《路基路面工程》課程設(shè)計(jì)--雙向四車道高速公路

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)為遼寧省某地新建的一條雙向四車道高速公路,設(shè)計(jì)速度為120km/h.起止樁號(hào)為K280+030-K400+235.分為路基設(shè)計(jì)和路面設(shè)計(jì)兩部分.</p><p>　　路基設(shè)計(jì)中主要以一般路堤形式進(jìn)行設(shè)計(jì),路堤平均高度為2.5m，土質(zhì)為粉性土，平均地下水位1.0m，平均凍深0.3米。主要進(jìn)行了路基橫

2、斷面設(shè)計(jì)、道路橫斷面排水設(shè)計(jì)、路基穩(wěn)定性驗(yàn)算和施工設(shè)計(jì).其中,路基穩(wěn)定性驗(yàn)算取8m高一般路堤進(jìn)行設(shè)計(jì).</p><p>　　路面設(shè)計(jì)中對(duì)任務(wù)書所給的一些不合理的條件根據(jù)規(guī)范做出了相應(yīng)的修改,主要是初擬路面結(jié)構(gòu)的不同.設(shè)計(jì)路面為水泥混凝土剛性路面,主要包括路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)、混凝土路面板尺寸設(shè)計(jì)、接縫設(shè)計(jì)以及施工設(shè)計(jì).并對(duì)水泥混凝土路面面層的配合比進(jìn)行了設(shè)計(jì).</p><p>　　關(guān)鍵詞

3、一般路堤、排水、施工、水泥路面、配合比</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　1 路基設(shè)計(jì)4</b></p><p>　　1.1 路基橫斷面設(shè)計(jì)4</p><p>

4、　　1.1.1 確定路基橫斷面形式4</p><p>　　1.1.2 確定自然區(qū)劃和路基干濕類型4</p><p>　　1.1.3 擬定路基斷面尺寸5</p><p>　　1.2 道路橫斷面排水設(shè)計(jì)6</p><p>　　1.2.1 確定邊溝布置、斷面形式及尺寸6</p><p>　　1.2.2 確定截水溝布

5、置、斷面形式和尺寸7</p><p>　　1.2.3 其他排水設(shè)施9</p><p>　　1.3 路基穩(wěn)定性驗(yàn)算9</p><p>　　1.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)10</p><p>　　1.3.2 穩(wěn)定性驗(yàn)算10</p><p>　　1.3.3 路基坡面防護(hù)12</p><p>　　1.

6、4 路基施工設(shè)計(jì)13</p><p>　　1.4.1 施工要點(diǎn)13</p><p>　　1.4.2 路基壓實(shí)14</p><p>　　2 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)15</p><p>　　2.1 行車荷載15</p><p>　　2.1.1 車輛的類型和軸型15</p><p>　　2.1

7、.2 軸載換算16</p><p>　　2.1.3 交通分析17</p><p>　　2.2 路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)19</p><p>　　2.2.1 墊層設(shè)計(jì)19</p><p>　　2.2.2 基層設(shè)計(jì)19</p><p>　　2.2.3 面層設(shè)計(jì)20</p><p>　　2.2.4

8、 路肩設(shè)計(jì)21</p><p>　　2.2.5 路面排水設(shè)計(jì)21</p><p>　　2.3 路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)22</p><p>　　2.3.1. 初擬路面結(jié)構(gòu)22</p><p>　　2.3.2. 路面材料參數(shù)的確定22</p><p>　　2.3.3. 基層頂面回彈模量24</p><

9、;p>　　2.3.4. 荷載疲勞應(yīng)力25</p><p>　　2.3.5. 溫度疲勞應(yīng)力27</p><p>　　2.4 接縫設(shè)計(jì)29</p><p>　　2.4.1 縱向接縫29</p><p>　　2.4.2 橫向接縫30</p><p>　　2.5 水混凝土面層混合料設(shè)計(jì)31</p>

10、<p>　　2.5.1 基本要求31</p><p>　　2.5.2 配合比設(shè)計(jì)32</p><p>　　2.6 路面用鋼筋量計(jì)算34</p><p>　　2.7 水泥混凝土路面機(jī)械攤鋪施工35</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)37</b></p><p><b&

11、gt;　　路基設(shè)計(jì)</b></p><p>　　路基根據(jù)其使用要求和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，并結(jié)合施工方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，既有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，又要經(jīng)濟(jì)合理。影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定的地面水和地下水，必須采取攔截或排出路基以外的措施，并結(jié)合路面排水，綜合排水設(shè)計(jì)，形成完整的排水系統(tǒng)。修筑路基取土和棄土?xí)r，應(yīng)符合環(huán)保要求，以適當(dāng)處理，減少棄土侵占耕地，防止水土流失和瘀塞河道。本路基設(shè)計(jì)主要依據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG

12、D30—2004)、《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ B01—2003)、《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》及《土的工程分類》(GBT_50145-2007)和《路基路面工程》教材進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　路基橫斷面設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　確定路基橫斷面形式</b></p><p>　　由設(shè)計(jì)任務(wù)書所給條件，

13、路基橫斷面可采用路堤、路塹和半填半挖三種形式，以及公路曲線的超高、加寬時(shí)的路基橫斷面。本設(shè)計(jì)主要才用一般路堤形式，按照標(biāo)準(zhǔn)橫斷面形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　確定自然區(qū)劃和路基干濕類型</p><p>　　由《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》可知：遼寧大部分位于II2a遼河平原凍融交替副區(qū)，屬于東部溫潤(rùn)季凍區(qū)。路基土質(zhì)為粉質(zhì)土。</p><p>　　由《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》得

14、公路二級(jí)區(qū)劃的特征和指標(biāo)：</p><p>　　表1.1 二級(jí)區(qū)劃的特征和指標(biāo)</p><p>　　由表1.1可知II2a遼河平原凍融交替副區(qū)的潮濕系數(shù)K值較低。</p><p>　　由《路基路面工程》可得路基臨界高度：</p><p>　　表1.2 路基臨界高度參考值</p><p>　　該公路為高速公路雙向四車

15、道,要求標(biāo)準(zhǔn)較高,故取路基干濕類型為干燥,則由表1.2可得路基最小高度H>3.4m。</p><p><b>　　擬定路基斷面尺寸</b></p><p>　　遼寧地區(qū)地形以平原為主，屬于平原微丘區(qū)，本公路為高速公路雙向四車道，并考慮該地區(qū)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，取計(jì)算行車速度為120Km/h。</p><p><b>　?。?） 路基寬度

16、：</b></p><p>　　由《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ B01—2003)可歸納得：</p><p>　　表1.3 路基寬度參數(shù)</p><p>　　行車道寬度：2×7.5=15m 中央分隔帶：3m 路緣帶：0.75m×2=1.5m</p><p>　　硬路肩寬度：3.25m×2=6.5

17、m 土路肩寬度：0.75m×2=1.5m</p><p>　　則，路基寬度：15+3+1.5+6.5+1.5=27.5m</p><p>　　得路基橫斷面圖如圖1.1所示：</p><p>　　圖1.1 路基橫斷面圖</p><p><b>　?。?） 路基高度：</b></p><p&

18、gt;　　由《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D30—2004)，設(shè)有中央分隔帶的高速公路，路基設(shè)計(jì)標(biāo)高為中央分隔帶的外側(cè)邊緣高程。由于該公路位處II2a遼河平原凍融交替副區(qū)，主要自然病害以凍脹與翻漿為主，且公路等級(jí)要求高，設(shè)計(jì)需求路基干濕類型為干燥，由表1.2知，路基高度H>3.4m，設(shè)計(jì)資料中路基平均高度為2.5m。綜合考慮路線縱坡要求，路基穩(wěn)定性和工程經(jīng)濟(jì)等因素，本設(shè)計(jì)取路基高度H=6m。</p><p>

19、;　?。?） 路基邊坡坡率：</p><p>　　路堤填土高度為6m，路基填料為細(xì)粒土，由表1.4可得，取路基邊坡坡率為1?1.5，則邊坡寬度b=1.5H=9m。</p><p>　　表1.4 路堤邊坡坡率</p><p><b>　　道路橫斷面排水設(shè)計(jì)</b></p><p>　　公路位于II2a遼河平原凍融交替副區(qū)

20、，主要自然病害以凍脹與翻漿為主，其次崩塌、土流。自然條件對(duì)公路工程的影響主要表現(xiàn)在凍土多，公路的不利季節(jié)為11月-次年3月，公路由寬廣的平原地通過條件不太困難。</p><p>　　確定邊溝布置、斷面形式及尺寸</p><p>　　邊溝的排水量不大，一般不需進(jìn)行水文和水力計(jì)算。依據(jù)沿線情況，選用標(biāo)準(zhǔn)橫斷面形式。邊溝的縱坡一般與路線縱坡一致。邊溝橫斷面采用梯形，內(nèi)測(cè)邊坡坡率為1?1.5，外側(cè)

21、邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同。由于該公路位于東南潮熱區(qū)，降雨量較大，梯形邊溝的底寬和深度都采用0.6m。由于水量較大，邊溝采用漿砌片石鋪砌，砌筑用砂漿M7.5號(hào)。</p><p>　　邊溝斷面如圖1.2所示：</p><p>　　圖1.2 邊溝構(gòu)造圖</p><p>　　確定截水溝布置、斷面形式和尺寸</p><p>　　截水溝的位置應(yīng)盡量與

22、絕大多數(shù)的地面水流方向垂直，以提高截水溝的效能和縮短截水溝的長(zhǎng)度。溝底采用0.5%的縱坡。截水溝截面采用對(duì)稱梯形，溝的邊坡坡度采用1?1.5，溝底采用干砌片石鋪筑。對(duì)截水溝斷面尺寸采用試算法進(jìn)行水力計(jì)算，以獲得最佳斷面。</p><p>　?。?） 設(shè)計(jì)參數(shù)：縱坡i=0.005，坡率m=1.5，粗糙系數(shù)n=0.025，設(shè)計(jì)流量 =1.10m3/s。</p><p>　?。?） 假定溝底寬度

23、b=0.4m；由表1.5可得b/h=0.61,取h=0.66m；</p><p>　　表1.5 水力最佳斷面寬深比</p><p>　?。?） 水流斷面積： (1-1)</p><p>　　由 得，=0.92m2；</p><p>　　斷面系數(shù)：

24、 (1-2)</p><p><b>　　由 得，=3.6；</b></p><p>　　濕周： (1-3)</p><p>　　由 得，=2.78m；</p><p>　　水力半徑：

25、 (1-4)</p><p>　　由 得，=0.33m；</p><p>　?。?） 指數(shù)： (1-5)</p><p>　　由 得，=0.24；</p><p>　　流速系數(shù)： (1-6)</p><

26、p>　　由 得，=32.05；</p><p>　　水流斷面流速： (1-7)</p><p>　　由 得=1.3m/s；</p><p>　　斷面流量： (1-8)</p><p>　　由 得，=1.2 m3/s

27、；</p><p>　?。?） 驗(yàn)算 溝底鋪砌采用干砌片石。</p><p>　　則由表1.6可得最大容許設(shè)計(jì)流速為=2.0m/s；</p><p>　　表1.6 容許流速表</p><p>　　假設(shè)水中主要含土類為中細(xì)沙，取α=0.5；</p><p>　　最小容許流速：

28、 (1-9)</p><p>　　由得=0.26 m/s；</p><p>　　因?yàn)樵O(shè)計(jì)結(jié)果=1.3 m/s，介于與值之間，所以流速符合要求。</p><p>　　又因?yàn)橛?jì)算流量=1.2 m3/s，與 =1.10m3/s相差為超過10%，一般可認(rèn)為符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　綜上可知：因?yàn)榱髁亢土魉倬弦?，本截水溝可采用底?/p>

29、0.4m，而溝深H，應(yīng)為水深h加安全高度Δh=0.10~0.20m，本設(shè)計(jì)取Δh=0.14m，所以溝深H=h+Δh=0.66+0.14=0.8m。</p><p>　　截水溝斷面如圖1.3所示：</p><p>　　圖1.3 截水溝構(gòu)造圖</p><p><b>　　其他排水設(shè)施</b></p><p>　　道路的排水

30、設(shè)施主要包括路基排水和路面排水。</p><p>　　常用的路基地面排水設(shè)施，除了已經(jīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的邊溝和截水溝外，還包括排水溝、跌水與急流槽。這些排水設(shè)備，分別設(shè)在路基的不同部位，各自的排水功能、布置要求和構(gòu)造形式均有所差異。各類地表水溝溝頂應(yīng)高出設(shè)計(jì)水位0.2m以上。當(dāng)?shù)叵滤绊懧坊访娴膹?qiáng)度或邊坡穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)設(shè)置暗溝、滲溝和檢查井等地下排水設(shè)施。</p><p>　　路面表面排水主要是迅速

31、把降落在路面和路肩表面得降水排走，一面造成路面積水而影響行車安全。主要包括中央分隔帶排水、路面內(nèi)部排水和邊緣排水系統(tǒng)，以及排水基層的排水系統(tǒng)等。</p><p><b>　　路基穩(wěn)定性驗(yàn)算</b></p><p>　　由于本設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)橫斷面采用一般路堤形式，路堤平均填土高度為2.5m。對(duì)于路基的穩(wěn)定性分析，采用一般路堤的最高值8m。由《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D30

32、—2004)得路堤邊坡坡度為定值。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　路堤填土高h(yuǎn)1=6m，路堤邊坡坡率為m=1?1.5，路堤填料為粘質(zhì)土，粘聚力C=16.7KPa，內(nèi)摩擦角φ=12°（tanφ=0.212。土的容重取γ=18.6KN/m3。車輛荷載為公路一級(jí)汽車荷載。由《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D30—2004)，對(duì)路堤

33、和地基的整體穩(wěn)定性采用簡(jiǎn)化的Bishop法進(jìn)行分析計(jì)算。</p><p><b>　　穩(wěn)定性驗(yàn)算</b></p><p>　?。?） 車輛荷載的換算</p><p>　　在進(jìn)行路堤穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，將車輛荷載按最不利情況排列，并換算成相當(dāng)?shù)耐翆雍穸取?lt;/p><p>　　公路一級(jí)汽車荷載換算成土柱高：</p>

34、<p>　　由《路基路面工程》有， ； (1-10)</p><p>　　式中：N—并列車輛數(shù)，雙向六車道N=2；</p><p>　　L— 標(biāo)準(zhǔn)車輛軸載為6.4m；</p><p>　　Q—一輛重車的重力（標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載為550KN）；</p><p>　　γ—路基填料的重度

35、為18.6KN/m3；</p><p>　　B—荷載橫向分布寬度，近似取路基寬9m。</p><p>　　數(shù)值帶入計(jì)算可得：h0=1.245m，取h0=1.25m，偏于安全計(jì)算。</p><p><b>　　（2） 路堤橫斷面</b></p><p>　　用4.5H法滑動(dòng)面圓心位置的輔助線，取通過路堤坡腳和距路基左邊緣1

36、/4</p><p><b>　　路基跨度處的圓弧。</b></p><p>　　繪出圓弧滑動(dòng)面的計(jì)算圖示，如圖1.4所示：</p><p>　　圖1.4 4.5H法確定圓心位置圖示</p><p>　　其中，輔助線的作圖表值參考表1.7：</p><p>　　表1.7 輔助線的作圖表值<

37、;/p><p>　?。?） 穩(wěn)定系數(shù)K值</p><p>　　由《路基路面工程》有， ； (1-11)</p><p>　　式中：Ni—各土條的法向分力，Ni=Qicosαi；</p><p>　　Ti—各土條的切向分力，Ti= Qisinαi；</p><p>　　αi—各土條重心與圓

38、心連接線對(duì)豎軸y的夾角；</p><p>　　L—圓弧滑動(dòng)面全長(zhǎng)，L=16.59m</p><p>　　邊坡計(jì)算高度H=h0+h1=8.4m。</p><p>　　綜上可列穩(wěn)定性計(jì)算表如表1.8所示：</p><p>　　表1.8 路堤穩(wěn)定性計(jì)算表</p><p><b>　　則，穩(wěn)定系數(shù) 。</b&

39、gt;</p><p>　　由于K>1.45，所以路基穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果滿足要求。</p><p><b>　　路基坡面防護(hù)</b></p><p>　　本路基設(shè)計(jì)主要采用土質(zhì)邊坡坡度為1?1.5。考慮到遼寧地區(qū)降雨量較大，坡面沖刷比較嚴(yán)重，并結(jié)合工程防護(hù)，采用骨架防護(hù)，并鋪草皮相結(jié)合的路基坡面防護(hù)形式，具體為采用片石鋪砌成方格，方格內(nèi)再鋪草

40、皮。</p><p>　　坡面防護(hù)如圖1.4所示：</p><p>　　圖1.4 坡面防護(hù)示意圖</p><p><b>　　路基施工設(shè)計(jì)</b></p><p>　　理想的設(shè)計(jì)必須通過施工來實(shí)現(xiàn),施工實(shí)踐是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要過程。路基施工的主要內(nèi)容，大致可歸納為施工前的準(zhǔn)備工作和基本工作兩大部分。土質(zhì)路基的基本工作，是路

41、塹挖掘成型、土的移運(yùn)、路堤填筑壓實(shí)，以及與路基直接有關(guān)的各項(xiàng)附屬工程。施工的準(zhǔn)備工作，內(nèi)容較多，大致可以歸納為組織準(zhǔn)備、技術(shù)準(zhǔn)備和物質(zhì)準(zhǔn)備三個(gè)方面。</p><p><b>　　施工要點(diǎn)</b></p><p><b>　?。?） 基本要求</b></p><p>　　土質(zhì)路基的挖填，首先必須搞好施工排水，包括地面臨時(shí)排水

42、溝槽及設(shè)法降低地下水位,以便始終保持施工場(chǎng)地的干燥。路基挖填范圍內(nèi)的地表障礙物，事先應(yīng)予以拆除。路塹開挖，應(yīng)在全橫斷面進(jìn)行，自上而下一次成型。土質(zhì)路堤分層填平壓實(shí)，是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵。</p><p>　　路堤填方材料，應(yīng)有一定的強(qiáng)度。經(jīng)野外取土試驗(yàn)，高速公路應(yīng)符合表1.9的規(guī)定時(shí)才能使用。</p><p>　　表1.9 路堤填方材料最小強(qiáng)度和最大粒徑表</p><

43、p><b>　?。?） 填挖方案</b></p><p>　　土質(zhì)路堤填筑，主要采用不同的土水平分層平鋪的方式，以保證強(qiáng)度均應(yīng)。</p><p>　　土質(zhì)路塹開挖，主要采用縱向全款掘進(jìn)和橫向通道掘進(jìn)兩種方式。</p><p><b>　　（3） 機(jī)械化施工</b></p><p>　　主要采用

44、機(jī)械化施工，人工輔助配合的方式進(jìn)行路基施工。</p><p><b>　　路基壓實(shí)</b></p><p>　?。?） 機(jī)具選擇與操作</p><p>　　根據(jù)各種填料的不同性質(zhì)以及不同土層厚度，采用最適宜的壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行施工。路基壓實(shí)應(yīng)在最佳含水率條件下進(jìn)行。</p><p><b>　　（2） 壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)<

45、;/b></p><p>　　本公路為高速公路，路面為混凝土，對(duì)路基強(qiáng)度要求較高，按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，路基壓實(shí)度應(yīng)滿足表1.10的要求。</p><p>　　表1.10 路基壓實(shí)度</p><p><b>　　水泥混凝土路面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　水泥混凝土路面板為剛性路面，具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，在車輪荷載作

46、用下變形較小。所以，混凝土板通常工作在彈性階段。本水泥混凝土路面設(shè)計(jì)主要依據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2002)。在荷載圖示方面采用靜力作用均布面荷載，在地基模型方面，采用溫克勒地基模型。在路面板形態(tài)方面，采用半空間彈性地基有限大矩形板理論。</p><p><b>　　行車荷載</b></p><p><b>　　車輛的類型和軸型&l

47、t;/b></p><p>　　由交通調(diào)查和預(yù)測(cè)得知，本路建成初期每晝夜雙向混合交通量組成如下：</p><p>　　解放CA141 4678輛；長(zhǎng)征XD980 563輛；東風(fēng)EQ340 294輛</p><p>　　躍進(jìn)HJ130 900輛； 黃河JN150 1680輛；黃河JN162 1800輛</p><p>　　北京

48、BJ130 2600輛；太拖拉138 480輛；上海SH361 1600輛</p><p>　　后軸小于20KN的小汽車3000輛，預(yù)計(jì)年平均交通增長(zhǎng)率為9.25%。</p><p>　　根據(jù)交通調(diào)查結(jié)果，查閱相關(guān)資料可得2.1表如下：</p><p>　　表2.1 車輛軸重參數(shù)參考表</p><p><b>　　軸載換

49、算</b></p><p>　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2002)得標(biāo)準(zhǔn)軸載的有關(guān)計(jì)算參數(shù)見表2.2：</p><p>　　表2.2 標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)</p><p>　　水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以100KN的單軸-雙輪組荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。不同軸輪型和軸載的作用次數(shù)，換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。</p><p&

50、gt;　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2002) 有</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　或 (2-3)</p><p&

51、gt;　　或 (2-4)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Ns—100KN的單軸-雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)；</p><p>　　Pi—單軸-單輪、單軸-雙輪組、雙軸-雙輪組或三軸-雙輪組軸型級(jí)軸載的總重（KN）；</p>

52、;<p>　　—軸型和軸載級(jí)位數(shù)；</p><p>　　—各類軸型級(jí)軸載的作用次數(shù)；</p><p>　　—軸-輪型系數(shù)，單軸-雙輪組時(shí)，=1；單軸-單輪時(shí)，按（2-2）計(jì)算；雙軸-雙輪組時(shí)，按（2-3）計(jì)算；三軸-雙輪組時(shí)，按（2-4）計(jì)算。</p><p>　　對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)的統(tǒng)計(jì)，去掉影響較小的軸載小于40KN的交通量。并由式2.1~2.3

53、計(jì)算結(jié)果列表如下：</p><p>　　表2.3 軸載換算計(jì)算表</p><p>　　則可知本路建成初期每晝夜雙向混合交通量換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)為20648次/d。</p><p><b>　　交通分析</b></p><p>　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2002)可得高速公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期

54、為30年，具體數(shù)值見表2.4：</p><p>　　表2.4 可靠度設(shè)計(jì)指標(biāo)</p><p>　　則設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)路面所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)為Ni，則有：</p><p><b>　　(2-5)</b></p><p>　　其中，t =30，n1=20648，γ=9.25% 。</p><p&g

55、t;<b>　　則有 。</b></p><p>　　由于路面設(shè)計(jì)依據(jù)的交通量是設(shè)計(jì)車道上的交通量，所以，應(yīng)對(duì)道路交通量乘以方向不均勻系數(shù)及車道不均勻系數(shù)。</p><p>　　方向不均勻系數(shù)取0.5，車道不均勻系數(shù)取1.0。</p><p>　　則有設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)Ns為：</p><p&

56、gt;　　Ns=Ni×0.5×1.0=1194883319×0.5×1.0=597441660 。</p><p>　　車道橫斷面上各點(diǎn)所受的軸載作用次數(shù)，僅為通過該車道斷面的軸載作用次數(shù)的一部分。水泥混凝土路面的臨界疲勞荷位為縱縫邊緣中部，該處的輪跡橫向分布系數(shù)，按實(shí)際測(cè)定結(jié)果參照表2.5所示。</p><p>　　表2.5 車輛輪跡橫向分布系數(shù)

57、</p><p>　　本公路為高速公路雙向六車道，取η=0.2 。</p><p>　　則，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)面層臨界荷位出得標(biāo)準(zhǔn)軸載累積作用次數(shù)Ne。</p><p>　　Ne=Ns·η=597441660×0.2=119488332。 (2-6)</p><p>　　水泥

58、混凝土路面所承受的交通軸載作用，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)分為4級(jí)，分級(jí)范圍如表2.6所示。</p><p>　　表2.6 交通分級(jí)</p><p>　　由表2.6可知，本道路交通屬于特重交通。</p><p><b>　　路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)</b></p><p>　　組成水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)層

59、包括：墊層、基層和面層等，各結(jié)構(gòu)層的功能和作用各不相同。</p><p><b>　　墊層設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本公路路基土質(zhì)較差、水溫狀況不良，需要在路基和基層之間設(shè)置墊層，以改善路基的濕度和溫度狀況，保證面層和基層的強(qiáng)度、剛度及溫度性。</p><p>　　由于修筑墊層的材料，強(qiáng)度要求不一定要求很高，但水穩(wěn)性和隔溫性能要好，本設(shè)

60、計(jì)考慮到公路所在地區(qū)降雨量較大，地下水位較高，主要采用排水墊層。排水墊層所采用的材料是砂礫，砂礫墊層應(yīng)采用潔凈的中、粗砂及礫石，含泥量不大于5%，并將其中的植物、雜質(zhì)清除干凈，也可以采用天然級(jí)配的砂礫料，其最大粒徑不大于50mm。應(yīng)注意防止粗細(xì)粒料分離現(xiàn)象。</p><p>　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2002)，墊層的寬度應(yīng)與路基同寬，其最小厚度為150mm。本設(shè)計(jì)取墊層厚度為180m

61、m。</p><p><b>　　基層設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在面層下設(shè)置基層的主要目的是防止唧泥、錯(cuò)臺(tái)和由此引起的面板斷裂等損壞的出現(xiàn)。要求剛度與面層匹配，細(xì)粒土含量少、耐沖刷能力強(qiáng)和有排水設(shè)施。由于本公路為高速公路，對(duì)基層的上述要求較高。</p><p><b>　?。?） 類型</b></p>

62、<p>　　由于本公路交通屬于特重交通。由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2002)可得適宜的基層類型如表2.7所示。</p><p>　　表2.7 適宜各類交通等級(jí)的基層類型</p><p>　　由表2.7 本設(shè)計(jì)路面基層采用水泥穩(wěn)定砂。同時(shí)考慮到特種交通的需求，同時(shí)加設(shè)選用水泥穩(wěn)定粒料(水泥用量5％)的底基層。</p><p>&l

63、t;b>　?。?） 寬度</b></p><p>　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2002)知?；鶎拥膶挾葢?yīng)比混凝土面層每側(cè)至少寬出300mm（采用小型機(jī)具施工時(shí)）或500mm（軌模式攤鋪機(jī)施工時(shí)）或650mm（滑模式攤鋪機(jī)施工時(shí)）。路肩采用混凝土面層，其厚度與行車道面層相同時(shí)，基層寬度宜與路基同寬。級(jí)配粒料基層的寬度也宜與路基同寬。本設(shè)計(jì)采用與路基同寬度的基層。</

64、p><p><b>　?。?） 厚度</b></p><p>　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2002)?？芍黝惢鶎雍穸鹊倪m宜范圍，如表2.8所示。</p><p>　　表2.8 各類基層厚度的適宜范圍</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)采用水泥穩(wěn)定砂基層，且考慮到交通容量特別大，并結(jié)合貧混凝土的材料性

65、能，決定采用160mm的水泥穩(wěn)定沙?；鶎?。水泥穩(wěn)定沙粒底基層的厚度綜合考慮采用180mm</p><p><b>　　面層設(shè)計(jì)</b></p><p>　　水泥混凝土面層應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。</p><p>　　面層采用設(shè)接縫的普通混凝土。具體設(shè)計(jì)參數(shù)見下節(jié)，水泥混凝土路面設(shè)計(jì)。</p><p&g

66、t;<b>　　路肩設(shè)計(jì)</b></p><p>　　路肩的作用是為路面提供側(cè)向支承，并承受一定的荷載。</p><p>　　本設(shè)計(jì)路肩鋪面采用水泥混凝土面層。高速公路硬路肩水泥混凝土面層的厚度采用與行車道面層等厚，基層與行車道基層相同。</p><p><b>　　路面排水設(shè)計(jì)</b></p><p&

67、gt;　?。?）高速公路因平縱橫三方面均要求較高，所以路基填挖較大。一般需設(shè)置攔水帶，防止雨水集中沖刷填方坡面，造成坡面拉溝，甚至沖毀路基。攔水帶采用形式如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 攔水帶示意圖</p><p>　?。?）中央分隔帶排水的作用主要是排除中央分隔帶范圍內(nèi)的表面滲入水，本設(shè)計(jì)采用凸形表面有鋪面封閉的中央分隔帶，如圖2.2所示。</p><

68、;p>　　圖2.2 中央分隔帶排水</p><p>　　（3）行車道路面應(yīng)設(shè)置雙向或單向橫坡，坡度為2％。路肩鋪面的橫向坡度值比行車道路面的橫坡值大1％，為3％。</p><p>　　（4）行車道路面結(jié)構(gòu)設(shè)置了排水墊層，在排水墊層外側(cè)邊緣設(shè)置縱向集水溝，并間隔50~100m設(shè)置橫向排水管。排水墊層的縱向邊緣集水溝設(shè)在路床邊緣。集水溝的縱坡與路線縱坡相同。</p>&l

69、t;p>　?。?）集水溝的寬度通常采用300mm。集水溝的深度為保證集水管管頂?shù)陀谂潘畬拥酌?，并有足夠厚度和回填料使集水管不被施工機(jī)械壓裂。采用200mm。</p><p><b>　　路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　初擬路面結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　由表2.4知，相應(yīng)于安全等級(jí)一級(jí)的變異

70、水平等級(jí)為低級(jí)。根據(jù)高速公路特重交通等級(jí)和低變異水平等級(jí)，查表2.9初擬普通混凝土面層厚度為0.28m，水泥穩(wěn)定砂基層0.16m，底基層選用水泥穩(wěn)定粒料(水泥用量5％)，厚0.18m，墊層為0.18m天然沙礫。水泥混凝土上面層板的平面尺寸長(zhǎng)為4.0m、寬從中央分隔帶至路肩依次為3.75m、3.75m、3.25m；縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。水泥穩(wěn)定砂不設(shè)縱縫，橫縫設(shè)假縫，間距(板長(zhǎng))4m。</p><p&

71、gt;　　表2.9 水泥混凝土面層厚度參考范圍</p><p><b>　　路面材料參數(shù)的確定</b></p><p><b>　?。?）面層</b></p><p>　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2002)可得普通混凝土面層彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值如表2.9所示。</p><p>

72、　　表2.9 水泥混凝土設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　同時(shí)可得相應(yīng)的彎拉彈性模量如表2.10所示。</p><p>　　表2.10 水泥混凝土彎拉彈性模量經(jīng)驗(yàn)參考值</p><p>　　綜上分析，取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為5.0MPa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為31GPa。</p><p><b>　?。?）基層&

73、lt;/b></p><p>　　參考有關(guān)資料，水泥穩(wěn)定砂彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為4.0MPa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為27GPa。又由表2.11得水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取1300MPa。</p><p>　　表2.11 墊層和基層材料回彈模量經(jīng)驗(yàn)參考值</p><p><b>　?。?）墊層</b></p><p>

74、　　同樣由表2.11得天然砂礫墊層的回彈模量取200MPa。</p><p><b>　?。?）路基</b></p><p>　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2002)建議路基土回彈模量取值如表2.12所示。</p><p>　　表2.12 中濕路基路床頂面回彈模量（MPa）</p><p>　　

75、由《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》可知：遼寧大部分位于II2a遼河平原凍融交替副區(qū)，屬于東部溫潤(rùn)季凍區(qū)。路基土質(zhì)為粉質(zhì)土。路基土回彈模量取40MPa。</p><p><b>　　基層頂面回彈模量</b></p><p>　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2002)得基層頂面回彈模量的計(jì)算公式如下：</p><p><b>　

76、　(2-7)</b></p><p><b>　　(2-8)</b></p><p><b>　　(2-9)</b></p><p><b>　　(2-10)</b></p><p><b>　　(2-11)</b></p>&l

77、t;p><b>　　(2-12)</b></p><p>　　將數(shù)據(jù)代入上式，可解得：</p><p>　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2002)，有基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et的最低要求見表2.13所示。</p><p>　　表2.13 基層頂面回彈模量Et最低要求</p><p>　　由于

78、所以算的Et=168MPa，大于120MPa，所以滿足要求。</p><p><b>　　荷載疲勞應(yīng)力</b></p><p>　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2002)，采用水泥穩(wěn)定砂或貧混凝土做基層時(shí)，宜將基層與混凝土面層視作分離式雙層板進(jìn)行應(yīng)力分析。</p><p>　　復(fù)合式混凝土面層的截面總剛度。</p&g

79、t;<p><b>　　(2-13)</b></p><p>　　式中，—層間結(jié)合系數(shù)。分離式，取=0 。</p><p><b>　　則有，</b></p><p>　　復(fù)合式混凝土面層的相對(duì)剛度半徑。</p><p><b>　　(2-14)</b></

80、p><p><b>　　則有， </b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)軸載在普通混凝土面層臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計(jì)算為，。</p><p><b>　　(2-15)</b></p><p><b>　　則有，</b></p><p><b>　　(2

81、-16)</b></p><p><b>　　則有，</b></p><p>　　由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2002)，標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力按下式計(jì)算：</p><p><b>　　(2-17)</b></p><p><b>　　其中

82、：</b></p><p>　　普通混凝土面層，因縱縫為設(shè)拉桿平縫，接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)=0.87；水泥穩(wěn)定砂基層不設(shè)縱縫，不考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)。</p><p>　　設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的荷載疲勞應(yīng)力系數(shù)。</p><p><b>　　(2-18)</b></p><p><b>　　式

83、中： </b></p><p>　　kf—設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的荷載疲勞應(yīng)力系數(shù)； </p><p>　　Ne—設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)； </p><p>　　—與混合料性質(zhì)有關(guān)的指數(shù)，普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土，=0.057，普通混凝土水泥穩(wěn)定砂和貧混凝土，=0.065；</p><p>　　對(duì)普通混凝土面層

84、， 。</p><p>　　對(duì)于水泥穩(wěn)定砂基層， 。</p><p>　　考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)，按公路等級(jí)查 表2.14可得。</p><p>　　表2.14 綜合系數(shù)</p><p>　　由于本公路為高速公路，取=1.30 。</p><p>　　普通混凝土面層的荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為

85、，</p><p>　　水泥穩(wěn)定砂基層的荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為，</p><p><b>　　溫度疲勞應(yīng)力</b></p><p>　　水泥混凝土面層的最大溫度梯度標(biāo)準(zhǔn)值Tg ，可按照公路所在地的公路自然區(qū)劃按表2.15選用。</p><p>　　表2.15 最大溫度梯度標(biāo)準(zhǔn)值Tg</p><p>

86、　　本公路位于II2a遼河平原凍融交替副區(qū)，最大溫度梯度取88℃/m。</p><p>　　普通混凝土面層板長(zhǎng)4m，。混凝土面層厚度0.28m。</p><p>　　查《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40—2002)附圖，可得：</p><p>　　Bx=0.41 ，Cx=0.85 。</p><p>　　分離式雙層混凝土板上層的最

87、大溫度翹曲應(yīng)力按下式計(jì)算：</p><p><b>　　(2-19)</b></p><p><b>　　(2-20)</b></p><p><b>　　(2-21)</b></p><p>　　將數(shù)據(jù)代入上式，可解得：</p><p>　　溫度疲勞應(yīng)

88、力系數(shù)可按下式計(jì)算確定：</p><p><b>　　(2-22)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　a、b和c—回歸系數(shù)，按所在地區(qū)的公路自然區(qū)劃查表2.16確定。</p><p>　　表2.16 回歸系數(shù)a、b和c</p><p>

89、　　本公路位于II2a遼河平原凍融交替副區(qū)，取a=0.841，b=0.058，c=1.323 。</p><p>　　在臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力按下式計(jì)算確定：</p><p><b>　　(2-23)</b></p><p><b>　　則有，</b></p><p>　　分離式復(fù)合式路面中水泥穩(wěn)

90、定砂基層的溫度翹曲應(yīng)力可忽略不計(jì)。</p><p>　　由表2.4可得高速公路的安全等級(jí)為一級(jí)，目標(biāo)可靠度為95％，相應(yīng)的變異水平等級(jí)為低。再由表2.17可得可靠度系數(shù)。</p><p>　　表2.17 可靠度系數(shù)</p><p>　　確定可靠度系數(shù)=1.33 。</p><p>　　水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以行車荷載和溫度梯度綜合作用產(chǎn)生的

91、疲勞斷裂作為設(shè)計(jì)的極限狀態(tài)，其表達(dá)式采用下式計(jì)算：</p><p><b>　　(2-24)</b></p><p><b>　　普通混凝土面層為，</b></p><p><b>　　水泥穩(wěn)定砂基層為，</b></p><p>　　因而，擬定的由厚度0.28m的普通混凝土上面

92、層和厚度0.16m的水泥穩(wěn)定砂基層組成的分離式復(fù)合式路面，可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。</p><p><b>　　接縫設(shè)計(jì)</b></p><p>　　混凝土路面板由于溫度或濕度變化、硬化時(shí)的收縮等原因，會(huì)出現(xiàn)脹縮合翹曲。設(shè)置接縫，可減小混凝土板因變形受到約束而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，并滿足施工的需要。</p><p><

93、;b>　　縱向接縫</b></p><p>　　縱縫設(shè)在劃分車道線的位置，由于一次鋪筑寬度小于路面寬度，設(shè)置縱向施工縫。縱縫與路線中縫平行?？v向施工縫采用平縫加拉桿形式，上部鋸切槽口，深度為30mm，寬度為5mm，槽內(nèi)灌塞填縫料，構(gòu)造如圖2.3所示。</p><p>　　圖2.3 縱向施工縫構(gòu)造圖</p><p>　　拉桿采用螺紋鋼筋，設(shè)在板厚中

94、央，并對(duì)拉桿中部100mm范圍內(nèi)進(jìn)行防銹處理。拉桿的直徑、長(zhǎng)度和間距，參照表2.18選用。施工布設(shè)時(shí)，拉桿間距按橫向接縫的實(shí)際位置予以調(diào)整。</p><p>　　表2.18 拉桿直徑、長(zhǎng)度和間距（mm）</p><p>　　由于設(shè)計(jì)混凝土面層厚度為280mm，一車道寬度即到自由邊距離為3.75m。</p><p>　　選用直徑Φ16螺紋鋼筋，長(zhǎng)度800mm，間距7

95、00mm。</p><p><b>　　橫向接縫</b></p><p>　　橫縫垂直于縱縫，有縮縫、脹縫和施工縫三種。由于設(shè)置脹縫不僅給施工帶來不便，而且也容易出現(xiàn)碎裂、唧泥和錯(cuò)臺(tái)等病害。因此本設(shè)計(jì)主要采用縮縫和施工縫兩種接縫形式。</p><p>　　每日施工結(jié)束或因臨時(shí)原因中斷施工時(shí)，設(shè)置橫向施工縫，其位置選在縮縫處。采用傳力桿的平縫形式

96、，其構(gòu)造如圖2.4所示。</p><p>　　圖2.4 橫向施工縫構(gòu)造圖</p><p>　　橫向縮縫等間距布置，采用假縫形式。由于特重交通，采用設(shè)傳力桿假縫形式。橫向縮縫頂部鋸切槽口，深度為面層厚度的1/4，寬度為5mm，槽內(nèi)填塞填縫料。高速公路的橫向縮縫槽口增設(shè)深20mm、寬6~10mm的淺槽口，其構(gòu)造如圖2.5所示。</p><p>　　圖2.5 橫向縮縫

97、構(gòu)造圖</p><p>　　傳力桿采用光面鋼筋。其尺寸和間距可按表2.19選用。最外側(cè)傳力桿距縱向接縫或自由邊的距離為200mm。</p><p>　　表2.19 傳力桿尺寸和間距（mm）</p><p>　　水泥混凝土面層厚度280mm。則采用傳力桿直徑Φ35光面鋼筋，長(zhǎng)度500mm，間距200mm。</p><p>　　水混凝土面層混合料

98、設(shè)計(jì)</p><p><b>　　基本要求</b></p><p>　　水泥混凝土混合料根據(jù)公路交通量及公路的使用任務(wù)、性質(zhì)，并結(jié)合氣候、水文、土質(zhì)、材料、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及施工和養(yǎng)護(hù)條件等，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。獲得符合使用要求與環(huán)境條件相適應(yīng)的路面。</p><p>　　混凝土混合料由水泥、粗集料、細(xì)集料、水與外加劑等原材料組成。各種材料的基本技術(shù)要

99、求應(yīng)滿足相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范?；拘阅馨拐蹚?qiáng)度、抗折疲勞強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、變形性能和耐久性等性能也應(yīng)滿足要求。</p><p><b>　　配合比設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)配置52.5級(jí)普通水泥礫石混凝土</p><p><b>　?。?）配置抗折強(qiáng)度</b></p><p>　　設(shè)配置滑模攤

100、鋪的水泥混凝土，高速公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)抗折強(qiáng)度5MPa，強(qiáng)度施工保證系數(shù)K=1.15。則配置抗折強(qiáng)度由下式確定：</p><p><b>　　則有，</b></p><p>　　（2）計(jì)算水灰比W/C</p><p>　　實(shí)測(cè)28d抗折強(qiáng)度平均值取8.40MPa。</p><p>　　參照下列兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：<

101、;/p><p>　　帶入數(shù)據(jù)則有，W/C=0.3642 或 W/C=0.544</p><p>　　上述兩個(gè)公式計(jì)算的水灰比，一個(gè)偏小，一個(gè)偏大，取兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果的平均值W/C=0.454較合適。</p><p>　?。?）計(jì)算單位用水量W0 </p><p>　　取細(xì)度模數(shù)為2.6，參考表2.20得Sp=32%；</p>

102、<p>　　表2.20 砂的細(xì)度模數(shù)與最優(yōu)砂率關(guān)系</p><p>　　塌落度h=5cm，由下列經(jīng)驗(yàn)公式可計(jì)算：</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得，Sp=162.15kg/m3>160kg/m3</p><p>　　用水量過大，需使用減水劑。</p><p><b>　?。?）外加劑用量</b></p

103、><p>　　使用外加劑，應(yīng)采用引氣緩凝減水劑用量1.5‰，最優(yōu)減水率7% 。減水量計(jì)算如下：7%×162.15=11.35kg/m3，162.12-11.35=120.8kg/m3，符合礫石混凝土最大控制單位用水量155kg/m3的要求。外加劑用量Y0=359×0.0015=0.5385 kg/m3。</p><p>　?。?）計(jì)算單位水泥用量C0</p>

104、<p>　　C0=W0（C/W）=150.8×2.2026=332.15 kg/m3</p><p>　　考慮到施工的波動(dòng)，增加水泥用量ΔC=7.85 。取C0=340 kg/m3，水灰比為150.8/340=0.044 。對(duì)比耐久性的要求，高速公路水泥混凝土路面的水灰比不大于0.44，基本符合要求，單位用水量不小于300 kg/m3，滿足耐久性要求。</p><p>

105、　　（6）計(jì)算砂石材料用量</p><p>　　使用假定密度法計(jì)算，假定礫石混凝土密度2450 kg/m3。由細(xì)度模數(shù)FM=2.625查表2.20，的砂率Sp=32%。由下式可計(jì)算：</p><p><b>　　代入上式得，</b></p><p><b>　?。?）計(jì)算結(jié)果</b></p><p>

106、;　　匯總上述計(jì)算結(jié)果如表2.21所示。</p><p>　　表2.21 施工配合比</p><p><b>　　路面用鋼筋量計(jì)算</b></p><p>　　由2.5接縫設(shè)計(jì)可歸納得路面用拉桿及傳力桿所用鋼筋的直徑、長(zhǎng)度和間距等參數(shù)，匯總得表2.22所示。</p><p>　　表2.22 路面用鋼筋參數(shù)（mm）&l

107、t;/p><p>　　路面混凝土板長(zhǎng)度為4m，寬度依據(jù)行車道寬度及硬路肩寬度分別為3.75m和3.25m。路線起止樁號(hào)為K280+030~K400+235 。則路線長(zhǎng)度為120205m 。</p><p>　　依據(jù)路線長(zhǎng)度和混凝土面板的平面尺寸，計(jì)算可得縱縫和橫縫所分別消耗的鋼筋數(shù)量。</p><p>　　縱向：N1=6×(120205/0.7)=103032

108、9</p><p>　　橫向：N2=(120205/4)×(11.25×2+3.25×2)/0.2=4357431</p><p>　　查閱相關(guān)資料可得鋼筋單位質(zhì)量如表2.23所示。</p><p>　　表2.23 鋼筋單位質(zhì)量表</p><p>　　則可計(jì)算得到所用鋼筋的質(zhì)量：</p><

109、p>　　縱縫：G1=1030329×0.8×1.578=1300687kg=1300.687t</p><p>　　橫縫：G2=4357431×0.5×7.562=16475448kg=16475.448t</p><p>　　則，總量G=1300.687+16475.4448=17776t</p><p>　　水泥混凝

110、土路面機(jī)械攤鋪施工</p><p>　　本設(shè)計(jì)水泥混凝土路面施工采用滑模施工技術(shù)。主要參考《公路水泥混凝土路面滑模施工技術(shù)規(guī)范》。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用螺旋布料器布料、多根振動(dòng)棒振動(dòng)密實(shí)、振搗器上下振搗壓入粗骨料、成型模板擠壓成型和抹光等工序，確保水泥混凝土路面密度，特別是路面的平整度有了明顯的提高，能滿足高速公路的高標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量要求。</p><p><

111、;b>　　施工要求：</b></p><p>　?。?）施工前的準(zhǔn)備：</p><p>　　根據(jù)質(zhì)量要求驗(yàn)收基層標(biāo)高與平整度，避免因基層的標(biāo)高或平整度的不良而影響水泥混凝土面層。在合格的基層頂面用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀測(cè)量出道路中心線和標(biāo)高，然后，放出攤鋪機(jī)一側(cè)的基準(zhǔn)線，放線時(shí)每5m（彎道段）或10m（直線段）測(cè)設(shè)一個(gè)點(diǎn)，確保標(biāo)高準(zhǔn)確，線形平順。攤鋪機(jī)履帶行走部位的地基，應(yīng)稍整平

112、并有能承載履帶接地壓力的承載力。</p><p><b>　?。?）混凝土制備</b></p><p>　　拌制符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)且質(zhì)量穩(wěn)定的拌和料，其坍落度宜為30～50mm，砂率直為40％。加強(qiáng)攪拌站材料的計(jì)劃性，原材料必須有足夠的貯存量，滿足每天的攤鋪量。在滿足攤鋪量的同時(shí)，必須按運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間和車輛噸位大小等情況，配備運(yùn)輸車輛，確保攤鋪機(jī)持續(xù)均勻地進(jìn)行攤鋪。<

113、;/p><p><b>　?。?）全自動(dòng)鋪筑</b></p><p>　　攤鋪機(jī)定位后，安裝自動(dòng)找平傳感</p><p>　　裝置并檢查其完好性及操作靈活性，</p><p>　　它將直接影響到鋪筑路面的質(zhì)量。</p><p>　　全自動(dòng)攤鋪的工藝為：</p><p>　　根據(jù)

114、施工情況，調(diào)整攤鋪速度以及</p><p>　　振動(dòng)棒位置與振動(dòng)頻率。</p><p><b>　　（5）整修</b></p><p>　　攤鋪機(jī)自動(dòng)鋪筑路面成型后，為了使路面兩側(cè)的邊角達(dá)到要求的平整度，可備有3m輕型直尺進(jìn)行整修。每天攤鋪機(jī)在開始和結(jié)束鋪筑時(shí)，兩端都采用人工立模板和鋪筑。兩端平整度必須與機(jī)械攤鋪整個(gè)面層保持一致，上述兩端處的人

115、工修邊必須認(rèn)真精修。</p><p>　?。?）拉毛、初期養(yǎng)生</p><p>　　拉毛質(zhì)量直接影響路面抗滑性能，拉毛可以采用麻袋布拉毛，壓紋機(jī)壓紋或切割成紋。要求紋理均勻、順直、深度適宜。當(dāng)混凝土成型后應(yīng)適時(shí)用潮濕的麻袋布或草包覆蓋養(yǎng)生，防止表面干縮裂縫，并在7天內(nèi)保持濕治養(yǎng)生。也可采用噴灑化學(xué)養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。</p><p><b>　?。?）切縫<

116、/b></p><p>　　掌握好切縫時(shí)機(jī)是防止施工初期斷板的重要措施，應(yīng)“寧早不晚”和“切縫不淺”，以切縫時(shí)刀片不帶起碎石為最早切縫時(shí)機(jī)，切縫深度應(yīng)為1/3~1/4的板厚（具體根據(jù)設(shè)計(jì)要求）。</p><p><b>　?。?）灌封縫</b></p><p>　　當(dāng)養(yǎng)生結(jié)束后即可開始灌封縫，灌封縫前必須清除縫內(nèi)雜物，保持縫壁干燥，然后選

117、用合適的灌縫料進(jìn)行灌封縫。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D40—2002). 北京：人民交通出版社，2003</p><p>　　2 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D30—2004) . 北京：人民交通出版社，2005

118、</p><p>　　3 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTJ B01—2003) . 北京：人民交通出版社，2004</p><p>　　4 中華人民共和國交通部標(biāo)準(zhǔn).公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn). 北京：人民交通出版社，2003</p><p>　　5 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTJ B01—2003) .北京：中國計(jì)劃出版社，2004&

119、lt;/p><p>　　6 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)(GBT_50145-2007). 北京：中國計(jì)劃出版社，2004</p><p>　　7 黃曉明主編.水泥路面設(shè)計(jì). 北京：人民交通出版社，2003</p><p>　　8 王秉綱，鄭木蓮編著.水泥混凝土路面設(shè)計(jì)與施工. 北京：人民交通出版社，2004</p><p>