公路工程施工图设计

本科学生毕业论文设计题目：黑洛公路（K590-K593+500）段施工图设计学 院：建筑工程学院年 级：2008级专 业：土木工程姓 名：学 号：指导教师： 2012年 5 月30 日摘要黑洛公路是黑龙江省公路建设的重点项目之一，它连接了黑河市和大兴安岭地区，设计行车速度40公里/小时，采用二级公路设计标准，全长740km。它的建设对完善黑龙江省内公路交通网，促进公路沿线地区经济发展，带动沿边地区早日脱贫致富，促进黑河市和大兴安岭市之间的联系，有重要意义。本设计根据沿线地质、地形、水文等自然条件，以及黑洛公路外业勘测资料，参照交通部颁发的各种技术标准、规范，完成K590K593+500段施工图设计。本次设计利用各种计算机软件，包括：应用纬地道路辅助设计软件HintCAD5.88、绘图软件AutoCAD2004、办公软件Offices2003等，对黑洛公路平面、横断面、纵断面、路基、路面、排水工程、附属工程、平面交叉及沿线设施等进行了施工图设计，并绘制出相应表格和图纸，确定了沥青混凝土路面和水泥混凝土路面的各结构层厚度，本着优质、高效、经济、合理的原则进行施工组织设计。关键词路线设计；路基；沥青混凝土路面；水泥混凝土路面；施工组织AbstractHeiluo road is one of the key project in Heilongjiang province, it connects the Heihe city and the Daxinganling city . Its design speed is 40km/h, which adopt three-stage highway design standard. The full-length is 740 km. The meaning of its construction to the consummation of the road network, is promoting along the route area economy development, bringing poverty area to get rid of poverty and become rich soon, and promoting crosswise relation between the city group of the northeast of Heilongjiang Province, which is significant. This design is based on the field operation survey data, as well as along the route natural condition including geology, terrain, hydrology and the related technical standard, which is issued by the Ministry of Transportation & Communications. According to the above we can complete the K590to K593+500section construction drawing design. The computer technology is fully used in this design. This design uses the latitude path assistance design software HintCAD5.8, cartography software AutoCAD2004, office software Offices2003 and so on. Meantime this design also completes construction drawing design which includes the highway route, the roadbed, road surface, drainage work plan cross ,the attached project and the facility along the route and so on, and draws up the corresponding graph and form. Through to designing of the Asphaltic concrete pavement and Cement concrete pavement, I ensure that thickness on each Structural layer and design the construction organization by the high-quality, efficient, economic and rational principles.Key wordsRoute design,Roadbed,Asphaltic concrete pavement,Cement concrete pavement, Construction organization目录摘要IAbstract第一章 概述11.1 建设项目背景11.2 工程概况11.2.1 水文、地质条件11.2.2 气候条件21.2.3 地理、地形条件21.3 设计依据21.4 设计标准3第二章 路线设计42.1 选线和定线42.2 平面设计42.2.1 平面线形设计的一般原则42.2.2 平面设计的要求42.2.3 工程实况52.3 纵断面设计52.3.1 纵断面设计一般原则52.3.2 纵断面设计的要求62.4 平纵组合设计62.4.1 基本要求与设计原则62.4.2 平、纵组合设计基本思路72.4.3 工程实况82.5 路基横断面设计8第三章 路基设计103.1 一般路基设计内容103.2 一般路基设计要求103.3 路基设计103.3.1路基宽度103.3.2路基高度113.3.3 路基边坡坡度113.3.4 路基压实11第四章 沥青混凝土路面设计124.1 设计要求条件124.2 设计内容124.2.1 设计轴载124.2.2 轴载换算134.2.3 以半刚性基层层底拉应力为设计指标144.3 结构组成与材料选取154.4 各层材料的抗压模量和劈裂强度的确定164.5 设计指标的确定164.5.1设计弯沉值164.5.2 各层材料容许拉应力174.6 路面结构层厚度的计算174.6.1 确定理论弯沉系数184.6.2 确定设计层厚度184.7 沥青混凝土面层、半刚性基层和底基层层底拉应力验算194.7.1 验算沥青面层底部弯拉应力194.7.2 验算水泥碎石底部拉应力204.7.3 验算水泥砂砾土的底部拉应力204.8 确定路面结构层214.9 防冻层厚度检验21第五章 普通水泥混凝土路面设计225.1 交通量分析225.1.1 标准轴载与轴载换算225.1.2 设计年限内设计车道的标准轴载累计作用次数235.2 初拟路面结构235.3 路面材料参数确定245.4 计算荷载疲劳应力255.5 计算温度疲劳应力255.6 应力验算275.7 防冻厚度检验275.8 接缝设计275.8.1 纵向接缝275.8.2 横向接缝27第六章 涵洞及排水设计306.1 涵洞的设计306.2排水的目的与意义316.3 排水设计原则326.4 路基排水设计326.4.1 地面排水设备326.4.2 地下排水设备336.5 路面排水设计346.6 路面内部排水系统设计356.7 路面边缘排水35第七章 平面交叉设计367.1 交叉口设计的基本要求和内容367.2 交叉口设计规定377.3交叉口形式选择377.4 交叉口交通组织设计387.5 交叉口立面设计387.5.1 交叉口立面设计的目的387.5.2 交叉口立面设计的原则387.5.3 交叉口立面设计的基本类型39第八章 施工组织设计398.1施工组织安排398.1.1设备、人员动员周期398.1.2设备、人员、材料运到现场方法398.2施工组织机构及临时工程408.2.1施工组织机构设置408.2.2施工任务划分408.2.3总体施工目标418.2.4主要临时工程418.3主要工程项目的施工方案和方法428.3.1 路基工程施工方案428.3.2路基工程施工方法428.3.3路面工程508.3.4 涵洞工程568.4 确保工程质量和工期的措施578.4.1保证工程质量的措施578.4.2保证工期的措施588.5 雨季施工措施598.6 质量、安全保证体系618.6.1 质量保证体系618.6.2 安全保证体系618.7 其它说明的事项628.7.1 廉政措施628.7.2 环境保护和文明施工的主要措施628.7.3 对外关系协调的措施638.7.4 地上和地下三线保护措施638.7.5 文物保护638.7.6 施工保险措施638.7.7 防止疫病的措施648.7.8 夜间施工措施648.7.9 农忙季节施工648.7.10 质量回访保修措施64结论65参考文献66致谢67黑洛公路（K590-K593+500）段施工图设计第一章 概述1.1 建设项目背景本设计是连接黑河市和大兴安岭市的重要公路，黑河市位于黑龙江省西北部，小兴安岭北麓，与俄罗斯的布拉戈维申斯克市隔江相望，是东西文化的融会点，是北方重要的边境贸易中心。黑河是一座煤炭工业为主的新兴城市。黑河矿产资源丰富，现已查明的矿产资源有30余种，尤以煤炭，石墨，黄金为最。大兴安岭位于黑龙江省北部，原始森林茂密，素有“绿色宝库”之美誉，是我国重要的林业基地之一。自从振兴东北老工业基地以来，大兴安岭和黑河两城市的经济也飞速的发展，由于工业与旅游事业的兴旺，经过有关部门的研究，决定在此两地间修建一条公路，促进两个城市之间的资源流通，信息共享，共同发展，减小地区经济差异。根据两个城市的经济发展水平，以及沿线自然地形条件，远景交通量，公路建成后所承担的主要任务，拟修建二级公路，此公路的开通，对公路沿线的居民的出行及交通运输和大力发展当地的旅游事业，起着非常重要的作用，有利于当地的经济发展。本路段是省级干线公路的重要路段，是连接两市的市际区间路段，建成后，将加快客货交通运输的快速发展，进一步促进地方区域经济的交流，对增进两地的经济模式互补，繁荣两市经济具有极其重要的意义。黑洛公路不仅是一条边防路、旅游路，同时也是一条便民路，确保其畅通运行至关重要。1.2 工程概况黑洛公路全长740km。该公路是黑龙江省的一条重要旅游线路和沿边公路，获得了省交通厅的支持，预计总投资4.6亿元。该项目K590K593+500标段为二级公路施工图设计，路线全长3.5公里，该标段设计填方35082.96 m3，挖方74011.51m3；设涵洞2道、与大车道平面交叉1处并设有配套交通工程及沿线设施。1.2.1 水文、地质条件沿线地质构造为新生代第四纪沉积层和冲积层。表层010m的土壤为粉质低液限粘土，中层015m为冲积形成的砂砾、圆砾，底层为白垩系的砂岩。山体碎石土层厚度较大，土质优良，储量丰富，可作为路堤填筑材料。地下水位距路肩1m，地下水位也较低，大多路段的路基不受地下水影响。土壤渗透性好，地层比较稳定。本工程施工范围内主要河流有岔林河、大东北岔河，均属松花江水系，具有丰富的地表及地下水资源，可为施工提供充足的用水。由于该地区冬季气温较低，属于季节性冻土区，主要的病害有冻胀、翻浆、水毁和积雪等。冬季气温很低，路面结冰会严重影响行车安全，春融期又可能发生冻胀、翻浆等病害。夏季水量暴涨有可能冲毁路堤，这些都会对公路交通构成严重威胁；冬季气温最低为41.8，夏季最高气温为39.5，夏冬温差较大，路面设计应注意高温稳定性和低温抗裂性。1.2.2 气候条件本项目所在地区属于寒温带大陆性季风气候区。春季干旱风大，主风向为西南风。年平均降雨量为546.3mm，多集中在68月；最大冻结深度240mm，最大积雪厚度为50cm。 无霜期为129天，全年日照时间为2525.3小时。1月平均气温-20.9 ，7月平均气温21.9 ，年平均气温2.3，年积温22002400，项目跨越的主要河流包括岔林河、大东北岔河等。其余多为汇水面积不大的鱼塘。1.2.3 地理、地形条件黑洛公路沿线地面自然植被茂密，景色优美。本设计路段(K590 K593+500)属山岭重丘地形，海拔高度300米350米，沿线多为丘陵和森林。全线地势由北向南逐渐倾斜，北部漠河县附近为低山区，属大兴安岭山脉，群山密布，森林茂密。中部为低山丘陵和山前台地，地势较平缓，土质肥沃。南部黑河市附近是松花江冲积平原，小部分为季节性积水形成的沼泽地。1.3 设计依据(1)公路工程技术标准(JTG B012003)(2)公路路线设计规范(JTG D202006)(3)公路路基设计规范(JTG D302004)(4)公路沥青路面设计规范(JTG D502006)(5)公路沥青路面施工技术规范(JTG F402004)(6)公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D402002)(8)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)(9)公路排水设计规范(JTJ 01897)1.4 设计标准公路技术指标是根据路线在公路网中的功能、规划交通量和交通组成、设计速度等因素确定的，公路技术标准是指在一定的自然环境条件下能够保持车辆正常行驶性能所采用的技术指标体系，反映我国公路建设的技术方针，是法定的技术要求。公路设计时都应当遵守。根据黑龙江省及中华人民共和国交通部公路网整体规划，按照设计交通量、公路使用功能及服务水平等，依据公路工程技术标准(JTG B01-2003)，采用公路技术标准表1-1所示。路面结构类型为沥青混凝土路面；路面设计年限12年；桥涵设计荷载为公路级。公路技术指标如表1-1所示。表1-1 公路技术指标序号指标 单位技术指标一般路段1设计速度km/h402路基宽度m8.53行车道宽度m23.54土路肩宽度m20.755汽车荷载等级公路-级6桥涵设计洪水频率小桥涵、路基：1/507圆曲线最小半径m1008最大纵坡%79最小坡长m12010最大坡长m110011竖曲线最小半径凸形m700凹形m70012竖曲线最小长度m9023第二章 路线设计2.1 选线和定线本设计利用纬地5.88软件进行平面选线和定线，本地区地表起伏较大，最低高程为306.0m，最高高程为348.6m。相对高差在42.6m左右，故定线可按山岭重丘区定线线原则进行，所选定路线可见地形图所示。山岭重丘区选线应注意正确处理好道路高度的选择。其次应该合理考虑路线与城镇的关系，应尽量方便运输又保证安全，避开重要的电力电信设施，保持足够的距离和净空。还应处理好路线和桥位的关系，注意土壤水文条件，正确处理新旧路的关系，尽量靠近建筑材料产地，以节省运费。本图路线的起点和终点均已确定，即路线的基本方向基本确定，按地形、地质、水文等自然条件选出一些细部控制点，进行路线布局，又充分考虑道路与周围环境的配合、道路与生态平衡的关系、道路自身线性的美观和协调，以及驾驶员视觉和心理反映等问题，最后通过试算和比选的方法选择了最优方案。2.2 平面设计2.2.1 平面线形设计的一般原则(1) 平面线形应直捷、连续、顺适，并与地形、地物相适应，与周围环境相协调。(2) 保持平面线型的均衡与连贯。(3) 平曲线应有足够的长度，使汽车驾驶员在操纵方向盘时不感到困难，缓和曲线上离心加速度的变化率不超出定值，转角小于7度时按规范中给出的表格采用。2.2.2 平面设计的要求平面线形设计中，在受地形、地物限制的丘陵地区、路线交叉点、市镇近郊或规划方正的农耕区等应尽量选用直线。为适应地形和汽车行驶轨迹的要求在直线交点处插入相应的圆曲线缓和曲线、圆曲线。此外结合公路沿线自然环境，重点考虑处理好公路与当地农业灌溉水网的关系，重视路线与河流沟渠的位置关系，处理好新建二级公路与地方道路的交叉关系，处理好路线线位与地方村镇的关系。使公路的修建能更方便的为当地地方经济服务，更有利方便群众，并尽量减小拆迁的干扰。最终满足汽车行驶的平顺、舒适、以及速度上的要求，且线形优美，尽可能做到安全、适用、经济和美观。2.2.3 工程实况本路段内共设8个交点，圆曲线半径在60790m之间，最小半径60m，最大半径790m。平曲线半径小于2500m者，按公路工程技术标准(JTG B012003)要求进行超高设计其超高旋转方式为绕内边线旋转，设置缓和曲线最小缓和曲线长度50米。同向曲线间的最小直线长度不小于设计车速的6V（即240m）为宜。反向曲线间的最小直线长度不小于设计车速的2V（即80m）为宜。具体详见直线、曲线及转角表及路线平面设计图。全线设计均满足设计规范的要求，且与地形变化相协调，可以保证行车的安全与舒适。2.3 纵断面设计该设计路段（K590K593+500）最大纵坡为5.96%，最小纵坡为0.91%，最小直坡段长为137.20米。全线共设5处竖曲线，其中2个为凸形竖曲线，3个为凹形竖曲线。均大于标准规定一般最小值，满足规范要求。 2.3.1 纵断面设计一般原则(1) 应满足纵坡及竖曲线的各项规定（最大纵坡、最小纵坡、坡长限制、坡段最小长度、竖曲线最小半径及最小长度）。(2) 设计标高的确定应结合沿线自然条件综合考虑；沿河路线标高应在设计洪水位0.5m以上，并计入壅水和浪高的影响；稻田低湿路段应有最小填土高度的保证。(3) 纵坡应均匀平顺，变坡点应尽量设置大半径竖曲线。(4) 纵断面设计应与周围环境相协调，按照平竖曲线相协调及半径的均衡来确定纵断面的设计线。(6)适当照顾当地民间运输工具、农业机械、农田水利等方面要求。(7) 应争取填挖平衡，以节省土石方量，降低工程造价。2.3.2 纵断面设计的要求坡度设计：根据汽车的动力特性、道路等级、自然条件以及工程和运营经济等因素，通过综合分析，全面考虑，合理确定的。设计速度为40Km/h，最大坡度为7%。为了保证排水，防止水渗入路基而影响路基的稳定性，应设置不小于0.3%的纵坡（一般情况下以采用不小于0.5%为宜）。坡长设计：最小纵坡通常规定汽车以设计速度行驶915s的行程为宜，设计速度为40Km/h时，最小坡长一般值为100m。路线所处地区地形起伏较大，地面平均纵坡在1%左右，但为保证路面和边沟排水，将全线最小纵坡控制在大于等于0.3%。由于该设计的路段坡度很小，故不需要设计爬坡车道。本次设计中尽量使路线顺应自然地形的起伏；充分考虑与地方道路在纵面的交叉关系；尽量控制路基填土高度，保证填挖方量的平衡；并减小拆迁占地；变坡点位置及标高、坡率和坡长在满足平纵组合的情况下优化组合，竖曲线半径尽量采用较大值。2.4 平纵组合设计2.4.1 基本要求与设计原则平纵线形组合的基本要求：(1) 当竖曲线与平曲线组合时，竖曲线宜包含在平曲线之内，且平曲线稍长于竖曲线。应避免平、竖曲线同起点、同终点相连接。应保证两点之间应至少10s的行程。如下图2-1所示。这种布置通常称为平曲线与竖曲线的对应。图2-1 平曲线与竖曲线组合(2) 要保证平曲线与竖曲线的大小的均衡，竖曲线半径为平曲线半径的1020倍。(3) 当曲线缓而长、纵断面坡差较小时，不要平、竖曲线一一对应，平曲线中可包含多个竖曲线或竖曲线略长于平曲线。(4) 要选择合适的合成坡度。平纵线形组合的设计原则：(1) 视觉上能自然的引导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。(2) 注意保持平、纵线形的技术指标大小应均衡。(3) 选择组合得当的合成坡度，以利于路面排水和行车安全。(4) 注意与道路周围环境相配合。2.4.2 平、纵组合设计基本思路平、纵组合是指在满足汽车运动学和动力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续、舒适及与周围环境相协调的要求并有良好的排水条件。道路作为一种人工构造物，应将其视为一种景观的对向来研究，尽量做到线形连续、指标均衡、视觉良好、景观协调、安全舒适。修筑道路会对自然景观产生影响，有时产生一定的破坏作用。而道路两侧的自然景观反过来也会影响道路上汽车的行驶，特别是对驾驶员的视觉、心理以及驾驶员操作等都有很大影响。平纵线形组合必须是在充分与道路所经地区的景观相配合的基础上进行。否则，即使线形组合符合相关规定也不一定是良好的设计。对于驾驶员来说，只有看上去具有优美的线形和景观，才能称为舒适安全的道路。对设计速度高的道路，平、纵线形组合设计与周围景观配合尤为重要。2.4.3 工程实况本设计在满足平面设计和纵断面设计要求的前提下，进行平、纵组合设计。在K590+960等五处各设置竖曲线，均设置在相应的平曲线缓和曲线段内，或设在直线段内，均满足设计规范及驾驶员视觉和心理上的要求。2.5 路基横断面设计路基宽度：二级公路路基的标准横断面应由车道、路肩（土路肩）等组成。该设计选用整体式路基，路基宽度按表2-1而定。表 2-1 二级公路整体式路基宽度公路等级二级公路设计速度（Km/h）4030车道数22路基宽度（m）一般值8.57.5注：“一般值”为正常情况下的采用值。车道：二级公路、二级公路应为双车道。车道宽度应根据设计速度规定表2-2取值。表 2-2 车道宽度设计速度（Km/h）1201008060403020车道宽度（m）3.753.753.753.503.503.253.00路肩：二级公路右侧路肩宽度规定如表2-3所示。 表 2-3 二级公路右侧路肩宽度设计速度（Km/h）二级公路4030右侧硬路肩宽度（m）一般值1.500.75最小值0.750.25土路肩宽度（m）一般值0.750.75最小值0.500.50注：“一般值”为正常情况下的采用值；“最小值”为条件受限制时可采用的值。该设计标段降雨量较适中。规范规定二级公路应采用双向路拱坡度，有路中央向两侧倾斜。路拱坡度应根据路面类型和当地自然条件确定，但不应小于2%。土路肩的横坡：土路肩的排水性能远低于路面，其横坡度较路面宜增大1%2%。本设计中路基标准横断面路基宽度：8.5m。其中：行车道23.5m，土路肩20.75m。路基设计标高为路基边缘标高。车道土路肩设3%横坡。路堤坡脚或排水沟外缘2.0m，桥梁上部构造水平投影边缘外侧2.0m以内的土地为公路用地范围。第三章 路基设计3.1 一般路基设计内容(1) 选择路基断面形式，确定路基宽度和高度。(2) 选择路基填料与压实标准。(3) 确定边坡形状与坡度。(4) 路基排水系统布置和排水结构设计。(5) 坡面防护与加固设计。(6) 附属设施设计。3.2 一般路基设计要求(1) 路基是公路的承重主体，主要在应力作用区承受行车荷载作用，其深度一般在路基顶面以下0.8m范围以内，所以路基路面的综合设计至关重要。(2) 为保证路基强度与稳定性，使路基在外界因素作用下，不至于产生不允许的变形，还必须包括各项附属设施，如路基排水，防护与加固以及弃土堆、取土坑、护坡道、碎落台及错车道等。(3) 由于路基标高与原地面标高有差异，且各路段岩土性质的变化，各处附属设施的布置不尽相同，因此各路段的路基横断面形状差别很大。(4) 一般路基可以结合当地地质、地形情况，直接选用典型断面图或设计规定，不必进行个别设计和验算。对于超过规定的高填、深挖路基，以及地质、水文条件特殊的路基，需要进行个别设计和验算。3.3 路基设计3.3.1路基宽度查公路工程技术标准后确定设计路段路基的标准横断面路基宽度为8.5m。其中：行车道23.5m，土路肩20.75m。路拱横坡2%，土路肩设3%横坡。路基占用土地，是公路通过农田或用地受限制地区时的突出问题。建路占地必须综合规划，统筹兼顾，讲究经济效益，农业与交通相互促进。公路建设应尽可能利用非农业用地，少占农田。山坡路基应尽量使填挖平衡，扩大和改善林业用地，保护林区绿地，防止水土流失，维护生态平衡，减少高填深挖，利用植物防护，绿化与美化路基。这些都要在路基设计与施工过程中，综合考虑。3.3.2路基高度路基高度是指路基中心线处设计标高与原地面标高之差。路基边坡高度是指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差，所以路基高度有中心高度和边坡高度之分。路基的填挖高度，是在路线纵断面设计时，综合考虑路线纵坡要求、路基稳定性和工程经济等因素确定的。从路基的强度和稳定性出发，路基上部土层应处于干燥或中湿状态，路基高度应根据临界高度并结合公路沿线具体条件和排水及防护措施确定路堤的最小填土高度。沿河及受水浸淹的路基，其高度应根据技术标准规定的设计洪水频率（对于二级公路是1/50），求得设计水位，再增加0.5m的余量。3.3.3 路基边坡坡度路基边坡坡度对路基稳定十分重要，可用边坡高度H与宽度B表示，并取H=1。路基边坡坡度的大小，取决于边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡的高度。在陡坡和填挖较大的路段，边坡坡度不仅影响土石方工程量和施工的难易，而且是路基整体稳定性的关键。因此，确定边坡坡度对于路基的稳定性和工程的经济合理性至关重要。一般路基的边坡坡度可根据工程实践经验和设计规范推荐的数值采用。3.3.4 路基压实路基填土需分层压实，使之具有一定的压实度，土质路堑开挖至设计标高后，需检验路基顶面工作区内天然状态土的密实度，该密实度通常低于设计要求，必要时，应在挖开后再分层压实，使之达到一定的密实度。分层压实的路基顶面能防止水分干湿作用引起的自然沉陷和行车荷载反复作用产生的压密变形，确保路面的使用品质和寿命。土的压实效果同压实时的含水量有关，路基土在最佳含水量状态下进行压实可以提高路基的抗变形能力和水稳定性。路基土的压实标准按重型、轻型两种标准击实实验方法确定，由于本公路处于季节性冰冻地区，为了缓和冻胀和翻浆的产生，压实度应高些。第四章 沥青混凝土路面设计4.1 设计要求条件该设计路段（黑洛公路K590K593+500段）设计年限为12年，是一条双车道的二级公路，使用期内交通量的年平均增长率为10%，车道系数为0.6。该路段处于2区，土质属于粉质中液限粘土，地下水位距路肩1m，填土高度0.5m，土基回弹模量为40Mpa，沿线有砂石、碎石、石灰、粉煤灰、沥青、水泥等供应。路面宽度为B=8.5m，行车道为23.5m。此公路设有一个收费站，要求收费站处采用水泥混凝土路面，其它路段均采用沥青混凝土路面，该设计路段处于中湿路段。其交通组成及交通量见表4-1。表4-1 交通组成及交通量车型名称双向交通量（次/日）依土兹TD5045黄河JN15085东风EQ140295解放CA10B5854.2 设计内容4.2.1 设计轴载本设计采用双轮组单轴载100KN作为标准轴载，以BZZ100表示。如表4-2所示。表4-2 BZZ-100标准轴载计算参数标准轴载BZZ-100标准轴载BZZ-100标准轴载P（KN）100单轮压传面当量圆直径d（mm）21.3轮胎接地压强（Mpa）0.7两轮中心距（cm）1.5d4.2.2 轴载换算当以设计弯沉值及沥青层层底拉应力为设计指标验算时，凡前后轴轴载大于25KN的各级轴载作用次数均应换算成标准轴载的当量作用次数N。其计算公式为：N以设计弯沉值和沥青层底拉应力为指标时标准轴载的当量轴次；ni被换算车型的各级轴载作用次数（次/d）； Pi被换算车型的各级轴载；C1被换算车型的轴载系数，C1=1+1.2(m-1)； m轴数；C2被换算车型的轮组系数。双轮组为1.0；P标准轴载；K被换算车型的轴载级别。轴载换算与累计轴载如表4-3所示。表4-3 轴载换算与累计轴载车型前轴重KN后轴重KN后轴数后轴轮组数日交通量（次/日）解放CA10B19.4060.851双轮组585黄河JN15049.00101.601双轮组85 依土兹TD5042.2090.001双轮组45东风EQ14023.7069.201双轮组295轴载计算结果如表4-4所示。表4-4 轴载计算结果表车 型解放CA10B前轴19.40115850.47后轴60.851167.40黄河JN150前轴49.0011853.82后轴101.601191.08依土兹TD60前轴42.2011451.06后轴90.001128.46东风EQ140前轴23.70112950.56后轴69.201159.47累计当量轴次次该道路的设计交通等级为：轻交通（）4.2.3 以半刚性基层层底拉应力为设计指标凡是轴载大于50KN的各级轴载（包括车辆前、后轴）， Pi的作用次数ni应按下式换算成标准轴载P的当量作用次数，轴载换算公式如下：以半刚度材料层的拉应力为设计指标时的标准轴载当量次数（辆/天）；被换算车型的轴数系数，=1+2(m-1）； m 轴数；被换算车型的轮组系数。轴载换算如表4-5所示。表4-5 轴载换算Pi解放CA10B前轴19.40115850.001后轴60.851110.996黄河 JN150前轴49.0011850.282后轴101.601196.509依土兹TD50前轴42.2011450.045后轴90.001119.371东风EQ140前轴23.7112950.003后轴69.21115.512 次次根据双指标算得的累计当量轴次=1181654.46次，=668375.64次4.3 结构组成与材料选取由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累积标准轴次大约118万次，属于轻交通。根据规范推荐结构，考虑到公路沿途有砂石、碎石、石灰、粉煤灰供应，根据黑龙江地区路面设计经验和该路材料的供应情况以及结构层的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工机具的功能等因素，路面采用如下结构：面 层：4cm中粒式密级配沥青混凝土AC-16 7cm粗粒式密级配沥青混凝土AC-25基 层：(设计层)水泥碎石(6%)底基层：20cm水泥稳定砂砾(6%)垫 层：20cm天然砂砾4.4 各层材料的抗压模量和劈裂强度的确定土基回弹模量的确定可查表，各层材料的抗压模量和劈裂强度，由规范查得。以路面弯沉设计值计算路面结构厚度时，采用20的抗压模量，验算层底拉应力时用15的抗压模量。各层材料的抗压模量和劈裂强度如下表4-6所示:表4-6 各层材料的抗压模量和劈裂强度 结构层次材料名称厚度(cm)抗压模量(MPa)15劈裂强度(MPa)2015面层表面层中粒式密级配沥青混凝土AC-164140020001.0下面层粗粒式密级配沥青混凝土AC-257120014000.8基 层水泥碎石(6%)设计层15000.6底基层水泥稳定砂砾(6%)2013000.5垫 层天然砂砾20180土 基粘土40注：干燥路段不设垫层，中湿及潮湿路段设置20cm厚天然砂砾垫层。4.5 设计指标的确定4.5.1设计弯沉值路面设计弯沉值是表征路面整体刚度大小的指标，是路面设计计算的主要依据。该公路为二级公路，公路等级系数取Ac=1.1；面层是沥青混凝土， As=1.0；基层类型为半刚性基层，Ab=1.0。则:4.5.2 各层材料容许拉应力各层材料容许层底拉应力，按公式R=SP /KS计算：式中： R 路面结构层材料的容许拉应力(Mpa)；SP 沥青混凝土或半刚性材料的极限劈裂强度(Mpa)，对沥青混凝土是15的劈裂强度，二灰稳定类材料为龄期为180d的劈裂强度；KS 抗拉强度结构系数。中粒式密级配沥青混凝土：粗粒式密级配沥青混凝土：，水泥碎石：水泥稳定沙砾：总结：设计弯沉值为34.90mm。各层材料抗压模量和容许应力如表4-7所示。表4-7 各层材料的抗压模量和容许拉应力材料H(cm)20抗压模量容许拉应力中粒式密级配沥青混凝土414000.56粗粒式密级配沥青混凝土712000.45水泥碎石？15000.405水泥石灰沙砾土2013000.264.6 路面结构层厚度的计算按等弯沉换算法，将多层体系换算成三层体系：h1=4cm E1=1400 Mpa h1=4cm E1=1400 Mpa h2=7cm E2=1200 Mpah3=? E3=1500 Mpa H=？ E2=1200 Mpah4=20cm E4=1300 Mpa E0=40 Mpa E0=40 Mpa 4.6.1 确定理论弯沉系数理论弯沉系数公式如下：其中：ld设计弯沉值（0.01mm）；当量圆半径（cm）；E1， E2，En-1各结构层回弹模量（Mpa）；h1， h2 ，hn-1各结构层的厚度（cm）；p标准车轴载轮胎接地压力（Mpa）；F弯沉综合修正系数，F=1.63Ld/(2000) 0.38(E0/P) 0.36；E0路基回弹模量（Mpa）。代入数值，有： = 4.6.2 确定设计层厚度 由三层体系表面弯沉系数诺模图查得：=6.3， 由三层体系表面弯沉系数诺模图查得：K1=1.42，因此 ；由公式： 得 由， ， ，根据三层体系表面弯沉系数诺模图查得，则H=4.110.65=43.67cm，则h3=14.58cm，取为h3=15 cm。4.7 沥青混凝土面层、半刚性基层和底基层层底拉应力验算4.7.1 验算沥青面层底部弯拉应力h1=4cm E1=2000 Mpa h2=7cm E2=1400 Mpa h=？ E1=1400 Mpa h3=15cm E3=1500 Mpa H=？ E2=1500 Mpah4=20cm E4=1300 Mpa E0=40 Mpa E0=40 Mpa 换算后的厚度：H=由三层连续体系上层底面拉应力系数诺莫图查得=07m0.340.390.540.62行车道宽7m注：车道或行车道