三级公路改建设计_毕业设计(编辑修改稿)

三级公路改建设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

.................. 39 *******大学毕业设计 1 第 1 章 绪 论 设计的意义 随着国民经济的快速发展，交通量的迅猛增长 ，超重、超载车辆的不断出现，现有旧路难以满足交通运输发展的需要，出现许多严重损坏的路段。 但 我国的路网基本已经形成，考虑到经济和占地等因素，新建公路的数量受到限制。 对 现有旧路的 大修升级改建已经成为 当前乃至今后较长时期内公路网建设的重点。 公路改建是道 路方向的重要学习内容。 特别是我国基本路网已经形成，且很多公路已经接近设计年限，大量公路都存在不同程度的病害。 公路维修、改扩建成为公路建设的重点。 公 路改建的方法是公路工程学科的重要技能。 ****大部分路段路面 已经出现 龟裂、网裂、坑槽、沉陷等 病害 ，路面承载能力已经严重下降。 ****已经不能适应交通荷载的发展，这次改建设计是要解决 ****的路面病害问题、提高路段适应能力。 国内外研究现状 国外工业发达国家都面临着大规模 的重建工作，各国政府都花大力气研究和改善道路的使用性能和特性，并取得重大成果。 国外发达国家建立了完善的路面状况和使用工况数据库，为道路改建提供数据支持。 使用先进的检测设备对路面状况进行检测，为路面状况参数提供了科学保证。 国外特别正式对道路资源的再生利用，就地再生工艺在大多数国家得到应用，显著提高社会效益和经济效益。 国外研制了对应道路改建的成套专用施工设备，适应道路改建的施工需要，提高工作效率。 由于社会交通量的快速增长，很多地区公路的实际运量已经远远超过其设计交通能力 而 造成严重交通阻塞，急需进行扩建。 而由于 车型结构和轴载结构发生变化，使得大部分道路已经不堪重负，出现不同程度的道路病害。 我国二级以下的公路占相当大的比例，改扩建是提高道路等级，改变行车条件的主要手段，尤其早期修建的沥青类路面道路，改建比新建 有更高的经济价值。 我国的道路养护和改建已经有了明显提高。 一系列新材料、新技术和新工艺，如沥青路面冷、热再生技术等，投入到道路改扩建工程中，极大的提高了作业效率、确保了施工质量。 但距离发达国家还是有差距的，我国原有道路的修建方式多种多样，其标准也不尽相同，因此对原有道路的勘测在标准和规范上是否应有差异需要研究。 目 前，我国路面再生技术还不成熟，而且我*******大学毕业设计 2 国沥青面层结构与国外不同，所以在引进其技术和设备的基础上还要进行研究。 设计 解决的问题 本次改建主要是为了解决 ****大部分路段路面龟裂、网裂、坑槽、沉陷等 病害，改善行车体验， 提高 道路交通安全和行车舒适性 ，使路段适应未来几年内的交通发展。 主要有以下步骤： 首先是 路面状况调查 ， 主要包括： 公路 等级及横断面情况、现有路面破损情况调查分析、现况路面结构分析、现况路面弯沉值调查及分析等。 据调查，现有 公 路等级为三级， 路面病害严重主要为网裂、坑槽、下沉、纵、横缝等，所以很有 必要进行大修。 现况路面结构主要分为两类，设计路面结构时应分别考虑。 从路面实测弯沉分析， 应该进行补强设计。 其次是 交通量 (荷载 )分析和预测 ， 主要是分析现状交通量和车辆荷载并预测设计年限内的发展，确定改建道路等级和为路面结构设计提供必要参数。 然后进行 方案设计 ， 包括： 平面设计、纵断面设计、横断面设计、路面结构设计等。 在原路基础上保持基本横、纵线形 不变 ，主要进行路面结构设计，提高 承载力以满足交通发展的要求。 路面结构设计根据不同的基层分别进行设计。 最后 编写路面设计计算书。 预期成果 通过对旧路的改建设 计， 使现有 道路病害 得到解决 ， 提高 了 路面承载力， 同时能够 适应交通发展，改善 了 行车条 件。 *******大学毕业设计 3 第 2 章 道路现状调查 现状路面结构分析 本路段 为三级公路，路基宽 ，路面 宽 ，两侧路肩各宽。 公路行车荷载是不断发展的，早期的路面结构不一定能适应现在的行车荷载， 为了能更具体了解路面结构，为路面强度的分析及设计提供依据， 使路面结构适应行车荷载发展， 现 对路面结构进行探坑调查， 调查结果 见表 21。 表 21 对现有路面结构进行 勘探 调查 表 勘探点号 勘探点里 程 路面结构层厚度 总厚度 1 K0+100 7cm 沥青砼 20cm 级配砂砾 27cm 2 K0+300 5cm 沥青砼 25cm 级配砂砾 30cm 3 K0+550 5cm 沥青砼 25cm 级配砂砾 30cm 4 K0+700 5cm 沥青砼 22cm 级配砂砾 27cm 5 K0+900 沥青砼 23cm 级配砂砾 6 K1+100 沥青砼 33cm 级配砂砾 7 K1+380 9cm 沥青砼 20cm 级配砂砾 29cm 8 K1+430 5cm 沥青砼 25cm 无机料基层 30cm 9 K1+440 10cm 沥青砼 15cm 无机料基层 25cm 10 K1+500 4cm 沥青砼 15cm 无机料基层 10cm 级配砂砾 29cm 11 K2+100 沥青砼 8cm 无机料基层 22cm 级配砂砾 从调查结果中可以看出 路面结构 分为三 类： (1)K0+000～ K1+380 段为 砂石料基层 ， 沙石料基层属于柔性基层且强度较低，适用于二级及以下公路的基层。 *******大学毕业设计 4 (2)K1+430～ K1+440 路段为 无机料基层 ，无机粒料基层属于半刚性基层，承载力较高，但厚度较薄。 (3)K1+440～ K2+211 段为 砂石料底基层 及 无机料基层 ， 柔性底基层有利于半刚性基层荷载向路基扩散。 从调查结果看出 该路段大部分路面基层属于柔性基层，承载力较低， 半刚性基层路段 由于 基层较薄承载力也不足 ， 路面在车辆荷载作用下极易出现裂缝且 随雨水进入基层进而 会形成网裂等严重病害。 从现场状况看 该路段 网裂，坑槽等病害严重， 路面基层结构已遭到破坏， 如不进行修复， 路面病害会不断扩大。 从路面结构看， 大部分路段 承载力不足，且 已经遭到严重破坏。 如不进行大修会使路面病害继续发展，因此 应该进行补强设计 ，提高道路承载力。 现有路面破 损调查及分析 ****主要路面病害为 龟裂、网裂、坑槽、沉陷 等， 网裂的主要原因是路面强度不足，沥青面层老化。 坑槽主要是因为路面网裂未能及时处理造成基层破坏，基层强度不足也会形成坑槽。 可见 该路 路面破坏主要是 因为 道路修建年限较长 由于行车荷载反复作用 、路面老化、及荷载发展路面结构承载力不足等原因。 路面结构已不能适应交通荷载的发展 ，必须进行重新设计。 为了更好的对现有路面进行分析确定路面破坏的原因， 有针对性的进行路面结构设计， 现对 对路面破损进行现场调查， 调查 结果见表 22。 根据《公路工程沥青路面养护技术规范》 ()中的规定，路面破损系数 DR 按式 (21)计算。 (21) 式中 ， DR —— 表示路面综合破损率，以百分数计； D —— 表示调查路段的折合破损面积 (m2)， ijij KDD •= ； A —— 表示调查路段的总面积 (m2)； ijD —— 第 i 类损坏，第 j 类严重程度的实际破损面积 (m2)； ijK —— 第 i 类损坏，第 j 严重程度的换算系数。 路面状况系数按式 (23)进行计算。 (23) 根据 PCI 值 对路面结构破损状况进行评价， 路面评级标准见 表 23。 100•100 /AKD=D R = D / A ijij∑ ∑4 1 0= DRP C I *******大学毕业设计 5 表 22 ****路面 破损情况 调查 表 (K0+000～ K2+110段 ) 序号 起点 桩号 终点 桩号 沉陷 (m2) 网裂 \龟裂 (m2) 纵裂 (m2) 横裂 (m2) 坑槽、补丁 (m2) 松散 (m2) 严重程度及系数 轻 重 1 轻 中 重 1 轻 重 轻 重 轻 重 1 轻 重 1 K0+000～ K0+100 70 66 70 112 2 K0+100～ K0+200 56 67 30 42 58 92 3 K0+200～ K0+300 110 30 9 40 155 4 K0+300～ K0+400 110 35 260 25 165 5 K0+400～ K0+500 8 60 20 83 115 6 K0+500～ K0+600 80 35 16 9 20 140 7 K0+600～ K0+700 11 5 320 6 9 2 70 45 8 K0+700～ K0+800 21 32 220 9 2 13 155 9 K0+800～ K0+900 9 86 75 26 20 10 K0+900～ K1+000 10 60 280 30 35 145 11 K1+000～ K1+100 6 20 220 60 1 60 25 110 12 K1+100～ K1+200 400 400 10 6 13 K1+200～ K1+300 65 6 70 200 1 40 150 14 K1+300～ K1+400 15 85 60 77 100 15 K1+400～ K1+500 40 40 110 25 45 60 80 16 K1+500～ K1+600 30 60 20 5 60 160 60 17 K1+600～ K1+700 10 150 10 70 50 80 18 K1+700～ K1+800 93 30 127 36 97 15 75 19 K1+800～ K1+900 200 7 73 10 145 42 20 K1+900～ K2+000 40 20 37 53 64 21 K2+000～ K2+110 350 45 120 74 56 68 95 表 23 路面损坏状况评价标准 评价等级 评价指标 优 良 中 次 差 路面状况指数PCI ≥85 ≥70～ 85 ≥55～ 70 ≥40～ 55 40 跟据计算出的 PCI 值对照表 23 现 有路面的破损 情况 分析结果 见 表 24。 路面结构病害 若 不及时处理， 很容易造成病害加剧并引起其他病害。 裂缝在 雨后极易 使雨水进入基层从而造成网裂等严重病害。 网 裂路面由于车辆荷载 作用 及裂缝处雨水渗入 若不处理 会 造成路面 病害 加重成基层 机构破坏，形成坑槽。 从评价结果可以看出路面状况评价等级全部为差和次，路面损坏严重度较高 ，路面结构已遭到严重破坏。 根据《公路沥青路面养护技术规范》 ()路面损坏状况评价标准损坏等级为差和次时必须进行补强。 因此，该路段必须进行补强设计。 由 现 场调查可知，****路面结构已大面积的龟裂、网裂，不及时修复，会不断出现扩大的坑槽 ，局部挖补不能彻底根除病害，养护成本加大，对行车安全也带来隐患，因此必须进行补强设*******大学毕业设计 6 计。 表 24 ****路面 破损情况 分析结果 序号 起点 桩号 道路总面积 (m2) 综 合 破损率 % PCI 值 路面状况 评价等级 1 K0+000 700 差 2 K0+100 700 次 3 K0+200 700 次 4 K0+300 700 差 5 K0+400 700 次 6 K0+500 700 次 7 K0+600 700 差 8 K0+700 700 差 9 K0+800 700 次 10 K0+900 700 差 11 K1+000 700 差 12 K1+100 700 差 13 K1+200 700 差 14 K1+300 700 差 15 K1+400 700 差 16 K1+500 700 次 17 K1+600 700 次 18 K1+700 700 差 19 K1+800 700 次 20 K1+900 700 次 21 K2+000 770 差 路面弯沉调查及分析 结构承载力与损坏存在内在联系，弯沉 可以反映路面结构的承载力。 如果弯沉值过大，其变形也就越大，路面各层也就容易破裂。 当弯沉过大时路面损坏加剧，达到临界程度时路面损坏达到严重程度，必须采取改建措施提高路面承载力。 为了根据路面状况进行改建设计对路面进行弯沉实测 及分析。 实测弯沉见 附表1， 由实测弯沉数据，根据公式 (23)， 计算出原来路面计算弯沉值 0l 和当量回弹模量E0。 路面代表弯沉值计算公式为： (23) 式中 ， 0l —— 实测弯沉。