雙向四車道高速公路路基路面工程設計課程設計-資料下載頁

【導讀】和路面設計兩部分.，土質為粉性土，平均地下水位，平均凍深米。合比進行了設計.行設計，既有足夠的強度和穩定性，又要經濟合理。施，并結合路面排水，綜合排水設計，形成完整的排水系統。侵占耕地，防止水土流失和瘀塞河道。和《路基路面工程》教材進行設計。半填半挖三種形式，以及公路曲線的超高、加寬時的路基橫斷面。本設計主要才用一般路堤形式，按照標準橫斷面形式進行設計。平原凍融交替副區，屬于東部溫潤季凍區。濕類型為干燥,則由表可得路基最小高度H>。

　　

【正文】 路面，可以承受設計基準期內荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用 。 第 43 頁 共 54 頁 接縫設計 混凝土路面板由于溫度或濕度 變化 、 硬化時的收縮等原因，會出現脹縮合翹曲。設置接縫，可減小混凝土板因變形受到約束而產生的內應力，并滿足施工的需要。 縱向接縫 縱縫設在劃分車道線的位置，由于一次鋪筑寬度小于路面寬度，設置縱向施工縫。縱縫與路線中縫平行。縱向施工縫采用平縫 加拉桿 形式，上部鋸切槽口，深度為 30mm，寬度為 5mm，槽內灌塞填縫料，構造如圖 所示。 圖 縱向施工縫構造 圖 拉桿采用螺紋鋼筋，設在板 厚 中央，并對拉桿中部 100mm范圍內進行防銹處理。拉桿的直徑、長度和間距，參照表 選用。施工布設時，拉桿間距按橫向接縫的實際位置予以調整。 表 拉桿直徑、長度和間距（ mm） 面層厚度 到自由邊或未設拉桿縱縫的距離（ m） 第 44 頁 共 54 頁 （ mm） 200~250 14 700 900 14 700 800 14 700 700 14 700 600 14 700 500 14 700 400 260~300 16 800 900 16 800 800 16 800 700 16 800 600 16 800 500 16 800 400 由于設計混凝土面層厚度為 280mm，一車道寬度即到自由邊距離為 。 選用直徑 Φ 16 螺紋鋼筋，長度 800mm，間距 700mm。 橫向接縫 橫縫垂直于縱縫，有縮縫、脹縫和施工縫三種。由于設置脹縫不僅給施工帶來不便，而且也容易出現碎裂、唧泥和錯臺等病害。因此本設計主要采用縮縫和施工縫兩種接縫形式。 每日施工結束或因臨時原因中斷施工 時，設置橫向施工縫，其位置選在縮縫處。采用傳力桿的平縫形式，其構造如圖 所示。 第 45 頁 共 54 頁 圖 橫向施工縫構造 圖 橫向縮縫等間距布置，采用假縫形式。由于特重交通，采用設傳力桿假縫形式。橫向縮縫頂部鋸切槽口，深度為面層厚度的 1/4，寬度為 5mm，槽內填塞填縫料。高速公路的橫向縮縫槽口增設深 20mm、寬 6~10mm 的淺槽口，其構造如圖 所示。 圖 橫向縮縫構造圖 傳力桿采用 光面鋼筋。其尺寸和間距可按表 選用。最外側傳力桿距縱向接縫或自由邊的距離為 200mm。 表 傳力桿尺寸和間距（ mm） 面層厚度（ mm） 傳力桿直徑 傳力桿最小長度 傳力桿最大間距 220 28 400 300 240 30 400 300 260 32 450 300 280 35 450 300 300 38 500 300 水泥混凝土面層厚度 280mm。則采用傳力桿直徑 Φ 35 光面第 46 頁 共 54 頁 鋼筋，長度 500mm，間距 200mm。 水混凝土面層 混合料 設計 基本要求 水泥混凝土混合料根據公路交 通量及公路的使用任務、性質，并結合氣候、水文、土質、材料、實踐經驗以及施工和養護條件等，通過技術經濟比較。獲得符合使用要求與環境條件相適應的路面。 混凝土混合料由水泥、粗集料、細集料、水與外加劑等原材料組成。 各種材料的基本技術要求應滿足相應的技術規范。基本性能包括抗折強度、抗折疲勞強度、抗壓強度、變形性能和耐久性等性能也應滿足要求。 配合比設計 設配置 級普通水泥礫石混凝土 （ 1）配置抗折強度 設配置滑模攤鋪的水泥混凝土，高速公路水泥混凝土路面設計抗折強度 5MPa，強度施工保證系數 K=。則配置 抗折強度由下式確定： csR K R?? 則有， ? ?1 . 1 5 5 5 . 7 5csR K R M P a? ? ? ? ? （ 2）計算水灰比 W/C 第 47 頁 共 54 頁 實測 28d 抗折強度平均值取 。 參照下列兩個經驗公式計算： ? ?/ 1 .5 4 9 2 0 .4 5 6 5 / 1 .2 6 1 8cjC W R R? ? ? ? ?/ 1 .0 4 / 1 .3 8cjW C R R?? 帶入數據則有， W/C= 或 W/C= 上述兩個公式計算的水灰比，一個偏小，一個偏大，取兩個公式的計算結果的平均值 W/C= 較合適。 （ 3）計算單位用水量 W0 取細度模數為 ，參考表 得 Sp=32%； 表 砂的細度模數與最優砂率關系 砂細度模數 ~ ~ ~ ~ ~ 砂率 （ %） 碎石 30~34 32~36 34~38 36~40 38~42 礫石 28~32 30~34 32~36 34~38 36~40 塌落度 h=5cm， 由下列經驗公式可計算： ? ?0 8 6 . 8 9 3 . 7 0 1 1 . 2 4 / 1 . 0 0 pW h C W S? ? ? ? 代入數據得， Sp=160kg/m3 用水量過大，需使用減水劑。 （ 4）外加劑用量 使用外加劑，應采用引氣緩凝減水劑用量 ‰ ，最優減水率 7% 。 減 水 量 計 算 如 下 ： 7% =，=，符合礫石混凝土最大控制單位用水量 155kg/m3的要求。外加劑用量 Y0=359 = kg/m3。 第 48 頁 共 54 頁 （ 5）計算單位水泥用量 C0 C0=W0（ C/W） = = kg/m3 考慮到施工的波動，增加水泥用量 Δ C= 。取 C0=340 kg/m3，水灰比為 。對比耐久性的要求，高速公路水泥混凝土路面的水灰比不大于 ，基本符合要求，單位用水量不小于 300 kg/m3，滿足耐久性要求。 （ 6）計算砂石材料用量 使用假定密度法計算，假定礫石混凝土密度 2450 kg/m3。由細度模數 FM= 查表 ，的砂率 Sp=32%。由下式可計算： ? ?0 0 0 00 0 01 0 0 / CPC W S GS S G S?? ? ? ??? ??? ? ?000 0 02 4 5 0 1 5 1 3 4 00 .3 2SGS S G? ? ? ??? ??? ? ?0 0 01 0 .3 2 / 0 .3 2 2 .1 2 5G S S? ? ?代入上式得， 3030627 /1332 /S kg mG kg m? ?? ?? （ 8）計算結果 匯總上述計算結果如表 所示。 表 施工配合比 材料名稱 水 水泥 砂 礫石 外加劑 （ kg/m3） 151 340 627 1332 比例 1 ‰ 第 49 頁 共 54 頁 路面用鋼筋量計算 由 接縫設計可歸納得路面用拉桿及傳力桿所用鋼筋的直徑、長度和間距等參數，匯總得表 所示。 表 路面用鋼筋參數（ mm） 接縫 縱縫 橫縫 直徑 Φ 16 35 長度 L 800 500 間距 S 700 200 路面混凝土板長度為 4m，寬度依據行車道寬度及硬路肩寬度分別為 。路線起止樁號為 K280+030~K400+235 。則路線長度為 120205m 。 依據路線長度和混凝土面板的平面尺寸，計算可得縱縫和橫縫所分別消耗的鋼筋數量。 縱向： N1=6 (120205/)=1030329 橫向： N2=(120205/4) ( 2+ 2)/=4357431 查閱相關資料可得鋼筋單位質量如表 所示。 表 鋼筋單位質量表 第 50 頁 共 54 頁 接縫 縱縫 橫縫 種類 螺紋鋼筋 光圓鋼筋 直徑 (mm) 16 35 單根面積 (cm2) 單位質量 (kg/m) 則可計算得到所用鋼筋的質量： 縱縫： G1=1030329 =1300687kg= 橫縫： G2=4357431 =16475448kg= 則，總量 G=+=17776t 水泥混凝土 路面 機械攤鋪 施工 本設計水泥混 凝土路面施工采用滑模施工技術。主要參考《公路水泥混凝土路面滑模施工技術規范》。 本設計 采用螺旋布料器布料、多根振動棒振動密實、振搗器上下振搗壓入粗骨料、成型模板擠壓成型和抹光等工序，確保水泥混凝土路面密度，特別是路面的平整度有了明顯的提高，能滿足高 速公路的 高標準質量要求。 施工要求 ： （ 1）施工前的準備： 第 51 頁 共 54 頁 根據質量要求驗收基層標高與平整度，避免因基層的標高或平整度的不良而影響水泥混凝土面層。在合格的基層頂面用經緯儀和水準儀測量出道路中心線和標高，然后，放出攤鋪機一側的基準線，放線時每 5m（彎道段）或 10m（ 直線段）測設一個點，確保標高準確，線形平順。攤鋪機履帶行走部位的地基，應稍整平并有能承載履帶接地壓力的承載力。 （ 2） 混凝土制備 拌制符合質量標準且質量穩定的拌和料，其坍落度宜為30～ 50mm，砂率直為 40％。加強攪拌站材料的計劃性，原材料必須有足夠的貯存量，滿足每天的攤鋪量。在滿足攤鋪量的同時，必須按運輸到現場的時間和車輛噸位大小等情況，配備運輸車輛，確保攤鋪機持續均勻地進行攤鋪。 （ 3） 全自動鋪筑 攤鋪機定位后，安裝自動找平傳感 裝置并檢查其完好性及操作靈活性， 它將直接影響到鋪筑路面的質量。 全自動 攤鋪的工藝為： 根據施工情況，調整攤鋪速度以及 振動棒位置與振動頻率。 螺旋布料器均勻布料 虛方控制板控制砼進入成型模板的數量 振搗棒將砼加以振動密實 振搗器將表面上的粗料壓入砼之中 成型模板使路面板擠壓成型 浮動模板對擠 壓成型出來的砼表面進行修整 抹光板對路表面進行搓柔抹光 第 52 頁 共 54 頁 （ 5） 整修 攤鋪機自動鋪筑路面成型后，為了使路面兩側的邊角達到要求的平整度，可備有 3m 輕型直尺進行整修。每天攤鋪機在開始和結束鋪筑時，兩端都采用人工立模板和鋪筑。兩端平整度必須與機械攤鋪整個面層保持一致，上述兩端處的人工修邊必須認真精修。 （ 6） 拉毛、初期養生 拉毛質量直接影響路面抗滑性能，拉毛可以采用麻袋布拉毛，壓紋機壓紋或切割成紋。要求紋理均勻、順直、深度適宜。當混凝土成型后應適時用潮濕的麻袋布或草包覆蓋養生，防止表面干縮裂 縫，并在 7天內保持濕治養生。也可采用噴灑化學養護劑養護。 （ 7） 切縫 掌握好切縫時機是防止施工初期斷板的重要措施，應 “ 寧早不晚 ” 和 “ 切縫不淺 ” ，以切縫時刀片不帶起碎石為最早切縫時機，切縫深度應為 1/3~1/4 的板厚（具體根據設計要求）。 （ 8） 灌封縫 當養生結束后即可開始灌封縫，灌封縫前必須清除縫內雜物，保持縫壁干燥，然后選用合適的灌縫料進行灌封縫。 第 53 頁 共 54 頁 參考 文獻 1 中華人民共和國行業標準 .公路水泥混凝土路面設計規范(JTG D40— 2020). 北京：人民交通出版社， 2020 2 中華人民共和國行業標準 .公路路基設計規范 (JTG D30— 2020) . 北京：人民交通出版社， 2020 3 中華人民共和國行業標準 .公路工程技術標準 (JTJ B01— 2020) . 北京：人民交通出版社， 2020 4 中華人民共和國交通部標準 .公路自然區劃標準 . 北京：人民交通出版社， 2020 5 中華人民共和國國家標準 .公路工程技術標準 (JTJ 第 54 頁 共 54 頁 B01— 2020) .北京：中國計劃出版社， 2020 6 中 華 人 民 共 和 國 國 家 標 準 . 土 的 工 程 分 類 標準(GBT_501452020). 北京：中國計 劃出版社， 2020 7 黃曉明主編 .水泥路面設計 . 北京：人民交通出版社， 2020 8 王秉綱，鄭木蓮編著 .水泥混凝土路面設計與施工 . 北京：人民交通出版社， 2020 9 陸鼎中，程家駒編著 .路基路面工程 .上海：同濟大學出版社，2020