路基路面课程设计
特重、极重>1.9 交通荷载等级
(5) 路基排水系统采用边沟的形式。设置在路堤的坡脚外侧,纵坡与路线纵坡一致,平坡路段采用0.5%的纵坡,截面形式采用梯形截面,材料采用浆砌片石,对于高速公路砂浆采用M7.5。
2.2 路堑横断面设计
(1)路堑宽度: 路堑宽度为行车道路面和两侧路肩宽度之和。由《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)的规定设计,查表2-1得到,高速公路,设计速度80km/h的6车道公路,路堑宽度取32m。
表2—1
公路等级 设计速度(km/h) 车道数 路基宽度(m) 一般值 最小值 8 120 6 4 8 高速公路、一级公路 100 6 4 6 80 4 60 4 42.00 34.50 28.00 41.00 33.50 26.00 32.00 24.50 23.00 40.00 — 25.00 38.50 — 23.50 — 21.50 20.00 其中每个车道宽度取3.5m,路肩宽度取3m,并铺筑硬质路肩,中间带宽度5m。
(2)路堑深度:我国《公路路基设计规范》(JTG—D30—2004)中规定:“新建公路的路基设计高程为路基的边缘高程。则已知路堑横断面的设计高程为825m,地面高程为830m,地
面横坡为16°(右高)。则路堑的边缘高程为825m,则横断面形式如下图2—2。
(3)路堑边坡坡度应根据边坡高度和开挖土质等因素确定。由设计高程和原地面高程可知开挖深度(边坡高度)<8m,综合表2-4取路堑的边坡坡度为1:1.5。
表2—4
土的类别 黏土、粉质粘土、塑性指数大于3的粉土 中密以上的中砂、粗砂、砂砾 胶结和密实 卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土 中密
(4) 路基排水系统采用边沟的形式。设置在路堑的坡脚外侧,纵坡与路线纵坡一致,平坡路段
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边坡坡率 1:1 1:1.5 1:0.75 1:1 路基路面课程设计
采用0.5%的纵坡,截面形式采用梯形截面,材料采用浆砌片石,对于高速公路砂浆采用M7.5。
3 路面部分设计
3.1 沥青路面设计
3.1.1轴载分析
我国沥青路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载,表示为BZZ-100。标准轴载的计算参数按表3-1确定。
表3-1 标准轴载计算参数
标准轴载名称 标准轴载P(KN) 轮胎接地压强P0.70 (Mpa) ﹙1﹚当以设计弯沉值设计指标及沥青基层层底拉应力验算时,凡前、后轴轴载大于25kN的各级轴载Pi的作用次数ni均换算成标准轴载P的当量作用次数N。
两轮中心距(cm) 1.5d BZZ-100 100 标准轴载名称 单轮当量圆直径d(mm) BZZ-100 21.30 N??i?1KC1C2ni(pip)4.35
式中:N— 以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数; ni— 被换算车型的各级轴载换算次数(次/日); P— 标准轴载(kN);
Pi— 各种被换算车型的轴载(kN);
C1— 轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轴组为0.38;
C2— 轴数系数。
K— 被换算车型的轴载级别。
当轴间距离大于3m时,按单独的一个轴载计算;当轴间距离小于3m时,双轴或多轴的轴数系数按下面公式计算:
C1?1?1.2?m?1?
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式中:m—轴数。
表3-2 轴载换算结果
车型 前轴 跃进NJ230 后轴 前轴 解放CA10B 后轴 前轴 黄河JN150 后轴 前轴 长征XD250 后轴 前轴 依土姿TD50 后轴 前轴 菲压特650E 后轴 前轴 太脱拉138 后轴 80.00 ∑N 则其设计年限内一个车道上的累计量轴次
2.2 1 49 58.394 2130 72.00 51.40 1 1 1 6.4 249 49 69.3 19.259 90.00 33.00 1 1 1 1 1501 249 987.931 2.977 72.60 42.20 2.2 1 1 1 313 1501 138.390 35.651 101.60 37.80 1 1 1 6.4 385 313 430.498 29.304 60.85 49.00 1 1 1 6.4 899 385 106.334 121.378 69.20 19.40 1 1 1 6.4 590 899 110.344 3.697 Pi(kN) C1 23.70 1 C2 1 ni(次/日) C1C2ni(pi)4.35 p590 1.002 Ne:
Ne?[(1??)t?1]?365?N1?
式中 Ne— 设计年限内一个车道的累计当量次数;
t — 设计年限,由材料知,t=20年;
N1— 设计端竣工后一年双向日平均当量轴次;
?— 设计年限内的交通量平均增长率,由材料知,γ=0.069;
?— 车道系数,由材料知η=0.5。
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则:
Ne??1????1??365?N?????1?0.069??t?1?1?365次。 ?2130?0.5?165696910.06920?﹙2﹚验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次时,凡轴载大于50KN的各级轴载Pi的作用次数ni均按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N。
N?'''?CC'1i?1K'2ni(pip)8
式中:N— 以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量次数; ni— 被换算车型的各级轴载换算次数(次/日); P— 标准轴载(kN);
Pi— 各种被换算车型的轴载(kN);
C1—轮组系数,双轮组为1.0,单轮组为18.5,四轮组为0.09。 C2—轴数系数;
''表3-3 轴载换算结果
车型 Pi(kN) 前轴 23.70 69.20 19.40 60.85 49.00 101.60 37.80 72.60 42.20 90.00 33.00 72.00 51.40 C1' 1 1 1 1 1 1 1 2.2 1 1 1 1 1 ' C2p'ni(次/日) C1'C2ni(i)8 p590 590 899 899 385 385 313 313 1501 1501 249 249 49 0.006 32.785 0.034 13.686 25.883 440.685 2.768 25.865 1.597 560.376 0.040 43.752 6.399 9
1 1 18.5 1 18.5 1 18.5 1 1 1 1 1 18.5 跃进NJ230 后轴 前轴 解放CA10B 后轴 前轴 黄河JN150 后轴 前轴 长征XD250 后轴 前轴 依士姿TD50 后轴 前轴 菲压特650E 后轴 太脱拉138 前轴
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后轴 80.00 ∑N 2.2 1 49 16.843 1140.09 则其设计年限内一个车道上的累计量轴次Ne'为:
Ne??1????1??365?N?????1?0.069??t?1?1?365次。 ?1140?0.5?54933820.06920?3.1.2 结构组合与材料选取
根据《公路沥青路面设计规范》,并考虑公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰供应,路面结构层采用三层式沥青混凝土面层,表层采用细粒式密级配沥青混凝土(40mm),中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(60mm),下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(90mm),基层采用水泥稳定碎石(厚度待定),底层采用二灰土(350mm)。
示意图如图3—1
图3—1
3.1.3 各层材料的抗压模量和劈裂强度
土基回弹模量的确定可根据查表法查得。各结构层材料的抗压模量及劈裂强度已参照规范给出的推荐值确定。见表3-4。
表3-4 结构组合参数
层次 ①
材料名 细粒式沥青混凝土
厚度 (cm)
4
抗压回弹模量
15°C模量
2000
20°C模量 1400
强度劈裂
(Mpa) 1.2
10