东北地区长春道路设计书.doc

道路工程设计说明书一、公路所在地区基本资料1.工程概况我国东北地区长春某地（2）现拟建一段公路，主线路线全长200.17km，采用沥青混凝土路面。全线采用高速公路标准，路基宽度24m。路基土质为粘性土，道路冻深为160cm。公路技术等级为高速公路，采用双向四车道，设计年限为15年。2. 地理条件及地形地貌气候资料长春位于北纬43054515；东经1241812705，居北半球中纬度北温带。长春地处中国东北平原腹地，市区海拔在250-350米之间，地势平坦开阔。属北温带大陆性季风气候区，在全国干湿气候分区中，地处湿润区向亚干旱区的过渡地带。气温自东向西递增，降水自东向西递减。春季干燥多风，夏季湿热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷漫长，具有四季分明，雨热同季，干湿适中的气候特征。年平均气温4.8C，最高温度39.5C，最低温度-39.8C，日照时间2，688小时。夏季，东南风盛行，也有渤海补充的湿气过境。年平均降水量522至615毫米，夏季降水量占全年降水量的60%以上；最热月（7月）平均气温23。秋季，可形成持续数日的晴朗而温暖的天气，温差较大，风速也较春季小。东北地区的土质主要为黑土，黑土属于粘性土。根据中国公路自然区划图确定长春位于2地区。气候区为北温带大陆性季风气候，冬季寒冷而干燥；夏季温暖而多雨。特点是冬长夏短,低温冷湿。该公路建设里程长，沿线地质条件复杂，不良地质路段多，气候条件差，有效施工天数短，全年桥涵混凝土的常温施工天数113天，路基正常施工天数为148天。中国公路自然区划图如下图所示：二、沥青路面结构设计1.设计弯沉值和容许拉应力计算（1）计算交通量由于东北地区的煤炭，石油等资源已经开发殆尽，加之高速公路交通已经十分发达，故预测交通量增长率逐步降低，但随着经济的增长、人口的逐渐增多，东北地区旅游业的发展也比较迅速。所以交通量不会出现负增长。由此可以分三段进行预测，1.前6年内增长率5%。2.中间五年增长率4%。3.后四年增长率3%。交通量年增长率各种汽车的设计交通量一个车道上大客车以及中型以上的各种货车日平均交通量Nh=2164，属于重交通等级。由于东北地区高速公路已经足够发达，根据15年十一期间东北有关交通量的调查报道，可得出东北地区交通量如上表。根据东北地区已由高速公路的车道数、上述统计所得交通量以及下图所示车道系数选择表，综上可得出修建双向四车道的高速公路足以，高速公路的设计年限为15年。车道系数车 道 特 征车道系数双向单车道1.0双向两车道0.60.7双向四车道0.40.5双向六车道0.30.4双向八车道0.250.35查车道系数表可得车道系数为0.4。（2）结构组合与材料选取根据规范可知，高速公路面层课设两到三层，这里设为三层。初步确定路面结构组合与各厚度如下：面层：上面层采用细粒式密级配沥青混凝土（4cm）中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（6cm）下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（8cm）基层：水泥稳定碎石（25cm）底基层：石灰土（30cm）(3)面层类型系数：采用沥青混凝土面层，根据规范取1.0。（4）路面结构类型系数：属于半刚性基层沥青路面，Ab=1.0（5）各层材料抗压模量和劈裂强度根据公路沥青路面设计规范，查得各层材料的抗压模量和劈裂强度如下表所示。（6）计算窗口 计算结果: 2.沥青路面结构厚度计算 （1）路面最小防冻厚度得知路基干湿状态为中湿， 道路冻深为160cm时的，最小防冻厚度取55cm。（2）沥青路面结构参数（3）路面设计层位：为水泥稳定碎石，这里选150mm（4）土基回弹模量的确定该路段处于2区，为粘质土，稠度1.10对照下表可得，回弹模量可取35。（5）计算窗口计算结果：3.交工验收弯沉值和层底拉应力计算（1）沥青路面结构参数（2）新建路基交工验收综合影响系数：由于以上计算均考虑了不利理季节的影响，交工验收不考虑不利季节的影响因素，K取1.0。（3）计算窗口4.公路沥青路面设计与验算(1)沥青路面结构参数（2)计算窗口三、设计结果 * *公路新建路面设计成果文件汇总* *一、设计弯沉值和容许拉应力计算设计年限 15 车道系数 .4 序号 分段时间(年) 交通量年增长率 1 6 5 2 5 4 3 4 3 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= 2164 ,属重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 : 7960 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 2.403622E+07 属重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 : 8464 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 : 2.555811E+07 属特重交通等级路面设计交通等级为特重交通等级公路等级 高速公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 路面结构类型系数 1 路面设计弯沉值 : 20 (0.01mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa) 容许拉应力(MPa) 1 细粒式沥青混凝土 1.4 .37 2 中粒式沥青混凝土 1 .26 3 粗粒式沥青混凝土 .8 .21 4 水泥稳定碎石 .5 .22 5 石灰土 .25 .09 二、新建路面结构厚度计算 新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 20 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 150 (mm) 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 20 (0.01mm) H( 4 )= 250 mm LS= 22 (0.01mm) H( 4 )= 300 mm LS= 19.9 (0.01mm) H( 4 )= 297 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 4 )= 297 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 297 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 297 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 297 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 297 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 297 mm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 297 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 550 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 . 通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: - 细粒式沥青混凝土 40 mm - 中粒式沥青混凝土 60 mm - 粗粒式沥青混凝土 80 mm - 水泥稳定碎石 300 mm - 石灰土 300 mm - 新建路基三、交工验收弯沉值和层底拉应力计算 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= 19.9 (0.01mm) 第 2 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 21.5 (0.01mm) 第 3 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 24.1 (0.01mm) 第 4 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 28.1 (0.01mm) 第 5 层路面顶面交工验收弯沉值 LS= 90.9 (0.01mm) 路基顶面交工验收弯沉值 LS= 266.2 (0.01mm)( 根据“公路沥青路面设计规范”公式计算) LS= 331.5 (0.01mm)( 根据“公路路面基层施工技术规范”公式计算) 计算新建路面各结构层底面最大拉应力 :(未考虑