路面课程设计指导书2013.doc

《路面工程》课程设计指导书 李 剑 编 土木与建筑工程学院 二○一三年四月 《路面工程》课程设计指导书 一、新建公路水泥混凝土路面设计 ㈠设计标准的选取 各级公路水泥砼路面结构的设计安全等级及相应的设计基准期、目标可靠度和目标可靠度指标，以及路面的材料性能和结构尺寸参数的变异水平等级应符合表1的规定。 表1 可靠度设计标准 公路等级 高速公路 一级公路 二级公路 三级公路 四级公路 安全等级 一级 二级 三级 设计基准期(a) 30 20 15 10 目标可靠度(％) 95 90 85 80 70 目标可靠指标 1.64 1.28 1.04 0.84 0.52 变异水平等级 低 低～中 中～高 ㈡交通量调查与分析 ⒈设计车道使用初期的年平均日货车交通量 根据给定的该公路使用初年年平均日交通量（双向）和车辆组成数据，剔除2轴4轮以下的客、货车交通量，得到初期年平均日货车交通量（双向），再乘以方向分配系数（一般可取0.5～0.6）和车道分配系数（见表2），即为设计车道的年平均日货车交通量（ADTT）。 ADTT =（500＋学号×90）λ1λ2 式中：λ1——方向分配系数； λ2——车道分配系数。 上式ADTT计算中，注意尚含有2轴4轮以下的客、货车交通量（本设计即小汽车），建议在轴载换算中予以剔除即可。 表2 2轴6轮及以上车辆及交通量的车道分配系数 单向车道数 1 2 3 ≥4 车道分配系数 高速公路 — 0.70～0.85 0.45～0.60 0.40～0.50 其他等级公路 1.00 0.50～0.75 0.50～0.75 — ⒉轴载换算 换算为设计轴载，即设计车道使用初期的标准轴载日作用次数NS计算如下： 式中：NS——设计轴载的作用次数； Pi——第i级轴载重(kN)，联轴按每一根轴载单独计； PS——设计轴载重(kN)； n ——各种轴型的轴载级位数； Ni—— i级轴载的作用次数。 ⒊设计基准期内水泥砼面层临界荷位处所承受的设计轴载累计作用次数Ne 式中：Ne——设计基准期内设计车道所承受的设计轴载累计次数（轴次/车道）； NS——设计车道使用初年设计轴载日作用次数； t ——设计基准期（年）； gr ——基准期内交通量的年平均增长率（以分数计）； η——临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数，见表3。 表3 车辆轮迹横向分布系数 公路等级 纵缝边缘处 高速公路、一级公路、收费站 0.17～0.22 7m 0.34～0.39 7m 0.54～0.62 :车道、行车道较宽或者交通量较大时，取高值;反之，取低值。 设计轴载计算建议列表4进行计算。 表4 轴载换算及累计轴载300mm(小型机具施工时)或650mm(滑模式摊铺机施工时) 。 各类基层、底基层的适宜厚度见表8。 表8 各类基层、底基层的适宜施工厚度 类型 适宜厚度(mm) 贫混凝土或碾压混凝土 120～200 无机结合料稳定粒料 150～200 沥青混凝土 25～75 沥青稳定碎石 50～100 多孔隙水泥稳定碎石 100～150 级配碎石、未筛分碎石、级配砾石或碎砾石 100～200 ⒊垫层 遇有以下情况时，应在基层或底基层下设置垫层： ⑴季节性冰冻地区，路面结构厚度小于最小防冻厚度要求时，应设置防冻垫层，使路面结构厚度符合要求。 ⑵水文地质条件不良的土质路堑，路床土湿度较大时，宜设置排水垫层。 垫层应与路基同宽，厚度不得小于150mm。防冻垫层和排水垫层宜采用碎石、砂砾等颗粒材料。 ⒋路基 路床顶面的综合回弹模量值，轻交通荷载等级时不得低于40MPa，中等或重交通荷载等级时不得低于60Mpa，特重或极重交通荷载等级时不得低于80MPa。 ㈤水泥混凝土路面板块划分及接缝设计 纵向接缝的间距(即板宽)宜在3.0～4.5m范围内选用。 横向接缝的间距(即板长)应按面层类型和厚度选定： ⑴普通水泥混凝土面层宜为4～6m ，面层板的长宽比不宜超过1.35 ，平面面积不宜大于25m2。 ⑵碾压混凝土或钢纤维混凝土面层宜为6～10m。 ⑶钢筋混凝土面层宜为6～15m ，面层板的长宽比不宜超过2.5，平面面积不宜大于45m2。 横向缩缝、胀缝、施工缝，以及纵向施工缝、缩缝的具体设计和要求详见现行《水泥混凝土路面设计规范》。 ㈥水泥混凝土路面板厚验算 ⑵弹性地基双层板模型一一适用于无机结合料类基层或沥青类基层上混凝土面层，旧混凝士路面上加铺分离式混凝士面层；面层和基层或者新旧面层作为双层板，基层底面以下或者旧面层底面以下部分按弹性地基处理。 ⑶复合板模型一一适用于两层不同性能材料组成的面层或基层复合板。旧混凝土路面上加铺结合式混凝土面层，两层不同性能材料组成的层间教结的面层，作为弹性地基