路基路面工程课程设计2(3)

2019-06-05 14:19

方案Ⅱ:路面结构面层采用上层为中粒式沥青混凝土(厚度取5cm),下层采用沥青贯入式(厚度取6cm),基层采用水泥稳定碎石(厚度取30cm),底基层为石灰土(厚度待定)

查规范得到各层材料的抗压模量和劈裂强度。抗压模量取20?C的模量,各值取规范给定范围的中值。

方案Ⅰ20℃的抗压模量为:细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa,粗粒式密级配沥青混凝土为1000MPa,水泥碎石为1500MPa,石灰土为550MPa。

方案Ⅰ各层材料的劈裂度为:细粒式密级配沥青混凝土为1.4MPa,粗粒式密级配沥青混凝土为0.8MPa,水泥碎石为0.5MPa,石灰土为0.225MPa。

方案Ⅱ20℃的抗压模量为:中粒式沥青混凝土为1200MPa,沥青贯入式为500MPa,水泥碎石为1500MPa,石灰土为550MPa。

方案Ⅱ各层材料的劈裂度为:中粒式沥青混凝土为1.0MPa,水泥碎石为0.5MPa,石灰土为0.225MPa。

分别列表如下: 方案Ⅰ

材料名称 细粒式沥青混凝土 粗粒式沥青混凝土 水泥碎石 石灰土 方案Ⅱ

材料名称 中粒式沥青混凝土 沥青贯入式 水泥碎石 石灰土

4、设计指标的确定

对于二级公路,规范要求以设计弯沉值作为设计指标,并进行结构底层拉应力验算。 4.1、计算设计弯沉值

根据《规范》,

抗压模量E1/(MPa)(20℃) 1200 500 1500 550 劈裂强度σ/(MPa) 1.0 — 0.5 0.225 抗压模量E1/(MPa)(20℃) 1400 1000 1500 550 劈裂强度σ/(MPa) 1.4 0.8 0.5 0.225 Ld?600Ne?0.2AcAsAb

11

式中:Ld——路面设计弯沉值,0.01mm;

Ac——公路等级系数,二级公路Ac?1.1;

As——面层类型系数,为沥青混凝土面层,As?1.0;

Ab——基层类型系数,半刚性基层,底基层总厚度大于20cm,Ab?1.0。

则两种情况下各自的设计弯沉值分别为:

ld1?600Ne?0.2AcAsAb=600?1248390?0.2?1.1?1.0?1.0?47.18(0.01mm)

ld1?600Ne?0.2AcAsAb=600?1135618?0.2?1.1?1.0?1.0?40.6(0.01mm)

4.2、各层材料的容许底层拉应力

根据《规范》得 :

?R??spKS

式中:?R——路面结构层材料的容许拉应力;

?sp——结构层材料的极限抗拉强度;

KS——抗拉强度结构系数。 方案Ⅰ

密级配细粒式沥青混凝土:

Ks?0.09Ne0.22/Ac?0.09?11356180.22/1.1?1.76

?R??SP/KS?1.4/1.76?0.79MPa

密级配粗粒式沥青混凝土:

Ks?0.09Ne0.22/Ac?0.09?11356180.22/1.1?1.76

?R??SP/KS?0.8/1.76?0.45MPa

0.110.11K?0.35N/A?0.35?1135618/1.1?1.47MPa ec水泥稳定碎石: s

?R??SP/KS?0.5/1.47?0.34MPa

12

0.110.11K?0.45N/A?0.45?1135618/1.1?1.90 ec石灰土: s

?R??SP/KS?0.225/1.90?0.12MPa

设计资料的总结:方案Ⅰ

设计弯沉值为47.18(0.01mm),相关设计资料汇总如下表所示

材料名称 细粒式密级配沥青混凝土 粗粒式密级配沥青混凝土 水泥稳定碎石 石灰土 方案Ⅱ:

中粒式沥青混凝土:

h/cm 5 8 30 ? 20C模量/Mpa 1400 1000 1500 550 容许拉应力/MPa 0.79 0.45 0.34 0.12 Ks?0.09Ne0.22/Ac?0.09?11356180.22/1.1?1.47

?R??SP/KS?1.0/1.76?0.57MPa

0.110.11K?0.35N/A?0.35?1135618/1.1?1.47MPa ec水泥稳定碎石: s

?R??SP/KS?0.5/1.47?0.34MPa

0.110.11K?0.45N/A?0.45?1135618/1.1?1.90 sec石灰土:

?R??SP/KS?0.225/1.90?0.12MPa

设计资料的总结:方案Ⅱ

设计弯沉值为40.6(0.01mm),相关设计资料汇总如下表所示

材料名称 中粒式沥青混凝土 沥青贯入式 水泥稳定碎石 石灰土 h/cm 5 6 30 ? 20C模量/Mpa 1200 500 1500 550 容许拉应力/MPa 0.57 — 0.34 0.12 5、石灰土厚度的计算以及底层拉应力的验算

方案Ⅰ:通过公路路面设计程序系统HPDS2006的计算,石灰土的厚度取20cm,实际路面结构的路表实测弯沉值为26.8 (0.01mm),细粒式密级配沥青混凝土层底最大拉应力为-0.241MPa,粗粒式密级配沥青混凝土层底最大拉应力为-0.086MPa,水泥碎石层底最大拉应力为0.151MPa,石灰土层底最大拉应力为0.091MPa。

13

上述设计结果满足设计要求。

方案Ⅱ:通过公路路面设计程序系统HPDS2006的计算,石灰土的厚度取20cm,实际路面结构的路表实测弯沉值为31.6(0.01mm),中粒式沥青混凝土层底最大拉应力为0.016MPa,水泥碎石层底最大拉应力为0.151MPa,石灰土层底最大拉应力为0.093MPa。

上述设计结果满足设计要求。 两种方案汇总如下:

方案Ⅰ 材料 细粒式密级配沥青混凝土 粗粒式密级配沥青混凝土 水泥稳定碎石 石灰土 6、横断面设计A3图见附图 7、路面结构层的施工质量控制标准 7.1、基层施工质量控制标准

沥青路面签层的材料要求、施工工艺应符合现行的路面设计规范和基层施工技术规范的规定。沥青面层施工前应对基层进行检查,当基层的质量检查符合要求后方可修筑沥青面层。沥青路面的基层应符合下列要求:

(1)强度、刚度、干燥收缩和温度收缩变形、高程符合要求。 (2)具有稳定性。

(3)表面应平整、密实.荃层的拱度与面层的拱度应一致。

新建的沥青路面的基层可按设计要求选用水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土或粒料的半刚性基层及泥(灰)结碎石、级配碎石、级配砂砾基层。也可采用沥青贯入式、沥青碎石或碾压式水泥混凝土基层。

施工过程中工程质量检查的内容、频度、质量标准符合下表要求。当检查结果达不到规定的要求时,应追加检测数量,查出原因,作出处理。

7.2、沥青面层施工质量控制标准

沥青面层施工质量控制标准

厚度/cm 5 8 30 20 材料 中粒式密级配沥青混凝土 沥青贯入式 水泥稳定碎石 石灰土 方案Ⅱ 厚度/cm 5 6 30 20 14

沥青面层施工过程中工程质量的控制标准 路面类型 项目 检查频度 质量要求或允许偏差(单点检验) 二级公路 外观 随时 表面平整密实,不得有轮迹、裂缝、推挤、油丁、油包、离析、花白料现象 紧密平整、顺直、无跳车 目测 目测、用3m直尺测量 试验方法 接缝 施出厂温度 工摊铺温度 温碾压温度 度 随时 不小于1次/车 不小于1次/车 随时 符合表规范的规定 温度计 热拌沥青混合料路面 矿料级配:与生产设计标准级配的差 方孔筛 圆孔筛 0.075mm 每台拌和0.075mm 机1次或2≤2.36mm ≤次/日 2.5mm ≥4.75mm ≥5.0mm ±2% ±7% ±8% 拌和厂取样,用抽提后的矿料筛分,应至少检查0.075mm、2.36mm、4.75mm、最大集料粒径及中间粒径等5个筛孔,中间粒径宜为:细、中粒式为9.5mm(圆孔10);粗粒式为13.2mm(圆孔15) 拌和厂取样,离心法抽提(用射线法沥青含量测定仪随时检查) 拌和厂取样成型试验 拌和厂取样成型试验 沥青用量 (油石比) 马歇尔试验: 稳定度 流值 密度、空隙率 浸水马歇尔试验 每台拌和机1次或2次/日 每台拌和机1次或2次/日 必要时 每2000±0.5% 符合规范的规定 热拌沥青混合料路面 符合规范的规定 m2压实度 检查1次,1次不少于1个孔 马歇尔试验 密度的95% 试验段钻孔 密度的99% 现场钻孔(或挖坑)试验(用核子密度仪随时检查) 15


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