v4 路面结构设计

1、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

2、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 ,=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（包括车辆的前、后轴）pi的作用次数ni，按式(6-1)换算成标准轴载p的当量作用次数n： (4-1)式中：n标准轴载的当量轴次，次/d；ni被换算车型的各级轴

3、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；c1i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： (4-2)式中：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3

4、m时，双轴或多轴的轴数系数为；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)c1,ic2,ic1,i c2,i (pi/p)4.35ni次/日nbi次/日黄河jn150后轴101.6111.07112001285.2前轴49.016.40.2871200344.1太脱拉138后轴80.02.210.758450341.1前轴51.416.40.354450159.3解放a10b后轴60.8516.40.11575086.25前轴19

5、.40110.0057503.75跃进nj130后轴38.30110.00810008n=snbi=2228次/日表4.2（b） 交通量计算表车 型pi(kn)c1,ic2,ic1,i c2,i (pi/p)4.35ni次/日nbi次/日黄河jn150后轴101.6111轴49.0118.50.061120073.2太脱拉138后轴80.0110.503450226.35前轴51.4310.09045040.5解放a10b后轴60.85110.01975014.1跃进nj130后轴-10000n=snbi=1717次/日注：当计算弯沉和沥青混凝土层底拉应力时，轴载换算

6、系数=c1c2(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；当量轴次交通量总换算系数。在设计年限内，一个车道上的累计当量轴次参照式(4-3)进行计算： (4-3)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 （次）（次）、100cm；软化度=4445c；含蜡量1。（2）矿料矿料包括碎石、砾石、石屑、砂和矿粉。它是沥青面层的骨架，承受行车荷载和车轮的磨

7、耗主要靠矿料。碎石：有足够的强度和耐磨行，压碎值25%28%；含泥量1%，含水量3%；粘结力4级。砂和石屑：砂（粒径2.36mm），石屑（粒径4.75mm），砂和石屑要求级配，含泥量3%5%。矿粉（填料，粒径0.075mm）：由石灰石、白云石磨细的石粉。要求粒径0.075mm成分占70%、含水量100cm；软化度=4445c；含蜡量1。（2）矿料矿料包括碎石、砾石、石屑、砂和矿粉。它是沥青面层的骨架，承受行车荷载和车轮的磨耗主要靠矿料。碎石：有足够的强度和耐磨行，压碎值25%28%；含泥量1%，含水量3%；粘结力4级。砂和石屑：砂（粒径2.36mm），石屑（粒径4.75mm），砂和石屑要求级配

8、，含泥量3%5%。矿粉（填料，粒径0.075mm）：由石灰石、白云石磨细的石粉。要求粒径0.075mm成分占70%、含水量1%，其亲水系数应小于1 ,视密度不小于2.5 t/ m3 。2）混合料拌合、运输拌合：温度为155165；混合料要均匀，颜色一致，无花白料，无团粒。运输：每两车配备帆布，保温防水；车厢喷液体（水：柴油=1：31：5）防止粘车；车上旧料清除干净。3）混合料摊铺摊铺机连续不断摊铺；摊铺速度v=22.5m/min；摊铺温度为120145；路面下面层、中面层走钢丝，上面层走雪橇。4）碾压碾压温度为120145；碾压完成温度为：钢轮压路机不低于70；轮胎压路机不低于80；震动压路机

9、不低于65；严格可控制含水量，按“初压、复压、终压”碾压工艺进行碾压。5）面层质量控制保证沥青混凝土路面质量达到设计要求，应控制以下质量标准。表4.9 沥青混凝土面层质量控制标准序号控制质量内容标准1压实度95%2平整度1.2mm3高程10mm4厚度总厚度-15 上面层-8mm5宽度+0以上6中线偏位20mm7横坡0.3%8弯沉竣工验收弯沉值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.

10、5：80；最佳含水量为9.8%；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

11、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。 必须分两幅铺筑时，

12、 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。碾压错轮时后轮迹的重叠宽度不得大于后轮宽度

13、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10mm3高程+5mm，-10mm4厚度-10mm5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0.8mpa4.5.3二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710天，消解用水量为500800kg/t，通常为700kg/t；石灰必须过筛，筛孔10mm；石灰的含水量70%；比表面积2500cm2/g；含水量5c

14、；（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15mm4高程+5mm，-15mm5厚度-12mm6宽度+0以上7横坡度0.3%8强度0.5mpa4.5.4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（12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