文档介绍：南宁至河池高速公路武鸣段水泥混凝土路面设计2
南宁至河池高速公路武鸣段水泥
混凝土路面设计
第一章设计资料
南宁至河池高速公路武鸣段地处V3a区,为双向四车道。
经调查,近期交通组成与交通量如表1-1,%,设计年限为15年。
第二章水泥混凝土路面设计
交通分析
标准荷载
高速公路设计基准期为30 年,安全等级为一级。我国《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40–2011)(以下简称《规范》)有以下计算说明:在进行水泥混凝土路面设计时,以双轮组单轴轴载100kN作为设计标准轴载,表示为BZZ—100。标准轴载的计算参数按表2-1-1确定。
荷载换算
我国《规范》规定,凡前、后轴载大于40KN(单轴)的轴数均应换算成标准轴数,然后再进行水泥混凝土路面设计。换算公式为:
?Pi?Ns??Ni??P??i?1?s?
式中:Ns——设计车道的设计轴载日作用次数 n16
Ni——设计车道的年平均日货车交通量
n——各种轴型的轴载级位数 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
计算结果如下:
调查分析双向交通的分布情况,,单向车道数为2,,所以
总计Ns?**?
累计作用次数
设计基准期内水泥混凝土面层临界荷位处所承受的标准走在累积作用次数可用下式计算:
N?1?gr??1?365Ne?s?
gr
式中:Ne——标准轴载累计作用次数 t——设计基准期
gt——交通量年平均增长率
η——临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数,如表2-1-3, 表2-1-3 混凝土路面临界荷位车辆轮迹横向分布系数
t
??
公路等级
高速公路、一级公路、收费站
二级及二级以下公路
行车道宽>7m 行车道宽≤7m
纵缝边缘处 ~ ~ ~
计算出设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数
N?1?gr??1?365Ne?s??47877330(次)gr t??
4因为交通量2000×10<47877330,故可知交通属于特重交通等级。
路面结构组合设计
本公路路基土质较差、水温状况不良,需要在路基和基层之间设置垫层,以改善路基的湿度和温度状况,保证面层和基层的强度、刚度及温度性。
由于修筑垫层的材料,强度要求不一定要求很高,但水稳性和隔温性能要好,本设计考虑到公路所在地区降雨量较大,地下水位较高,主要采用排水垫层。排水垫层所采用的材料是砂砾。
由《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011),垫层的宽度应与路基同宽,其最小厚度为150mm。本设计取垫层厚度为180mm。
(1) 类型
由于本公路交通属于特重交通。由《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011)可得适宜的基层类型如表2-2-1所示。
本设计路面基层采用贫混凝土。同时考虑到特种交通的需求,同时加设选用水泥稳定粒料
(水泥用量5%)的底基层。
(2) 厚度
由《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011)。可知各类基层厚度的适宜范围,如表2-2-2所示。
由于本设计采用贫混凝土基层,且考虑到交通容量特别大,并结合贫混凝土的材料性能,决定采用160mm的贫混凝土基层。水泥稳定粒料底基层的厚度综合考虑采用180mm。
表2-2-1 可靠度设计标准
由上述及表2-2-1知相应于安全等级一级的变异水平的等级为低级。表2-2-2 水泥混凝土面层厚度的参考范围
根据高速公路特重交通等级和低级变异水平等级查表2-2-2得初拟普通混凝土面层厚度为280mm。
初拟普通混凝土面层厚度为280mm,贫混凝土基层160mm,底基层选用水泥稳定粒料(水泥用量5%),厚180mm,垫层为180mm天然沙砾。
表2-2-3水泥混凝土路面结构如下
路面材料参数的确定
由《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011)。
表2-3-1 水泥混凝土设计弯拉强度标准值
同时可得相应的弯拉弹性模量如表2-3-2所示。
表2-3-2水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值
量标准值为31GPa。