新港大道道路设计路桥毕业设计(编辑修改稿)

新港大道道路设计路桥毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

道路不同于公路。 城市道路相对于公路而言交通频繁，交通量大，持续性使用道路时间长，有一定的市容、景观要求，因而要求道路完好率高，维修周期长，路面耐磨性好，平整度好，稳定性好。 所以目前在公路普遍推行的“设计弯沉值计算方法”不足以适用 于城市道路路基路面设计。 城市道路路基路面设计应更加注意安全、稳定和耐磨，安全系数更大。 路基设计 路基设计的一般要求 路基设计应做到下列几点： 1．路基应根据道路等级、行车要求和当地自然条件，并综合考虑施工、养护和使用的等方面的情况，进行精心设计，既要坚实稳定，又要经济合理。 2．路基设计除选择合适的路基横断面形式和边坡坡度外，还应设置完善的排水设施和必要的防护加固工程以及其他结构物，采取经济有效的病害防止措施。 3 ．路基作为支承路面的线形结构物，应结合路线和路面进行设计。 选定路线时 应 尽量绕避一些难以处理的地质不良地段。 路基填料 路基填料应选择级配较好的砾（角砾）类土、砂类土作路床填料，土质较差的细粒土可填于路堤底部。 用不同的填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均应采用同类填料。 填方路基的原地面，应视不同情况分别予以处理。 路堤填料，不得使用淤泥、沼泽土、泥岩、泥质砂岩、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐朽物质的土。 路基填料最小强度和填料最大粒径应符合下表规定。 表 6 路基 填料最小强度和最大粒径要 新港大道工程设计 第 20 页 (共 48 页 ) 项目分类 填方路基 挖方路堑路床 路槽底面以下深度（ cm） 0～30 30～80 8～150 150 0～30 30～80 填料最小强度（ CBR） % 8 5 4 3 8 5 填料最大粒径（ cm） 10 10 15 15 10 10 施工前应对用作填料的土测定其液限、塑限、塑性指数、最佳含水量等指标。 路基应在该种土的最佳压实含水量以内压实。 新港大道 路基设计 1．路基宽度 填方路段路基宽为 40m,挖方路段的路基宽为 40m。 详见纬四路路基设计图。 2．路基边坡 路基边坡填方路段采用 1： ，挖方路段采用 1：。 3．路基填料 本次设计中，大路地区 土质良好，一般不需要进行特殊的处理。 在需要处理处，选择稳定性好的砂土。 施工要点 新港大道 为土质路基，采用重型击实标准控制，压实度不低于下表规定。 填方路基原地面必须整平、清理、压实，其压实度不得低于 90%，当填土高度小于 80cm 时，其压实度应满足下表指标的要求。 表 7 压实度指标 填挖类型 路槽底以下深度范围（ cm） 压实度（ %） 新港大道路基路面设计 第 21 页 (共 48 页 ) 填方 0～ 80 ≧ 96 80～ 150 ≧ 94 ﹥ 150 ≧ 93 零填及挖方 0～ 80 96 路面设计 沥青路面是多层结构。 如何选择和安排各结构 层，使组合层的路基路面结构体系既能承受行车荷载和环境因素的作用，又能充分发挥各层次的最大效能，而且经济合理，这一问题是路面结构设计的重要组成部分，也是必须首先解决的问题。 路面结构层的组合设计，是按行车环境因素对不同层位的要求，结合各类结构层本身的性能，进行合理安排。 显然，不同的结构组合会产生不同的结果。 城市道路路面设计要求 ： ，承受行车荷载引起的垂直变形和水平变态、磨损和疲劳。 ，保证路面在各种气候、水文条件下保持稳定的强度。 ，以减少行车阻力和 颠簸，提高车速。 ，保持轮胎与路面间有足够的摩擦阻力，以充分发挥车辆的有效牵引力 ，保证行车安全。 ，避免采用松散材料铺筑而产生扬尘和噪音。 城市道路路面等级分类及 新港大道 路面确定 1．路面分类三类 （ 1）水泥混凝土路面 —— 刚性路面 （ 2）沥青路面 —— 柔性路面 新港大道工程设计 第 22 页 (共 48 页 ) （ 3）砂石路面：块料路面 —— 半刚性路面 ； 粒料路面 —— 柔性路面 2．路面等级 （ 1）高级路面，主要有： 1）水泥混凝土 —— 级配沙石，水泥为粘合剂； 2）沥青泥凝土 —— 级配沙石，沥青为粘合剂； 3）厂拌黑色碎石 —— 沥青用量少、无细粒料的沥青拌合碎石； 4）整齐块、条石 —— 料石。 （ 2）次高级路面，主要有： 1）沥青贯入式碎（砾）石 —— 现场浇灌沥青的碎（砾）石层； 2）路拌沥青级配碎石 —— 现场拌和的沥青碎石混凝土； 3）沥青表面处治 —— 现场浇灌的细粒碎石层； 4）预制混凝土块和半整齐块石。 （ 3）中级路面，主要有： 1）碎（砾）石 —— 泥结碎石、水结碎石、灰结碎石、级配碎石、碎石等路面层； 2）石灰土和石灰炉渣土； （ 4）低级路面，主要是粒料（碎砾石、碎砖等）加固土路面。 3．新港大道 路面确定 考虑的市区行车的舒适性、平稳性， 新港大道 的路面等级定为高级路面，面层定为细粒式沥青混凝土和中粒式沥青混凝土，基层分别采用两种方案（水泥碎石、沥青碎石）进行比选，底基层为水泥石灰砂砾土，垫层为天然砂砾。 交通量计算 新港大道路基路面设计 第 23 页 (共 48 页 ) 1 设计资料 ： (1)交通量年平均增长率按 r=%计 （ 2）预计 2020 年交通量如下表 8： 表 8 交通量组成 车型 前轴重/kN 后轴重/kN 后轴数 后轴轮组数 交通量/(辆 /日 ) 备注 解放CA50 1 双轮组 1350 单后轴货车 北京BJ130 1 双轮组 2400 单后轴货车 东风EQ140 1 双轮组 1100 单后轴货车 新港大道工程设计 第 24 页 (共 48 页 ) 黄河JN150 0 1 双轮组 500 单后轴货车 日野KB22 3 1 双轮组 400 单后轴客车 轴载分析 路面设计以双轴组单轴载 100KN 作为标准轴载 ⑴以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的 累计当量轴次。 a).轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式： 式中： N — 标准轴载当量轴次 (次 /d) — 被换算车辆的各级轴载作用次数 (次 /d) P— 标准轴载 (KN) — 被换算车辆的各级轴载 (KN) K— 被换算车辆的类型数 — 轴载系数， ， m 是轴数。 当轴间距大于 3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于 3m时，应考虑轴数系数。 ：轮组系数，单轮组为 ,双轮组为 1，四轮组为。 新港大道路基路面设计 第 25 页 (共 48 页 ) 轴载换算结果如表 9 所示 ： 表 9 轴载 换算结果 汽车型号 解放CA50 前轴 1 1350 后轴 1 1 1350 北京BJ130 前轴 后轴 1 1 2400 东风EQ140 前轴 后轴 1 1 1100 黄河JN150 前轴 1 500 后轴 0 1 500 日野KB22 前轴 1 1400 新港大道工程设计 第 26 页 (共 48 页 ) 后轴 0 1 1 1400 合计 3347 注：轴载小于 25KN 的轴载作用不计。 b).累计当量轴数计算 根据设计规范， Ⅰ 级 城市 沥青路面的设计年限为 20 年，四车道的车道系数 是~ 取 ， =%，累计当量轴次： =    % 120% Ne （次 /车道） 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 a).轴载换算 验算半刚性基底层底拉应力公式为 式中： 为轴数系数， 为轮组系数，单轮组为 ，双轮组为 1，四轮组为。 计算结果如表 10 所示： 表 10 轴载换算结果 汽车型号 解放CA50 后轴 1 1 1350 东 风 后轴 1 1 1100 新港大道路基路面设计 第 27 页 (共 48 页 ) EQ140 黄河JN150 后轴 3 1 500 日野KB22 前轴 1 1400 后轴 1 1 1400 2786 注：轴载小于 50KN 的轴载作用不计。    % 120% Ne (次 /车道 ) 路面结构计算 有上述计算得到设计年限内一个车道上的累积标准轴载约 1400 万次左右。 根据规范拟定二个路面结构方案并进行比选。 方案一，路面结构采用沥青混凝土18cm(其中， SMA16沥青玛蹄脂表面层 4cm， AC20Ⅰ中粒式混凝土中面层 6cm， AC25Ⅰ粗粒式混凝土底面层 8cm)基层采用 5%的水泥稳定碎石，厚度待定，垫层采用石灰稳定土 20cm。 方案二，路面结构采用沥青混凝土 10cm(其中， SMA16 沥青玛蹄脂表面层 4cm， AC20Ⅰ中粒式 混凝土中面层 6cm)沥青稳定碎石基层 20cm，底基层采用5%的水泥稳定碎石，厚度待定。 2，各层材料的抗压模量与劈裂强度确定 查表得各层材料的抗压模量与劈裂强度，抗压模量取 20℃的模量，各值均取规范中所给定范围的中值，因而得到 20℃抗压模量，见下表 11。 表 11 材料参数 新港大道工程设计 第 28 页 (共 48 页 ) 材料 抗压模量 劈裂强度 SMA16 1400 AC20 1200 AC25 1000 水泥稳定碎石 1500 石灰土 350 该路段处于Ⅳ 3 区，黏 性土路基处于中湿状态，取土基回弹模量为 30MPa。 故土基不必进行特殊处理 . （ 1） 设计弯沉值 ld ld=600Ne− 式中： ld — 设计弯沉值 Ne— 设计年限内的累计当量年标准轴载作用次数 Ac— 公路等级系数，一级公路取 As— 面层类型系数，沥青混凝土面层为 Ab— 基层类型系数，半刚性基层为 所以 ld=600Ne− AcAsAb =600 107 − =㎜ （ 2） 各层材料按容许层底拉应力σ R，按下列公式计算： σ R =σ s/ Ks 新港大道路基路面设计 第 29 页 (共 48 页 ) 式中： σ R— 路面结构材料的极限抗拉强度（ Mpa） σ s— 路面结构材料的容许拉应力，即该材料能承受设计年限 Ne 次加载的疲劳弯拉 应力（ Mpa） Ks— 抗拉强度结构系数 细粒式密集配沥青混凝土 Ks= （ 107） σ R =σ s/ Ks=中粒式沥青混凝土 Ks= （ 107） σ R =σ s/ Ks=粗粒式密级配沥青砼 Ks= （ 107） σ R =σ s/ Ks=(4)水泥稳定碎石 Ks= （ 107） σ R =σ s/ Ks=（ 5）水泥石灰砂砾 Ks= （ 107） σ R =σ s/ Ks=设计资料汇总 ： 设计弯沉值 ld=。 相关设计资料汇总如下表 12 新港大道工程设计 第 30 页 (共 48 页 ) 表 12 设计资料汇总 材料名称 H/(cm) 20℃模量（ Mpa） 容许拉应力（ Mpa） SMA16 4。