石保二级公路工程设计书Word格式文档下载.docx
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根据交通调查进行综合分析，预测其交通增长率前五年为8.0%、之后五年为7.2%，最后五年为5.0%。
石保高速公路属于四车道高速公路，应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000到55000辆。
初拟路面结构
拟定采用半刚性基层沥青路面。
根据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，初步确定路面结构组合与各层厚度如下：
4cm细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+7cm粗粒式沥青混凝土+56cm水泥稳定碎石基层+二灰土底基层，以二灰土为设计层。
路面材料配合比设计与设计参数的确定
试验材料的确定
半刚性基层所用集料与结合料取自沿线料场，沥青选用重交通90#石油沥青，上面层采用SBS改性沥青，技术指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》相关规定。
设计路段路基处于中湿状态，路基土为中液限粘质土，查表法可得土基回弹模量值为35.5MPa。
设计弯沉值和容许拉应力计算
序号车型名称前轴重（kN）后轴重（kN）后轴数后轴轮组数后轴距（m）交通量
1黄河JN15049101.61双轮组2000
2黄海DD690561042双轮组>
32500
3东风CS93824702双轮组>
32000
4平板车1001003四轮组<
5其他车50501单轮组1000
设计年限15车道系数.4
序号分段时间（年）交通量年增长率
158％
257.2％
355％
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=4000,属特重交通等级
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:
30664
设计年限内一个车道上的累计当量轴次:
1.139923E+08
属特重交通等级
当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:
57434
2.135088E+08
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:
14.7（0.01mm）
第一层：
细粒式沥青混凝土OGFC。
厚度确定：
根据经验宜为最大粒径的2-3倍，故选为40mm厚。
第二层：
选用中粒式沥青混凝土AC-16。
根据经验宜为最大粒径的2-3倍，故选为60mm厚。
第三层：
选用密集配沥青稳定碎石AC-25。
根据经验宜为最大粒径的2-3倍，故选为70mm厚。
第一层和第二层沥青选用：
根据《中国沥青路面气候分区图》，可知该地区为2-2区，
根据《公路沥青路面施工技术规范》表4.2.1-1，选用90号沥青。
根据原路面的回弹模量选择水泥稳定碎石，厚度选取在150~250mm之间。
故取200mm。
层位结构层材料名称劈裂强度（MPa）容许拉应力（MPa）
1中粒式沥青混凝土1.19
2粗粒式沥青混凝土.8.15
3粗粒式沥青混凝土.6.11
4水泥稳定碎石.6.21
5石灰土.25.07
验算路面防冻厚度:
路面最小防冻厚度560mm
验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求.
新建路面结构厚度计算
公路等级:
高速公路
新建路面的层数:
5
标准轴载:
BZZ-100
路面设计弯沉值:
路面设计层层位:
4
设计层最小厚度:
150（mm）
层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力
（mm）模量（MPa）（MPa）模量（MPa）（MPa）（MPa）
1细粒式沥青混凝土401400020000.8
2中粒式沥青混凝土601200016000.7
3粗粒式沥青混凝土70900012000.6
4水泥稳定碎石?
1500015000.14
5石灰土20055005500.08
6新建路基35.5
按设计弯沉值计算设计层厚度:
LD=14.7（0.01mm）
H（4）=550mmLS=14.8（0.01mm）
H（4）=600mmLS=13.8（0.01mm）
H（4）=555mm（仅考虑弯沉）
按容许拉应力计算设计层厚度:
H（4）=555mm（第1层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=555mm（第2层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=555mm（第3层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=555mm（第4层底面拉应力计算满足要求）
H（4）=555mm（第5层底面拉应力计算满足要求）
路面设计层厚度:
H（4）=555mm（同时考虑弯沉和拉应力）
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40mm
中粒式沥青混凝土60mm
粗粒式沥青混凝土70mm
水泥稳定碎石560mm
石灰土200mm
新建路基
交工验收弯沉值和层底拉应力计算
层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差综合影响系数
（mm）模量（MPa）（MPa）模量（MPa）（MPa）
1细粒式沥青混凝土4014000200001
2中粒式沥青混凝土6012000160001
3粗粒式沥青混凝土709000120001
4水泥稳定碎石56015000150001
5石灰土200550055001
6新建路基35.51
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=14.6（0.01mm）
第2层路面顶面交工验收弯沉值LS=15.4（0.01mm）
第3层路面顶面交工验收弯沉值LS=16.6（0.01mm）
第4层路面顶面交工验收弯沉值LS=18.1（0.01mm）
第5层路面顶面交工验收弯沉值LS=145.2（0.01mm）
路基顶面交工验收弯沉值LS=262.4（0.01mm）（根据“公路沥青路面设计规范”公式计算）
LS=327.1（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:
（未考虑综合影响系数）
第1层底面最大拉应力σ
（1）=-.157（MPa）
第2层底面最大拉应力σ
（2）=-.025（MPa）
第3层底面最大拉应力σ（3）=-.033（MPa）
第4层底面最大拉应力σ（4）=.064（MPa）
第5层底面最大拉应力σ（5）=.034（MPa）
设计依据：
新建或改建公路的路面设计应根据《工程可行性研究报告》的有关交通量预测资料或现有交通量观测站实测十年以上的交通量资料，考虑各种车型的交通组成（或比例），并实测或收集大客车、小货车、中货车、大型货车、拖挂车等的轴载谱分布，或论证地确定各种车型的代表轴重；
再将不同车型的轴重换算成标准轴载的当量轴次，求得交工后第一年双向日平均当量轴次（N1）。
设计年限内交通量的平均增长率（r）应根据《工程可行性研究报告》中有关预测的交通量增长率，分析论证确定设计交通量的平均增长率。
表3.1.6车道系数
车道特征
车道系数
双向单车道
1.0
双向两车道
0.6～0.7
双向四车道
0.4～0.5
双向六车道
0.3～0.4
双向八车道
0.25～0.35
半刚性材料基层、底基层的一层压实厚度宜为180～200mm，并不得分层铺筑小于15cm的薄层，对半刚性材料的上基层厚度不宜小于180mm。
当采用半刚性基层沥青路面时，高速公路、一级公路的沥青层厚度可为120~180mm；
二级公路的沥青层厚度宜为60~120mm
冻土是指含有水份的土壤因温度下降到0℃或以下时而呈冻结的状态。
石家庄站平均于11月13日土壤开始出现夜冻现象，至3月13日终止冻结。
历年最大冻土深度为56厘米，发生在1984年2月10～13日。
二级公路的路面设计年限应为12年，有特殊使用要求时可适当延长。
表3.1.8交通等级
交通等级
BZZ-100KN累计标准
轴次Ne（万次/车道）
中型以上货车及大客车（日/辆）
A
特轻交通
<
100
300
B
轻交通
100～400
300～1000
C
中交通
400～1200
1000～4000
D
重交通
1200～2500
4000～10000
E
特重交通
>
2500
10000
表4.1.3沥青混合料结构层的最小压实厚度与适宜厚度
沥青混合料类型
公称最大粒径
（mm）
最小压实厚度
适宜厚度
砂粒式沥青砼
4.75
10
15～25
细粒式沥青砼
9.5
20
20～25
13.2
30
30～40
中粒式沥青砼
16
40
40～60
19
50
60～80
粗粒式沥青砼
26.5
60
70～100
粗粒式大粒径沥青碎石
70
80～120
31.5
90
100～150
特粗式大粒径沥青碎石
37.5
120～150
表4.1.5结构层最小压实厚度与适宜厚度
结构层类型
上拌下贯沥青碎石
60～100
沥青贯入式碎石
40～80
沥青表处
10～30
水泥稳定类
150*
180～200
石灰稳定类
石灰粉煤灰稳定类
贫混凝土
150
180～240
级配碎、砾石
80
100～200
泥结碎石
填隙碎石
100～120
注：
*为半刚性基层补强的最小厚度。
垫层采用未筛分碎石和天然砂砾时，应根据结构层厚度（h）确定最大粒径，一般最大粒径应在1/3-2/3h之间，以保证集料骨架的形成，提高结构层的稳定性。
一条公路应采用同一净高高速公路一级公路二级公路的净高应为5.00m三级公路四级公路的净高应为4.50m
检修道人行道与行车道分开设置时其净高应为2.50m
表E.1沥青混合材料设计参数
材料名称
抗压模量E（MPa）
劈裂强度
备注
20℃
15℃（弯沉）
15℃（拉应力）
15℃
细粒式沥青混凝土
密级配
1200-1600
1800-2200
1.2-1.6
AC-10,AC-13
开级配
700-1000
1000-1400
0.6-1.0
OGFC
沥青玛蹄脂碎石
1200-1500
1.4-1.9
SMA
中粒式沥青混凝土
1600-2000
0.8-1.2
AC-16
AC-20
密级配粗粒式沥青混凝土
800-1200
AC-25
大粒径沥青
碎石基层
LSM25-35
半开级配
600-800
—
AM25-35
沥青贯入式
400-600
沥青为90#或70#
表E.2基层、底基层材料设计参数
材料名称
配合比或规格
要求
弯沉计算
σ（Mpa）
拉应力
二灰砂砾
7:
13:
1100-1500
0.6-0.8
二灰碎石
8:
17:
1300-1700
0.5-0.8
水泥砂砾
5%-6%
0.4-0.6
水泥碎石
石灰水泥粉煤灰砂砾
6:
3:
16:
75
石灰水泥碎石
5:
92
0.35-0.5
石灰土碎石
粒料>
60%
700-1100
0.3-0.4
碎石灰土
40-50%
600-900
0.25-0.35
水泥石灰砂砾土
4:
25:
68
二灰土
10:
30:
0.2-0.3
石灰土
8%-12%
400-700
0.2-0.25
石灰土处理路基
4%-7%
200-350
级配碎石
上基层级配
300-350
300-800
底基层、垫层
200-250
填隙碎石
底基层
200-280
未筛分碎石
做底基层用
180-220
级配砂砾、天然砂砾
150-200
中粗砂
垫层
80-100
表B.21960--2000年各省气候统计资料
站名
省份
纬度
气温
最高、最低气温
冻结指数
最低气温
最高气温
98%保证率
多年平均
标准差
最热7天
极大值
西沙
海南
16.83
18
1
33
35
-
石家庄
河北
38.03
-15
3
37
-21
113
184
围场
41.93
-26
2
29
-30
1083
1233
张家口
40.78
-25
599
708
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