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1、桑桑植植S305省省道道油油路路大大中中修修工工程程施施工工综综合合设设计计（K113+000-K117+000）设设计计单单位位：张张家家界界市市公公路路管管理理局局设设计计日日期期：二二 00 七七年年三三月月十十二二日日目目录录工工程程总总设设计计1 .工工程程概概况况该油路大修工程属于桑植县公路局管养范围，为省道 S305 线，工程起止桩号 K113K117，总长4.0km。桥梁设计荷载：汽-20、挂-100。原路基宽 6.5 米，路面宽 6 米。路面结构类型为沥青表处路面本项目所在地区属亚热带山原型季风性湿润气候，四季分明， 夏季高温多雨，全年雨水充沛期为4-7 月。本工程项目地形属
2、于山岭重丘，沿溪沟而行，所经地带是连绵起伏的，地表高差较大， 其地质沿途多为风化页岩地段，路基处于干燥或重湿状态 。2工工程程设设计计2.1、道路设计标准、道路设计标准本工程按交通部颁发的公路工程技术标准 （JTJ00197）山岭重丘三级设计，其主要技术指标如下：公路等级：山岭重丘区三级公路计算行车速度：30 公里/小时路基宽度：7.5M 线型要素停车视距：30 米曲线半径：一般情况下尽量采用大于一般最小半径，以提高路面使用质量，当地形或其它特殊情况不得已时，才采用极限最小半径值。一般最小半径：65 米 极限最小半径：30 米不设缓和曲线和超高最小半径：350 米 设计荷载：汽20验算荷载：挂
3、100路面设计路面设计标准轴载：100KN 路面宽度：6.0M设计洪水频率： 1/502.2 交通量资料交通量资料根据根据 S305 近三年观测资料，每年月平均交通流量如下表：近三年观测资料，每年月平均交通流量如下表：附表附表 1(昼夜交通量)交通车型代表车型2004 年2005 年2006 年小拖拉机566277大拖拉机233545小客车143193212中客车SH130605986大客车CA50545265小货车BJ130143154187中货车BQ14092107139大货车NJ150576778拖挂车交通量增长率（%）20%注：轴载调查数据见附表 22.3 刚性路面刚性路面（水泥混凝土
4、路面）（水泥混凝土路面）设计设计本程为三级公路，其设计标准主要依根据公路水泥混凝土路面设计规范 （JTGD402002）为准，设计基准期为 8 年。刚性路面设计所有的公式、表格及图均参照公路水泥混凝土路面设计规范 （JTGD402002）规（以下简称规范） 。一、路面设计荷载计算一、路面设计荷载计算以 305 省道近三年观测得到年平均交通量，做为路面设计的依据，根据规范 3.04 进行轴载换算和作用次数计算，如下表：附表 2车型Pi(KN)iNi(次/日)i Ni (pi/100)16前轴25.5586 SH130 后轴55.12.22*103 Pi-0.43862.47前轴28.765 CA
5、50 后轴68.21650.14前轴35187 BJ130 后轴70.1511870.64前轴139 EQ140 后轴69.211390.38前轴491780.001 NJ150后轴101.6178100.55合计104.181上表计算得到本工程交通换算为标准轴载的作用次数为 Ns104.181。取交通量年增长率为 20%，由式（3.0.3）和规范表 A.2.2 取轮迹横向分布系数为 0.20，可计算得到设计基准期内标准轴载累计为次数 Ne 为：)(3442.02.01)0.2(1181.0411)1(8次rtrs ggNNe根据规范表 3.0.5 的交通分级本工程为重交通道路。根据规范表 3
6、.0.6 水泥混凝土的 28 天设计弯拉强度为5.0Mpa，且本工程所处的地现位置为我国自然区划的 IV 区，最大温度梯度可以取为 88/m。二、路面组合设计二、路面组合设计根据路基地干湿类型分别有三个方案第一方案：路基处于潮湿状态第二方案：路基处于干燥状态第三方案：路基处于中湿状态三、第一方案设计三、第一方案设计(1)、初拟路面结构由规范表 4.4.6 初估混凝土面板厚 25cm，板平面尺寸选为 3.75m，长 5.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的缩缝（假缝） 。（2） 、路面材料参数确定根据规范表 3.0.6，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为 5.0Mpa，相应弯拉弹性模量标准值
7、为 Ec31000Mpa。（3） 、基层顶面当量回弹模量及相对刚度半径计算 828.044.1144.11571.451.1122.651.1122.6389.0m)-N(133.5105055 2210505545 22105045.031050133.5123121 2.014001 2.07001 42.02.0 122.01400 1223.0700111 412122.02.014002.07002.0002322112 213 223 1122222 22 122 212 1 EEEEExDxhEhEhhhEhE xhhEhEh xxxbamhxMDMPaE基层顶面当量回弹模量为：
8、 MPabEahEEE xtX7 .16622389. 0571. 431310221050828. 0 0 普通混凝土面层的相对刚度半径为： mhrEEx797. 026. 0537. 0537. 0313102231000（4） 、荷载疲劳应力计算根据规范公式 B.1.3，标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力为MPahrps994. 026. 0797. 0077. 0077. 026 . 026 . 0因纵缝为设拉杆平缝，接缝传荷能力的应力折减系 k1=0.87。考虑设计基准期内荷载应为累计疲劳作用的疲劳应力系数 466. 21052. 7057. 04n eNkt根据公路等级，由表 B.
9、1.2，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳影响损坏影响的综合系数取 Kc=1.30。由规范公式 B.1.2，荷载疲劳应力为：。MPakkkpscfrpr77. 2994. 03 . 1466. 287. 0（5） 、温度疲劳应力计算根据本工程所在长沙地区在我国自然区划中为 IV 区，根据规范表 3.0.8，最大温度梯度取 88/m。板长5m，L/r=6.27，由图 B.2.2 可查得变通混凝土板厚度 h=0.26m,Bx=0.61。根据公式 B.2.2，最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力为：MPaBxhTE tmgcc49. 26 . 028826. 031000101 25根据自然区划查表 B
10、.2.3 得 a0.841，b=0.058,c=1.323，由公式 B.2.3 得温度疲劳应力系数公式 555. 0058. 0)(841. 0)(323. 1549. 249. 25bakc ff trtmtmr 由公式 B.2.1 得温度疲劳应力MPatmkttr382. 149. 2555. 0（6） 、设计基准期内荷载应力和温度应力的总应力计算本工程为调整公路安全等级为一级，相应的变异水平为低级，目标可靠度为 95%；根据规范表 3.0.3 确定本工程可靠度系数为 r1.20，由公式 3.0.3 MPafMPartrprr0 . 5985. 4382. 177. 220. 1（7） 、
11、结论根据上述计算普通混凝土面层厚度 0.26m 可以承受设计基准期内荷载应和和温度应力的综合疲劳作用。四、第二设计方案四、第二设计方案第二设计方案为路基干燥时的路面设计。初估混凝土面板厚 25cm，板平面尺寸选为宽 3.75 米，纵横为设拉杆平缝，横颖为设传力杆的缩缝（假缝） 。土基回弹模量为 42Mpa。同第一方案可以计算得到设计基准期内荷载应力和温度应力总应力为 4.933Mpa，符合要求。五、第三设计方案五、第三设计方案第三方案为中期中湿时的路面设计。初估混凝土面板厚 25cm，板平面尺寸选为宽 3.75m，长 5.0m，纵缝为设拉杆的平缝，横缝为设传力杆的缩缝（假缝） 。土基回弹模量为
12、 32Mpa。同第一方案可以计算得到设计基准期内荷 载应力和温度应力的总应力为 4.952Mpa，符合要求。路面结构示意图：水泥混凝土路面构造图填土填土24水泥混凝土路面 原沥青碎石路面六、接缝设计六、接缝设计（一）（一） 、接缝的构造与布置、接缝的构造与布置（1）胀缝的构造缝隙宽 20mm。如施工时气温较高，或胀缝间距较短，应采用低限；反之用高限。缝隙上部 34cm 深度内浇灌填料，下部则设置富有弹性的嵌缝板，由油浸成沥青浸制的软木板制成，在胀缝处板厚中央设置传力杆。传力杆长为50cm，直径 25mm 的光圆钢筋，每隔 40cm 设一根杆的半段固定在砼内，另半段涂以沥青，套上长约 10cm
13、的铁皮或塑料套筒，筒底与杆端之间留出宽约 34cm 的空隙，并用木屑与弹性材料填充，如下图所示：（2）缩缝的构造缩缝采用假缝形式，即只在板的上部设缝隙，缩缝隙宽 6mm，深度约为 6cm，缝隙内应浇灌填缝料，以防止地面水下渗，及石砂杂物进入缝内，在板厚中央处设置传力杆，传力杆长度为 30cm，直径 15mm，每隔 50cm 设一根，一般全部锚固在砼内，以使缩缝下部 面的传荷作用有所保证，当在服务费缝或缩缝上设置传力杆，传力杆与路面边缘的距离应较传力杆间距小些，缩缝的构造也下图所示：（3）施工缝的构造施工缝采用平头缝，平头缝上部设置深为 4cm，宽为 10cm 的沟槽，内浇灌填缝料。在板中央处设
14、置传力杆，传力杆长 40cm，直径 20mm，半段锚固在砼中，另半段涂以沥青或润滑油，如下图所示：（二）（二） 、纵缝的构造与布置、纵缝的构造与布置纵缝间距为 3.75m，做成假缝形式，做成平头式纵缝，缝壁应涂沥青，缝的上部留有宽 8mm 的缝隙，内浇灌填缝料，在板中央处设置拉杆，拉杆长 50cm，直径 20mm，间距 1.0m，其构造如下图：七、特殊部分砼路面的设计七、特殊部分砼路面的设计（一）（一） 、边板的补强、边板的补强混凝土面板边缘部分的补强，选用 2 根直径为 12mm 螺纹钢筋，布置在板的下部，距板底 6cm，间距为 10cm，钢筋两端向上弯起，如下图所示，钢筋保护层不小于 5c
15、m。（二） 、角隅补强角隅部分选用 2 根直径为 14mm 的螺纹钢筋，布置在板的上部，距板顶为 8cm，距板边为 10cm。如下图所示：（三） 、混凝土路面与沥青路面相接在沥青路面面层下埋设混凝土板，其长度为 3m；与混凝土路面相接的一端的厚度与混凝土面板相同，另一端为20cm，埋设的砼板与砼面板相接处的拉杆应采用螺纹钢筋，直径为 25mm，长 70cm，间距 40cm.。如图所示结构：混凝土路面与沥青路面相接的处理示意图八、水泥路面施工注意事项八、水泥路面施工注意事项（一）（一） 、边模的安装、边模的安装在摊铺前应先安装两侧的模板，侧模按预先标定的公交车安放在基层上，两侧用铁针打入基层以固定位置。模板顶面用水准仪检查其标高，不符合时予取予以调整。模板的平面位置和高程控制都很重要，稍有歪斜和不平，都会反映到面层，使其夯实线不齐，厚度不准和表面波浪形。因此施时必须经常校验，严格控制。模板内侧应涂刷肥皂液、废机油或其它润滑剂，以便利拆模。（二）（二） 、传力杆设置、传力杆设置当两侧模板安装好后，在需要设置传力杆的胀缝和缩缝位置上设置传力杆，砼板连续浇筑时设置胀缝传力杆的做法：是在嵌缝板上留圆孔以便传力杆穿过，嵌缝板上面设木制或铁制压缝板条，其旁再放一块胀缝模板，按传力杆位置和间距，在胀缝模板下面控成倒 U 型槽，传力杆由此通过
