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文档简介

1、湖南工业大学本科毕业设计(论文) 8 -(2014届)本科毕业设设计(论论文)资资料题目名称:株洲市枫溪溪大道中中段设计计学院(部):土木工程学学院专业:土木工程学生姓名:班级:土木10*班学号:10403310006*指导教师姓姓名:职称:工程师最终评定成成绩:湖南工业大大学教务务处2014届届本科毕业设设计(论论文)资资料第一部分毕毕业设计计(20144届)本科毕业设设计(论论文)题目名称:株洲市枫溪溪大道中中段设计计学院(部):土木工程学学院专业:土木工程学生姓名:班级:土木10*班学号:10403310006*指导教师姓姓名:职称:工程师最终评定成成绩:2014年年 5 月湖南工业大大

2、学本科毕业论论文(设设计)诚信声明本人郑重声声明:所所呈交的的毕业论论文(设设计),题题目株株洲市枫枫溪大道道中段设设计是是本人在在指导教教师的指指导下,进进行研究究工作所所取得的的成果。对对本文的的研究作作出重要要贡献的的个人和和集体,均均已在文文章以明明确方式式注明。除除此之外外,本论论文(设设计)不不包含任任何其他他个人或或集体已已经发表表或撰写写过的作作品成果果。本人人完全意意识到本本声明应应承担的的责任。作者签名:日期:20014年年5月20日湖南工业大学本科毕业设计(论文)PAGE III摘要本设计根据据城市市道路工工程设计计规范CJJ37-2012、城市道路和建筑物无障碍设计规范

3、JGJ50-2001、城镇道路工程施工质量验收规范CJJ80-2008、公路工程技术标准JTGB01-2003、公路路基设计规范JTG D30-2004、公路沥青路面设计规范JTG D50-2006、道路交通标志和标线(GB 5768-2009)、公路交通安全设施设计技术规范(JTGD81-2006),2006、公路排水设计规范JTJ018-97、公路水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30-2003)、公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)等规范,并按毕业设计任务书的要求且基于AutoCAD、鸿业市政道路软件、鸿业市政管线等专业软件完成的。设计内容包括线路平面线形设计、纵断面

4、设计、横断面设计,交叉口设计、沥青路面设计、排水工程设计等。设计成果主要包括道路建设方案的确定、道路平面设计、纵断面设计、横断面设计、交叉口设计、沥青水泥路面方案评选、排水设计等,并按照设计计算过程及毕业设计文本格式要求编制了设计计算书,设计达到了毕业设计任务书的要求。本设计遵循城市道路设计的一般原则进行设计,设计合理,符合城市道路设计规范要求。关键词:城城市道路路;平曲曲线;交交叉口设设计;沥沥青混凝凝土;排排水ABSTRRACTTThis dessignn acccorrdinng ttoCityy rooad enggineeeriing dessignn coodeCJJJ37-201

5、12 、Cityy rooadss annd bbuilldinngs no barrrieer ddesiign coddeJGJJ50-20001 、Urbaan rroadd coonsttrucctioon qquallityy acccepptannceCJJJ80-20008、Techhniccal staandaard of Higghwaay EEngiineeerinngJTGGB011-20003、Speccifiicattionns ffor dessignn off hiighwway subbgraadess JTTG DD30-20004、Speccifiicatt

6、ionns ffor dessignn off hiighwway aspphallt ppaveemennt JTTG DD50-20006、The roaad ttraffficc siignss annd mmarkkinggs(GBB 57768-20009)、Roadd trrafffic saffetyy faacillitiies dessignn sppeciificcatiion(JTTGD881-220066), 20006、Highhwayy drrainnagee deesiggn sspeccifiicattionnJTJJ0188-977、Techhniccal s

7、peecifficaatioon ffor connstrructtionn off hiighwway cemmentt cooncrretee paavemmentt(JTTG FF30-20003)、Sppeciificcatiion forr coonsttrucctioon oof hhighhwayy assphaalt pavvemeent(JTTG FF40-20004) speecifficaatioon, andd prresss thhe ggradduattionn deesiggn ttaskk boook reqquirremeentss annd AAutooCA

8、DD, HHonggye munniciipall rooadss, mmuniicippal pippeliiness annd ootheer pproffesssionnal sofftwaare Honngyee sooftwwaree coomplleteed bbaseed oon. Thee deesiggn iinclludees tthe linne pplanne llineear dessignn, vvertticaal ssecttionn deesiggn, crooss secctioon ddesiign, innterrsecctioon ddesiign,

9、deesiggn oof aasphhaltt paavemmentt, ddraiinagge eengiineeerinng ddesiign. Deesiggn aachiieveemennts maiinlyy inncluude roaad cconsstruuctiion schhemee, tthe roaad pplanne ddesiign, veertiicall seectiion dessignn, ccrosss ssecttionn deesiggn, intterssecttionn deesiggn, schhemee seelecctioon, aspphal

10、lt ccemeent pavvemeent draainaage dessignn, aand in acccorddancce wwithh thhe ddesiign proocesss aand thee deesiggn rrequuireemennts of graaduaatioon ddesiign callcullatiionss off teext forrmatt, ddesiigneed tto aachiievee thhe graaduaatioon ddesiign tassk bbookk rrequuireemennts. Thhe ddesiign foll

11、lowws tthe genneraal pprinncipple of citty rroadd deesiggn, dessignn reeasoonabble, acccorrd wwithh ciity roaad ddesiign speecifficaatioons.Keywoordss: CCityy Rooad; pllanee cuurvee; Inteerseectiion dessignn; AAsphhaltt cooncrretee; DDraiinagge湖南工业大学本科毕业设计(论文)PAGE 4PAGE IX目录第1章概述述11.1 工工程概况况 11.2 设设

12、计范围围 11.3 设设计内容容和设计计任务 11.4 设设计依据据 11.5 设设计标准准 2第2章道路路规划网网及标准准横断面面设置42.1 路路网规划划42.2 标标准横断断面布置置4第3章平面面设计及及纵断面面设计43.1 道道路平面面设计43.2 道道路纵断断面设计计73.3道路路横断面面设计88第4章路基基路面设设计124.1 设设计原则则及设计计指标1124.2设计计资料1224.3设计计说明134.4路面面结构设设计134.4.11沥青混混凝土路路面设计计1134.4.22水泥混混凝土路路面设计计1174.4.33路面结结构方案案必选2234.5路面面结构拟拟定2334.5.1

13、1机动车车道路面面结构设设计2234.5.22非机动动车道路路面结构构设计2244.5.33人行道道路面结结构设计计2244.6材料料要求与与技术标标准2244.7路基基设计确确定的原原则及内内容2254.8路基基土石方方数量计计算及调调配2254.8.11 横断断面面积积计算2264.8.22 土石石方数量量计算2264.8.33路基土土石方调调配2264.9交通通工程设设计原则则内容2274.10道道路公用用设施布布置228第5章交叉叉口设计计2295.1 交交叉口概概述2295.2 平平面交叉叉口设计计内容2295.2.11 平面面交叉口口的一般般规定2995.2.22 设计计依据229

14、5.3 平平面交叉叉口设计计与视距距保证3305.3.11 平面面交叉口口的转弯弯设计3305.3.22 平面面交叉口口的视距距保证305.4交叉叉口立面面设计3115.4.11 交叉叉口立面面设计原原则315.4.22 交叉叉口立面面设计31第6章排水水设计326.1 排排水的重重要性3326.2 道道路排水水设计的的内容3326.3 路路基排水水设计3326.3.11 路基基排水设设计的任任务326.3.22 地表表排水336.4路面面排水设设计3336.5排水水工程设设计3446.5.11 排水水平面设设计346.5.22排水纵纵断面设设计3356.5.33管材及及构筑物物设计3366.

15、5.44管道开开挖回填填3366.5.55其他设设计3376.6其他他管线工工程设计计37第7章交通通工程设设施387.1设置置要求3887.2设计计布局388结论40参考文献441致谢42株洲市仁爱福利院设计湖南工业大学本科毕业设计(论文)PAGE 8PAGE 65第1章概述述1.1工程程概况株洲市枫溪溪大道是是连接芦芦淞区与与株洲县县的主要要通道,同同时也是是株洲市市南面一一条重要要的进出出口通道道,然而而这条道道路邻近近株洲县县的路段段,一直直以来配配套设施施极不齐齐备,行行人行车车很不方方便,满满足不了了日益增增长的人人流车流流量。今今年年初初,株洲洲市政府府将枫溪溪大道列列入基础础设

16、施建建造计划划,它的的建设,能能进一步步的改善善芦淞区区的交通通与投资资环境,具具有极大大的社会会效益与与环境效效益。本本次设计计起点(K0+000)接服饰一路,终点(K0+239.842)接董家塅服饰二路,全长239.842m。1.2设计计范围本段设计的的枫溪大大道北起起服饰二二路,期期间与规规划一路相交交,南至至服饰一一路,全全长2339.8842米米,宽660.00米。1.3设计计内容和和设计任任务(1)设计计资料:地形图图及道路路规划网网图、各各种道路路规范,根根据道路路网规划划选择道道路等级级进行设设计。(2)了解解市政道道路网规规划:路路网布局局结构及及道路控控制点,标标准横断断面

17、等。(3)按个个人选择择道路网网中的一一条道路路进行道道路施工工图设计计:包括括平面、横横断面、纵断面、路面结构,道路交叉口设计及相关计算表格。(4)道路路排水规规划:在在规划图图上对所所设计道道路进行行排水规规划。(5)排水水设施设设计:排排水平面面设计、纵纵断面设设计,排排水构筑筑物设计计。(6)其它它设施设设计1.4设计计依据【1】城城市道路路工程设设计规范范CJJJ377-20012【2】城城市道路路和建筑筑物无障障碍设计计规范JGJ50-2001【3】城城镇道路路工程施施工质量量验收规规范CCJJ880-220088【4】公公路工程程技术标标准JJTGBB01-20003【5】公公路

18、路基基设计规规范JJTG D300-20004【6】公公路沥青青路面设设计规范范JTTG DD50-20006【7】道道路交通通标志和和标线(GB 5768-2009)【8】公公路交通通安全设设施设计计技术规规范(JTGD81-2006),2006【9】公公路工程程集料试试验规程程JTTG EE42-20005【10】公公路土工工试验规规程JJTG E400-20007【11】公公路排水水设计规规范JJTJ0018-97【12】公公路路基基施工技技术规范范(JJTG F10020006)【13】公公路水泥泥混凝土土路面施施工技术术规范(JTG F302003)【14】公公路沥青青路面施施工技术

19、术规范(JTG F402004)【15】公公路路面面基层施施工技术术规范(JTJ034-2000)【16】220144届毕业业设计任任务书和和指导书书1.5设计计标准表1.1 枫溪大大道主要要设计技技术指标标表序号指标名称单位数量备注1路线长度m239.88422道路等级城市主干路路3路面设计使使用年限限年154计算行车速速度Km/h405路面宽度m606道路荷载设设计等级级城A级7路面结构计计算荷载载BZZ-1100型型标准车车8排水体制雨、污分流流制9地震烈度度6第2章路网网规划及及标准横横断面布布置2.1路网网规划根据株洲市市董家塅塅路网规规划,枫枫溪大道道南起株株洲县县县界、北北接枫溪

20、溪大道城城市公园园入口处处,与之之相交的的规划道道路有服服饰二路路、服饰饰一路、高高新一路路等。本次设计的的规划路路段北起起服饰二二路,期期间与规规划1路相交交,南至至服饰一一路,该该段全程程为直线线段,无无变坡点点。2.2标准准横断面面布置株洲市枫溪溪大道标标准横断断面形式式采用三三块板,双双向六车车道,路路幅总宽宽60.0m,具具体分幅幅为:224.00m(机机动车双双向六车车道)+22.55m(机机非分隔隔带带)+24.5m(非机动车道)+27m(绿化带)+24m(人行道)=60.0m;机动车道横坡为2.0%,非机动车道横坡为1.5%,绿化带横坡为2.0%,人行道横坡为2.0%。标准横断

21、面面如图22.1所所示:图2.1 标准横横断面图图第3章平面面设计及及纵断面面设计3.1道路路平面设设计道路平面即即:道路路中线在在水平面面上的投投影。本本路段平平面定线线主要受受到道路路网布局局、道路路规划红红线宽度度以及沿沿街已有有建筑物物位置等等因素的的约束,平平面线形形能且只只能局限限在一定定的范围围内变动动。在道路规划划路线起起点之间间选定一一条技术术上可行行、经济济上合理理、又能能符合使使用要求求的道路路中心线线的工作作,需要要综合考考虑多方方面的因因素,这这就是所所谓的定定线。对对于城市市道路,由由于城市市交叉口口多、地地下管线线多,则则应首先先考虑敷敷设以直直线为主主的线形形。

22、该段段设计与与规划一一致,设设计起点点(K00+0000)与与服饰二二路相交交,设计计高程446.443m,交交点坐标标为(XX=300739974.8011 YY=50012119.5568),终终点(KK0+239.8422)与服服饰一路路相交,设设计高程程56.26mm,交点点坐标为为(X=307737444.2242 Y=50112855.2333),道道路大致致呈南北北走向,此此设计路路段全长长为2339.8842mm,道路路规划红红线宽度度为600m。该该设计段段,除在在各交叉叉口设圆圆曲线外外,全线线不设平平曲线。逐桩坐标计计算过程程如下:计算原理转角计算=arrctaanY/X

23、(3.11)(3.2)待定点坐标标计算 X112X1+ DD12 ccos(3.2)Y12YY1+ DD12 ssin1.计算转转角起点桩号KK0+0000,坐坐标(XX=300739974.8011 YY=50012119.5568),终点点坐标(XX=300737744.2422 YY=50012885.2233)。起点至终点点:X307739774.8801-307737444.22422300.5999Y50112855.2333- Y=50112199.566865.6655=arcctannY/X=1553512.计算逐逐桩坐标标计算K0+20.0000桩号的的坐标:已知X0=30

24、7739774.8801 , YY0=50012119.5568,D2020mm, =155533511。X20XX0+ DD20 coos=307739774.8801+20 coss155351=307339555.5553Y20YY0+ DD20 siin=50112199.5668+220 ssin115553551=5012225.0022计算K0+40.0000桩号的的坐标:已知X0=307739774.8801 , YY0=50012119.5568,D4040mm, =155533511。X20XX0+ DD40 ccos=307739774.8801+40 coss15535

25、1=307339366.3005Y20YY0+ DD40 ssin=50112199.5668+440 ssin115553551=5012230.4366计算K0+60.0000桩号的的坐标:已知X0=307739774.8801 , YY0=50012119.5568,D6060mm, =155533511。X20XX0+ DD60 ccos=307739774.8801+60 coss155351=307339177.0558Y20YY0+ DD60 ssin=50112199.5668+660 ssin115553551=5012235.87计算K0+80.0000桩号的的坐标:已知X

26、0=307739774.8801 , YY0=50012119.5568,D8080mm, =155533511。X20XX0+ DD80 ccos=307739774.8801+80 coss155351=307338977.811Y20YY0+ DD80 ssin=50112199.5668+880 ssin115553551=5012241.3044计算K0+100桩号号的坐标标:已知X0=307739774.8801 , YY0=50012119.5568,D10001000m, =115553551。X20XX0+ DD1000 coos=307739774.8801+1000 co

27、os155533511=307338788.5662Y20YY0+ DD1000 siin=50112199.5668+1100 sinn155351=5012246.7388其他桩号坐坐标的计计算与上上述计算算方法相相同。通过计算,该该段设计计符合城城市道路路规范根据所学鸿鸿业市政政道路软软件,选选择所设设计的路路段,定定义中心心线,然然后进行行桩号标标注,最最后根据据红线宽宽度以及及设计要要求进行行线转道道路,完完成道路路平面绘绘制。桩号标准设设置,如如图3.1所示示:图3.1 桩号标标准设置置道路平面布布置,图图如图33.2所所示:图3.2 道路平平面布置置图通过鸿业市市政道路路软件生生

28、成逐桩桩坐标表表,如表表3.11所示:表3.1 逐桩坐坐标表桩号坐标(米)方向角XYK0+00030739974.80115012119.556816411466+2030739955.55335012225.000216411466+4030739936.30555012330.443616411466+6030739917.05885012335.88716411466+8030738897.815012441.330416411466K0+100030738878.56225012446.773816411466+12030738859.31555012552.117216411466+

2906775012557.660516411466+16030738820.81995012663.00391641146657225012668.447316411466K0+200030737782.32445012773.990716411466+22030737763.07665012779.334116411466+239.842230737743.98115012884.7732164114663.2道路路纵断面面设计为了方便排排水及适适应地形形要求,一一般路段段都要进进行纵断断面设计计;株洲洲市枫溪溪大道纵纵断面设设计根据据株洲市市

30、道路规规划网确确定的控控制点标标高进行行拉坡设设计,该该设计路路段北与与服饰一一路相交交,规划划交点标标高为446.443m,南南与服饰饰二路相相交,交交点标高高为566.266m,该该段坡长长2399.8442m,最最大纵坡坡4.11%,完完全按着着规划标标高和坡坡度进行行设计,该该设计段段纵坡满满足规范范要求。根据已知图图形,从从其上提提取的纵纵断面自自然标高高和横断断面文件件作为前前提数据据,此纵纵断面图图形可直直接由计计算机绘绘制出,然然后根据据地面控控制点规规划标高高来进行行动态拉拉坡,从从而完成成道路纵纵断面设设计任务务。利用鸿业市市政道路路软件,首首先提取取地形自自然标高高,进行

31、行纵断面面设计,定定义拉坡坡后保存存文件,然然后设置置纵断面面表头及及相关参参数,最最后进行行纵断面面绘制,如如图3.3所示示:图3.3 绘制纵纵断面道路纵断面面设计如如图3.4所示示:图3.4 道路纵纵断面设设计3.3道路路横断面面设计市政道路横横断面是是指道路路中心线线法线方方向的道道路断面面, 其设设计内容容主要包包括车行行道 (机动车车道和非非机动车车道)、人行行道、分分隔带、绿绿化带、设设施带等等。道路横断面面的设计计依据是是:道路路性质、道道路类别别、道路路规化红红线以及及交通组组织等方方式,同同时还要要考虑到到道路红红线范围围以内的的各种地地下管线线设施规规划与建建设情况况。道路

32、路横断面面图的主主要任务务是合理理确定行行车道(机机动车道道和非机机动车道道)、人人行道、分分隔带、绿绿化带、设设施带等等各部分分几何尺尺寸及其其相互布布置关系系,同时时也包括括路拱坡坡度和路路拱曲线线的确定定。城市道路横横断面形形式的确确定,根根据性质质和作用用,需综综合考虑虑各方面面的要求求,并结结合城城市道路路与交通通规范,对对各组成成部分进进行合理理安排。该路段横断面规划与设计要求在城市规划的红线范围内进行,其主要任务是在满足交通、环境、公用设施、管线敷设以及排水要求的前提下,经济合理地确定各组成部分的宽度以及相互之间的位置和高度,横断面的形式、布置和各组成部分的尺寸及比例,要求根据道

33、路类别、等级、设计速度、设计年限、机动车道与非机动车道的交通量和人流量、交通特征、交通设施、交通组织、地上杆线、地下管线、绿化以及地形等因素的统一安排标准,以保障车辆的穿梭通畅和行人的交通安全。为了有利于于路面横横向排水水,将路路面做成成中央高高两侧低低,且具具有一定定横坡的的拱起形形状。路路拱设计计坡度应应随路面面宽度、路路面类型型、设计计速度、纵纵坡及气气候等条条件而变变动和确确定,机机动车道道通常适适合选用用直线型型路拱,人人行道路路和非机机动车拱拱则更适适宜采用用直线单单面坡。根根据规范范,本设设计机动动车道采采用2.0%的直线线型双向向路拱横横坡,非非机动车车道采用用1.55%的直线

34、线型单向路拱拱横坡,人人行道采采用2.0%的单面面坡。通过鸿业市市政道路路软件,首首先提取取地形自自然标高高,然后后进行标标准土方方断面定定义,再再进行边边坡参数数定义,最最后进行行横断面面出图设设置进而而完成横横断面计计算绘图图。道路横断面面形式定定义,如如图3.5所示示:图3.5 横断面面形式设设置边坡参数定定义如图图3.66所示:图3.6 边坡参参数定义义横断面出图图设置如如图3.7所示示:图3.7 横断面面出图设设置生成横断面面计算绘绘图如图图3.88所示:图3.8 普通横横断面图图第4章路基基路面设设计4.1设计计原则及及设计指指标路面设计应应根据道道路等级级与使用用要求,遵遵循因地

35、地制宜、合合理选材材、方便便施工、利利于养护护的原则则,结合合当地条条件和实实践经验验,对路路基路面面进行综综合设计计,以达达到技术术经济合合理,安安全适用用的目的的。柔性性路面结结构应按按土基和和垫层稳稳定,基基层有足足够强度度,面层层有较高高抗疲劳劳、抗变变形和抗抗滑能力力等要求求进行设设计。结结构设计计应以双双圆均布布垂直和和水平荷荷载作用用下的三三层弹性性体系理理论为基基础,采采用路表表容许回回弹弯沉沉、容许许弯拉应应力及容容许剪应应力三项项设计指指标。路路面结构构用计算算机计算算;无计计算机时时对于三三层以上上体系用用当量层层厚度法法换算为为三层体体系后查查诺模图图计算。面面层材料料

36、应具有有足够的的强度与与温度稳稳定性;上基层层应采用用强度高高稳定性性好的材材料;底底基层可可就地取取材;垫垫层材料料要求水水稳定性性好。4.2设计计资料1. 该段段设计为为城市主主干道AA级道路路,设计计行车速速度为440kmm/h 。设计计标准轴轴载为BZZZ-1100KKN。交交通资料料如表44.1:表4.1 交通资资料序号车型名称前轴重(kkN)后轴重(kkN)后轴数后轴轮组数后轴距(mm)交通量(辆/日)1三菱T6553B29.348.01双轮组3002黄河JN116358.6114.001双轮组33003东风EQ115526.556.72双轮组34004新疆XJ-6622A32.7

37、64.71双轮组5005湘江HQPP4023.173.21双轮组3400注:上表表为三车道双双向交通通量调查查结果;单位为辆辆/昼夜;交通量平平均增长长率为55%。2. 该设设计路段段气候温温和,雨雨量充沛沛,应注注意路面面水毁防防治;按按照公公路沥青青路面施施工技术术规范附附录A的沥青青路面施施工气候候分区,湖湖南属于于热区,最最低日平平均气温温大于00,另另外根据据该地区区的降雨雨量,属属于多雨雨湿润地地区。3. 沿线线有丰富富的砂石石材料,砂砂质好;石料为为石灰岩岩,质量量可靠,运运输便利利;当地地有水泥泥厂和电电厂,粉粉煤灰较较丰富。4.3设计计说明依据规范要要求,选选用的各各结构层层

38、,其中中基层采采用水泥泥稳定碎碎石,以以满足多多雨湿润润地区路路面结构构层排水水的要求求。混凝凝土路面面结构的的强度高高、稳定定性及耐耐久性好好,但是是水泥的的需求量量大,有有接缝,这这些接缝缝影响行行车的舒舒适性,增增加施工工和养护护的复杂杂性,而而且又是是路面的的薄弱点点,如处处理不当当,将导导致路面面板边和和板角处处的破坏坏;开放放交通较较迟;修修复困难难,混凝凝土路面面破坏后后,开挖挖很困难难,修补补工作量量也大,且且影响交交通。沥青路面是是用沥青青材料做做结合料料粘结矿矿物修筑筑面层与与各类基基层和垫垫层所组组成的路路面结构构。由于于沥青路路面使用用沥青结结合料,因因而增强强了矿料料

39、间的结结合力,提提高了混混合料的的强度和和稳定性性,使路路面的使使用质量量和耐久久性都得得到提高高。与水水泥混凝凝土路面面相比,沥沥青路面面具有表表面平整整、无接接缝、行行车舒适适、耐磨磨、振动动小、噪噪音低、开开放交通通早、容容易养护护维护等等优点。4.4路面面结构设设计依据设计要要求,拟拟分别采采用两种种路面结结构设计计方案(水水泥砼路路面与沥沥青砼路路面两种种方案)进进行路面面结构方方案比选选,选取取其中最最优方案案作为本本设计路路段路面面结构,并并付诸于于工程实实际。4.4.11沥青混混凝土路路面设计计沥青路面结结构设计计采用弹弹性层状状体系理理论结合合本路段段新建沥沥青路面面设计基基

40、本参数数(如路路面等级级、面层层类型、土土基回弹弹模量、各各结构层层材料抗抗压回弹弹模量及及抗拉强强度等)采采用公路路路面设设计程序序系统进进行验算算。其基基本原理理依据设设计弯沉沉值计算算路面厚厚度。轴载分析路面设计以以双轮组组单轴载载1000KN为为标准轴轴载。(1)以设设计弯沉沉值为指指标及验验算沥青青层层底底拉应力力中的累累计当量量轴次。轴载换算算轴载换算采采用如下下的计算算公式:(4.1)式中:N 标准准轴载当当量轴次次,次/日;被换算车车辆的各各级轴载载作用次次数,次次/日;P标准轴轴载,KKN;被换算车车辆的各各级轴载载,KNN;K被换算算车辆的的类型数数;轴载系数数,m是轴数数

41、。当轴轴间距离离大于33m时,按单单独的一一个轴载载计算;当轴间间距离小小于3mm时,应应考虑轴轴数系数数;轮组系数数,单轮轮组为66.4,双轮组组为1,四轮轮组为00.388。表4.2 交通资资料序号车型名称前轴重(kkN)后轴重(kkN)后轴数后轴轮组数后轴距(mm)交通量(辆/日)1三菱T6553B29.348.01双轮组3002黄河JN116358.6114.001双轮组3003东风EQ115526.556.72双轮组34004新疆XJ-6622A32.764.71双轮组5005湘江HQPP4023.173.21双轮组3400表4.3 轴载换换算结果果(弯沉沉)车型/KN三菱T6553

42、B前轴29.316.43009.2088后轴48.01130012.3117黄河JN1163前轴58.616.4300187.7783后轴114.0011300530.4465东风EQ1155前轴26.516.44007.9322后轴56.72140067.7992新疆XJ6622A前轴32.716.450024.7442后轴64.71150075.2332湘江HQPP40前轴23.116.44004.3655后轴73.211400102.9963累计1022.7999累计当量量轴次根据设计规规范,沥沥青路面面的设计计年限取取15年,六六车道的的车道系系数是00.3000.40,取取0.440

43、。(4.2)式中:设设计年限限内累计计交通量量;设计的初初始年平平均日交交通量;设计年限限内交通通量年平平均增长长率;轮迹分布布系数;t设计年年限。则211330199 次(2)验算算半刚性性基层层层底拉应应力的累累计当量量轴次。轴载换算算当进行半刚刚性基层层层底拉拉应力验验算时,凡凡轴载大大于500KN的的各级轴轴载(包包括车辆辆的前后后轴)的的作用次次数N,应按按下述公公式换算算成标准准轴载PP的当量量作用次次数。验算半刚性性基层层层底拉应应力的轴轴载换算算公式为为(4.2)式中:为为轴数系系数,;轮组系数数,单轮轮组为11.855,双轮轮组为11,四轮轮组为00.099。表4.4 交通资

44、资料序号车型名称前轴重(kkN)后轴重(kkN)后轴数后轴轮组数后轴距(mm)交通量(辆/日)1三菱T6553B29.348.01双轮组3002黄河JN116358.6114.001双轮组3003东风EQ115526.556.72双轮组34004新疆XJ-6622A32.764.71双轮组5005湘江HQPP4023.173.21双轮组3400表4.5 轴载换换算计算算结果车型/KN黄河JN1163前轴58.6118.530077.1775后轴114.0011300855.7776东风EQ1155后轴56.7214008.5466新疆XJ6622A后轴64.71150015.3553湘江HQP

45、P40后轴73.21140032.9772(待续)续表累计989.8822累计当量量轴次2. 结构构组合与与材料选选取由上面的计计算得到到设计年年限内一一个行车车道上的的累计标标准轴次次约为2200万万次左右右,根据据规范推推荐结构构,路面面结构层层采用沥沥青混凝凝土(113cm)、基基层采用用水泥碎碎石(440 ccm)。规范规定城城市二级级道路的的面层由由二至三三层组成成,查规规范,采采用二层层沥青面面层,表表面层采采用细粒粒式密级级配沥青青抗滑表表层(厚厚4cm),下下面层采采用中粒粒式(厚厚4cm)加粗粒式式(厚5cm)沥青混混凝土(厚厚9cm)。3. 各层层材料的的抗压模模量与劈劈裂

46、强度度表4.6 各层材材料抗压压模量(20)与劈裂强度层位结构层材料料名称厚度(cmm)抗压模量(MPaa) (20)抗压模量(MPaa) (15)容许应力(MPaa)劈裂强度1细粒式沥青青4140020000.431.42粗粒式沥青青混凝土土8100012000.280.83水泥稳定砂砂砾150015000.240.54土基4. 土基基回弹模模量的确确定该路段处于于5区,为为粘质土土,稠度度为1.00,查查路基基路面工工程表表16.6.22,可知知土基回回弹模量量为39.55MPaa。5. 设计计指标的的确定对于中等城城市主干干路,规规范要求求以设计计弯沉值值作为设设计指标标,并进进行结构构

47、层层底底拉应力力的验算算。(1)设计计弯沉值值该道路为中中等城市市主干道道,路面面等级系系数,面面层是沥沥青混凝凝土路面面取1.00,半刚刚性基层层,底基基层总厚厚度大于于20ccm,基基层类型型系数。设计弯沉值值为:(0.011mm)(2)各层层材料的的容许层层底拉应应力(4.3)细粒式密密级配沥沥青混凝凝土:2粗粒式密密级配沥沥青混凝凝土:水泥稳定定砂砾:6.设计资资料总结结设计弯沉值值为355.9(0.001mmm)相关关资料汇汇总如表表4.77。表4.7 设计资资料汇总总表材料名称层厚(cmm)容许拉应力力()细粒式沥青青40.7000粗粒式沥青青混凝土土90.3600水泥稳定砂砂砾4

48、00.3188土基4.4.22水泥混混凝土路路面设计计1. 轴载载分析水泥混凝土土路面结结构设计计以1000KNN的单轴轴-双轮组组荷载作作为标准准轴载。不不同轴-轮型和和轴载的的作用次次数,按按下式换换算为标标准轴载载的作用用次数。=(4.44)=(4.55)或=(4.6)或=(4.7)式中:100KKN单轴轴-双轮组组标准轴轴载的作作用次数数;单轴-单单轮、单单轴-双轮组组、双轴轴-双轮组组或三轴轴-双轮组组轴型级级轴载的的总重(KN);轴型和轴轴载级位位数;各类轴型型级轴载载的作用用次数;轴-轮型型系数,单单轴-双轮组组时,=1;单单轴-单轮时时,按式式(4-5)计算算;双轴轴-双轮组组

49、时,按按式(44-6)计算算;三轴轴-双轮组组时,按按式(44-7)计算算。凡是前、后后轴载大大于400KN的的轴数均均应换算算成标准准轴数。对对于前、后后轴载小小于或等等于400KN的的轴数,因因为它在在混凝土土板内产产生的应应力很小小,引起起的疲劳劳损伤也也很轻微微,故可可略去不不计。设设计任务务书提供供的交通通资料为为双车道道双向调调查结果果,如表表4.88:表4.8 交通资资料序号车型名称前轴重(kkN)后轴重(kkN)后轴数后轴轮组数后轴距(mm)交通量(辆/日)1三菱T6553B29.348.01双轮组3002黄河JN116358.6114.001双轮组33003东风EQ11552

50、6.556.72双轮组34004新疆XJ-6622A32.764.71双轮组5005湘江HQPP4023.173.21双轮组3400表4.9 计算设设计年通通过的标标准轴载载作用次次数车型车轴三菱T6553B后轴48.013002.3822103黄河JN1163前轴58.635930026.0331后轴114.0013003051.4699(待续)续表东风EQ1155后轴56.70.441054004.5644107新疆XJ6622A后轴64.715000.4711湘江HQPP40后轴73.214002.7188累计3080.6899平均增长率率为:2. 交通通参数分分析设计基准期期内水泥泥混

51、凝土土面层临临界荷位位处所承承受的标标准轴载载累计作作用次数数,可按按下式计计算确定定。(4.8)式中:标标准轴载载累计作作用次数数;设计基准准期;交通量年年平均增增长率;临界荷位位处的车车辆轮迹迹横向分分布系数数。查规范知,临临界荷位位处的车车辆轮迹迹横向分分布系数数。已知知交通量量年平均均增长率率为5%。将参参数代入入上式计计算得到到设计基基准期内内设计车车道标准准荷载累累计作用用次数为为:=(万次)由规范知:设计车车道标准准轴载累累计作用用次数时时,属重重交通等等级。所所以该路路属重交交通等级级。3. 初拟拟路面结结构由规范知,相相应于安安全等级级三级的的变异水水平等级级取中级级。根据据

52、二级道道路、特特重交通通等级和和中级变变异水平平等级,初初拟普通通混凝土土面层厚厚度为00.222m。基基层选用用水泥稳稳定粒料料(水泥泥用量55%),厚厚0.118m;垫层选选用0.18mm低剂量量无机结结合料稳稳定土。普普通混凝凝土板的的平面尺尺寸宽为为4.55 m,长长5.00m,纵纵缝为设设拉杆平平缝,横横缝为设设传力杆杆的假缝缝。4. 路面面材料参参数确定定查规范知,取取重交通通等级的的普通混混凝土面面层的弯弯拉强度度标准值值为5.0MPPa,相相应弯拉拉弹性模模量取=30GGPa。查规范知,路路基回弹弹模量取取30MMPa,水水泥稳定定粒料回回弹模量量13000MPPa,无无机结合

53、合料稳定定土垫层层回弹模模量6000 MPPa。新建公路的的基层顶顶面当量量回弹模模量可按按下式确确定:(4.9)(4.100)(4.111)(4.122)(4.133)(4.144)式中:基层顶面面的当量量回弹模模量(MMPa);路床顶面面的当量量回弹模模量(MMPa);基层和底底基层或或垫层的的当量回回弹模量量(MPPa);、基层和和底基层层或垫层层的回弹弹模量(MPa);基层和底底基层或或垫层的的当量厚厚度(mm);基层和底底基层或或垫层的的当量弯弯曲刚度度(MNN-m);、基层和和底基层层或垫层层的厚度度(m);、与有关关的回归归系数。将13000 Mppa、6000Mpa、0.118

54、m、0.118m、E030Mppa代入入得:=(MPaa)= (m)0(MPaa)普通混凝土土面层的的相对刚刚度半径径按下式式计算:(4.155)式中:混混凝土板板的相对对刚度半半径(mm),;混凝土板板的厚度度(m);水泥混凝凝土的弯弯拉弹性性模量(MPa);基层顶面面当量回回弹模量量(MPPa)。所以,相对对刚度半半径计算算为:(m)5. 荷载载疲劳应应力标准轴载在在四边自自由板的的临界荷荷位处产产生的荷荷载应力力按下式式计算:(4.166)式中:标标准轴载载在四边边自由板板临界荷荷位处产产生的荷荷载应力力(MPPa);(MPa)标准轴载在在临界荷荷位处产产生的荷荷载疲劳劳应力按按下式确确

55、定。(4.177)式中:标准轴载载在临界界荷位处处产生的的荷载疲疲劳应力力(MPPa);标准轴载载在四边边自由板板的临界界荷位处处产生的的荷载应应力(MMPa);考虑接缝缝传荷能能力的应应力折减减系数,纵纵缝为设设拉杆的的平缝时时,=00.8770.992(刚刚性和半半刚性基基层取低低值,柔柔性基层层取高值值);考虑设计计基准期期内荷载载应力累累计疲劳劳作用的的疲劳应应力系数数;考虑偏载载和动载载等因素素对路面面疲劳损损坏影响响的综合合系数。其中:(4.188)式中:设设计基准准期内标标准轴载载累计作作用次数数;与混合料料性质有有关的指指数,普普通混凝凝土=00.0557;因纵缝为设设拉杆平平

56、缝,接接缝传荷荷能力的的应力折折减系数数=0.877。考虑虑设计基基准期内内荷载应应力累计计疲劳作作用的疲疲劳应力力系数为为:;根据公路等等级,考考虑偏载载和动载载等因素素对路面面疲劳损损坏影响响的综合合系数取取。则荷载疲劳劳应力计计算为:(MPa)6.温度疲疲劳应力力由规范知,5区最大大温度梯梯度取/m。板板长5mm,=,可查查普通混混凝土厚厚=0.22mm时,Bx0.551。按按下式计计算,最最大温度度梯度时时混凝土土板的温温度翘曲曲应力。(4.199)式中:最大温度度梯度时时混凝土土板的温温度翘曲曲应力(MPa);混凝土的的线膨胀胀系数(/),通常可取为/;最大温度度梯度;综合温度度翘曲

57、应应力和内内应力作作用的温温度应力力系数,可可按和查图确确定;板长,即即横缝间间距(mm)。将参数代入入式(44.199)得:=(MPaa)温度疲劳应应力系数数,按下下式计算算(4.200)式中:、和和回归归系数,按按所在地地区的公公路自然然区划查查表确定定;混凝土弯弯拉强度度标准值值(MPPa)。根据公路自自然区划划,查规规范知,取取,得:=临界荷位处处的温度度疲劳应应力按下下式确定定:(4.211)式中:临界荷位位处的温温度疲劳劳应力(MPa);最大温度度梯度时时混凝土土板的温温度翘曲曲应力(MPa);考虑温度度应力累累计疲劳劳作用的的疲劳应应力系数数。温度疲劳应应力为:=(MPaa)查规

58、范知,二二级道路路的安全全等级为为三级,相相应于三三级安全全等级的的变异水水平等级级为中级级,目标标可靠度度为855%。再再根据查查得的目目标可靠靠度和中中级变异异水平等等级为低低级,确确定可靠靠度系数数=1.13。水泥混凝土土路面结结构设计计以行车车荷载和和温度梯梯度综合合作用产产生的疲疲劳断裂裂作为设设计的极极限状态态,其表表达式采采用下式式。(4.222)式中:可靠度度系数;行车荷荷载疲劳劳应力(MPa);温度梯梯度疲劳劳应力(MPa);水泥混混凝土弯弯拉强度度标准值值(MPPa)。将各参数代代入计算算式得:=MPa55.0MMPa因而,所选选普通混混凝土面面层厚度度(0.22mm)可以

59、以承受设设计基准准期内荷荷载应力力和温度度应力的的综合疲疲劳作用用。4.4.33路面结结构方案案比选依据规范要要求,选选用的各各结构层层,其中中基层采采用水泥泥稳定碎碎石,以以满足多多雨湿润润地区路路面结构构层排水水的要求求。混凝凝土路面面结构的的强度高高、稳定定性及耐耐久性好好,但是是水泥的的需求量量大,有有接缝,这这些接缝缝不但增增加施工工和养护护的复杂杂性,而而且又是是路面的的薄弱点点,如处处理不当当,将导导致路面面板边和和板角处处的破坏坏;开放放交通较较迟;修修复困难难,混凝凝土路面面破坏后后,开挖挖很困难难,修补补工作量量也大,且且影响交交通。沥青路面是是用沥青青材料做做结合料料粘结

60、矿矿物修筑筑面层与与各类基基层和垫垫层所组组成的路路面结构构。由于于沥青路路面使用用沥青结结合料,因因而增强强了矿料料间的结结合力,提提高了混混合料的的强度和和稳定性性,使路路面的使使用质量量和耐久久性都得得到提高高。与水水泥混凝凝土路面面相比,沥沥青路面面具有表表面平整整、无接接缝、行行车舒适适、耐磨磨、振动动小、噪噪音低、施施工期短短、养护护维修简简便、适适宜于分分期修建建等优点点。但是是,沥青青路面的的抗弯强强度低,所所以要求求路面的的基础应应具有足足够的强强度和稳稳定性。同同时,低低温时的的沥青路路面的抗抗变性能能很低,为为防止不不均匀冻冻胀而使使沥青路路面开裂裂,需设设置防冻冻层。综

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