摘 要
辽宁省滨海公路工程CE段全长14.767km。公路所经地区为滨海平原区,全线采用双向双车道二级公路标准设计,路基宽度10米,设计行车时速60km/h。
全线设平曲线14个,线形组合均采用基本型,平曲线最小半径270.028m;设竖曲线29个,其中最大竖曲线半径11207.593(m),最小竖曲线半径2000(m),最小纵坡0.301%。路线采用的技术指标可以较好的满足该二级公路的通行要求,达到二级服务水平。由于路线跨越河流、风景区,故设大桥三座、挡土墙一道。同时,综合考虑地形、土质和水量等完成了道路排水系统的设计,路基防护主要采用挡土墙和草皮防护,路面设计为沥青混凝土路面。
本设计重视环境保护,尽量使道路与周围环境协调统一。
设计中采用多种工程软件进行精确计算来优化设计,设计图纸采用AUTOCAD及Roadleader软件绘制。
关键词:二级公路;挡土墙;沥青路面;预应力T型梁桥桥;边坡防护。
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ABSTRACT
The total length of Liaoning province coastal road CE section is 14.767 km. The area which the road crosses is coastal areas. And a technical standard of double-way two-lane Secondary road is adopted in the design. The design speed is 60km/h. The width of the subgrade is 10 meters.
The basic type of horizontal curve is adopted in this design for all the 14 horizontal curves and its minimum radius is 270.028m. Two vertical curves are designed and its minimum radius is 2000m and 2000m for convex vertical curve and concave vertical curve respectively. The minimum longitudinal grade is 0.301% which meet the drainage. All of the adopted technical standard can meet the B road with the second-class service level. 3 bridges are designed, which are three large bridges are designed.Different kind of drainage facilities are used in the drainage design. Gravity retaining wall and Mortar rubble are used for the slope protection. The asphalt concrete is used on pavements in this road. The concept of environmental protection is carried through in all the design to make the road consistent with the nature.
Different kinds of professional software are used to optimum the design result. The construction documents are completed by AUTOCAD and Roadleader.
Key words: two highway; retaining wall; asphalt pavement; prestressed T
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girder bridge; slope protection.
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目录
第1章 绪论 ................................................................................................................ 6 1.1 设计资料 ............................................................................................................. 7
1.1.1气候特征 ................................................................................................... 7 1.1.2地形与地貌 ............................................................................................... 7 1.1.3地质与土质 ............................................................................................... 7 1.1.4植被覆盖与作物等情况 ........................................................................... 7 1.2 道路等级的确定 ................................................................................................. 8 1.3 可行性分析及总体设计原则 ............................................................................. 8
1.3.1可行性分析 ............................................................................................... 8 1.3.2总体设计原则 ........................................................................................... 9
第2章 公路选线 .......................................................................................................... 10
2.1 选线原则 ........................................................................................................... 10 2.2 线形与技术标准 ............................................................................................... 10 2.3 路线与桥位的配合 ........................................................................................... 11 2.4 路线设计方案 ................................................................................................... 11
2.4.1路线设计 ................................................................................................. 11 2.4.2方案比较 ................................................................................................. 13 2.4.3方案选择 ................................................................................................. 14
第3章 公路平面线形设计 .......................................................................................... 15
3.1 概述 ................................................................................................................... 15 3.2 平面线形设计原则 ........................................................................................... 15 3.3 平曲线要素确定与计算 ................................................................................... 15
3.3.1平曲线参数 ............................................................................................. 15 3.3.2平曲线要素计算 ..................................................................................... 15
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第四章 纵断面设计 ........................................................................................................ 21
4.1 纵断面设计概述 ............................................................................................... 21
4.1.1平纵线形的协调 ..................................................................................... 22 4.1.2竖曲线作用 ............................................................................................. 22 4.1.3竖曲线计算 ............................................................................................. 23
第五章 横断面设计 ........................................................................................................ 26
5.1 横断面布置 ....................................................................................................... 26
5.1.1横坡 ......................................................................................................... 26 5.1.2路基边坡 ................................................................................................. 26 5.2 平曲线加宽及超高计算 ................................................................................... 27
5.2.1平曲线加宽 ............................................................................................. 27 5.2.2平曲线超高 ............................................................................................. 27 5.3 填料的选择与压实标准 ................................................................................... 30
5.3.1填料的选择 ............................................................................................. 30 5.3.2压实标准 ................................................................................................. 31 5.4 路基设计 ........................................................................................................... 32
5.4.1路基的干湿类型 ..................................................................................... 32 5.4.2路基类型 ................................................................................................. 32 5.5 护坡道和用地范围 ........................................................................................... 34 5.6 挡土墙的布置 ................................................................................................... 35
5.6.1挡土墙作用 ............................................................................................. 35 5.6.2挡土墙的平面布置和适用范围 ............................................................. 35 5.7 路基施工要求及注意事项 ............................................................................... 42
5.7.1一般路基施工要求及注意事项 ............................................................. 42 5.7.2构造物处路基施工要求 ......................................................................... 42 5.8 土石方数量计算与调配 ................................................................................... 43
5.8.1横断面面积的计算 ................................................................................. 43 5.8.2路基土石方数量的计算 ......................................................................... 43
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5.8.3土石方调配 ............................................................................................. 43
第六章 路面结构设计 .................................................................................................... 45
6.1 概述 ................................................................................................................... 45 6.2 基层组成设计 ................................................................................................... 46
6.2.1水泥稳定砂砾基层组成设计 ................................................................. 46 6.2.2级配砂砾基层组成设计 ......................................................................... 47 6.3 面层组成设计 ................................................................................................... 48
6.3.1土基回弹模量的确定 ............................................................................. 48 6.3.2累计当量轴次计算 ................................................................................. 48 6.4 路面结构设计 ................................................................................................... 49
6.4.1设计弯沉值和容许拉应力计算 ............................................................. 49 6.4.2新建路面结构厚度计算 ......................................................................... 50 6.4.3交工验收弯沉值和层底拉应力计算 ..................................................... 52
第七章 路基路面排水设计 ............................................................................................ 53
7.1 排水的目的和意义 ........................................................................................... 53 7.2 路基路面排水的一般原则 ............................................................................... 53 7.3 路基排水设计相应技术指标 ........................................................................... 7.4 设计方案 ...........................................................................................................
7.4.1地表排水设备 ......................................................................................... 7.4.2路面排水设计 ......................................................................................... 56 7.4.3路面边缘排水设计 ................................................................................. 57
第八章 桥梁设计 ............................................................................................................ 59
8.1 桥涵位置的选定原则 ....................................................................................... 59 8.2 桥涵形式的选择 ............................................................................................... 60 第九章 施工组织设计 .................................................................................................... 62
9.1 施工前准备工作 ............................................................................................... 62
9.1.1技术准备 ................................................................................................. 62 9.1.2人员准备 ................................................................................................. 62
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9.1.3设备准备 ................................................................................................. 62 9.1.4材料准备 ................................................................................................. 62 9.1.5施工现场准备 ......................................................................................... 63 9.2 路基施工 ........................................................................................................... 63
9.2.1路基填料的选择 ..................................................................................... 63 9.2.2压实标准 ................................................................................................. 63 9.3 路面施工 ........................................................................................................... 66
9.3.1前导段施工 ............................................................................................. 66 9.3.2前导段的实施 ......................................................................................... 67 9.3.3目标配合比设计 ..................................................................................... 67 9.3.4生产配合比设计 ..................................................................................... 68 9.3.5生产配合比验证 ..................................................................................... 68 9.3.6配合比控制 ............................................................................................. 68 9.3.7混合料的生产 ......................................................................................... 69 9.3.8混合料摊铺、整平 ................................................................................. 70
参考文献 .......................................................................................................................... 75
致谢 .......................................................................................................................... 76
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第1章 绪论
本次毕业设计题目是《辽宁省滨海公路工程CE段设计》。该滨海公路建成后,对加快建设统一市场,实现资源有效配置,促进区域协调发展起到巨大的推动作用。
1.1 设计资料
1.1.1气候特征
新建公路是完善辽宁省“五点一线”的重要项目,是海公路的一段,属锦州管辖,其建成后促进了沿线的经济发展;锦州市位于中纬度地带,属于温带季风型气候,常年温差较大,全年平均气温8℃一9℃,年降水量平均为0一0毫米。气候主要特征是:四季分明,各有特色,季风气候显著,性较强。
1.1.2地形与地貌
本设计任务地处辽宁省锦州市附近,沿海地带。路线所经地区市辖地区属公路自然区划的II2a区,锦州市地貌结构为“三山一水三分田,二分道路和庄园”。地势西北高、东南低,从海拔400 米的山区,向南逐渐降到海拔20米以下的海滨平原。山脉连绵起伏,东北部有医巫闾山脉,西北部有松岭山脉,大、小凌河、女儿河横贯境内。
1.1.3地质与土质
根据地质资料,该段地貌类型属滨海平原区,次级地貌单元可细分为浅海、海滩。地层依次为填筑土、亚砂土、淤泥质亚砂土、粉砂、中砂、亚粘土、细砂、砾砂、中砂、亚粘土、下伏不同风化程度的泥岩、砾岩。
山坡地带土质如下:
残积土:黄褐色为主,稍湿,松散-稍密状态,主要有泥岩风化残积形成,岩芯呈粘土状。最厚度1.80m。
全风化泥岩:褐红色为主,全风化状态,结构、构造已完全破坏,岩芯手捻呈砂土状,本层风化状态不均一,局部呈强风化状态,且夹薄层砂砾岩。最厚度4.10m。
强风化泥岩:褐红色为主,强风化状态,泥质结构,块状构造,节理裂隙极发育,岩芯多呈碎石状及土状,碎石状岩芯手掰易碎,本层风化状态不均一,局部呈弱风化状态,且夹薄层弱风化砂砾岩。最厚度22.20m。
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弱风化泥岩:褐红色为主,弱风化状态,泥质结构, 构造,节理裂隙较发育,岩芯多呈碎块状及短柱状,岩芯锤击易碎,本层风化状态不均一,局部呈强风化状态,且夹薄层弱风化砂砾岩。最厚度7.90m。
1.1.4植被覆盖与作物等情况
路线所经地区有灌木丛,高度在1.5米以下,海湾为沙滩,今后的经济发展主要是致力于土地的综合利用,对山、水、田、路进行综合治理,搞好水土保持。
1.2 道路等级的确定
近期交通量统计情况见表1—1
表1—1 近期交通量
车 型 交通量 黄河JN360 380 太脱拉138 510 东风EQ140 420 日野ZM440 480 交通增长率初步定为:6%。
使用年限初期平均日交通量:
Nn38035102420248035200辆/天 使用周期为15年: N0520016% 151 12462辆/天
查规范知设计使用年限末期的平均日交通量介于5000-15000之间,则初拟公路等级为两车道二级公路。设计速度为60千米/小时。
1.3 可行性分析及总体设计原则
1.3.1可行性分析
通过交通量的调查,该地区交通繁忙,年平均增长率达6%,随着城市化加快发展,国民经济的发展,特别是沿线乡镇经济的发展,公路现状与快速增长的交通量之间的矛盾日益明显,已经不能适应该地区交通量增长的需要。
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该地区属于海滨平原,地势西北高、东南低,从海拔400 米的山区,向南逐渐降到海拔20米以下的海滨平原。山脉连绵起伏,东北部有医巫闾山脉,西北部有松岭山脉,大、小凌河、女儿河横贯境内。本项目是该地区的主要交通干道,建成后既可缓解交通状况,开发区域经济,又可促进小型厂企的投产扩产,故可以充分调动广大群众筑路的积极性,通过各种渠道,各种形式的筹集资金。因此,为了达到方便快捷,促进经济发展的要求,有必要在两地之间修一条二级的公路。
1.3.2总体设计原则
(1)总体设计应协调公路工程外部与内部各专业的关系,确定本项目及其各分项的技术标准、建筑规模、主要技术指标和设计方案,使之成为完整的系统工程,符合安全、环保、可持续性发展的总体目标,保障行车者的安全,提高公路交通服务质量。
(2)二级公路应综合考虑各种因素做好总体设计。 (3)总体设计应考虑的因素:
①根据路线的路网中的位置、功能,综合考虑路线走廊带范围的远期社会。经济发展,城市。工矿企业的现状与规划,铁路。水路、航空、管道的布局,自然资源状况等,确定本项目起讫点、主要控制点以及相互平行、交叉等的衔接关系。
②科学确定技术标准,合理运用技术标准,注意地区特性与差异,精心做好路线设计,必要时宜进行安全评价,以保障行车安全。因条件受而采用上限(或下限)技术指标值或对线形组合设计有难度的路段,应采用运行速度进行检验,并采取相应技术对策。
③查明路线走廊带的环境、地形、地质等条件的基础上,认真研究路线方案或工程建设同生态环境、资源利用的关系,采取工程防护与生态防护相结合等技术措施,减少对生态的影响程度,加强恢复力度,最大限度地保护环境。
④做好同综合运输体系。农田与水利建设、城市规划等的协调与配合,充分利用线位资源,合理确定建设规模,切实保护耕地,使走廊带的自然资源以充分利用,公路建设得以可持续性发展。
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本设计合理选择路线的位置,尽量少占农田,尽量不穿过居民区,带动城市的经济发展,有利于城市的规划;尽量减少与公路和河流的交叉,平行于公路和河流选线,必须穿越时,处理好公路和河流的交叉协调关系;整个路线的选择尽量减少建筑规模,使整个工程在安全、环境和可持续发展的条件下完成。
第2章 公路选线
2.1 选线原则
1、应根据线路所经控制点,高程点,进行测量,选出距离最短、工作量最小、工程施工容易、造价低廉、养护费用最低、使用效益最大的线路。如果线路有几种选线方案,则应进行比选,以便从中选定最优方案。
2、保证行车安全、舒适、迅速的前提下,路线设计做到工程量小、造价低、营运费用省、效益好、并有利于施工和养护。在工程量增加不大时,尽量采取较高的技术标准,不要轻易采用极限指标。
3、选线注意少占田地,并尽量不占。
4、通过风景名胜古迹地区的道路,注意保护原有自然状态。
5、选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测调查,弄清楚它们对道路工程的影响。
6、选线应重视环境保护,注意由于道路修筑汽车营运所产生的污染和影响。
2.2 线形与技术标准
本路线地处滨海平原区,要求路线方向直捷,线性舒适尽可能采用较高标准。必须做好排水设计,以确保路基的稳定和坚固,还应考虑纵坡情况,并且各线形设计应符合规范要求。两个小控制点之间以两点直线连接的路线是理想的,当路线必须转折时,相
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邻曲线间尽量有较长的直线,以便曲线之间有重组的过度时间,但不能片面的追求长直线,平曲线尽量采用大半径,小偏角,从而保证线形的平顺。路线纵坡不应过度频繁起伏,也不宜过于平缓而造成排水不良。滨海平原区路基一般以低路堤为主,但必须做好排水设计,以确保路基的稳定和坚固,还应考虑纵坡和排灌渠位及其高度的配合,并且各线形设计应符合规范要求。
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2.3 路线与桥位的配合
本路线途径河流较多,桥涵工程量大,路线在跨越水道应尽可能的保证路线的平顺性。
1、特大桥桥位是路线总方向的控制点,路线的总方向应服从特大桥桥位的安排。 2、小桥涵位置应服从路线走向,但遇到斜交过大或河沟过于弯曲的情况,可采取改河措施或改移路线。
2.4 路线设计方案
2.4.1路线设计
方案一路线图
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方案一路线图
方案一
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方案二
2.4.2方案比较
路线设计方案详细对比见下表2-1
表2-1 路线设计方案对比表
路线设计方案对比表 道路等级 路线长度(新建/改造)(m) 平曲线 最大直线(m) 最小直线(m) 最大圆曲线半径(m) 最小圆曲线半径(m) 缓和曲线个数(个) 最大转角(°) 最小转角(°) 精品文档
方案一 Ⅱ级 14761.15 1131.407 1.106 7500 270.028 12 81.633 3.981 29 方案二 Ⅱ级 14762.98 1184.43 198.90 2694 300 12 77.29 5.75 21 竖曲线个数(个) 可编辑修改
竖曲线 最大竖曲线半径(m) 最小竖曲线半径(m) 最大纵坡(%)/坡长(m) 最小纵坡(%)/坡长(m) 最大填方高度(m) 最大挖方深度(m) 总填方(m) 总挖方(m) 桥梁个数(个) 桥梁总长度(m) 最长桥梁跨径(m) 桥梁类型 33 11207.593 2000 -5.4/139.081 -0.301/881.852 7.526 5.982 1187675.48 119522.49 3 1310 900 简支+连续 61677.317 3457.186 -5.921/476.919 -0.301/924.847 8.124 12.768 216882.1 500736.1 4 3385 1580 简支+连续 土方 桥梁 2.4.3方案选择
(1)方案一:该路线全程经过河流,需要修建5座桥梁,其中一座跨径较大,为连续梁桥。该道路施工时需要拆迁部分工厂,占用农田较少,填挖基本平衡,路线地形起伏不大。不会出现陡坡。
(2)方案二:该路线全程经过河流,需要修建3座桥梁,其中一座跨径较大,为连续梁桥。该道路施工时不需要居民拆迁,会占用农田较少。该路线填方远大于挖方,路线地形起伏不大,便于行车安全。
(3)方案一与方案二相比,方案一挖填较为平衡,不需要借调土方,桥梁个数少于方案二,但方案一桥梁总长远小于方案二。综上所述,方案一施工难度更低,工程造价更低,故选择方案一。
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第3章 公路平面线形设计
3.1 概述
道路的平面线形,一般由直线和曲线组成。道路平面线形设计主要包括:选定合适的圆曲线半径,计算缓和曲线,合理解决曲线与直线、曲线与曲线的衔接,恰当的设置缓和曲线超高,计算行车视距与排除可能存在的视线障碍等。道路的平面线性要素是由直线、圆曲线和缓和曲线构成的。
3.2 平面线形设计原则
本路线平面设计遵循如下原则:
1、平面线形应直接、连续、顺适,并与地形、地物相适应,周围环境相协调。 2、两反向曲线间夹直线段时,已设置不小于最小直线长度的直线段为宜(2V)。 3、两同向曲线间夹直线段时,已设置不小于最小直线长度的直线段为宜(3V)。 3、曲线线形设计尽量实现技术指标的均衡性和连续性。
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3.3 平曲线要素确定与计算
3.3.1平曲线参数
本次公路设计为二级公路,处于滨海平原,设计车速为60km/h。不设缓和曲线的临界圆曲线半径为1500m,故部分路段需设置缓和曲线,详见表3—1。
3.3.2平曲线要素计算
(1)R≥1500m,可不设置缓和曲线 平曲线设计要素如图3-1所示。
ThRtan 2Lh180R
Th—切线长; Lh—曲线总长度;
R—圆曲线半径; —路线转角;
主点桩号计算公式如下:
ZY(桩号)=JD(桩号)-Th
1QZ(桩号)ZY(桩号)Lh
21YZ(桩号)QZ(桩号)Lh
2 表3—1 平曲线参数表
JD1 (K0+652.136) JD2 (K1+445.565) JD3 (K2+218.587) JD4 (K3+752.1) JD5 (K5+827.3) 圆曲线半径(m) 324 438 329.385 1500 1400 精品文档
是否设置缓和曲线 是 是 是 是 是 可编辑修改
JD6 (K7+604.804) JD7 (K9+155.67) JD8 (K9+884.323) JD9 (K11+507.522) JD10 (K12+255.24) JD11 (K12+860.272) JD12 (K13+342.957) JD13 (K13+6.0) JD14 (K14+72.778) 7500 260 1878 300 495.351 665.629 1767.515 270.028 330.121 是 是 否 是 是 是 否 是 是 由已知交点坐标、转角、交点间距来计算方位角、切线长、曲线长、各个点的桩号等平曲线要素。
图3-1 平曲线设计要素
JD8 主点里程桩号计算:
圆曲线半径R=1878m,路线转角30.367,桩号K9+884.323 1)曲线要素计算
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ThRtanLh30.3671878tan=507.06m 22180R30.3671801878994.843m
2)主点桩号计算:
ZYJDThK9884.323507.06K93.249
11LhK93.249994.843K9886.671 2211YZQZLhK9886.671994.843K10348.092 22QZZY (2) R≤1500m,设置缓和曲线 加设缓和曲线后的平曲线要素如图图3-2所示。 ThEhqaQZPHYLSZHLhLYHLSHZb0Rb0ao图3-2 加设缓和曲线后的平曲线 计算公式如下: L2SL4S缓和曲线内移值: p24R2688R3精品文档
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LSL3S缓和曲线切线增值: q 22240R切线长: Th(Rp)tan()q
2曲线总长度: Lh180R LS
外距: Eh(Rp)sec()-R
2切曲差: Jh2ThLh
ZH(桩号)=JD(桩号)-Th,HY(桩号)=ZH(桩号)+Ls
YH(桩号)=HY(桩号)+(Lh2Ls),HZ(桩号)=YH(桩号)+Ls
QZ(桩号)=HZ(桩号)-Lh/2,JD(桩号)=QZ(桩号)+Jh/2 通过比较计算圆曲线半径,最终确定主线几何元素。 通过比较计算圆曲线半径,最终确定主线几何元素。 1、JD1平面线形设计计算:
圆曲线半径R=324m,路线转角62.514,桩号K0+652.136 计算缓和曲线长度:
V36030.03624m ① 按离心加速度的变化率计算 Ls,min 0.036R324② 按驾驶员的操作和反应时间计算 Ls,min③ 按超高渐变率计算
V6050m 1.21.2查《公路路线设计规范》(D20-2006),得 B7.5, i0.06,p1/150
Ls,minBi7.50.0667.5m p1/150④ 按视觉条件计算 Ls,min综上所述,取Ls=70m 主点里程桩号计算
R32436m 99精品文档
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1)曲线要素计算
Ls2Ls4702704P 0.63m 3324R2688R243242688324LsLs370703q35m
2240R2224032420Ls180701801.73 2R2324Th(RP)tanLh2q232.045m
180RLs423.33m
LYR(20)180333.773m
Eh(RP)sec2R57.92m
Jh2ThLh2232.045423.3340.76m 2)主点桩号计算
ZHJDThK0652.136232.045K0440.178 HYZHLsK0440.17870K0510.178
YHHYLYK0510.178333.773K0843.951
HZYHLsK0843.95170K0913.951
QZHZLhK0913.951423.33/2K0221.665 2JJDQZhK0221.66540.76/2K0242.045
2曲线要素(m) R 324 438 329.4 A1 A2 40.76 147.986 128.333 140.581 精品文档
表3—2 平曲线要数表 交 点 号 QD JD1 JD2 JD3 K0+0.000 K0+672.23 K1+486.99 K2+225.70 桩号 转角(°) 62.51 71.11 38.28 L1 L2 50 50 50 60 T1 T2 232.045 338.244 139.651 144.247 L 423.33 593.629 275.073 外距 57.92 100.68 19.683 可编辑修改
JD4 JD5 JD6 JD7 JD8 JD9 JD10 JD11 JD12 JD13 JD14 ZD K3+853. K5+833.86 K7+604.91 K9+1.14 K9+6.31 K11+553.7 K12+314.7 K12+867.4 K13+344.5 K13+6.4 K14+92.02 K14+767.2 .32 27.01 3.981 47.63 30.37 81.63 76.24 35.80 15.87 17.38 61.25 1500 1400 7500 200 1878 300 495.351 665.6 1767.515 220.028 330.121 387.298 100 458.258 150 612.372 130.384 109.5 1.919 192.747 199.844 104.888 140.738 50 85 60 80 75 60 50 60 993.252 411.436 285.684 130.3 119.602 509.652 299.845 426.555 245.074 246.299 58.693 225.707 1783.81 810.061 571.157 238.762 995.333 507.427 734.141 475.924 4.447 116.747 412.932 272.163 40.51 4.3 19.847 67.926 97.575 134.5 34.099 17.078 3.034 .046 第四章 纵断面设计
4.1 纵断面设计概述
纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件等,确定起伏空间的位置,以便达到行车安全迅速、运输经济合理及乘客感觉舒适的目的。
纵断面设计主要包括纵坡和竖曲线的设计。在纵断面设计中,首先绘制路线经由地带的纵断面地面线,依据平面选线确定的控制点及其高程、填挖平衡经济点及与周围景观的协调,综合考虑平、纵、横三方面试定坡度线,再用横断面图检查、调整,确定纵坡值,确定竖曲线半径,计算设计高程及填挖高度。
依据《公路路线设计规范》(D20-2006)60km/h二级公路纵断面设计相关技术指标如下:
最大纵坡:6% 最小纵坡:0.3%
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最大容许合成坡度:9.5% 最小坡长:150m 竖曲线最小半径:凸曲线一般最小半径: 2000m 极限最小半径:1400m 凹曲线一般最小半径:1500m 极限最小半径:1000m
二级公路的最大纵坡及坡长长度不易轻易采用,而应有适当的余地。为了有利于路面排水和边沟;排水,一般情况下,以采用不小于0.3%纵坡为宜。坡长主要是控制一般纵坡的最小坡长。
本次设计中,最大纵坡为-5.4%,最小纵坡为0.301%,最小坡长221.814m竖曲线最大半径为11207.593m,最小半径为2000m。
4.1.1平纵线形的协调
线形组合设计是在平面设计和纵断面设计基本确定的基础上对平纵线形进行调整组合,使其满足视觉连续的需要,同时心里感觉舒适,使道路与周围环境景观相协调,并考虑到排水的要求,成为连续、圆滑、顺适、美观的空间曲线
平纵线形配合的原则:
1、应能在视觉上自然诱导司机的视线,并保证视觉的连续性。
2、平纵线形技术指标应大小均衡,使线形在视觉上、心理上保持协调。 3、选择组合的合成坡度,应利于路面排水和行车安全。
4.平曲线应和竖曲线重合,且平曲线应比竖曲线长,对于二级公路带缓和段的平曲线与竖曲线组合时,竖曲线的起点和终点应落在缓和曲线段上。
5.合成坡度的控制应与线形组合设计相结合,避免急弯与陡坡相重合的线形。 6.线型应避免的组合有:
a) 计算行车速度大于或等于40km/h的公路,凸曲线的顶部与凹曲线的底部,不得插入小半径平曲线。
b) 凸曲线的顶部与凹曲线的底部不得与反向平曲线的拐点重合。
c) 直线上的纵曲线应避免出现驼峰、暗凹、跳跃等使驾驶员视觉中断的线形。 d) 直线段内不能插入短的竖曲线。
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e) 小半经竖曲线不宜与缓和曲线相互重合。
f) 避免在长直线上设置陡坡和曲线长度段、半径小的凹曲线。
4.1.2竖曲线作用
竖曲线的主要作用是:
(1)缓冲作用。以平缓的曲线取代折线可消除汽车在变坡点处的冲击。 (2)保证公路纵向的行车视距。凸形竖曲线可减小纵坡变化产生的盲区,凹形竖曲线可增加下穿路线的视距。
(3)将竖曲线与平曲线恰当组合,有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。
《公路路线设计规范》(D20-2006)规定采用二级抛物线作为竖曲线的线形。一般情况下,竖曲线在变坡点两侧是不对称的,但两切线长保持相等。但在实用范围内圆形和二次抛物线几乎没有差别,所以本次设计采用圆形竖曲线。
4.1.3竖曲线计算
竖曲线要素的计算公式汇总如下:
LR(计算中取绝对值) TL/2
ET2/2R
yl2/2R
式中:R—竖曲线半径,m; T—切线长,m; L—竖曲线长,m; E—外矢距,m;
l—竖曲线上任意一点到曲线起点或终点的水平距离,m。
y—竖曲线上与相对应的点到坡度线的高差m,称修正值或竖距。
变坡点1:K0+250.556
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1.竖曲线要素计算
i2i1-3.711%4.968%8.679%0 设置凸曲线,半径R=2000m,曲线要素计算如下:
LR20008.679%173.58mTL/2173.58/286.79mET2/2R86.792/(22000)1.88m
2.计算竖曲线起终点桩号 变坡点的设计高程:25.41.8827.344m
竖曲线起点桩号: k0250.55686.79k0163.766
(-3.711%)28.68m 竖曲线起点高程:25.486.79竖曲线终点桩号:k0250.55686.79k0337.346 竖曲线终点高程:25.486.794.968%21.15m 同理,可得出其他变坡点基本参数如表4-1所示。
表4-1 变坡点基本参数表
变坡点1 变坡点2 变坡点3 变坡点4 变坡点5 变坡点6 变坡点7 变坡点8 变坡点9 变坡点10 变坡点11 变坡点12 L(m) 163.684 23.501 214.149 281.113 463.426 139.081 513.722 680.186 474.45 223.241 222.63 614.042 T(m) 86.79 111.663 29.784 102.81 25.304 58.084 63.086 47.423 32.556 29.451 27.875 27.99 E(m) 1.883 2.494 0.04 2.575 0.103 0.487 0.458 0.101 0.069 0.049 0.044 0.044 设计高程(m) 27.344 19.727 35.833 62.159 34.472 21.753 5.584 8.063 5.285 6.259 5.367 7.435 精品文档
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变坡点13 变坡点14 变坡点15 变坡点16 变坡点17 变坡点18 变坡点19 变坡点20 变坡点21 变坡点22 606.79 438.219 427.438 534.0 533.566 279.673 256.27 557.758 740.755 631.995 27.7 28.704 32.132 33.231 39.204 39.325 25.39 26.781 32.423 27.136 0.044 0.045 0.052 0.055 0.069 0.078 0.05 0.046 0.058 0.048 5.303 6.871 5.38 7.404 5.448 6.814 5.44 7.693 5.129 7.878 续表4-1 变坡点基本参数表 变坡点23 变坡点24 变坡点25 变坡点26 变坡点27 变坡点28 变坡点29 L(m) 881.852 904.232 758.704 190.004 100.397 80.429 149.287 T(m) 29.337 26.75 33.768 27.559 26.856 60.471 32.232 E(m) 0.045 0.044 0.058 0.049 0.15 0.888 0.159 设计高程(m) 5.048 8.074 5.336 6.21 7.952 14.203 7.209
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第五章 横断面设计
5.1 横断面布置
公路横断面由行车道、路肩等部分组成。公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据公路的功能、公路等级、交通量、服务水平、设计速度、地形条件等因素确定。
本道路设计为双向双车道二级公路,设计车速为60km/h,车道宽度为3.5m,无中间分隔带,采用土路肩宽度为0.75m,硬路肩宽度为0.75m,路拱坡度为1.5%,路肩坡度为2%,边坡坡度为1:1.5,路基宽度10m。
本设计路段横断面布置为双幅双车道形式,《公路路线设计规范》(D20-2006)规定60km/h双向双车道二级公路一般路基全宽设计为10.0m,横断面设计图如图 5-1所示。
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路基宽度路肩i2i1行车道i1i2路肩
图5-1 横断面设计图
5.1.1横坡
本路面拟采用沥青混凝土高等级路面,本着有利于排水施工和行车的原则,由《公路路线设计规范》(JTJ011-94)中查表知:沥青混凝土路面横坡度宜取1.0~2.0%,所以本设计取路面横坡度为1.5%,路肩横坡为2.0%。
5.1.2路基边坡
路基边坡坡度应根据当地自然条件、岩土性质、填挖类型、边坡高度、使用要求和施工方法等确定。路堤边坡按填料的物理力学性质、气候条件、边坡高度以及工程水文地质条件选定。
5.2 平曲线加宽及超高计算
5.2.1平曲线加宽
由于本路线中平曲线半径平均大于250m,根据《公路工程技术标准》(JTJ001-97)3.0.12中规定,平曲线半径大于250m时,不须设加宽值,因此本路段不设加宽值。
5.2.2平曲线超高
根据《公路工程技术标准》(JTJ001-97)3.0.11中规定,道路一条平曲线半径小于5500m时须设超高,所以本路段有10处需设置超高,超高计算公式如表5-1所示,
超高示意图如图5-2所示。
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表5-1 超高计算公式表
超高值计算公式 超高位置 路肩内边缘 超 高 过 度 旋转双坡阶段x≤x0 路中线 路肩外边缘 h''bJiJbJbXiGh''bJiJ h'cxbJiJBiG 2hcxbJiJiGxB2bJiG x0 段 阶段xx0 圆 全超高阶曲 段 线 双坡阶段中 间 变 量 旋转阶段ix 加宽值bx bJbXiXBh'cxbJiJix 2hcxbJiJBbJixhcxbJiJh''bJiJbJbXib Bh'cxbJiJib 2BbJib x0iGiBiBiBLC,当p1G0.003时,x0GG330iGBibx0P10.003 x0 ixiBiixib,当p1G0.003时,ixiGbGXX0 LCx0LCX0本设计加宽值为零 表中:
B---------路面宽度;bj -------路肩宽度 iG -------路拱坡度;iJ------路肩坡度;
ib------超高横坡度;LC------超高缓和段长度(或缓和曲线长度); lo------路基坡度由iJ变为iG所需的距离;
x0------与路拱同坡度的单向超高点至超高缓和段起点的距离; x------超高缓和段中任一点至起点的距离;
hc------路肩外缘最大抬高值;hc′-----路中线最大抬高值;
hc〞------路基内缘最大降低值;hcx__------x距离处路基外缘抬高值; hcx′------x距离处路中线抬高值;b------路基加宽值;
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bx_------x距离处路基加宽值; hcx〞------ x距离处路基内缘降低值;
hcxhcib\"iGBiGiGijiGB′/2hcxhc′xLc
图5-2超高示意图
平曲线1进行超高计算:
LC=403.506m,B=7m,bj=4.5m,iG=1.5%,iJ=2%,ib=5.0% 双坡阶段x≤x0 :
x0iGiB0.0157.50.015LC403.506121.052m,当p1G0.9290.003ib0.05x0121.052hcxI0x0hc\"\"x=20m时,
ixh''bJiJbJbXiG4.50.024.500.0150.0225m h'cxbJiJB7.5iG4.50.020.0150.1463m22bjiG旋转轴bx20ib0.050.0025 LC403.506bj精品文档
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hcxbJiJiGxB2bJiGx0207.524.50.015
403.5064.50.020.0150.225m旋转阶段xx0 X=50m时,
ixx50ib0.050.0062 LC403.506h''bJiJbJbXix4.50.024.500.00620.0621m h'cxbJiJB7.5ix4.50.020.00620.1133m 22hcxbJiJBbJix4.50.02(7.54.5)0.00620.14m X=80m时,
ixx80ib5%=0.01 LC403.506h''bJiJbJbXix4.50.024.500.010.045m h'cxbJiJB7.5ix4.50.020.010.128m 22hcxbJiJBbJix4.50.02(7.54.5)0.010.21m X=110m时,
ixx110ib0.050.014 LC403.506h''bJiJBJBXix4.50.024.500.0140.027m h'cxbJiJB7.5ix4.50.020.0140.143m 22hcxbJiJBbJix4.50.02(7.54.5)0.0140.258m X=140m时,
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ixx140ib0.050.017m LC403.506h''bJiJbJbXix4.50.024.500.0170.329m h'cxbJiJB7.5ix4.50.020.0170.1m 22hcxbJiJBbJix4.50.02(7.54.5)0.0170.294m 全超高阶段:
h''bJiJbJbXib4.50.024.500.050.135m h'cxbJiJB7.5ib4.50.020.050.278m 22hcxbJiJBbJib4.50.027.54.50.050.69m
5.3 填料的选择与压实标准
5.3.1填料的选择
填筑路基的材料以采用强度高、水稳性好、压缩性小、施工方便以及运距短的岩土材料为宜。在选择填料时,一方面要考虑料源和经济性;另一方面还要顾及填料的性质是否合适。为节省投资和少占用耕地和良田,一般应利用附近路堑或附属工程的控方作为填料。
用不同填料填筑路基时,须遵守下列规则:
1.不用性质的填料应分层铺筑,不得混杂乱填(但可参配后使用),以免形成水囊或滑动面。每种填料层累计总厚度不宜小于0.5mm。 2.不同的填料的层位安排,应考虑路基的工作条件。
3.透水性较小的土填筑路堤下层时,其顶面应做成4%的双向横坡,以保证上层透水性土有排水出路。
4.为了防止雨水侵蚀冲刷,可采用透水性较小的土包边,但是包边部分的土应与中间部分一起分层夯实,并设置盲沟,以利排水。
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5.当路堤两部分填料的颗粒尺寸相差较大时,应在其间加设反过滤层,以防止两部分填料相互混入,而引起路堤下沉。
5.3.2压实标准
实践证明,提高路基的密实度可以增加强度和稳定性,降低土体的压缩性、透水性和膨胀性,控制水分积聚和侵蚀引起的病害。
路基填料最小强度和最大粒径要求,以及路基压实度(重型)如下表。
表5-2 路基填料的技术要求和压实度
项目分类 填 方 路 堤 路面底面 名称 以下深度 (cm) 上路床 下路床 上路堤 下路堤 零填及 挖方路 基 上路床 下路床 0-30 30-80 80-150 150以下 0-30 30-80 填料最 小强度 (CBR)(%) 8 5 4 3 8 5 填料最 大粒径 (cm) <10 <10 <15 <15 <10 <10 压实度 (%) ≥97 ≥97 ≥95 ≥93 ≥97 ≥97 注:表列压实度数值系指按《公路土工试验规程》重型击实实验法求得的最大干密度的压实度。
为保证路肩的稳定,对于土路肩培土的压实度要求≥90%。
5.4 路基设计
5.4.1路基的干湿类型
路基的干湿类型表示路基在最不利季节的干湿状况,分为干燥、中湿、潮湿和过湿四类。在本次设计中,为保证该地区的路基处于干燥或潮湿状态,采用换土或者填高措施。
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5.4.2路基类型
根据公路路线设计确定的路基标高与天然地面标高是不同的,由于填挖情况的不同,路基横断面的典型形式,可归纳为路堤、路堑和填挖结合三种类型。
(1)路堤
路堤是指全部用岩土填筑而成的路基。按路堤的填土高度不同,划分为矮路堤、高路堤和一般路堤。填土高度小于1.0—1.5m者,属于矮路堤;填土高度大于 18m(土质)或20m(石质)的路堤属于高路堤;填土高度在1.5—18m范围内的路堤为一般路堤。
该工程穿过河流、山陵,断面形式较多,主要有一般路堤、浸水路堤、护角路堤、高路堤四种。
高路堤的填方数量大,占地多,为使路基稳定和横断面经济合理,需要进行个别设计,高路堤和浸水路堤的边坡可采用上陡下缓的折线形式。为防止水流的侵蚀和冲刷坡面,高路堤和浸水路堤的边坡,须采取适当的坡面防护和加固措施。在容易受到水流侵蚀和淘刷的路堤边坡,还应进行适当的防护与加固。
路堤横断面的基本形式如下图所示:
图5-3(a)一般路堤图
图5-3(b)浸水路堤图
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图5-3(c) 护角路堤
(2)路堑
路堑是指全部在天然地面开挖而成的路基。路堑有全挖式路基、台口式路基、和半山洞路基,该工程的路堑形式多为全挖式路基。
挖方边坡可按高度和岩土层情况设置成直线或折线。挖方边坡的坡脚应设置边沟,以汇集和排除路基范围内的地表径流。路堑的上方应设置截水沟,以拦截和排除流向路基的地表径流。碎石或不稳定时,则可以采用护墙或挡土墙。路侧弃土堆的设置。应不妨碍路基排水,不危及边坡的稳定。弃土堆内侧坡脚到路堑顶之间的距离一般不小于5m。
挖方路基处土层地下水文状况不良时,可能导致路面的破坏,所以对路堑以下的天然地基,要人工压实至规定的实程度。必要时应翻挖,重新分层填筑、换土或进行加固处理,采取加铺隔离层,设置必要的排水设施。
图5-4 全挖式路基
(3)半填半挖路基
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整个横断面上即有填方又有挖方的路基,称为半填半挖路基。它出现在地面横坡较陡,路基又较宽,二路中线的设计与地面标高相差不大的地方。为提高路基的稳定性,填方部分的地面应挖成台阶或凿毛。位于山坡的路基,通常取路中心的标高接近原地面的标高,以便减少土石方数量,保持土石方数量横向平衡,形成半填半挖路基。若处理得当,路基稳定可靠,是比较经济的断面形式。
图5-5 半填半挖路基横断面图
上述三类典型横断面类型,各具特色,分别在一定条件下使用。由于地形、地质、水文等自然条件差异很大,且路基位置、横断面尺寸及要求等,亦应服从于路线,路面及沿线结构物的要求,所以路基横断面类型的选择,必需因地制宜,综合设计。
5.5 护坡道和用地范围
(1)护坡道
根据《公路路基设计规范》(JTJ013-95)并结合本路段的实际特点,本路段护坡道宽度均取1.0m,护坡道表面外横坡度为4%,护坡道上植树种草防护。
(2)用地范围
填方路段用地范围为路基排水沟外2.0m,桥梁段以桥梁上部构造水平投影边缘外侧2.0m以内为公路用地范围。
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5.6 挡土墙的布置
5.6.1挡土墙作用
挡土墙(简称挡墙)是支挡路基填土或山坡坡体的墙式结构物。它是支挡土体而承受其侧压力的墙体。它具有阻挡墙后土体下滑,保护路基和收缩坡脚等功能。在路基工程中,挡土墙用来克服地形或地物的和干扰,减少土石方、拆迁和占地数量,防止填土挤压河床和水流冲陶岸边,整治坡体下滑等病害。
5.6.2挡土墙的平面布置和适用范围
对于个别复杂的挡土墙,如高、长的沿河曲线挡土墙,应作平面布置,绘制平面图,还应绘制出河道及水流方向,防护与加固工程等。
挡土墙的适用范围:
(1)地质条件不良,用以支挡可能坍滑的山坡土体或破碎岩层。 (2)K3+60.000~K4+780.000处,用以防止沿海路堤受海水冲刷和腐蚀。 (3)防止陡坡路堤下滑。
(4) 路堤填筑高度较大或是陡坡路堤,为减少土石方、拆迁和占地数量,必须约束坡脚。
经以上分析,本公路大部分处在滨海地区,这些路段需设挡土墙,它可起到防止沿海路堤受海水冲刷和腐蚀的作用。
根据地形和地质条件结合技术经济比较,选用浆砌片石重力式挡土墙,墙后填料选用砂砾和碎石。
本次设计中,采用重力式挡土墙,且挡土墙位置设置在填方高度较大处。
重力式挡土墙验算[执行标准:公路]
计算项目: 衡重式挡土墙 原始条件:
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墙身尺寸:
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墙身高: 10.00(m) 墙顶宽: 0.50(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.25 背坡倾斜坡度: 1:0.20 墙底倾斜坡率: 0.20:1
物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500
墙身砌体容许压应力: 2100.000(kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力: 280.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa) 材料抗压极限强度: 1.600(MPa) 材料抗力分项系数: 2.310 系数醩: 0.0020 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3)
修正后地基承载力特征值: 500.000(kPa) 地基承载力特征值提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000
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5-6 挡土墙平面布置图 可编辑修改
墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数: 1
折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 3.050 0.055 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 20.000(度) 填土对横坡面的摩擦角: 35.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙分段长度: 10.000(m) 第 1 种情况: 组合1 组合系数: 1.000
1. 挡土墙结构重力 分项系数 = 1.000 √ 2. 墙顶上的有效永久荷载 分项系数 = 1.000 √ 3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载 分项系数 = 1.000 √ 4. 填土侧压力 分项系数 = 1.000 √
[土压力计算] 计算高度为 11.042(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 26.180(度) 按实际墙背计算得到: 第1破裂角: 26.180(度)
Ea=391.018(kN) Ex=342.619(kN) Ey=188.434(kN) 作用点高度 Zy=3.681(m) 因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面不存在 墙身截面积 = 30.104(m2) 重量 = 692.396 (kN)
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(一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.500
采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下: 基底倾斜角度 = 11.310 (度)
Wn = 678.950(kN) En = 251.968(kN) Wt = 135.790(kN) Et = 299.011(kN)
滑移力= 163.221(kN) 抗滑力= 465.459(kN) 滑移验算满足: Kc = 2.852 > 1.300 滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足: 方程值 = 356.691(kN) > 0.0
地基土层水平向: 滑移力= 342.619(kN) 抗滑力= 4.829(kN) 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.357 > 1.300
(二) 倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 2.661 (m) 相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 4.472 (m) 相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 2.639 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩= 904.133(kN-m) 抗倾覆力矩= 2685.280(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 2.970 > 1.500 倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1412.634(kN-m) > 0.0
(三) 地基应力及偏心距验算
基础类型为天然地基,验算墙底偏心距及压应力 取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距
作用于基础底的总竖向力 = 930.917(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩
=1781.146(kN-m)
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基础底面宽度 B = 5.311 (m) 偏心距 e = 0.742(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.913(m) 基底压应力: 趾部=322.252 踵部=28.278(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 322.252 / 28.278 = 11.396
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.742 <= 0.167*5.311 = 0.885(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=322.252 <= 600.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=28.278 <= 650.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=175.265 <= 500.000(kPa) (四) 基础强度验算
基础为天然地基,不作强度验算 (五) 墙底截面强度验算
验算截面以上,墙身截面积 = 27.500(m2) 重量 = 632.500 (kN) 相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.591 (m) 相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 4.472 (m) 相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 2.639 (m) [容许应力法]: 法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力 = 820.934(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩
=1577.334(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.921(m) 截面宽度 B = 5.000 (m) 偏心距 e1 = 0.579(m)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.579 <= 0.250*5.000 = 1.250(m) 截面上压应力: 面坡=278.187 背坡=50.187(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 278.187 <= 2100.000(kPa) 切向应力检算:
剪应力验算满足: 计算值= 2.849 <= 110.000(kPa) [极限状态法]: 重要性系数r0= 1.000
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验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 820.934(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.862
挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 5.000(m2) 材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬 = 2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮 = 0.990 计算强度时:
强度验算满足: 计算值= 820.934 <= 2983.698(kN) 计算稳定时:
稳定验算满足: 计算值= 820.934 <= 29.993(kN) 各组合最不利结果 (一) 滑移验算
安全系数最不利为:组合1(组合1)
抗滑力 = 465.459(kN),滑移力 = 163.221(kN)。 滑移验算满足: Kc = 2.852 > 1.300 滑动稳定方程验算最不利为:组合1(组合1) 滑动稳定方程满足: 方程值 = 356.691(kN) > 0.0 安全系数最不利为:组合1(组合1)
抗滑力 = 4.829(kN),滑移力 = 342.619(kN)。 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.357 > 1.300 (二) 倾覆验算
安全系数最不利为:组合1(组合1)
抗倾覆力矩 = 2685.280(kN-M),倾覆力矩 = 904.133(kN-m)。 倾覆验算满足: K0 = 2.970 > 1.500 倾覆稳定方程验算最不利为:组合1(组合1)
倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1412.634(kN-m) > 0.0 (三) 地基验算
作用于基底的合力偏心距验算最不利为:组合1(组合1)
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作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.742 <= 0.167*5.311 = 0.885(m) 墙趾处地基承载力验算最不利为:组合1(组合1)
墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=322.252 <= 600.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算最不利为:组合1(组合1)
墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=28.278 <= 650.000(kPa) 地基平均承载力验算最不利为:组合1(组合1)
地基平均承载力验算满足: 压应力=175.265 <= 500.000(kPa) (四) 基础验算 不做强度计算。 (五) 墙底截面强度验算 [容许应力法]:
截面上偏心距验算最不利为:组合1(组合1)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.579 <= 0.250*5.000 = 1.250(m) 压应力验算最不利为:组合1(组合1)
压应力验算满足: 计算值= 278.187 <= 2100.000(kPa) 拉应力验算最不利为:组合1(组合1)
拉应力验算满足: 计算值= 0.000 <= 280.000(kPa) 剪应力验算最不利为:组合1(组合1)
剪应力验算满足: 计算值= 2.849 <= 110.000(kPa) [极限状态法]:
强度验算最不利为:组合1(组合1)
强度验算满足: 计算值= 820.934 <= 2983.698(kN) 稳定验算最不利为:组合1(组合1)
稳定验算满足: 计算值= 820.934 <= 29.993(kN)
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5.7 路基施工要求及注意事项
5.7.1一般路基施工要求及注意事项
(1)应做好原地面临时排水设施,并与永久排水设施相结合。排除的雨水,不得流入村庄、耕地,亦不得引起水沟淤积和路基冲刷。
(2)路基填筑应采用水平分层填筑法施工,根据设计断面,分层填筑、分层压实,分层的最大松铺厚度不应超过30cm,填筑至路床顶面最后一层。
(3)路基填筑应采用水平分层填筑法施工,即按照横断面全宽分成水平层次逐层向上填筑。如原地面不平,应由最低处分层填起,每填一层,经过压实符合规定要求之后,再填上一层。
(4)若路基填筑分几个作业段施工,两段交接处,不在同一时间填筑,则先填地段,应按1:1坡度分层留台阶。若两个地段同时填,则应分层相互交叠衔接,其搭接长度,不得小于3m。
(5)压实度按压实标准执行,为保证均匀压实,应注意压实顺序,并经常检查土的含水量。掺灰剂量和均匀性。
(6)为保证路基边部的强度和稳定,施工时超宽30cm填土压实。
(7)为了减少路基在构造物两侧产生不均匀沉降而导致路面不平整,对于构造物两侧路基范围在填筑时需特别注意。
5.7.2构造物处路基施工要求
桥头施工时,对于桩柱式桥台,应先填土至路床施工高程后施工桥台桩;对于肋板式桥台,施工顺序为桥台桩→承台→肋板→填土,填土时采用小型振动压路机薄填对称轻压多遍,以保证压实度,填土至路床施工高程并稳定后施工盖涵。
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5.8 土石方数量计算与调配
5.8.1横断面面积的计算
为计算路基土石方数量需先求得横断面面积,当地面不规则时,常采用的方法有积距法和几何图形法。
横断面面积计算时应注意的问题: (1) 填方面积和挖方面积应分开计算。
(2) 填方面积中填石、加固边坡、填土等也应分开计算。
(3) 如基底是淤泥需换土时,先算出挖出淤泥的面积,再计算换土填方面积,即统一面积计算两次。同理,挖方台阶的面积也应计算两次。
(4) 大、中桥起终点之间的土石方数量,不计入路基土石方工程数量内。
5.8.2路基土石方数量的计算
各中桩的横断面面积求出后,即可进行土石方工程数量计算。常采用平均断面法计算。假定相邻两横断面间为一横断面积为两端断面积平均值的棱柱体,其高是横断面的间距。其计算公式如下:
1 V(A1A2)L (5-8-1)
2该法只有当相邻面积A1和A2相差不大时才较准确,当A1和A2相差较大时则与棱台体更为接近,按棱台体计算其公式如:
V1A1A2A1A2L (5-8-2) 3在《路基土石方数量计算表》中进行计算。
5.8.3土石方调配
计算路基土石方工程数量后,还应进行土石方的调配,以便确定填土用土的来源,挖方弃土的去向,以及计算土石方的数量和运量。通过调配,合理的解决各路段土石方
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数量的平衡和利用问题,使路堑挖出土方,在经济合理的调运条件下移挖作填,达到填方有所取,挖方有所用。
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1.调配原则
(1)在半填半挖断面中,应首先考虑本路段内移挖作填,进行横向平衡,然后再作纵向调运,以减少总的运量。
(2)调配时应考虑到桥涵位置对施工运输的影响,一般大沟不能跨沟调运,同时应注意施工的可能和方便,尽可能避免和减少上坡运土。
(3)为使土石方调配合理,必须根据地形情况和施工条件,选用适当的运输方式,确定合理的经济运距,用以分析工程用土是调运还是外借。
(4)土方和石方应根据工程需要分别进行调配,以保证路基稳定(保证不同的土分层填筑路基)和人工构造物的材料供应(如小桥涵所用的片石)。
(5)借土应结合地形、农田规划等选择借土地点,并综合考虑借土还田,整地造田等措施;弃土应不占或少占耕地,在可能的条件下宜将土平整为耕地,防止乱弃乱堆,或堵塞河流,损害农田。
2、调配方法
本次设计土石方量调配采用土石方计算表调配法,调配结果见《路基土石方数量计算表》。具体步骤如下:
(1)弄清各桩号间路基填方、挖方情况并先横向平衡,明确本方利用方、欠方以及可用作远运方等的数量。
(2)在作纵向调配前,应根据施工方法及可能采用的运输方式,定出合理的经济运距。
(3)根据欠方和可远运的分布情况,结合路线纵坡和自然条件,本着技术经济和支农的原则,具体拟定调配方案,方法是逐桩、逐段将毗邻路段可作远运方就近纵向调配到欠方段内,加以利用,并把具体调运方向和数量用箭头注明在纵向利用调配栏中。
(4)经过纵向调配,如果仍有欠方或可作远运方,应确定借土或弃土地点,将其数量和远运距离分别填注到借方或废方栏内。
(5)土石方调配后的复核检查: 横向调运方+纵向调运方+借方=填方 挖方+借方=填方+弃方
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第六章 路面结构设计
6.1 概述
路面是在路基顶面上用各种材料或混合料分层修筑的供车辆行驶的一种层状结构物。从经济上说,路面造价在整个道路造价中占很大比重,在有的高等级道路预算中,路面造价可占整个道路造价的80%以上。路面好坏直接影响行车的速度、安全以及运输成本等一系列实际的问题,特别是在高速公路有了良好的路面就能保证车辆高速、安全并且舒适的行驶,可以节省很多运输成本,可以成功的发挥高等级公路的功能。
修筑路面的目的是为了加固路基,使道路在行车和各种自然因素的作用下能够保持足够的强度、刚度、稳定性、平整度、和粗糙度,保证道路的全天候通车,使车辆行驶安全、迅速、舒适,同时降低运输成本,改善行车环境。
因而,路面设计就是根据道路的使用性质、任务、交通量、和交通组成、当地的材料、自然和地质条件,并结合路基状况来进行的一项综合性的结构设计。
本道路设计使用年限为15年,年平均交通量为12462辆/日,为重型交通,故选用高等级路面。高等级道路的路面一般由柔性路面(沥青混凝土)和刚性路面(水泥混凝土)之分。
下面对这两种路面类型进行实用比较:
表6-1 面层类型比较
项目 平整度 接缝 舒适性 耐磨性 震动程度 噪音 施工期 养护维修 机械化施工 沥青混凝土 水凝混凝土 好 无 好 强 小 小 短 简便 容易 差 有 差 弱 大 大 长 繁杂 困难 精品文档
项目 分期修建 强度 稳定性 耐久性 开放交通时间 水稳性 抗滑性 投资 沥青混凝土 水凝混凝土 合适 稍差 差 好 早 差 好 少 不合适 高 高 好 迟 高 稍差 多 可编辑修改
综合以上两种路面类型的优劣比较, 水泥混凝土路面的特点有: 1、 2、 3、 4、 5、 6、
有接缝
施工后不能立即开通 挖掘和修补困难
阳光下反光太强,汽车驾驶员感觉不舒服 对水泥和水的需求量大 施工前准备工作较多
沥青混凝土路面特点有: 1、 2、 3、 4、 5、
强度高和耐久性好 平整度和粗糙度好 养护费用较少
色泽鲜明,反光能力强,有利于夜间行车 稳定性好
所以综合分析情况,本路段决定采用沥青混凝土路面,设计路面的上面层材料为细粒式沥青混凝土;中面层为中粒式沥青混凝土;下面层为粗粒式沥青混凝土。其上基层石灰土稳定碎石,下基层采用碎石灰土,底基层为天然砂砾。
6.2 基层组成设计
6.2.1水泥稳定砂砾基层组成设计
(1)集料组成
基层是沥青路面的主要承重面,必须具有足够的强度且保证在水、温度作用下有良好的稳定性。考虑到本地附近砂砾丰富及尽可能减少基层伸缩裂缝,基层选择水泥稳定砂砾,以砾石构成骨架,水泥、天然砂作为填料的软挤型结构。材料要求如下:
水泥:普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥都可以用于水稳路面基层施工,一般宜使用低强度等级的水泥,禁止使用快硬水泥、早强水泥以及其它受外界影响而变质的水泥。本项目采用普通硅酸盐水泥(P.O32.5)。
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集料:水稳混合料中砾石压碎值应不大于28%,针片状含量宜不大于15%,集料中小于0.6mm的颗粒必须做液限和塑性指数试验,要求液限小于28%,塑性指数<9。依照《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006),集料的颗粒组成应符合下表5-3的规定。且4.75mm、0.075mm的通过量宜接近级配范围的中值。
表6-2集料规格
筛孔尺寸 范围 31.5 100 19 68-86 9.5 38-58 4.75 22-32 2.36 16-28 0.6 8-15 0.075 0-3 (2)材料设计参数
水泥砂砾配合比采用4%--6%。 (3)强度指标
基层材料组成、配合比、强度指标见表6-3。
表6-3基层材料方案比较 20抗压回弹模量(MPa)① 2610 0材 料 水泥稳定砂砾 配合比 4%--6% 15C抗压回弹模量(MPa)② 2610 0劈裂强度(MPa) 0.5 注:①②依照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 052-94)中规定的项目顶面法测定半刚性材料的抗压回弹量。
(4)依据水稳配合比设计
混合料水泥剂量为5%,混合料最佳含水量为5.2%、最大干密度为2.28g/cm,5%水泥剂量制件7d无侧限抗压强度代表值为3.5Mpa,水稳砂砾采用3种规格料进行掺配,其级配满足规范要求。混合料的配合比设计必须做到三个:在满足设计强度的基础上水泥用量;在减少含泥量的同时,细集料用量;根据施工时气候条件含水量,以减少水稳混合料的收缩性。级配选用(16-31.5mm):(4.75-16mm):天然砂砾=2:2:6。
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6.2.2级配碎石基层组成设计
(1)集料组成:天然砂底基层。 (2) 材料设计参数
合理级配,保证路基排水通畅,抗压回弹模量150—200Mp。
6.3 面层组成设计
表6-4 面层材料设计表 面层 结构层材料名称 厚度(mm) 55 80 180 200 20℃平均抗压 标准差 15℃平均抗压 标准差 容许应力 模量(MPa) 1200 900 1500 700 (MPa) 0 0 0 0 模量(MPa) 1600 1200 3000 1600 (MPa) 0 0 0 0 (MPa) 0.34 0.27 0.31 0.15 上面层 细粒式沥青混凝土 下面层 中粒式沥青混凝土 上基层 下基层 水泥稳定砂砾 级配稳定碎石 6.3.1土基回弹模量的确定
由于本路段无实测条件,故可按查表法预测土基回弹模量值。 1)确定临界高度
本路段土基设计为不利季节处于湿润状态,因为该地区为II2a区,由设计资料知该地区土质为沙性土,查《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)附录E1可确定临界高度H1在2.1m~2.5m之间。
2)土的平均稠度
因本路段属于干燥类型,根据路基的临界高度,由《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)中6.1.2-1和6.1.2-2知路床表面以下80cm深度内平均稠度为Wc≥1.10,本设计取Wc=1.10。
3)确定土基回弹模量
据以上所述查表得该地区的土基回弹模量为E0=31.5Mpa。考虑到采用重型击实标准,设计中取E0为40.0 Mpa。
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6.3.2累计当量轴次计算
由《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)3.0.4设计年限内一个车道上的累计当量轴次Ne按下式计算。
Ne[(1)t1]365N1 (6-5-1)
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,年;
N1—路面竣工后第一年双向日平均当量轴次,次/日;
—设计年限内交通量的平均年增长率(%),应根据实际情况调查,预测交通量
增长,经分析确定;
—车道系数,查《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)确定车道系数为
0.4~0.5,本设计取=0.4。
设计年限内一个车道上的累计当量轴次Ne为
t15(1)1365(10.07)136512320.47373941(次) Ne•N1•0.07t15(1)1365(10.07)1365Ne•N1•9680.45793811(次)
0.07所以路面设计交通等级为中等交通等级
6.4 路面结构设计
6.4.1设计弯沉值和容许拉应力计算
表6-5 交通要素表
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序号 1 车型名称 黄河JN360 前轴重 (kN) 49 (kN) 101.6 1 组数 双轮组 后轴距(m) <3 交通量 380 后轴重 后轴数 后轴轮 精品文档
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2 3 4 日野ZM440 太脱拉138 东风EQ140 40.75 51.4 23.7 79 80.0 69.2 2 1 1 双轮组 双轮组 双轮组 <3 <3 <3 480 510 420 设计年限:15年 车道系数:0.4 交通量平均年增长率:6% 一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh= 5,属中等交通等级, 当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时 :
路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 1232 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 7373941 属中等交通等级
当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时 : 路面营运第一年双向日平均当量轴次 : 968 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 5793811 属中等交通等级
路面设计交通等级为中等交通等级 公路等级:二级公路
公路等级系数:1 面层类型系数:1 路面结构类型系数:1.6 路面设计弯沉值 : 40.6(0.01mm)
表6-6 结构层材料试验表
层位 结 构 层 材 料 名 称 1 2 3 4 细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 水泥稳定砂砾 级配稳定碎石 劈裂强度(MPa) 1 0.8 0.6 0.3 容许拉应力(MPa) 0.34 0.27 0.31 0.15 6.4.2新建路面结构厚度计算
新建路面的层数 : 6, 标 准 轴 载 : BZZ-100, 路面设计弯沉值 : 40.6 (0.01mm),路面设计层层位 : 4 , 设计层最小厚度 : 150 (mm)
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表6-7结构层材料性能表
层位 1 2 3 4 结构层材料名称 细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 水泥稳定砂砾 级配稳定砂砾 厚度(mm) 60 80 180 200 20℃平均抗压 标准差 15℃平均抗压 标准差 容许应力 模量(MPa) 1200 900 1500 700 (MPa) 0 0 0 0 模量(MPa) 1600 1200 3000 1600 (MPa) 0 0 0 0 (MPa) 0.34 0.27 0.31 0.15
按设计弯沉值计算设计层厚度 :
LD= 40.6 (0.01mm), H( 4 )= 150 mm ,LS= 27.7 (0.01mm) 由于设计层厚度 H( 4 )=Hmin时 LS<=LD, 故弯沉计算已满足要求 . H( 4 )= 150 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 :
H( 4 )= 150 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 150 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 150 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 150 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度 : H( 4 )= 150 mm,σ( 5 )= 0.1 MPa,H( 4 )= 200 mm σ( 5 )= 0.138MPa, H( 4 )= 177 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 4 )= 150 mm(仅考虑弯沉)
H( 4 )= 177 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 :
路面最小防冻厚度 500 mm
验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求。
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6.4.3交工验收弯沉值和层底拉应力计算
表6-6 结构层材料抗压试验表
层位 1 2 3 4 结构层材料名称 细粒式沥青混凝土 中粒式沥青混凝土 水泥稳定砂砾 级配稳定碎石 厚度(mm) 60 80 177 200 20℃平均抗压 标准差 15℃平均抗压 标准差 模量(MPa) 1200 900 1500 700 (MPa) 0 0 0 0 模量(MPa) 1600 1200 3000 1600 (MPa) 0 0 0 0 综合影响系数 1 1 1 1 计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值 :
第 1 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 28.4 (0.01mm) 第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 32.8(0.01mm) 第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 39.7 (0.01mm) 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= .5(0.01mm) 路基顶面交工验收弯沉值
计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :(未考虑综合影响系数)
第 1 层底面最大拉应力 σ( 2 )=-0.069 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 σ( 3 )=-0.08 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 σ( 4 )= 0.113(MPa) 第 4 层底面最大拉应力 σ( 5 )= 0.149(MPa) 通过计算可知该设计方案的路面总厚度为6+8+18+20=52cm。
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第七章 路基路面排水设计
7.1 排水的目的和意义
道路路基和路面应设置完善的排水设施,以排除可能危害道路使用性的地面水(又称地表水)和地下水,保证路基路面结构稳固,防止路面积水影响行车安全。排水路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。路基的排水设计应根据道路等级、沿线自然条件以及桥涵设置等情况进行综合考虑,注意充分利用地形和天然水系,合理布置各项设施,形成良好的排水系统,确保排水畅通和养护方便。路面(含路肩)范围内的排水,又称路面排水。
路基路面的病害有多种,形成病害的因素也很多,但水的作用是主要因素之一,因此路基路面设计、施工和养护中,必须十分重视路基路面排水工程。
7.2 路基路面排水的一般原则
1.排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济,并充分利用有利地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠,宜短不宜长,以使水流不过于集中,做到及时疏散,就近分流。
3.设计前查明水源和地质条件,重点路段要进行排水系统的全面规划,考虑排水与桥涵布置相配合,地下与地面排水相配合,平面布置与竖向布置相配合,做到路基路面综合设计和分期修建。对于排水困难和地质不良的路段,还应与路基防护加固相配合,并进行特殊设计。
4.路基排水要注意防止附近山坡的水土流失,尽量不破坏天然水系,不轻易合并自然沟渠和改变水流性质,尽量选择有利地质条件布设人工沟渠,对于土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠,应注意必要的防护与加固。
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5.路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况,注意就地取材,以防为主,既要稳固使用,又必须讲究经济效益。
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7.3 路基排水设计相应技术指标
1、各种坡面排水沟渠的设计应符合:沟渠的坡度和出水口间的设计,应使沟内水流的速度不超过沟渠的最大流速;沟底纵坡一般不宜小于0.5%,沟壁铺砌的沟渠最小纵坡应为0.12%;沟槽顶面高度应高出设计水位0.1~0.2m。
2、边沟出水口间距一般不宜超过500m,多雨地区不宜超过300m。
3、截水沟设在路堑顶5m或路堤坡脚2m以外,应结合地形和地质条件沿等高线布置。高度以200m~500m为宜,超过500m时,可在中间适当位置处增设泄水口,由急流槽或急流管分流排引;一般采用梯形断面,边坡坡度为1:0.75~1:1.5,沟底宽度和沟底深度不宜小于0.5m。
7.4 设计方案
路基排水设施由边沟、排水沟、坡顶截水沟、平台截水沟、急流槽组成。边沟设置在挖方地段,与土路肩直接相连,其纵坡与路线纵坡一致。路堤坡脚2m以外设置排水沟,起引导作用,将路基范围内各种水流引至桥涵或路界范围以外。通过设计计算,边沟和排水沟均可采用底宽0.6m,沟深0.6m,内外坡度均为1:1的等腰梯形截水沟,挖方地段采用浆砌片石,填方地段采用C20混凝土预制块加固、挖方地段以及边坡的平台截水沟采用底宽0.5m,边沟0.5m正方形截水沟,采用浆砌片石加固,坡顶截水沟设置在挖方边坡坡顶5m以外,尽量与等高线平行,截水沟采用梯形截面,截面尺寸为底宽、沟深均为0.6m,内外坡度为1:1采用浆砌片石进行加固。急流槽槽身采用矩形,并采用M7.5浆砌片石填筑。
7.4.1地表排水设备
1.边沟
设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡郊外侧,多与路中线平行,用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。
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边沟的纵坡一般与路线的纵坡一致。该工程边沟的横断面形式采用梯形,梯形边沟内侧边坡为1:1.5,梯形边沟的沟底为0.5m,边沟采用浆砌片石,砌筑用的砂浆强度采用M7.5。
2.截水沟
截水沟,一般设置在挖方路基边坡坡顶以外,或山坡路堤上方的适当地点,用以拦截并排除路基上方流向路基的地面径流,减轻边沟的水流负担。
截水沟的横断面形式,一般为梯形,边坡坡度采用1:0.5,沟底宽度为0.5m,截水沟的位置应尽量与地面水流方向垂直,以提高截水效能和缩短沟的长度。截水沟应保证水流畅通,必要时配以急流槽或涵洞等泄水结构物将水流引入指定地点。截水沟水流不应引入边沟,长度以200-500m为宜,k0+800处,采用全挖式路基,要设置截水沟,如图7-1所示。
图7-1截水沟示意图 图7-2 一般路基处排水沟横断面图
3.排水沟
排水沟的主要用途在于引水,将路基范围内各种水源的水流,引至桥涵或路基范围以外的指定地点。排水沟的横断面采用梯形,底宽和深度为0.5m,土沟的边坡坡度为1:1.0。
排水沟水流进入其他沟渠或水道时,应使原水道不冲刷或淤积,一般应使排水沟与原水道成锐角相交,交角不大于45°,有条件时可用半径R=10b(b为沟顶宽)的圆曲线向下游与其他水进相接。排水沟应具有合适的纵坡,以保证水流畅通,但不致流速过大
而产生冲刷,亦不可流速太小而产生淤积,因此宜通过水
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文水力计算而确定。
4.急流槽
急流槽用于陡坡地段,沟底纵坡可达45°。采用浆砌片石砌筑,并加以相应的防护加固。急流槽用于陡坡地段,采用浆砌片石砌筑,并加以相应的防护加固。
Ⅰ751010123%急流7010102040槽长度ⅡⅢ防滑平台Ⅰ混凝土底板2%横 管4040防滑平台7010080Ⅲ4050~120Ⅱ2%30砂砾垫层进水部分槽身部分消力及出水部分图7-3 急流槽横断面图(单位:cm) 7.4.2路面排水设计
路面(含路肩)表面排水设施主要由路拱横坡度、拦水带、急流槽和路肩排水沟组成。
(1)路肩排水沟
在硬路肩宽度较窄或爬车道占用了路肩过水断面,而路面的汇水宽度或汇水量都较大,拦水带的流水断面不足时,可在土路肩上设置由U形水泥混凝土预制件铺筑的路肩排水沟,沟底纵坡同路肩纵坡,并不小于0.3%。
(2)路肩急流槽
急流槽是在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡、水流不离开槽底的沟槽,是一种较陡的人工水槽,一般设置在地质情况不允许冲刷的较陡山坡、涵洞的进、出口地段、高差较大或坡度较陡需设置排水的地段和高路堤路段设有拦水缘石的出水口处。其目的是集中消减水流能量,使水流经慎坡引流后降低流速,以免冲蚀路基内、外坡体而造成坍塌。
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(3)主要形式
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排除路肩积水用的急流槽,其纵坡应与所在的路基边坡坡度一致,槽身的横断面为槽形,多由水泥混凝土预制构件拼装、砌筑而成。进水口为喇叭口式的簸箕形,出水口设置消能设施,下端与路基下边坡的排水沟相接要顺适,防止水流冲出排水沟。
(4)设置及构造
路堤边坡急流槽构造分进水槽、急流槽、消力池和出水槽四部分。急流槽的横断面一般为矩形或梯形,尺寸视水流大小确定。浆砌片石急流槽的槽底厚度可为0.2~0.4m,槽壁厚0.3~0.4m;混凝土急流槽的厚度可为0.2~0.3m。槽深最小0.2m,槽底宽最小0.25m。急流槽纵坡一般不宜超过1:2,同时应与天然地面坡度相配合。急流槽较长时,槽底可用几个纵坡,一般上段较陡、下段较缓。当急流槽纵坡陡于1:1.5时,宜采用金属管,管径应大于20cm。各节急流槽用管须用桩锚固在坡体上,其联结接口应做防水处理,以免管内水流渗漏而冲刷坡面。急流槽纵坡较陡时,为防止槽体顺坡下滑,槽底可每隔2.5~5.0m以及在转折点处设置耳墙深入地基约30~50m。急流槽或急流管的进水口与拦水带泄水口之间应做成喇叭口式联结,变宽段应有至少深15cm的下凹,并铺砌防护。急流槽或急流管的出水口处应设置消能设施,可采用混凝土或石块铺筑的消力池或消力栏。一般消力池多采用矩形截面。急流槽进出水槽处,底部宜用片石铺砌,长度一般不小于l0m,特殊情况下应在下游设厚20~50cm,长2.5m的防冲铺砌。
7.4.3路面边缘排水设计
(1)为排除通过路面接缝、裂缝或空隙,或者由路基或路肩渗入并滞留在路面结构内的自由水,可沿路面边缘设置边缘排水系统,或者在路面结构层内设置排水基层、排水垫层等排水系统。沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、纵向排水管、横向排水垫层等排水系统。
(2)纵向排水管通常选用聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯(PE)塑料管。管径按设计流量由水力计算而定,通常在7cm~15cm范围内选用。排水管的埋置深度,应保证不被车辆或施工机械压裂,且应超过当地的冰冻深度。排水管的纵向坡度宜与路线纵坡相同,但不得小于0.25%。
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(3)横向出水管选用不带槽或孔的聚氯乙烯或聚乙烯塑料管,管径与排水管相同。其间距和安设位置由水力计算并考虑临近地面高程和公路纵断面情况确定,一般在50m~100m范围内选用。出水管的横向坡度不宜小于5%。埋设所开挖的沟,需要低透水材料回填。出水水流应尽可能排引至排水沟或涵洞内。
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第八章 桥梁设计
8.1 桥涵位置的选定原则
1.桥涵位置的选定
本次设计拟建3座梁桥,第一处桩号K3+340~K3+0,采用100m+100m跨径组合的T型简支梁桥;第二处桩号K5+380~K5+590,采用105m+105m跨径组合T型简支梁桥;第三处桩号K7+940~K8+840,采用150m+150m+150m+150m+150m+150m跨径组合的连续箱型梁桥;其它跨越小河地方可以采用孔径不等的圆管涵洞。
为了使路基稳定,排水良好,修理工程小,就要合理的选择桥涵位置,桥涵位置的选择要和道路排水系统结合起来综合考虑。
2.桥涵沿线的一般原则
a 桥涵应布设在地质条件好,地基稳定的地段。
b 桥涵位置和方向的布设,应尽量与水流方向一致,有利于宣泄洪水并减少涡流现象。
c 桥涵布设应以施工和养护维修要求出发,综合考虑全面比较,尽可能减少工程梁,减少养护工程量。
3.小桥涵位置的选择
一般情况下,当出现下述情况时均应布设桥涵: a 路线纵断面上凹形竖曲线底部; b 路线跨越明显的排水沟槽处;
c 在平原区当路线通过较长的低洼或泥沼地带; d 路线傍山时,在暴雨流量集中地带; 4. 平原区桥涵布置
a 滨海平原区应根据按天然排洪系统设置小桥涵,避免因改沟合并占用农田和破坏既有的耕作和排洪系统。
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b路线通过较长的低洼地带及泥沼地带时,可根据水流分布和积水情况,在地面具有天然纵坡的地方多设置涵洞,以防止排水不畅及较长期的积水。
c当公路路线紧靠村镇时,要注意顺应村镇的水流沿路设置涵洞,以便及时排除村内的地面积水。
d当路线穿过长期积水的洼地时,可设置必要的小桥涵以沟通两侧水流,达到平衡两侧积水水位的目的。
e桥涵地址应尽量避免选在淤泥等地质不良地段,当无法避免时,可选在淤泥层较浅或厚度较薄的地方。
8.2 桥涵形式的选择
桥涵应根据所在公路等级和将来的发展需要、地形、水文、材料和施工条件,按照因地制宜,就地取材便于施工和养护的原则合理地选择类型。
桥涵形式的选择应考虑的主要因素有:
1. 地形、地质、水文和水利条件,这里要考虑的因素有:
a 桥涵选择,当跨越常年有水但流量较小,或仅暴雨时产生水流的河沟,并且水流中飘浮物少,上游泥沙流动较小,路堤高度满足壅水高度的要求,能够满足需溢泄的设计流量时需要用涵洞。而当河沟地处陡峭深谷或冲击堆土,漂流物多或有泥石流运动,需渲泄的设计流量较大时,宜采用小桥。
b 按水利兴致选择涵洞计算图式,一般新建涵洞多采用无压力式涵洞,为了提高涵洞的泄水能力,在不造成淹没上游农田村庄的前提下,允许涵前可以有较大壅水高度时,可采用半压力式或压力式涵洞。半压力式涵洞一般不常用。
c 选择构造形式,当设计流量在10m3/s左右时,一般宜采用圆管涵;但当路堤填土高度过低,圆管涵顶填土高度不足时,宜采用盖板涵,此时应先考虑暗涵,当盖板涵顶填土高度不足时,在考虑明涵。
2. 经济造价
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因地区不同涵洞的造价往往差异很大,涵洞造价主要取决于材料的价格,其次是材料的运输费用和当地的人工机具费用。在缺乏石料的地区当设计流量较小时,选用圆管涵或钢筋混凝土盖板涵比较经济。
渲泄同样设计流量的圆管涵,单孔钢筋混凝土圆管涵比多孔钢筋混凝土圆管涵经济。采用无压力式圆管涵时,一般不宜超过三孔。
路堤越高、涵洞越长,当路堤高度超过5-6m,若设计流量较小时,采用圆管涵较经济;若设计流量较大时,是选择涵洞还是小桥应做方案的技术经济比较后确定。
3. 材料选择和施工条件
选用涵洞材料时要因地制宜,尽可能就地取材,优先考虑砖石圬工结构,少用或不用钢材。
4. 养护维修
选择涵洞类型时,为了便于养护,孔径不宜过小,洞身不宜过长。 5. 通航要求
当小桥涵下有通航要求时,需调查航道的等级,通航船舶的等级,确定桥下通航净空及通航所需的标准跨径。
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第九章 施工组织设计
9.1 施工前准备工作
9.1.1技术准备
1)制定详细的施工组织计划,进行详细的技术交底,掌握规程、施工工艺、施工方案、指标要求,理解设计图纸。
2)计算路段内各点设计高程,10米断面三点。
3)各种记录及表格准备(内业、外业、质检、化验、统计等方面) 4)沥青混合料的试验报告; 5)分项工程开工报告;
9.1.2人员准备
1)现场施工负责人一名,负责施工生产的协调工作; 2)黑色路面施工应配备完整的施工段机构,
3)按照施工组织设计确定黑色面层的施工人员安排。
9.1.3设备准备
1)要求能满足本分项工程的热拌设备配套一座及摊铺现场所需的设备。 2)要求能满足本分项工程的各种检、试验设备及所需试剂
9.1.4材料准备
1)料源的选择与定购
2)原材料的技术要求及常规试验 3)原材料的质量控制
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4)原材料的储存与保管
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9.1.5施工现场准备
1)下承层的准备
2)测量放样,安装路边石(培路肩) 3)施工机械准备
9.2 路基施工
9.2.1路基填料的选择
填筑路基的材料以采用强度高、水稳定性好、压缩性小、施工方便以及运距短的岩土材料为宜。在选择填料时,一方面要考虑料源和经济性;另一方面还要顾及填料的性质是否合适。为节省投资和少占耕地和良田,一般应利用附近路堑或附属工程的控方作为填料。
用不同填料填筑路基时,须遵守下列规则:
(1)不同性质的填料应分层铺筑,不得混杂乱填(但可参配后使用),以免形成水
囊或滑动面。每种填料层累计总厚度不宜小于0.5m。 (2)不同的填料的层位安排,应考虑路基的工作条件。
(3)透水性较小的土填筑路堤下层时,其顶面应做成4%的双向横坡,以保证上层透水性土有排水出路。
(4)为了防止雨水侵蚀冲刷,可采用透水性较小的土包边,但是包边部分的土应与中间部分一起分层夯实,并设置盲沟,以利排水。
(5)当路堤两部分填料的颗粒尺寸相差较大时,应在其间加设反过滤层,以防止两部分填料相互混入,而引起路堤下沉。
9.2.2压实标准
路基填料最小强度和最大粒径要求,以及路基压实度(重型)如下表。
本路段的填方路基路基,采用重型击实标准,分层压实。路基压实度要求见表9-1。
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表9-1 路基压实度要求 项 目 分 类 上路床 下路床 上路堤 下路堤 路面底面以下深度(cm) 0~30 30~80 80~150 150 以下 压 实 度 (%) ≥95 ≥95 ≥93 ≥90 表9-2路基填料的技术要求和压实度
填料最小强度(%) 填料最路面底面以项目分类 下深度(cm) 一级公路 级公路 (cm) 10 10 15 15 10 公路 ≥97 ≥95 ≥93 ≥90 ≥97 ≥93 ≥93 ≥90 ≥90 ≥93 其他等大粒径二级 其他公路 压实度(%) 填方路基上路床 下路床 上路堤 下路堤 0-30 30-80 80-150 150以下 0-30 8 5 4 3 8 6 4 3 2 6 零填及路堑路床 9-3。
表9-3 路基填料强度参数
项目分类 上路床 下路床 上路堤 下路堤 路面底面以下深度(cm) 0~30 30~80 80~150 150以下 填料最小强度(CBR)(%) 8 5 4 3 由全新统的低~高液限粘土夹中粗沙及上更新统的低~高液限粘土所组成,其CBR值为2.5%~15%。
为满足路基填料强度和压实标准及施工要求,对路基填土进行适当掺加石灰处理。通过掺加一定量的石灰进行适当掺加石灰处理。通过掺加一定量的石灰,改善含水量大
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本施工段填方路基所需填料来源于沿线集中设计的取土坑。路基填料强度要求如表
根据地质资料,设计线路经过地段主要由第四系松散沉积层所组成。第四系沉积层
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的土,便于路基压实,保证路基的强度。沿线填土含水量的大小于与地层,施工季节,降水情况及施工方案有较为密切的关系,因此,如果路基填料强度和含水量能满足要求,或在施工工期允许的情况下,通过可以降低含水量的土,则可以不掺加或少掺石灰。掺加石灰处理的原则如下:
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(1)路床顶面以下0~30cm范围内,掺加7~8%石灰,30cm~80cm掺加5~6%石灰,设计按7%计列石灰量。
(2)对于路基中部填土,由施工单位和监理单位根据具体情况,在保证路基强度、压实度和水稳性的前提下,决定处理的土层及掺灰量,设计按中部总体积的40%掺5%石灰控制掺灰总量。
(3)基底处理、边坡防护
本路段路基所需填料来源于沿线集中设置的取土坑。结合本地区的自然环境及土质特点,在填筑路堤前,全段应由地表向下至少清除15cm的沙土,清表后经碾压稳定后方可开始填土。其压实度应大于85%。具体方法如下:
①填筑路堤前应清除地表15cm沙土,在清除后的地面上进行蹍压,其压实度应大于85%。
②路床顶面以下0~30cm范围内,掺加7~8%石灰,30cm~80cm掺加5~6%石灰,设计按7%计列石灰量。
③对于路基中部填土,应视土质、含水量大小、施工季节等情况,在保证路基CBR、压实度等要求的前提下,决定是否掺灰及掺灰量,设计按中部总体积的40%掺5%石灰计列石灰用量。
路基的填筑高度用H表示。 路基的最小填筑高度H>2m时,采用浆砌片石衬砌拱防护。其中,当2m≤H≤3m时,设置单层衬砌拱,当3m 可编辑修改 7.5号浆砌片石防护(工程量计入桥梁设计中)。对于箱形通道及涵洞口锥坡采用7.5号浆砌片石防护。全线边沟采用7.5号浆砌片石满铺砌防护。 9.3 路面施工 9.3.1前导段施工 1)前导段就是采用与将来正式施工同等条件下提前试验施工的工程段。 2)前导段可采用在路段外的场地进行,也可以在施工路段上试验,具体与甲方监理工程师协商确定。 3)实验先导段的意义和目的 前导试验段的意义在于通过试验性的施工进行观察,根据检测数据分析总结,给正式施工提供经验和施工程序。 实施前导段的目的在于: 1)根据沥青路面各种施工机械相匹配的原则,确定合理的施工机械、数量及组合方式。 2)通过试拌确定拌和机上料速度、拌和数量与时间、拌和温度等操作工艺。 3)通过试铺确定以下各项: a、透层沥青的标号与用量、喷洒方式、喷洒温度; b、摊铺机的摊铺温度、摊铺速度、摊铺宽度、自动找平方式等操作工艺; c、压路机的压实顺序、碾压速度及碾压遍数等压实工艺; d、确定松铺系数、接缝方法等。 4)验证沥青混合料配合比设计结果,提出生产用的矿料配比和沥青用量。 5)建立用钻孔法及核子密度仪法测定密实度的对比关系。确定粗粒式沥青混凝土或沥青碎石面层的压实标准密度。 6)确定施工产量及作业段的长度,制定施工进度计划。 7)全面检查材料及施工质量。 精品文档 可编辑修改 9.3.2前导段的实施 1)在铺筑试验段前,应安装好与本工程有关的全部试验仪器和设备,配备足够数量熟练技术人员,并经监理工程师审查,上报业主批准。 2)在路段上选择100-200m长,作为试验段,通过试验段的施工工艺,确定施工机具、松铺系数等。 3)松铺系数的确定:在铺筑沥青混和料前,每10m一个断面测定三点结构层标高,然后按等厚(5cm)放铺筑标高线,铺装并测定各点松铺标高,控制好摊铺方法、压实方法、压实温度达到压实标准,成型后,重新测定各个点位,根据结构层标高,松铺标高、压实后标高,得出成型前、后的厚度值,便可总结出松铺系数,一般为1.15-1.25之间。 4)沥青混凝土路面的施工 ① 本设计路段的面层为双层结构,上面层为厚8cm的级配式沥青混凝土AC-13,下面层为10cm厚的级配式沥青混凝土AC-20。 ② 热拌沥青混合料的种类应按《公路沥青路面施工技术规范》中选用,其规格以方孔筛为准,集料最大粒径不宜超过31.5mm,当采用圆孔筛作为过滤时,集料最大粒径不宜超过40mm,热拌沥青混合料路面应采用机械化连续施工。 9.3.3目标配合比设计 1)首先根据设计图纸要求,确定混合料的种类并在此混合料的级配范围内确定标准级配曲线,一般取中值。 2)化验员把所使用的各种矿料分别做筛分试验,(用方孔筛)绘出他们各自的级配曲线和标准级配曲线,然后利用图解法求出各矿料的配合比,计算出混合料各筛孔的通过百分数与标准级配范围进行比较,必要时加以修正,使各筛孔的通过百分数符合要求为止。 3)确定沥青的最佳用量,在混合料中沥青用量波动0.5%的范围,可使混合料的热稳定性等技术指标变化很大,在确定矿料间配合比后,通过马歇尔试验数据选择最佳沥青用量。 精品文档 可编辑修改 9.3.4生产配合比设计 1)调整出料口的大小,以电子称确定的混合料目标配合比,用装载机给各冷料仓按比例上料,同时控制冷料仓各种材料的进料速度,然后进行试拌和。 2)将混合料进行试机拌和,对二次筛分后进入各热料仓的材料分别进行筛分,以确定各仓材料的比例,并提供给拌和机控制室,不断反复的调整冷料仓各种材料的进料速度以达供料均衡。 3)然后取目标配合比的最佳沥青用量,以及其用量±3%三个沥青用量拌成品料,取样进行马歇尔试验,确定生产配合比的最佳沥青用量。 4)应注意的问题 ①振动筛最大筛孔应使超粒径的矿料排出,保证最大粒径筛孔的通过量在要求级配范围内。 ②振动筛的分档应使各热拌仓材料均衡以提高生产效率。 ③应注意振动筛与室内试验方孔筛尺寸的对应关系。 9.3.5生产配合比验证 1)拌和机根据生产配合比进行混合料试验,铺筑试验段,化验、质检及QC小组成员同时取拌的沥青混合料及路上钻孔取芯进行马歇尔试验。 2)根据马歇尔试验,确定生产用的标准配合比,用它作为生产上控制的依据和质量检验的标准,标准配合比的级配至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm。圆孔径为0.074mm、2.5mm、5mm,最大集料粒径为中料粒等5个筛孔,中间料粒宜为(中粒式:9.5 mm,粗粒式:13.2 mm)五档的筛分通过率接近要求级配的中值。 9.3.6配合比控制 1)经设计确定的标准配合比在施工中不得随意变更,如进场材料发生变化并测定沥青混合料的矿料级配,马歇尔技术指标不符合要求时,及时进行调整配合比,保证沥青混合料质量符合要求并相对稳定,必要时重新进行配合比设计。 精品文档 可编辑修改 2)配合比QC小组,尤其是质检员、化验员,必须严把质量关,每天正常拌和生产前,应首先把各热料仓的混合料(不含沥青)分别打一次,并及时进行筛分,然后再打一次沥青混合料进行油石比马歇尔实验,如发现配合比、油石比不符合要求,应马上调整。 3)在生产的过程中,QC小组对每生产200T便要取一次沥青混合料(或在路段上每200m钻取样芯),进行油石比,筛分,马歇尔实验,若发现不符合设计要求时,应及时的进行调整,必要时重新设计。 9.3.7混合料的生产 1)做好施工前的准备工作,机械试运转。 2)装载机将各种材料按目标配合比数值,分不同比例上到冷料仓中,控制室操作手将按生产配合比、沥青最佳量输入到微机中去,并随时调整各材料的进料速度。 3)将矿粉装入粉泵中去,然后由矿粉泵将矿粉打到矿粉罐中去,沥青的加热由专门的试验员监督,派一名技术工人负责用导热油加热所需的沥青罐,控制导热油的进出温度,同时监控沥青罐上的温度表,控制在140-160℃。 4)启动拌和机,将燃烧器火苗增大,直至矿粉加热温度达到150-170℃,同时调整好拌和时间,一般为30-50s,其中干拌时间不得少于5s。 5)若由两台或两台以上拌和机同时生产一种混合料时,必须事先将它们振动筛的尺寸相统一,而且应备足易损筛。 6)混合料生产工艺流程图 混合料组成设计 输入生产程序→上冷料→加热矿料→沥青加热、筛分矿料、上石粉→拌和→储存→放料。 7)混合料的运输 (1)根据拌和能力,为保证混合料的运输、摊铺的连续性,采用大吨位自卸汽车,数量应根据拌和能力、摊铺能力及路面结构、运距而定,运输时间不宜过长,不能无故停留,雨季车辆应配备苫布,防止热拌料运输中途遭雨淋。 热拌料运输程序:接料→过秤→运输→卸料→空回 精品文档 可编辑修改 (2)车厢内坚实无破损、漏洞,且有清洁光滑的金属底板,为防止沥青混合料与车厢底相粘结,车厢内应涂一薄层油水(柴油:水为1:3)混合液,不得出现积聚现象。 (3)从拌和机(储料仓)向运料车上放料时,应每放一斗混合料,移动一下汽车位置,以防止粗细集料的离析现象。 (4)沥青混合料运输车的数量应较拌和能力或摊铺速度计算的数量有所富余,施工过程中前方应有等待卸料的车4-5辆.。连续摊铺过程中,运料车应在摊铺机前10-30cm处停车,不得撞击摊铺机,卸料过程中,运料车应挂空档,靠摊铺机推动前进。 (5)沥青混合料运至摊铺地点后,工长凭运料单接收,并检查拌和质量,不符合温度要求或已结成团块、已遭雨淋、花白料、油过大的混合料不得铺筑。 9.3.8混合料摊铺、整平 采用先进的摊铺设备摊铺沥青混合料,同时配备标准的自动找平装置 1)摊铺过程中应尽量采用全幅施工,若采用半副施工时,可阶梯进行或每天一侧半副摊铺一个台班,便于处理接缝。 2)调整好熨平板的高度和横坡后,进行预热,要求熨平板温度不低于80℃。它是保证摊铺质量的重要措施之一,要注意掌握好预热时间预热后的熨平板在工作时如铺面出现少量沥青胶浆,且有拉沟时,表明熨平板已过热应冷却片刻再进行摊铺。 3)正确处理好角笼内料的数量和螺旋输送器的转速配合,角笼内最恰当的混合料数量是料堆的高度平齐于或略高于螺旋叶片,料堆的这种高度应沿螺旋全长一致,因此要求机械手操作螺旋的转速配合恰当。 4)热拌料运到路段上、化验员检测温度后,由现场指挥人员指挥卸料,最好4-5台料车排好卸料,减少摊铺机停机次数,保证摊铺的连续性。 5)为消除纵逢,采用全幅摊铺,但需调整好路拱,对不能全幅一次摊铺的沥青路面上下两层之间的纵逢,应至少错开30cm,如果行车道为两条,则表层接缝应在路中。 精品文档 可编辑修改 6)连续稳定的摊铺是提高新铺路面平整度的主要措施,根据施工经验,保证连续摊铺的几种解决方法如下: (1)摊铺机的摊铺速度 摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度、密度进行调整选择,做到缓、慢、均匀、不间断地摊铺。摊铺过程中不得随意变换速度,避免中途停顿,防止铺筑厚度、温度发生变化,而影响摊铺质量,在铺筑过程中,摊铺机螺旋拨料器不停的转动,两侧应保持有不少于拨料高度2/3的混合料。一但熨平板按所需厚度固定后,不应随意调整。摊铺机的速度应符合2~6m/min的规定。 V=(100Q·C)/60D·W·T V—摊铺机摊铺速度,m/min; D—压实成型后沥青混合料的密度,t/m3; Q—摊铺机产量,t/h; T—摊铺层压实成型后的平均厚度,cm; C—效率系数。根据材料供应、运输能力等配套情况确定,宜为0.6~0.8。 (2)采用大吨位的运输车辆,富余的运力进而减少停机的次数,增长连续摊铺的长度。 运输车辆需用数量一般根据拌和场至路段之间的距离来确定。 估算的公式为:N=a[(I/V1+I/V2)+t1+t2]/t a—中通行阻滞的安全系数,1.2~1.3 I—拌和场与路段之间的距离,km V1—自卸汽车重车行驶速度,km/h V2—自卸汽车空车行驶速度,km/h t1—调头和卸料时间,min t2—在拌和机下估计待装时间,min t—自卸汽车装满混合料需用时间,min。 (3)机前的清扫工作要保证1km的作业面,作业面内不得有闲杂人等,不得停留车辆,以保证摊铺的连续性。 精品文档 可编辑修改 7)摊铺机推动运料车进行混合料摊铺,摊铺时测工利用水准点随时跟踪检查摊铺厚 度和标高,根据测量的数据调整传感器,掌握好松铺系数,使摊铺的沥青混合料路面符合设计要求。 8)摊铺机铺筑不到的地方,桥面边部,应由人工摊铺后夯实成型。 9)碾压:运用二十四字方针碾压:程序碾压、适时碾压、先静后振、直进直出、分段碾压、打斜摸平。 程序碾压:先轻后重、先慢后快。 适时碾压:沥青只有成为起润滑作用的流体时,混合料才能被充分的压实,最佳碾压时间是压实阻力最小时,而且混合料有能够承受住压路机的重量,且不产生过多推移。 先静后振:初压时静压,使混合料摊铺面稳定,不造成推移。复压以振动碾压为主,对摊铺面起到振捣击实的作用,胶轮压路机主要是垂直正压力,它对混合料有一种糅合力,压实效果好。 直进直出:做到不忽左忽右、转向、掉头、突然刹车,以及在未成型的路面上停留。 打斜摸平:为了防止横断面出现拥包运用梯形碾压方法,每一轮带与下轮带纵向间距4米,横向间距2米形成一个梯形断面,对于推移产生的雍包,压路机进行打斜碾压,控制角度为40-50度,把雍包摸平。具体采用插旗控制的方法。第一段碾压要求在摊铺25米时进行初压,以下各段控制在50-70米,初压控制六个碾压带。由摊铺边缘向外20厘米处设置一面标志旗作为第一轮带控制标志,其它5个碾压,每一轮带与下轮带纵向4米,横向间距2米处设标志旗,当压路机行至旗与驾驶员平齐时返回,在摊铺面上形成梯形断面,完成一遍初压过程。在初压完成一遍后,把以标志旗为核心的六面指示旗依次向前移动,紧跟摊铺机进行碾压,用一面标志旗代替另一面标志旗,控制复压、终压的终止点,当标志旗再次移动时,第一段初压完成。依次类推,进行各段的碾压。 从起点或接缝处开始取25米长为第一碾压段,并在分段处插旗,形成阶梯式断面。交错长度为4-5m,依次进行第二段、第三段碾压。除第一段外,其余各段长度均为50-70M之间(改性沥青混合料可适当缩短),如图7-1。 精品文档 可编辑修改 图9-1沥青路面碾压施工示意图 (1)沥青路面压实程序 初压(8~10T双钢轮压路机)、复压(双振动压路机或轮胎压路机)、终压(关闭振动的压路机或双光轮、胶轮) (2)沥青路面压实方法 a、初压:应在混合料摊铺后较高温度下进行,一般不超过110-120℃,碾压速度1.5-2.0km/h,并不得产生推移、开裂。 (a)、压路机应从外侧向中心碾压,相邻碾压带应重叠1/3-1/2轮宽,最后碾压路中心部分,若单副从低向高处碾压,压完全幅为一便,每条碾压带折回点部都应等距错开,一遍完成进行第二遍碾压时,用压路机将所有错开的折回点打斜摸平,提高平整度。 (b)、采用轻型钢筒式压路机(8~10T)或关闭振动装置的振动压路机碾压两遍,其压力不宜小于350N/CM,初压后质检员、测工检查平整度。测工检查平整度、路拱,必要时予以适当调整。 10)复压 (1)采用重型轮胎压路机或双钢轮振动压路机,碾压遍数经试压确定,不少于4~6遍,温度为90~110℃,达到要求的压实度,并无明显轮迹,速度为4.0km/h。 (2)采用振动压力路机时,振动频率宜为45~50 HZ,振幅0.3~0.55mm并根据混合料种类、温度和厚度选择,层次较厚时选用较大的频率和振幅,相邻碾压重叠宽度为10~20cm,振动压路机倒车时应先停止振动,并在另一方向运动后再开始振动。 11)终压 精品文档 可编辑修改 终压紧跟复压后进行,终压可选用双光轮压路机或关闭振动的振动压路机,碾压遍数不宜小于两遍并无轮迹,终了温度不低于70℃。压实过程中随时用四米检查,用压路机趁热反复碾或用细料修补。 12)需注意的几个问题 (1)沥青面层不得在雨天施工,当施工中遇雨时,应停止施工。雨季施工时必须切实做好路面排水。 (2)二级公路施工气温低于10℃时,不宜摊铺热拌沥青混合料。 (3)沥青混合料的分层压实厚度不得大于10cm. (4)压路机在碾压一个轮迹,折回点必须错开,形成一个阶梯,用压路机打斜摸平。 (5)当使用平衡粱时,必须紧跟摊铺机后,碾压平衡梁下的两行轮迹。 (6)压路机不得随意停顿,而且停机时应停靠在硬路肩上或倒到后面温度低于70℃的地方,并且再起机时,要把停机造成的轮迹碾压到没有。 (7)碾压与构造物衔接处或桥面及路面边缘时,工长要亲自随机指挥碾压,压不到的死角应由人工夯实。 (8)压路机碾压过程中有沥青混合料沾轮现象时,可向碾压轮洒水或加洗衣粉的水,严禁洒柴油,严重时用锹清理干净,同时修补沾起的路面。 (9)进入弯道碾压时,应从内侧向外侧高处依次碾压,纵坡段时不论上坡还是下坡应使驱动轮朝向坡低方向,转向轮朝坡面方向,以免温度较高的混合料产生滑移。 (10)压路机应由较低的一边向较高的一边错轮碾压。 (11)驱动轮面向摊铺机,以减少波纹和热裂缝。变更碾压路线时要在碾压区内较冷的一端进行。 (12)停车应在硬路肩或温度低于50℃的已成型的路段上。 13)养护及开放交通 热拌沥青混合料待摊铺后完全自然冷却,沥青路面表面温度低于50℃后,方可开放交通,需要提早开放交通,可洒水冷却降温。 精品文档 可编辑修改 参考文献 (1)、交通部.公路工程技术标准JTG B01-2003.北京:人民交通出版社,2003 (2)、交通部.公路路线设计规范JTG D20-2006.北京:人民交通出版社,2006 (3)、交通部.公路路基设计规范JTG D30-2004.北京:人民交通出版社,2004 (4)、交通部.公路沥青路面设计规范JTG D50-2006.北京:人民交通出版社,2006版社,2002 (5)、交通部.公路水泥混凝土路面设计规范JTG D40-2002.北京:人民交通出版社,2002 (6)、交通部.公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004.北京:人民交通出版社,2004 (7)、交通部.公路钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004.北京:人民交通出版社,2004 (8)、交通部. 公路建设项目环境影响评价规范JTG B03-2006.北京:人民交通出版社,2006 (9)、赵永平等.道路勘测设计.北京:高等教育出版社,2005 (10)、许金良.道路勘测设计毕业设计指导.北京:人民交通出版社,2004 (11)、陆鼎中等.路基路面工程.北京:同济大学出版社,1999 精品文档 可编辑修改 (12)、孙家驷.道路设计资料集1~7.北京:人民交通出版社,2005 (13)、龚晓南.高等级公路地基处理设计指南.北京:人民交通出版社,2005 致谢 行文至此,我的这篇论文已接近尾声;岁月如梭,我四年的大学时光也即将敲响结束的钟声。离别在即,站在人生的又一个转折点上,心中难免思绪万千,四年前我踏入这个校园,我难以忘却,四年后的今天即将离她而去,我同样难以释怀,在这个校园,留下多少不灭的记忆,有痛苦也有快乐,但更多的是感恩之情。历时将近三个月的时间终于将这篇论文写完,在论文的写作过程中遇到了种种困难和障碍,都在同学和老师的帮助下度过了。在这里首先要向我的导师刘红艳表示最诚挚的谢意,她对我进行了耐心辅导和认真讲解,不厌其烦的帮助我进行论文的修改和改进,对我进行了耐心的指导和帮助,提出严格要求,引导我不断开阔思路,为我答疑解惑,鼓励我大胆创新,使我在这一段宝贵的时光中,既增长了知识、开阔了视野、锻炼了心态,又培养了良好的实验习惯和科研精神。同时也要感谢所有的同学们,正是因为有了你们的支持和鼓励,毕业设计才能够顺利完成。 通过毕业设计,我想学到的不仅仅是理论知识的应用,更重要的是学会了一种良好的学习方法和积极向上的心态,培养了自学的能力,提高了解决问题的能力。也许前程没有朝霞般绚烂,也许成功没有灯火般辉煌,前面的路一定会更加艰辛,“路漫漫其修远兮,吾将上下为求索”,一路走过来,一路走下去。 精品文档 可编辑修改 谨以此文献给我敬爱的老师,挚爱的朋友,还有那些奋斗的岁月! . . 精品文档 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容
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