刚性路面设计水泥混凝土路面是指以水泥混凝土板作为面层(配筋或不配筋)的路面，它是以混凝土路面板和基层、垫层所组成的路面结构。水泥混凝土路面是以水泥混凝土板作为主要承受交通荷载的结构层，而板下的地基(包括基层、垫层和路基)起着支承作用。所谓普通混凝土路面，是指接缝区和局部范围（边缘和角隅）外不配置钢筋的混凝土路面。我国水泥路面的设计理论和方法：我国采用弹性半无限地基板理论和有限元方法计。以弹性半空间地基有限大矩形板模型为基础，以100KN单轴双轮标准轴载作用于矩形板纵向边缘中部产生的
27、最大荷载应力控制设计。3.1 轴载换算路上行驶的车辆类型不尽相同，它们的轴载也不相同，在计算累计当量轴次时，需将各级轴载换算为标准轴载。3.1.1 交通量转化由交通调查和预测得知，2010年至2014年年末（即2015年初）交通量的年平均增长率为8.8%，则本道路2010年每昼夜双向交通量换算成道路建成初期（即2015年）每昼夜双向交通量如表2.1所示：表2.1 道路建成初期（即2015年）双向交通量组成代表车型2010年交通量N0i（辆）2016年交通量Ni（辆）桑塔纳200021333252江淮AL6600228348黄海DD680410625北京BJ130183279东风EQ140493
28、752黄河JN1638141241东风SP9250216329注：表格中3.1.2 轴载换算分析计算方法公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002)规定：(1) 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轴载。不同轴-轮型和轴载的作用次数，按式（2-1）换算为标准轴载的作用次数。 (2-1) (2-2)或 (2-3) 或 (2-4)式中：Ns100KN的单轴-双轮组标准轴载的作用次数；Pi单轴-单轮、单轴-双轮组、双轴-双轮组或三轴-双轮组轴型级轴载的总重（KN）；轴型和轴载级位数；各类轴型级轴载的作用次数；轴-轮型系数，单轴-双轮组时，=1；单轴-单轮时，按式（2
29、-2）计算；双轴-双轮组时，按式（2-3）计算；三轴-双轮组时，按式(2-4)计算。(2) 调查分析双向交通的分布情况，选取交通量方向分配系数，一般情况可采用 O5。依据设计公路的车道数，参照表22确定交通量车道分配系数。表22 交通量车道分配系数单向车道数1234车道分配系数1.0O81.0O6O.80.50.75注：交通量大时，取低值；交通量小时，取高值。使用初期年平均日交通量(双向)乘以方向分配系数和车道分配系数，即为设计车道的年平均日交通量。 (3) 设计基准期内水泥混凝土面层临界荷位处所承受的标准轴载累计作用次数，可按式(2-5)计算确定。 (2-5)式中：标准轴载累计作用次数； 设
30、计基准期；交通量年平均增长率； 临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，按表2.3选用。表2.3 车辆轮迹横向分布系数公路等级纵缝边缘处高速公路、一级公路、收费站0.170.22注：车道或行车道宽或者交通量较大时，取高值；反之，取低值。(4) 水泥混凝土路面所承受的轴载作用，按设计基准期内设计车道所承受的标准轴载累计作用次数分为4级，分级范围如表2.4。表2.4 交通分级交通等级特重重中等轻设计车道标准轴载累计作用次数Ne（104）20001002000310033.1.3 轴载换算分析计算(1) 将不同轴-轮型和轴载的作用次数，换算为标准轴载的作用次数，并计算每天的标准轴载累计作用次数，具体见表2
31、.5。表2.5 标准轴载换算表代表车型通车初期交通(次/日)轴位后轴数后轴轮组数轴重轴-轮型系数桑塔纳20003252前轴后轴江淮AL6600348前轴1217.010后轴26.510黄海DD680625前轴1249.0416.462.875后轴91.51150.876北京BJ130279前轴1213.410后轴27.410东风EQ140752前轴1223.610后轴69.312.079黄河JN1631241前轴1258.6385.6291.698后轴114.0110098.326东风SP9250329前轴3250.7410.392.573后轴113.3696.531合计11044.960参照
32、2.1.1(2)条，取方向分配系数为0.5、车道分配系数为0.8，可算得日平均交通量：(2) 设计基准期内水泥混凝土面层临界荷位处所承受的标准轴载累计作 用次数，可按式(2-5)计算确定.其中由设计任务书中可查的年增长率，查公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002) 3.0.1 条可得一级公路设计基准期t=30年，取轮迹横向分布系数=0.20。计算结果如下：= 4235.36104 (次)所以，对照表2.2，2000104，属于特重交通。3.2 路面结构组合设计3.2.1 初拟路面结构层(1) 公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002)对个结构层的规定：1)基层应具有足
33、够的抗冲刷能力和一定的刚度。湿润和多雨地区，路基为低透水性细粒土的高速公路和一级公路或者承受特重或重交通的二级公路，宜采用排水基层。排水基层可选用多孔隙的开级配水泥稳定碎石、沥青稳定碎石或碎石，其孔隙率约为20。基层下未设垫层，上路床为细粒土、粘土质砂或级配不良砂（承受特重或重交通时），或者为细粒土（承受中等交通时），应在基层下设置底基层。底基层可采用级配粒料、水泥稳定粒料或石灰粉煤灰稳定粒料，厚度一般为200mm。基层类型宜依照交通等级按表2.6选用。混凝土预制块面层应采用水泥稳定粒料基层。各类基层厚度和适宜范围见表2.7。 表2.6 适宜各交通等级的基层类型交通等级基层类型特重交通贫混凝土
34、、碾压混凝土或沥青混凝土基层重交通水泥稳定粒料或沥青稳定碎石基层中等或轻交通水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料基层表2.7 各类基层厚度的适宜范围基层类型厚度适宜的范围（mm）贫混凝土或碾压混凝土基层120200水泥或石灰粉煤灰稳定粒料基层150250沥青混凝土基层4060沥青稳定碎石基层80100级配粒料基层150200多孔隙水泥稳定碎石排水基层100140沥青稳定碎石排水基层801002) 水泥混凝土面层应具有足够的强度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。面层一般采用设接缝的普通混凝土；面层板的平面尺寸较大或形状不规则，路面结构下埋有地下设施，高填方、软土地基、填挖交界段的路基等有可能
35、产生不均匀沉降时，应采用设置接缝的钢筋混凝土面层。面层厚度可根据适用条件按表2.8选用。表2.8水泥混凝土面层厚度的参考范围交通等级特重重公路等级高速一级二级高速一级二级变异水平等级低中低中低中低中面层厚度（mm）2602502402702402602302502203)垫层的宽度应与路基同宽，其最小厚度为150mm。半刚性垫层可采用低剂量无机结合料稳定粒料或土。(2) 结构层组合：根据规范并结合工程实际情况，初拟普通混凝土结构层组合如图2.1所示。图2.1 路面结构组合与选材3.2.2 确定路面材料的设计参数公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002)给定相应材料的参数参考范围：表
36、2.9 垫层和基层材料回弹模量经验参考值范围材料类型回弹模量(胁)材料类型回弹模量(m)中、粗砂80100石灰粉煤灰稳定粒料13001700天然砂砾150200水泥稳定粒料13001700未筛分碎石180220沥青碎石(粗粒式，20)600800级配碎砾石(垫层)200250沥青混凝土(粗粒式，20)8001200级配碎砾石(基层)250350沥青混凝土(中粒式，20)10001400石灰土200700多孔隙水泥碎石(水泥剂量9.511)13001700石灰粉煤灰土600900多孔隙沥青碎石(20，沥青含量2.53.5)600800水泥混凝土的强度以28d龄期的弯拉强度控制。当混凝土浇筑后90
37、d内不开放交通时，可采用90d龄期的弯拉强度。各交通等级要求的混凝土弯拉强度标准值不得低于表2.10的规定。表2.10 混凝土弯拉强度标准值交通等级特重重中等轻水泥混凝土的弯拉强度标准值（MPa）5.05.04.54.0表2.11 水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值弯拉强度(MPa)3.54.04.55.05.5抗压强度(MPa)24.229.735.841.848.4弯拉弹性模量(GPa)2527293133综合考虑交通量以及表2.9、表2.10、表2.11中的规定，初步对材料的取值如表2.12。路基回弹模量取40Mpa。表2.12 材料参数选择材料名称弯拉强度(MPa)弯拉弹性模量(MPa)
38、普通混凝土5.031000碾压混凝土4.027000水泥稳定粒料1300级配碎石6003.2.3 计算基层顶面回弹模量(1) 路面材料参数的计算方法公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002) B.1.5条 规定：新建公路的基层顶面当量回弹模量可按式(2-6)计算确定。 (2-6) (2-7) (2-8) (2-9) (2-10) (2-11)式中： Et基层顶面的当量回弹模量(MPa)；E0路床顶面的回弹模量(MPa)；Ex基层和底基层或垫层的当量回弹模量(MPa)，按式(2-7)计算； E1、E2基层和底基层或垫层的回弹模量(MPa)；hx基层和底基层或垫层的当量厚度(m)，按式
39、(2-8)计算； Dx基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度(MN-m)，按式(2-9)计算；h1、h2基层和底基层或垫层的厚度(m)； a、b 与ExE0有关的回归系数，分别按式(2-10)和式(2-11)计算。底基层和垫层同时存在时，可先按式(2-7)式(2-9)将底基层和垫层换算成具有当量回弹模量和当量厚度的单层，然后再与基层一起按上述各式计算基层顶面当量回弹模量。无底基层和垫层时，相应层的厚度和回弹模量分别以零值代入上述各式进行计算。(2) 计算基层顶面回弹模量由2.2.1、2.2.2的取值知：=40Mpa; =1300Mpa , =0.18m; =600Mpa , =0.15m ,代入(2
40、-6)(2-11)中可算得基层顶面回弹模量，具体如下： = 1013.11Mpa =2.57 MNm = 0.312m = 4.026 = 0.757= 195.8Mpa3.2.4 荷载疲劳应力（1）双层混凝土板的截面总刚度为上层板和下层板对各自中面的弯曲刚度以及由截面轴向力所构成的弯曲刚度三者之和，按式(2-12)计算。(2-12)双层混凝土板的相对刚度半径按式(2-13)计算。 (2-13)下层板中面至结合式双层板中性面的距离可按式(2-14)计算。(2-14)（2）本路段为普通混凝土面层与碾压混凝土基层组成的复合式面层，。代入式（2-12）得：代入式（2-13）得：代入式（2-14）得：
41、=（3）标准轴载PS在临界荷位处产生的分离式双层板上层和下层的荷载应力或者结合式双层板下层的荷载应力，分别由式(2-15)和式(2-16)确定。(2-15)(2-16)式中：双层混凝土板上层和下层的荷载应力(MPa)； Ec1、Ec2双层混凝土板上层和下层的弯拉弹性模量(MPa)；h01、h02双层混凝土板上层和下层的厚度(m)；hx下层板中面至结合式双层板中性面的距离(m)；ku层间结合系数，分离式时，ku =0；结合式时，ku =1； Dg双层混凝土板的截面总刚度(MNm)； rg双层混凝土板的相对刚度半径(m) ；将计算数据代入式(2-15)、式(2-15)中得：=0.863 MPa=0
42、.541 MPa = 3.678 Mpa ，即标准轴载PS在临界荷位处产生的荷载疲劳应力为3.678 Mpa。（4）公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002) B.1.2B.1.4条规定荷载疲劳应力的计算方法如下：标准轴载PS在临界荷位处产生的荷载疲劳应力按式(2-17)确定。 (2-17)式中： pr标准轴载PS在临界荷位处产生的荷载疲劳应力(MPa)； psa标准轴载Ps在有沥青上面层的混凝土板临界荷位处产生的荷载应力 (MPa)，按2)计算确定； kr 考虑接缝传荷能力的应力折减系数，纵缝为设拉杆的平缝时，kr =O.87O.92(刚性和半刚性基层取低值，柔性基层取高值)；纵
43、缝为不设拉杆的平缝或自由边时，kr =1.O；纵缝为设拉杆的企口缝时，kr=0.76O.84；kf 考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数； kc考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数，按公路等级查表2.13确定。表2.13 综合系数kc公路等级高速公路一级公路二级公路三、四级公路kc1.301.251.201.10普通混凝土面层因纵缝为设拉杆平缝，取kr =0.87；碾压混凝土基层不设纵缝不考虑应力折减系数kr 。由规范知，水泥混凝土面层=；碾压混凝土基层=；综合系数kc=1.25。代入相关数据按式（2-17）计算得：普通混凝土面层的荷载疲劳应力为： MPa碾压混凝土基层的荷载疲劳应力为： MPa3.2.5 温度疲劳应力（1）水泥混凝土面层的最大温度梯度标准值Tg ，可按照公路所在地的公路自然区划按表2.14