路面结构设计

1、中国矿业大学2008届本科毕业设计（论文）第15页 4路面结构设计 4.1路面类型及结构层组合 路面设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当 地实践经验。）在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理取 材、方便施工、利于养护、节约投资的原则，进行路面设计方案的技术经济 比较，选择技术较先进、经济合理、安全可靠、有利于机械化的路面结构方 案。 4.1.1路面类型的确定 目前，我国等级较高的公路一般采用沥青混凝土路面或水泥混凝土路面， 两种路面类型各有优缺点，比较见表 4.1 表4.1路面类型比较表 比较项目 沥青混凝土路面 水泥混凝土 类型 柔性 刚性 接缝 无 有

2、噪音 小 大 机械化施工 容易 较困难 施工速度 快 慢 稳定性 易老化 水稳、热稳均较好 养护维修 方便 困难 开放交通 快 慢 晴天反光情况 无 稍大 强度 高 很高 行车舒适性 好 较好 由交通量的计算知本道路为中等交通，则路面要选择高等级路面。通过 对两种不同类型路面的比较，另外结合当地材料来源及路面设计原则等各方 面综合考虑，选用沥青混凝土路面类型。 4.1.2标准轴载及轴载换算 设计采用现行路面设计规范中规定的标准轴载BZZ-100KN， p=0.7MPa ,8=10.65cm,设计使用年限为15年。 1）当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时 凡轴载大于25kN的各级轴载

3、（包括车辆的前、后轴）Pi的作用次数ni， 4.35 (4-1) 按式（6-1）换算成标准轴载P的当量作用次数N : K C1jC2,i ni i 1 式中：N标准轴载的当量轴次，次/d; ni被换算车型的各级轴载作用次数，次/d； P标准轴载，kN； Pi被换算车型各级（单根）轴载，kN； Cii被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m时，按单 独的一个轴计算，轴数系数即为轴数 m；当轴间距小于3m时, 按双轴或多轴计算，轴数系数为 C1i=1+1.2（m-1）； C2i被换算轴载的轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1.0，四轮组 为 0.38。 2）当进行半刚性基层层底拉应力验算时

4、(4-2) 凡轴载大于50kN的各级轴载（包括车辆的前、后轴）Pi的作用次数 ni，按式4-2换算成标准轴载P的当量作用次数N： 式中：C ：1i被换算车型各级轴载的轴数系数。 当轴间距大于3m时，按单 独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m；当轴间距小于3m时, 双轴或多轴的轴数系数为C1i 1 2（m 1）； K P 8 C1,iC2,i ni : i 1P C2,i被换算轴载的轮组系数，单轮组为18.5,双轮组为1.0，四轮 组为0.09。 上述轴载换算公式仅适用于单轴轴载小于130kN的轴载换算。 各种汽车当量轴次计算见表4.2： 表 4.2（ a） 交通量计算表 车 型 Pi (kN)

5、C1,i C2,i C1,i C2,i (Pi/P)4.35 ni 次/日 nbi 次/ 日 黄河JN150 后轴 101.6 1 1 1.071 1200 1285.2 前轴 49.0 1 6.4 0.287 1200 344.1 太脱拉138 后轴 80.0 2.2 1 0.758 450 341.1 前轴 51.4 1 6.4 0.354 450 159.3 后轴 60.85 1 6.4 0.115 750 86.25 前轴 19.40 1 1 0.005 750 3.75 后轴 38.30 1 1 0.008 1000 8 解放A10B 跃进NJ130 表 4.2 ( b) 交通量计算

6、表 N= nbi=2228 次/日 车 型 Pi (kN) C1,i C2,i C1,i C2,i (Pi/P)4.35 ni 次/ 日 nbi 次/ 日 黄河JN150 后轴 101.6 1 1 1.135 1200 1362 刖轴 49.0 1 18.5 0.061 1200 73.2 太脱拉138 后轴 80.0 1 1 0.503 450 226.35 刖轴 51.4 3 1 0.090 450 40.5 解放A10B 后轴 60.85 1 1 0.019 750 14.1 跃进NJ130 后轴 - - - - 1000 0 N= nbi=1717 次/日 注：当计算弯沉和沥青混凝土层

7、底拉应力时，轴载换算系数=GC2（Pi/P）4.35； 当计算半刚性基层层底拉应力时，轴载换算系数 总（车辆）换算系数=后轴换算系数+前轴换算系数； 当量轴次=交通量x总换算系数。 在设计年限内，一个车道上的累计当量轴次Ne参照式（4-3）进行计算: t (4-3) 11365 Ne N1 式中：Ne设计年限内一个车道上的累计当量轴次，次； t设计年限，取15年； N1路面竣工后第一年的平均日当量轴次，次 /d； Nt 设计年限最后一年的平均日当量轴次，次 /d； 设计年限内交通量的平均年增长率，为6%； 车道系数，取0.5。 所以 15 16%1365 Ne2228 0.59.4642 10

8、6 （次） 6% 15 16%1365 N；1717 0.57.2936 106 （次） 6% 3 106Ne、Ne 95% 2 平整度 1.2mm 3 高程 10mm 4 厚度 总厚度-15上面层-8mm 5 宽度 +0以上 6 中线偏位 20mm 7 横坡 0.3% 8 弯沉 w竣工验收弯沉值 4.5.2水泥粉煤灰碎石基层施工要求 1）混合料组成 为节省投资，增加基层强度，在水泥稳定碎石中加入就地取材的粉煤灰, 组成水泥、粉煤灰稳定碎石基层。 混合料配合比为水泥：粉煤灰：碎石=6: 14： 80,因粉煤灰含水量在2030%左右，所以施工配比调整为6： 17.5: 80; 最佳含水量为9.8

9、%;最大干密度2.15g/cm3松铺系数1.47。 2）材料要求 水泥：为了保证混合料在一定时间内能够拌和、运输、摊铺、碾压完成， 不得使用硬水泥、早强水泥、及受潮变质的水泥。 粉煤灰：粉煤灰的烧失量应小于20%。 碎石：选用硬度大、无风化、洁净的碎石，碎石中针片状颗粒的总含量 应不超过20%，压碎值不大于35%,最大粒径不超过37.5mm。磨耗率28%， 含泥量5%，密度2.5 t/m3，针片状含量15%。 3）混合料的拌合 水泥%粉煤灰稳定碎石采用集中场拌法，尽量避免水泥含量超过设计配 合比的一个百分点。 拌合时，在拌和仓中适量加水，搅拌均匀。拌合时避 免出现粒料不均、灰土成团或含水量不均

10、的现象。 4）混合料的运输 运输混合料时，应根据摊铺层的厚度和要求达到的压实干密度来计算每 车混合料的摊铺面积。同时配备适当数量的车辆运送混合料，运输期间保 障施工道路畅通，尽量缩短运输时间，根据运距和气温高低决定是否采用蓬 布覆盖，防止水分散失。 5）混合料的摊铺 在基层摊铺前对下承层进行清理，把浮土、杂物等清扫干净，并保持下 承层处于湿润状态。 摊铺采用摊铺机进行，摊铺机后面设专人消除粗细集料离析现象。对于 粗集料“窝”和粗集料“带”，及时添加细集料，并拌和均匀；对于细集 料“窝”，添加粗集料，并拌和均匀。 摊铺时应避开下承层的纵向接缝，按照上下层不同缝的原则摊铺，并尽 量避免纵向接缝。

11、必须分两幅铺筑时， 宜采用两台摊铺机一前一后相隔约 5-8米同步向前摊铺。 摊铺机摊铺时，行进速度要缓慢均匀地进行，不得中途随意换档。为保 证设计宽度及厚度，中线及边线处要比设计数多出0.2米，以保证边缘处的 压实。 6）混合料的碾压 由于水泥的水化作用和凝结速度，对于混合料的拌合、运输、摊铺、碾 压就要求在较短时间内迅速完成，因此应确定合理的碾压长度，摊铺长度以 100200m为宜，以便在水泥终凝前完成所有程序的操作。 严格控制含水量，并按“初压、复压、终压”碾压工艺进行碾压。碾压 时应遵循先轻后重、先慢后快的碾压原则。 碾压顺序为：直线应从路边往路中间碾压，曲线由内侧路肩向外侧路肩 碾压。

12、碾压错轮时后轮迹的重叠宽度不得大于后轮宽度的二分之一，相邻两 段的碾压接头处应横向错成45价梯状，接缝处应多压二至三遍。 7）基层质量控制 表4.10公路基层质量标准 序号 内容 标准 1 压实度 98% 2 平整度 10mm 3 高程 +5mm， -10mm 4 厚度 -10mm 5 宽度 +0以上 6 配合比 碎石2%粉煤灰1.5% 水泥1% 7 横坡 0.3% 8 强度 0.8MPa 4.5.3二灰土施工要求 二灰土底基层具有：承载能力大、刚性大、水稳定性好、经济等优点。 1）材料要求 （1）石灰 采用III级以上石灰； 石灰必须充分消解，消解时间7 10天，消解用水量为500 800k

13、g/T, 通常为700kg/T ； 石灰必须过筛，筛孔10mm ； 石灰的含水量4%; 石灰要求在1个月内用完，否则要覆盖。 （2）粉煤灰 AI2O3+Fe2O3+SiO370% ； 比表面积2500cm2/g； 含水量30%。 （3）土 塑性指数Ip=12 20； 土颗粒要求为15mm，通过5mm筛的量占60%； 有机土不能使用。 2）备料 （1）拌和长料场石灰，粉煤灰应隔离，最好分别堆放。 （2）粉煤灰的准备，如采用湿的粉煤灰，应在使用前几天运到现场，以便 滤水，干的粉煤灰应在装运前适当加水运送或用封闭车辆运输，以免扬灰。 堆放时必须使粉煤灰含有足够的水分（含水量15%- 20%）,以防飞

14、扬,特别 是干燥多风季节，更应使料堆表面保持湿润或加覆盖。 （3）石灰应在使用前7天充分消解,用装载机筛料使石灰通过10mm筛 孔。 3）拌和 石灰撒布好后，用路拌机拌和，先拌和1遍，测定混合料的含水量，若含 水量过小，根据需水量洒水，并将二灰土的含水量控制在比最佳含水量高 12百分点，闷料半小时，再用路拌机翻拌12遍在每次翻拌过程中，应有 23人挖槽检查路拌机是否将二灰土拌匀拌透，二灰土底部是否有素土夹层 和漏拌的条带。 4）碾压 中国矿业大学2008届本科毕业设计（论文）第仃页 严格控制含水量，按“初压、复压、终压”碾压工艺进行碾压。 5）二 】灰土底基层施工应注意的问题 （1） 石灰要消

15、解彻底，消解时间7 10天，消解用水量为500 800kg/T ； （2） 石灰必须过筛，筛孔10mm ； （3） 二灰土配合比要正确； （4） 严格控制含水量； （5） 拌和要均匀，无夹层； （6） 二灰土施工时环境温度5 C; （7） 二灰土若要过冬，必须覆盖素土 20cm ； （8） 不能用薄层找平； （9） 保湿养生，封闭交通； （10）要连续施工。 6) 二 灰土底基层质量控制 表4.11二灰土底基层质量标准 序号 内容 标准 1 压实度 95% 2 石灰剂量 -1% 3 平整度 15mm 4 高程 +5mm， -15mm 5 厚度 -12mm 6 宽度 +0以上 7 横坡度 0.3% 8 强度 0.5MPa 4.5.4路面施工步骤及施工工艺 1）底基层（二灰土）施工 （1）施工步骤 检查路基 洒水 按计量上土（整平、稳压，控制厚度） 按计量上石 灰（整平、稳压、控制厚度） 第一次拌和 闷料（1 2天） 按计量上粉 煤灰（整平、稳压、控制厚度） 进行二次拌和粉碎（15mm,通过5mm 筛大于60%）,通知试验室取样做无侧限抗压强度、含水量试验 碾压 养 生7天（从第二天起计算养生时间，采用保湿养生）。 （2）底基层施